区域环境-经济平衡目标下水污染物排放控制措施最优组合的模拟内生

This program intends to introduce the combination of various water pollution control measures into the water environment-socioeconomic system to accomplish the balance between regional water pollution control and socioeconomic development. Jilin Province is selected as the empirical study area. An indicator combination will be constructed via a water pollutant extended input-output model to analyze the interrelationships between water pollutant discharge and the socioeconomic activities quantitatively, then, the control measures will be derived. Water pollutant discharge, socioeconomic activities and control measures will be integrated in order to construct a dynamic optimization simulation input-output model that incorporates the maximization of economic development as the objective function and the water pollutant discharge control as constraint. The simulation will be performed by the model within a 10-year time horizon spanning 2016 to 2025. The impacts on water pollutant discharge and economic development of introducing these control measures will be simulated. An optimized combination of control measures will be formed endogenously. The amount of pollutants mitigated and the source and allocation of investment for the control measures will be quantified spatially and temporally. Industrial restructuring will be achieved endogenously and the impacts of control measures on industrial structure will be analyzed quantitatively. It is expected to provide applicable suggestions regarding regional water pollution control for decision-makers.

为解决区域水污染物排放控制与经济发展的平衡问题，本项目将水污染物排放控制的多种措施引入到水环境-社会经济系统中进行动态模拟，寻求最优解决方案。以吉林省为研究区，基于水污染物排放拓展的投入产出模型，建立量化分析指标组合，对水污染物排放与社会经济活动之间的关系进行量化分析，导出拟进行综合模拟的控制措施和对应技术。基于投入产出分析理论将水污染物排放、社会经济活动和控制措施三者进行链接与耦合，建立以经济增长最大化为目标方程、水污染物排放控制为限制条件的综合动态最优化模型。模拟2016至2025年各控制措施的应用对水污染物排放、产业结构和经济增长的影响；内生水污染物排放控制措施的最优组合，量化水污染物直接去除措施以及间接减排措施的资金来源与分配以及水污染物削减量。研究成果可为决策者关于区域水污染排放控制提供具有可实施性的参考意见。

由于对水污染物排放（WPD）特征认识不足和效率低下的政策和措施，吉林省份仍然面临着严峻的水污染挑战。为解决WPD控制与经济发展的平衡问题，需要揭示WPD与社会经济之间的关系，理清WPD变化的驱动机制，将WPD控制措施引入到环境-经济系统中进行动态模拟，寻求最优解决方案。本研究基于环境拓展的投入产出模型研究最终需求是如何驱动WPD，利用结构路径分析方法研究WPD在供应链中的隐含流动，分析导致生产端和消费端WPD行业部门分配差异的原因，确定WPD关键行业部门和关键供应链。研究区域水污染物足迹（WPF）与本地WPD的差异，从不同角度获取WPD控制潜在路径。基于结构分解分析方法研究各驱动因素对区域WPF和隐含WPD变化的贡献值，提出潜在可行的WPD控制政策和措施。基于投入产出分析理论将WPD、经济活动和控制措施进行耦合，建立以经济增长最大化为目标方程、WPD控制为限制条件的综合动态最优化模型。模拟2016-2025年间各控制措施的应用对WPD、产业结构和经济增长的影响，内生WPD控制措施的最优组合，量化水污染物直接去除措施以及间接减排措施的水污染物削减量。. 研究结果表明，最终需求通过产品的供应链驱动行业部门WPD，其中出口驱动了70.23%的化学需氧量排放。畜禽养殖业（S2）从生产端和消费端都贡献了最多的WPD。对食品与烟草业（S8）产品的需求驱动了更高生产层级的WPD。S2和S8是WPD最关键的产业。主要由内部WPF贡献（65%）的区域WPF在2002-2012年间减少了14%。由于出口大量隐含WPD的产品，导致了本地隐含WPD是区域WPF的两倍多。结构分解分析结果显示WPD强度下降成为区域WPF和隐含WPD减少的主要因素。模拟结果显示最优政策组合（OPC）和产业结构调整共同完成了WPD限制目标，同时减缓了WPD限制对地区经济的不利影响。OPC主要受到政策多样性、技术的污染物去除效率和控制目标等影响。OPC中的各技术的应用程度、补助金和污染物去除量都得到了量化。本研究通过揭示经济发展与WPD控制的最佳平衡和所采取政策的最优组合可为区域的可持续发展提供科学参考。