基于投入产出模型的多目标优化分析 ——中国水资源可持续利用研究

论文摘要

水是构成生态环境的基本要素,它不仅是社会经济发展的物质基础,还是人类和一切生物赖以生存和发展不可替代的生命要素。水资源的可持续利用是人类、社会、经济可持续发展的基础条件,对中国经济社会稳定发展具有重要意义。本文从宏观经济系统入手,在已有的研究方法基础上,提出水资源可持续利用多目标优化模型分析经济、水资源、环境系统的相互作用,揭示产业结构优化调整对提高中国水资源可持续利用水平的可能性和潜力。本文构建了一个基于动态扩展投入产出模型的水资源利用多目标决策系统。该系统通过单位产值用水系数和排污系数对水环境模型和经济模型进行整合,采用多目标决策分析技术,实现了经济环境模型的动态协同运算和多目标优化求解,从而较为充分地体现了经济系统与环境系统间相互影响、相互制约的动态关系。利用该系统对中国未来水资源需求及水污染排放进行预测分析。研究结果表明,产业结构的优化调整能够有效促使中国水资源利用结构的转变,提高水资源的利用效率及减少水污染产生量。基于扩展投入产出模型的宏观经济水资源多目标优化模型可以有效地预测出在优化的产业结构下,中国在未来年的经济发展速度、用水量及污染产生量。在保证经济较快发展前提下,优化的产业结构可以使中国的需水量和主要工业污染物产生量大大减少。优化预测方案中,中国2030年的总需水量为6772.2亿吨,远远低于中国当前规划的7800亿吨,相当于89%。而工业各部门主要污染物产生速率远远低于各工业部门总产值增长速率。由此可知,行业经济结构、用水结构和排污结构的优化配置与其他环境保护措施的协同实施可以较好地缓解中国水资源短缺压力,降低水资源浪费率,提高水资源利用效率及改善水环境污染程度,从整体上提高中国水资源可持续利用水平。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 概述
• 1.1 引言
• 1.2 水资源可持续利用问题的研究进展
• 1.2.1 水资源利用研究的历史进程
• 1.2.2 水资源可持续利用与宏观经济结构调整
• 1.2.3 投入产出分析及其在环境领域中的应用
• 1.3 本文的主要内容和方法
• 第二章 研究区域概况
• 2.1 社会经济发展现状
• 2.1.1 经济发展水平现状
• 2.1.2 发展特征及其原因
• 2.2 水资源—环境概况
• 2.2.1 中国水资源条件
• 2.2.2 中国水资源特点
• 2.2.3 水环境质量状况
• 第三章 宏观经济水资源多目标优化模型
• 3.1 宏观经济水资源多目标优化模型系统框架
• 3.1.1 优化目标的选择
• 3.1.2 水资源利用结构优化问题的定量化描述方法
• 3.1.3 宏观经济分析模型系统框架
• 3.1.4 模型的求解方法
• 3.2 模型基础数据及主要参数估计
• 3.2.1 基础数据
• 3.2.2 主要参数估计
• 第四章 经济-水资源-环境系统协调发展的预测结果及分析
• 4.1 宏观经济预测结果及分析评价
• 4.1.1 中国产业结构变化预测结果及分析
• 4.1.2 中国各行业部门经济发展预测
• 4.2 水资源供需预测结果及分析
• 4.2.1 工业用水预测结果及分析
• 4.2.2 农业用水预测结果
• 4.2.3 生活用水预测结果
• 4.2.4 水资源供需平衡分析
• 4.3 污染物产生预测及分析
• 第五章 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 在读学位期间发表的论文