水質檢指標體系與排量優化范文

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基尼系數的工具性屬性決定了其分布均勻度的量化評價功能。因此，基尼系數除了用于經濟學社會財富分配平等狀況評價外，還可以運用在其他學科有關分布均勻度評價的各個方面。目前，在資源、生態和環境領域的研究探索中，水環境基尼系數是指定量分析區域內水資源的分配差異程度，其為生態補償機制研究提供了一個全新的理論視角。

流域生態資源的公平利用一直都是解決環境問題的一個重要原則，但目前還沒有找到一種很好的方法來解決，這已成為制約流域生態環境保護發展的一個瓶頸。而基尼系數法在經濟領域的使用能夠很好地體現出分配的公平性，為此我國一些學者進行了研究探索。例如，孟祥明(2007)針對天津市水環境問題，利用基尼系數法分析了天津市水污染物總量分配問題［1］;邱俊勇(2010)利用基尼系數法對黃河流域水污染物總量分配進行了測算［2］;陳丁江(2010)利用水環境基尼系數法對曹娥江水系的水環境容量分配進行了分析研究［3］。由于目前我國主要實行的是流域各行政單位分別監管治理和利用轄區內資源環境的政策。因此，水資源的合理分配對于整個流域的可持續發展起到了至關重要的作用。在市場經濟下，水資源的公平分配和生態功能的恢復是實行流域生態補償的重要原則。流域各行政單位之間的資源使用是實行流域生態補償機制的核心問題之一。

本文在借鑒相關研究成果的基礎上，將基尼系數的一系列應用引入到了生態補償領域，應用基尼系數這一概念，建立一個基于流域生態資源公平使用的生態補償標準分配模型，計算出一個更加兼顧公平、效率的生態補償標準。

本文采用了基尼系數法的“多目標公平分配”的方法，基本思想是:在全面了解流域內各行政區域間的自然屬性和社會屬性差異，并承認存在差異的前提下，運用該方法計算得出一個公平、合理的生態補償標準，以使分配方案更加有效［4］。該方法主要是在現有研究的基礎上，首先通過綜合考慮各行政區域的經濟、自然等因素，篩選出一些具有充分代表性的指標，建立各指標的基尼系數;然后，以基尼系數和最小為目標函數，通過設計合理的計算規則和約束條件，構建多約束條件的規劃求解方程;并利用相關軟件，計算得出最優基尼系數和各行政單位COD排放量的合理分配方案，進而計算出流域生態補償標準，實現對流域資源使用的公平與效率。

本文的主要指標選取是基于公平性、效率性以及水環境承載力原則，分別選取了人口、GDP、水環境容量、COD四個指標作為區域水環境基尼系數的計算指標(見表1)。

本方法首先計算各區域人口、GDP、水環境容量的累積百分比和水污染物實際排放量(COD)的累積百分比，采用梯形面積法計算出基于人口、GDP、水環境容量的基尼系數。

本文中的水環境容量是基于COD流域最大排放量的基礎上計算出來的;流域生態補償標準是基于各市行政單位，選擇了遼河流域①完整經過的8個市行政單位具體的基礎數據(見表2)。

根據表2中的基本數據，采用上述基于水環境容量的基尼系數計算方法，得出計算結果如表3所示。

通過表3可以得出阜新、鐵嶺、盤錦、撫順、朝陽、丹東地區的水環境容量比例均小于其COD排放比例。因此，在分配的理想情況下，從水環境容量的視角分析，考慮以上這些地區應給予一定程度的生態經濟補償。根據水環境容量計算得出的基尼系數為0．21＜0．3，基于水環境容量的COD分配比較平均。

同樣地，根據表2中的基本數據，而采用基于GDP貢獻度的基尼系數計算方法，得出的計算結果如表4所示。

通過表4可以看出沈陽、鞍山、營口、盤錦、遼陽的GDP貢獻度比例大于其COD排放比例。在分配的理想情況下，從GDP貢獻度的視角分析，沈陽、鞍山應給予一定程度的生態經濟補償。根據GDP貢獻度計算得出的基尼系數值為0．3039＞0．3，基于GDP貢獻度的COD排放量相對合理。

同樣地，根據表2中的基本數據，采用基于人口的基尼系數計算方法，得出的計算結果如表5所示。

通過表5可以看出沈陽、錦州、鐵嶺、營口、阜新、盤錦的人口比例大于其COD排放比例。在分配的理想情況下，從人口數量的視角分析，以上這些地區應給予一定程度的生態經濟補償。根據人口比例計算得出的基尼系數值為0．2008＜0．3，基于人口比例的COD分配比較平均。

為了得到更加公平的生態補償分配方案，保證對遼河流域水資源的合理使用，將所求各個指標的基尼系數之和最小化作為目標函數，并設定最優化方程中的各約束條件，則分析結果如下:①按照國家環保總局的統一規劃確定遼寧省“十二五”期間的總量消減目標為10%，即確定了總量削減約束條件中的參數q=10;②在進行實際排放量分配的過程中，每個城市都應該有一個削減比例的上下限，這是因為如果一個城市的削減比例過大，不但會導致該城市無法完成設定的目標，而且也會因為削減比例過大而嚴重影響了該地區的經濟發展，從而失去了建立流域生態補償機制的實際意義;若削減比例過小，則會帶來削減總量目標無法完成的問題①。

③在將各參數以及初始基礎數據輸入最優化方程計算軟件LINGO9．0軟件后，進行結果計算，從而確定各城市行政區域的COD最優排放比例，進而可以得出最終的遼河流域生態補償的具體測算指標金額。

本文將所需的參數和各項基礎數據值代入LINGO(9．0)軟件中，計算結果見表6。通過表6可以看出，經過優化后的基尼系數均比當前的基尼系數值小，也就是說優化后的分配方案更加趨于公平、合理。基于GDP貢獻度的基尼系數值經過優化后，上升為比較公平區間。

經過對基尼系數的優化，最終確定了遼河流域各行政單位的COD分配方案如表7所示。從表7可以看出，沈陽、撫順、本溪、鐵嶺四個城市的排污量超過了合理分配情況下的排污量，應對其他四個城市(鞍山、營口、遼陽、盤錦)進行一定的經濟補償。

對表7的分配方案進行分析，可以發現:基于水環境基尼系數法的污染物排污權的總量分配方案打破了傳統的總量分配方法，克服了一些不公平因素，能夠綜合考慮遼河流域各地級市的客觀條件，切合各地級市的實際情況來最終確定污染物的分配方案。同時，分配過程中的指標選取具有代表性，易于統一化和定量化，分配過程程序化，易于操作。

在遼河流域生態補償標準確定之前，首先要確定單位COD排放權的價格。由于COD屬于污染物，污染物很難通過市場交易，所以COD的價格就無法通過市場價格來直接確定，但是可以通過間接的方法估算出單位COD排放權的價格。COD排放權價格確定可以選取的間接測算指標有很多，例如單位COD排放所產生的工業總產值、單位COD的處理成本，或者是單位COD的GDP產出值等［5－7］。

由于污染物排放中的COD主要是由工業企業在生產過程中產生出來的，所以工業企業排放的COD量越多，其創造的工業總產值就會越高，在與其他方法進行綜合比較后，同時結合數據的可得性，確定采用單位COD創造的工業總產值作為COD排放權的一個基本價格。

本文沒有采用單位COD的GDP作為COD排放權的價格指標，主要是因為GDP的產出值，不僅包括工業產出，同時還包括第一產業和第三產業等。如果采用該指標，會對最終計算結果的準確性產生較大的影響。因為本文主要是針對單位COD排放權來確定最終的生態補償標準，單位COD所創造的產值遠遠大于單位COD的治理成本［8］。若采用單位COD的治理成本，就會在很大程度上損害了流域生態環境保護方的利益，所以單位COD的治理成本也不符合要求。

由于各地區的工業發展水平存在比較大的差距，為了保證實證結果的準確性和平穩性，本文通過對表8所示的遼河流域生態補償測算標準的比較分析，選擇了遼河流域各地級市的工業產值的最小值，即6582．4元/T。

總之，流域水資源生態涉及到一個區域人類社會與生態環境的和諧相處、區域間協調發展、生態環境保護與經濟協調發展等一系列問題。流域生態補償作為激勵流域生態服務供給、提高流域生態環境質量、推動流域協調發展的一項制度設計，目前已經成為流域內生態環境恢復和保護建設的重要措施。

流域生態補償的原則是流域生態保護的受益方需要對受損方進行補償，收益對象主要包括城鎮和農村居民、工業企業以及其他利益群體。通過政府調節和市場化運作的方式進行資金籌集，并設計完善的生態補償資金監督和分配機制。本文從流域生態補償的研究視角出發，以遼河流域為研究對象，通過對基于水環境容量、GDP貢獻度和人口數量的水環境基尼系數指標的分析比較，在基尼系數和最小的情況下研究了遼河COD排放量的分配優化問題，進而對遼河流域生態補償標準進行了測算分析，為我國流域生態補償的理論研究和實踐探索提供了一個新的思路。