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生态工业园区水资源梯级利用博弈研究摘要 水资源是生态工业园区中最重要的资源之一，模拟自然生态系统，园区中的水资源用户也可根据功能的不同分为生产者、消费者和分解者。由于供给量的限制和国家的排污政策逐渐趋紧，生态工业园区中水资源数量和质量的分配存在利益冲突的问题，矛盾日渐凸现。本文试图运用博弈论的方法，构建一个水资源管理的梯级利用模式，探讨生态工业园区内水质要求不同的企业间如何实现水资源的合理分配，使之既符合企业的需要，又符合整个园区的供给限制，同时对环境的损害最小。之后从微观经济学的角度对各利益主体参与水资源梯级利用的动因和积极性进行了经济学上的分析，得出生态工业园区中水资源梯级利用体系能否达成“物尽其用、废物最小化”的目标，取决于不同利益者的博弈结果。水资源价格和排污收费价格的提高，可以减少新鲜水资源的购买量和最终的排污量，有利于促进园区内企业间的水资源梯级利用；而梯级利用的过程，也是各级消费者之间的一场博弈，博弈结果将决定再生水资源的售出价格。 关键词 生态工业园区；水资源；梯级利用；博弈 中图分类号 TV213.4文献标识码 A文章编号 1002-2104(2011)08-0138-04doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2011.08.022 水资源匮乏已经成为全世界共同关注的问题，严重制约着各国经济的发展。生态工业园区是依据循环经济理念、工业生态学原理和清洁生产要求而设计建立的一种新型工业园区。它通过物流或能流传递等方式把不同工厂或企业连接起来，形成共享资源和互换副产品的产业共生组合，建立“生产者――消费者――分解者”的物质循环方式，使一家工厂的废物或副产品成为另一家工厂的原料或能源，寻求物质闭环循环、能量多级利用和废物产生最小化［1］。生态工业园区是循环经济在中观层面的实现形式［2］，同样遵循循环经济的 “3R”原则（即：减量化Reduce，再利用Reuse，再循环Recycle），其中减量化原则是首要原则，而废物再生利用只是减少废物最终处理量的方式之一，即对待废物问题的优先顺序为：避免发生――循环利用――最终处置。循环经济要求人类在生产和消费的所有领域都能做到物尽其用，其根本宗旨就是保护日益稀缺的环境资源，提高环境资源的配置效率，不给环境造成危害。水资源作为生态工业园区最重要的资源之一，其分配体系构建的基本目标是促进水资源的合理利用，使园区水资源对于外部供给的需求最小化，并最大限度地减少对环境的负面影响，即排出系统的废水量最小。 一般来说，水资源的分配和利用主要存在两个方面的问题：一为数量；二为质量，即水质［3］。在生态工业园区中，水资源的供给量是有限的，如何让园区内的企业都得到足够数量的符合水质要求的水资源，使得水资源的配置最为合理，是园区建设和发展过程中不可避免的问题。无论是新建的或已建设完成的生态工业园区，其最终的发展目标均为模拟自然生态系统的运行方式和规律，实现资源的可持续利用。对于新设计的生态工业园区，在设计之初就应慎重考虑水资源的配置和高效利用方式，使之符合循环经济发展理念。而对于目前已建成的生态工业园区，也应通过政策的合理引导和园区的有效管理，逐步建立园区内企业间友好的水资源协同利用模式，以实现水资源的可持续利用。 1 生态工业园区水资源梯级利用体系 由于生态工业园区是模拟自然生态系统所建立的工业体系，园区中的水资源用户也可根据功能的不同分为生产者、消费者和分解者。生产者是指各种符合水质要求的自然水体和自来水厂等水资源供应者（P），消费者是指园区内各类水资源用户，分解者是指收集各用户的出水并对不能直接再利用的废水进行处理的污水处理厂或再生水厂（D）。如果不考虑取水和排污成本，消费者可以直接从P取水，并将废水直接排到D。但是，生态工业园区提倡物质闭环循环、能量多级利用和废物产生最小化，以达到经济与环境效益的“双赢”格局。生态工业园区中的水资源利用方式，既要考虑经济因素，也要考虑环境因素，理想的水资源利用体系应该是可持续发展的，它要求在新鲜水耗和废水处理上达到最小化，在经济方面可以获得回报，在环境保护方面是有效的。 实际上，生态工业园区中由于企业的多样性和对水质要求的不同，存在较大的共生关系。通过系统分析园区内的水资源利用现状，完全可以模拟自然生态系统建立生态工业园区内水资源利用系统的“食物链”和“食物网”，形成共生网络，从而实现水资源利用的“闭路循环”，达到水资源的最有效利用［4］。根据用户对水质要求的高低可分为一、二、三级，其中水质要求高的用户视为一级消费者，如化工、医药、食品等行业内用户；水质要求一般的用户视为二级消费者，如冷却水用户、景观用水用户；水质要求低的用户视为三级消费者，如绿化、建筑建造、城市杂用等用户。一级消费者的水资源来源