水质检指标体系与排量优化范文

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基尼系数的工具性属性决定了其分布均匀度的量化评价功能。因此，基尼系数除了用于经济学社会财富分配平等状况评价外，还可以运用在其他学科有关分布均匀度评价的各个方面。目前，在资源、生态和环境领域的研究探索中，水环境基尼系数是指定量分析区域内水资源的分配差异程度，其为生态补偿机制研究提供了一个全新的理论视角。

流域生态资源的公平利用一直都是解决环境问题的一个重要原则，但目前还没有找到一种很好的方法来解决，这已成为制约流域生态环境保护发展的一个瓶颈。而基尼系数法在经济领域的使用能够很好地体现出分配的公平性，为此我国一些学者进行了研究探索。例如，孟祥明(2007)针对天津市水环境问题，利用基尼系数法分析了天津市水污染物总量分配问题［1］;邱俊勇(2010)利用基尼系数法对黄河流域水污染物总量分配进行了测算［2］;陈丁江(2010)利用水环境基尼系数法对曹娥江水系的水环境容量分配进行了分析研究［3］。由于目前我国主要实行的是流域各行政单位分别监管治理和利用辖区内资源环境的政策。因此，水资源的合理分配对于整个流域的可持续发展起到了至关重要的作用。在市场经济下，水资源的公平分配和生态功能的恢复是实行流域生态补偿的重要原则。流域各行政单位之间的资源使用是实行流域生态补偿机制的核心问题之一。

本文在借鉴相关研究成果的基础上，将基尼系数的一系列应用引入到了生态补偿领域，应用基尼系数这一概念，建立一个基于流域生态资源公平使用的生态补偿标准分配模型，计算出一个更加兼顾公平、效率的生态补偿标准。

本文采用了基尼系数法的“多目标公平分配”的方法，基本思想是:在全面了解流域内各行政区域间的自然属性和社会属性差异，并承认存在差异的前提下，运用该方法计算得出一个公平、合理的生态补偿标准，以使分配方案更加有效［4］。该方法主要是在现有研究的基础上，首先通过综合考虑各行政区域的经济、自然等因素，筛选出一些具有充分代表性的指标，建立各指标的基尼系数;然后，以基尼系数和最小为目标函数，通过设计合理的计算规则和约束条件，构建多约束条件的规划求解方程;并利用相关软件，计算得出最优基尼系数和各行政单位COD排放量的合理分配方案，进而计算出流域生态补偿标准，实现对流域资源使用的公平与效率。

本文的主要指标选取是基于公平性、效率性以及水环境承载力原则，分别选取了人口、GDP、水环境容量、COD四个指标作为区域水环境基尼系数的计算指标(见表1)。

本方法首先计算各区域人口、GDP、水环境容量的累积百分比和水污染物实际排放量(COD)的累积百分比，采用梯形面积法计算出基于人口、GDP、水环境容量的基尼系数。

本文中的水环境容量是基于COD流域最大排放量的基础上计算出来的;流域生态补偿标准是基于各市行政单位，选择了辽河流域①完整经过的8个市行政单位具体的基础数据(见表2)。

根据表2中的基本数据，采用上述基于水环境容量的基尼系数计算方法，得出计算结果如表3所示。

通过表3可以得出阜新、铁岭、盘锦、抚顺、朝阳、丹东地区的水环境容量比例均小于其COD排放比例。因此，在分配的理想情况下，从水环境容量的视角分析，考虑以上这些地区应给予一定程度的生态经济补偿。根据水环境容量计算得出的基尼系数为0．21＜0．3，基于水环境容量的COD分配比较平均。

同样地，根据表2中的基本数据，而采用基于GDP贡献度的基尼系数计算方法，得出的计算结果如表4所示。

通过表4可以看出沈阳、鞍山、营口、盘锦、辽阳的GDP贡献度比例大于其COD排放比例。在分配的理想情况下，从GDP贡献度的视角分析，沈阳、鞍山应给予一定程度的生态经济补偿。根据GDP贡献度计算得出的基尼系数值为0．3039＞0．3，基于GDP贡献度的COD排放量相对合理。

同样地，根据表2中的基本数据，采用基于人口的基尼系数计算方法，得出的计算结果如表5所示。

通过表5可以看出沈阳、锦州、铁岭、营口、阜新、盘锦的人口比例大于其COD排放比例。在分配的理想情况下，从人口数量的视角分析，以上这些地区应给予一定程度的生态经济补偿。根据人口比例计算得出的基尼系数值为0．2008＜0．3，基于人口比例的COD分配比较平均。

为了得到更加公平的生态补偿分配方案，保证对辽河流域水资源的合理使用，将所求各个指标的基尼系数之和最小化作为目标函数，并设定最优化方程中的各约束条件，则分析结果如下:①按照国家环保总局的统一规划确定辽宁省“十二五”期间的总量消减目标为10%，即确定了总量削减约束条件中的参数q=10;②在进行实际排放量分配的过程中，每个城市都应该有一个削减比例的上下限，这是因为如果一个城市的削减比例过大，不但会导致该城市无法完成设定的目标，而且也会因为削减比例过大而严重影响了该地区的经济发展，从而失去了建立流域生态补偿机制的实际意义;若削减比例过小，则会带来削减总量目标无法完成的问题①。

③在将各参数以及初始基础数据输入最优化方程计算软件LINGO9．0软件后，进行结果计算，从而确定各城市行政区域的COD最优排放比例，进而可以得出最终的辽河流域生态补偿的具体测算指标金额。

本文将所需的参数和各项基础数据值代入LINGO(9．0)软件中，计算结果见表6。通过表6可以看出，经过优化后的基尼系数均比当前的基尼系数值小，也就是说优化后的分配方案更加趋于公平、合理。基于GDP贡献度的基尼系数值经过优化后，上升为比较公平区间。

经过对基尼系数的优化，最终确定了辽河流域各行政单位的COD分配方案如表7所示。从表7可以看出，沈阳、抚顺、本溪、铁岭四个城市的排污量超过了合理分配情况下的排污量，应对其他四个城市(鞍山、营口、辽阳、盘锦)进行一定的经济补偿。

对表7的分配方案进行分析，可以发现:基于水环境基尼系数法的污染物排污权的总量分配方案打破了传统的总量分配方法，克服了一些不公平因素，能够综合考虑辽河流域各地级市的客观条件，切合各地级市的实际情况来最终确定污染物的分配方案。同时，分配过程中的指标选取具有代表性，易于统一化和定量化，分配过程程序化，易于操作。

在辽河流域生态补偿标准确定之前，首先要确定单位COD排放权的价格。由于COD属于污染物，污染物很难通过市场交易，所以COD的价格就无法通过市场价格来直接确定，但是可以通过间接的方法估算出单位COD排放权的价格。COD排放权价格确定可以选取的间接测算指标有很多，例如单位COD排放所产生的工业总产值、单位COD的处理成本，或者是单位COD的GDP产出值等［5－7］。

由于污染物排放中的COD主要是由工业企业在生产过程中产生出来的，所以工业企业排放的COD量越多，其创造的工业总产值就会越高，在与其他方法进行综合比较后，同时结合数据的可得性，确定采用单位COD创造的工业总产值作为COD排放权的一个基本价格。

本文没有采用单位COD的GDP作为COD排放权的价格指标，主要是因为GDP的产出值，不仅包括工业产出，同时还包括第一产业和第三产业等。如果采用该指标，会对最终计算结果的准确性产生较大的影响。因为本文主要是针对单位COD排放权来确定最终的生态补偿标准，单位COD所创造的产值远远大于单位COD的治理成本［8］。若采用单位COD的治理成本，就会在很大程度上损害了流域生态环境保护方的利益，所以单位COD的治理成本也不符合要求。

由于各地区的工业发展水平存在比较大的差距，为了保证实证结果的准确性和平稳性，本文通过对表8所示的辽河流域生态补偿测算标准的比较分析，选择了辽河流域各地级市的工业产值的最小值，即6582．4元/T。

总之，流域水资源生态涉及到一个区域人类社会与生态环境的和谐相处、区域间协调发展、生态环境保护与经济协调发展等一系列问题。流域生态补偿作为激励流域生态服务供给、提高流域生态环境质量、推动流域协调发展的一项制度设计，目前已经成为流域内生态环境恢复和保护建设的重要措施。

流域生态补偿的原则是流域生态保护的受益方需要对受损方进行补偿，收益对象主要包括城镇和农村居民、工业企业以及其他利益群体。通过政府调节和市场化运作的方式进行资金筹集，并设计完善的生态补偿资金监督和分配机制。本文从流域生态补偿的研究视角出发，以辽河流域为研究对象，通过对基于水环境容量、GDP贡献度和人口数量的水环境基尼系数指标的分析比较，在基尼系数和最小的情况下研究了辽河COD排放量的分配优化问题，进而对辽河流域生态补偿标准进行了测算分析，为我国流域生态补偿的理论研究和实践探索提供了一个新的思路。