農村水利與污染的博弈論研究

萬　強，方義強，杜弟均

(重慶市璧山區丁家街道辦事處， 重慶　璧山　402764)

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農村水利與污染的博弈論研究

萬強，方義強，杜弟均

(重慶市璧山區丁家街道辦事處， 重慶璧山402764)

本文以重慶市璧山區丁家鎮為研究對象，對博弈者選擇規范治理發展模式和傳統發展模式進行博弈模擬.結果顯示，博弈者同時選擇規范治理發展模式是最佳選擇，利益收獲最大，分配更加均衡；同時選擇規范發展模式有不錯的收益，可基本實現可持續發展.只有其中一方選擇規范治理發展模式或規范發展模式并非是利益均衡點,分析了污染因素，包括生活污染、工業污染、農業污染和其后的利益博弈關系并提出建議.

水體污染;鄉鎮;規范治理發展模式;利益博弈

1　水污染現狀分析

水是人類生存和發展不可缺少的資源，是經濟和社會可持續發展的基礎[1-2].污染物的累積超過自然環境的自凈能力時會造成水污染[3].水污染直接影響人們的生產和生活，甚至會威脅人們的健康[4].工業化產生大量污水，使許多河流和城市受到污染[5].現在，一些鄉鎮及農村也出現了不同程度的點污染和面污染[6-7].一直以來，人們把污染治理的重點放在工業集中和人口稠密的城市, 忽略了農村的污染治理.在農村經濟發展過程中, 大量的工業廢物、生活廢物、畜禽養殖排放廢物和農村面源污染等造成農村生態環境嚴重破壞[6-8].水體污染是最常見也是最為嚴重的，不僅影響糧食產量和質量，而且威脅著農村人民的健康.水利建設是治理水體污染的有效途徑之一，也是環境治理的重要手段.因此，對于農村水污染問題必須認真研究，高度重視，并采取有效的治理措施.

丁家街道位于重慶市璧山城區南部，東經106°08′，北緯29°24′，屬中亞熱帶季風氣候，四季分明，年平均氣溫18 °C左右.降雨量豐富，年均降雨量1 000 mm左右，降雨集中在夏秋兩季，5～10月的降雨量占全年的75﹪～80﹪.有梅江河從會興由北向南穿過丁家街道，現有公有水利工程790處，共蓄水49 663萬m3；電灌站27座，有水渠道60條，水庫8座，蓄水293.3萬m3，山平塘574口，蓄水100. 82萬m3；石河堰31道，蓄水102.55萬m3.研究區屬于璧南河支流.該支流的水體污染嚴重，丁家除飲用水源——三五水庫和一些“白水”養魚的塘、庫屬于Ⅲ類水質外，大部分養魚的塘、庫、堰和主要河流——梅江河都屬于Ⅳ類水質，而璧南河支流的部分河段甚至達到Ⅴ類和劣Ⅴ類.

2　研究方法與模擬分析

水利建設是治理水體污染的有效途徑之一.本文對璧山丁家街道為代表的渝西地區的水資源管理進行研究 ，對研究區域實地勘察和訪問，以博弈論模型對該區的水利建設現狀和未來進行博弈模擬分析[9-11].

2.1模型描述

根據對當地水利設施實地勘察和調查訪問的結果，分析各方對水利建設的成本投入情況和支持態度，在一定的假設條件下合理設計模型.調查結果是：現有水利設施覆蓋不足，設施陳舊，自然和人為損壞嚴重，排洪抗旱能力低.博弈各方都希望以最小的投資獲得最大的利益，或不勞而獲，且各方在利益博弈中的地位各有優勢和劣勢.模型建立的條件如下：

(1)博弈各方信息不對等，即雙方對博弈中的各種情況下成本投入、技術難度的了解，預期收益和風險系數的了解由于知識和信息來源不同而不完全對等.政府擁有較為有利的政策、水文地理數據資料優勢，其他博弈者沒有這樣的優勢，只有技術和勞動力優勢.

(2)不同博弈者對現有資源和對水利建設、經濟發展模式的理解和策略選擇不同.污染企業一般優先選擇在現有條件下利益最大化，走的是“先發展后治理”的道路.這與當地急于脫貧的居民的選擇十分相似；而政府部門的利益最大化選擇的目標是：保證經濟的穩步增長的同時維護環境與生態安全，提高整個社會的福利水平，依據國家相關政策堅持可持續發展.

博弈者的選擇策略組合為：

上式中：Sik表示第i個博弈者所做出的第k個策略,S11和S12為政府選擇, S21和S22為企業選擇.

2.2模擬分析

博弈各方都會在自己利益最大化時才會主動采取行動.又由于各方在投入成本、利益分配和對發展模式的理解和選擇不同，各方比較被動和保守，不愿承擔風險，選擇了保守的傳統發展模式，利益收獲最小.現在假設各方不同模式下的成本和利益分配如表1所示[11].

表1和表2顯示，目前各博弈方都選擇的傳統發展模式獲得利益總和為3，最少，且對環境損害最大，是博弈中最不理想的結果.選擇規范治理模式收益最大為5，社區福利也最好，環境保護較好.其他選擇組合的總體利益一樣，但分配格局有差別.規范化模式和傳統模式組合都可以發展，如除去境修復和整理成本，能實現可持續發展的模式就只有點(3,2)的兩個規劃模式的組合.

表1　不同模式選擇的成本和利益收獲

注：成本去除環境代價和環境治理成本

表2　農村水利水保與污染的博弈均衡

注：數據前為政府純利益，后為污染企業和居民純收益

表3　規范治理發展模式的成本和利益收獲

注：成本是去除環境代價和環境治理成本

表4　規范治理發展模式博弈

注：數據前為政府純利益，后為污染企業和居民純收益

規范治理發展模式是較規范治理模式和傳統模式更加積極、具有風險的模式，同樣成本條件下收益更高，分配格局也更合理.規范治理發展模式要求所有人更加主動積極地參與投資建設、管理和維護的決策和執行過程中，同樣承擔風險，也共享更高的收益.根據調查結果設置參數，同樣成本下收益情況如表4所示.

結合表3和表4，規范治理發展模式模擬結果表明,整體最大利益可達到8，在利益分配中，利益分配的比重更加偏向于企業.

3　結果分析

政府堅持持續發展理念，維護利益收獲和環境健康，而當地污染企業更多的是急于擺脫貧困，更傾向于“先發展后治理”.雖然他們理解可持續發展的長遠利益，但以環境為代價的傳統模式對他們更現實.在給定模式條件下，當地居民的最優選擇是傳統發展模式，政府采取規范治理模式，此時最好的利益均衡點只能在 (3，2) 點.理論上 ，這兩種模式結合在更長時間里可以完成可持續發展，但由于每個參與者的想法不一樣而難以成為均衡點 ，因此無法達到最佳的純收益 .規范治理發展模式要求更高，帶來的利益更高分配更加有利于廣大居民.分析結果表明，規范治理發展模式是廣大農村水利水保建設的最佳選擇.

現實的結果是璧山區南部農業社區水體污染嚴重.這樣的結果是博弈者的選擇.當地居民選擇傳統發展模式，地方政府技術推廣者選擇規范發展模式或者沒有參與.這就造成：

(1)當地生活污染物隨意排放到自然環境中，生活和工業污水直接排入河道、養魚場、水池等，形成一次污染，進而引起河水水質富營養化帶來二次污染；

(2)固體廢棄物的直接暴露地表或簡單填埋，農藥和化肥過量使用形成嚴重點污染和面污染，污染地表經徑流水和地下水；

(3)在沒有合理的規劃、技術保障、城市污染嚴格管控和當地傳統發展模式的運營下，大量城市重污染企業入住鄉村社區，本地的粗放式養殖業迅速發展，由此帶來的污染物直接進入自然環境，嚴重影響水體質量和生態環境.

4　水污染治理建議

城鎮的水體和環境污染從表面上看是經濟、技術 、設計和環保意識等問題 ，而其實主要是利益沖突與博弈問題.博弈雙方都希望在單位時間內自己的利益最大化，各方希望從自身利益最大化出發，通過博弈實現自身效益最大化.農村水利工程是準公共設施，投資和收益都是地方政府和當地居民，要求雙方最大投入，也許雙方各自的利益不是最大化，但環境和經濟利益的總和是最大化.因此，本文提出以下建議：

(1)加強社區的環境保護意識、知識宣傳和教育，引導農民采用綠色生產方式.要提高人們的環境保護意識，使人們充分認識“先污染后治理”的沉重代價，切實處理好發展與環境的關系.通過環境保護教育，可以使人們掌握基本的環境保護技術與方法，積極響應“綠水青山”號召，對污染水資源的企業和個人及時教育、處罰和責令改善.

(2)合理規劃、安排企業布局.政府有關部門要統一規劃、合理布局、綜合治理，制定有利于水環境污染防治的政策，鼓勵發展對水環境無污染、少污染的行業.提倡水資源的循環利用，推動工業清潔生產和生態農業發展，因地制宜地建設企業污水處理設施和污水處理廠.

(3)加快推進城鎮社區污水處理廠和污水管網建設和管理，使污水管網早日投入使用，使居民生活污水得以凈化，使城鎮社區內真正實現水污分流.

[1]何本茂,韋蔓新. 防城灣的環境特征及其水體自凈特點分析[J]. 海洋環境科學，2006,25(1)：64-67.

[2]何本茂,韋蔓新.鐵山港灣水體自凈能力及其與環境因子的關系初探[J].海洋湖沼通報,2006(3):21-26.

[3]楊麗蓉,孫然好,陳利頂,等.流域地表水體污染過程的時空差異及其影響機制分析: 以溫榆河中上游地區為例[J]. 環境科學,2011,32(1):73-79.

[4]宋克云,羅美華,文嵐,等.一起產毒性大腸埃希菌污染水體引起感染性腹瀉病暴發的調查報告[J]. 實用預防醫學,2007,14(2):460-461.

[5]張鴻齡,孫麗娜,羅慶,等.渾河流域水體污染的季節性變化及來源[J]. 生態學雜志, 2011,30(1):119-125.

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[11]肖強，孫凡,馬生麗，等. 規范治理自然資源管理的博弈論分析[J]. 重慶文理學院學報(自然科學版)，2012(6):82-85.

(責任編輯穆剛)

Study on the game theory between rural water conservation and pollution

WANG Qiang, FANG Yiqiang, DU Dijun

(Chongqing Bishan District Dingjia Street Committee, Bishan Chongqing 402764, China)

Taking the Dingjia town of Bishan county in Chongqing as the research object, the selected regulating governing development mode and traditional development mode for the gamer were gaming simulated. The results show that choosing the regulating governing development mode for the gamers is the best option, with the maximum benefits, and more balanced distribution; and it can achieve the susbtainable development. Only one part to choose the regulating governing developing mode or regulating developing mode is not the benifit balancing point. The pollution factors, including the life pollution, industrial pollution, agricuture pollution, and the benefit gaming relationship were analyzed, and the corresponding measures were proposed.

pollution of waters; counties; participatory development model; benefit game

2015-09-18

國家自然科學基金青年項目(31200404).

萬強(1975—)，男，重慶璧山人，工程師，主要從事水資源管理方面的研究.

S731. 2

A

1673-8004(2016)05-0149-04