本文是一篇決策模擬論文，本文建議：政府應(yīng)強(qiáng)化用水監(jiān)控管理，嚴(yán)格實(shí)行用水總量控制，建立健全有利于節(jié)約用水的體制和機(jī)制；另外，制定政策應(yīng)考慮異質(zhì)型企業(yè)的接受程度，在政策實(shí)施過程中要因地制宜，考慮不同地區(qū)、不同行業(yè)企業(yè)特點(diǎn)。同時，企業(yè)應(yīng)主動承擔(dān)起節(jié)水減排的社會責(zé)任，把節(jié)水工作貫穿企業(yè)管理、生產(chǎn)全過程。
第一章 緒論
1.1 研究背景
近年來，工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展、人類生產(chǎn)和生活方式的轉(zhuǎn)變使得水資源的需求量不斷增大。聯(lián)合國近期發(fā)布的一份報告稱，全球用水量每年增長約1%，到2050年，估計用水量將增加20%~30%。有限的自然水資源和不斷增長的用水需求之間的矛盾制約著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，同時也促進(jìn)了需水管理的深入實(shí)踐[1]。面對用水需求的突飛猛漲，我國早在2012年就發(fā)布了通過資源管理制度建設(shè)節(jié)水型社會的文件，目標(biāo)是設(shè)定水資源使用的上限，以規(guī)范和防止工業(yè)和城市過度發(fā)展造成資源短缺[2]。建設(shè)節(jié)水型社會作為中國特色“生態(tài)文明”的體現(xiàn)，已被寫入十四五規(guī)劃并成為重要的規(guī)劃之一。黨的十八大以來，我國始終堅持新時期治水方針，強(qiáng)化需求管理，把“節(jié)水優(yōu)先”放在首要地位[3]。同樣，黨的二十大報告強(qiáng)調(diào)，中國式現(xiàn)代化是人與自然和諧共生的現(xiàn)代化，我國始終堅持節(jié)約優(yōu)先，堅持可持續(xù)發(fā)展。節(jié)水作為需水管理的重要內(nèi)容，把水資源作為城市建設(shè)的前置剛性約束條件，對破解我國復(fù)雜水問題保障我國水安全至關(guān)重要，對于節(jié)水型社會建設(shè)具有重要意義[4, 5]。
工業(yè)作為我國第二大用水主體，具有利益相關(guān)者多、社會輻射面廣、帶動作用強(qiáng)等特點(diǎn)。抓好工業(yè)節(jié)水，尤其是高耗水行業(yè)節(jié)水，不僅可以緩解水資源供需矛盾，還可產(chǎn)生示范作用帶動全社會共同節(jié)水[6]。近年來，我國工業(yè)用水量呈現(xiàn)下降趨勢，但仍然存在用水粗放、用水效率低等問題，總體形勢不容樂觀。具體表現(xiàn)為：（1）用水量大，且存在浪費(fèi)現(xiàn)象。據(jù)水資源公報顯示，2021年全國用水總量為5920.2億m3，其中工業(yè)用水量為1049.6億m3。除了存在嚴(yán)重的缺水問題，另一方面由于企業(yè)節(jié)水意識不強(qiáng)、水價偏低導(dǎo)致水資源嚴(yán)重浪費(fèi)。（2）用水效率較低。2021年水資源公報顯示，我國萬元國內(nèi)生產(chǎn)總值（當(dāng)年價）用水量51.8m3，萬元工業(yè)增加值（當(dāng)年價）用水量28.2m3，和國際上先進(jìn)水平相比仍存在一定差距。這表明工業(yè)節(jié)水潛力巨大，工業(yè)企業(yè)節(jié)水不僅能夠為我國用水總量控制提供堅實(shí)的基礎(chǔ)，而且可以減少廢水排放，改善水環(huán)境。

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1.2 研究目的及意義
1.2.1 研究目的
從水資源供需矛盾的嚴(yán)峻現(xiàn)狀來說，建設(shè)節(jié)水型社會的目標(biāo)需要三大用水主體的共同努力。目前我國節(jié)水工作的重點(diǎn)多聚焦在生活用水以及農(nóng)業(yè)用水上，實(shí)際上企業(yè)作為用水大戶，具有極大的節(jié)水潛力。由于企業(yè)盈利的特殊性以及作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的中堅力量，企業(yè)節(jié)水工作進(jìn)行緩慢，節(jié)水積極性不高，節(jié)水的意識不強(qiáng)。另外，近年來國家雖然陸續(xù)出臺了針對工業(yè)企業(yè)節(jié)水的相關(guān)政策文件，但缺乏具體的實(shí)施細(xì)則和操作辦法，政策落實(shí)情況較差，工業(yè)企業(yè)節(jié)水的成效并不顯著。在一定條件下，企業(yè)可以通過減產(chǎn)以實(shí)現(xiàn)節(jié)水的目標(biāo)，或通過加大節(jié)水資金投入提高用水效率實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。鑒于此，本文的研究目的如下：
（1）探究水價、補(bǔ)貼和懲罰力度對整個行業(yè)生產(chǎn)用水的控制效果
從企業(yè)節(jié)水的動力來說，經(jīng)濟(jì)效益是企業(yè)決策的基礎(chǔ)，因此本研究聚焦企業(yè)生產(chǎn)用水，基于計劃用水量、平均用水量、最大用水量設(shè)置獎懲標(biāo)準(zhǔn)，提出一種根據(jù)節(jié)水量和超水量進(jìn)行精細(xì)補(bǔ)貼和罰款的機(jī)制。考慮到三種需水管理政策對企業(yè)成本效益的影響，基于仿真研究水價、補(bǔ)貼和懲罰力度變動下企業(yè)用水決策問題，為實(shí)現(xiàn)企業(yè)積極參與節(jié)水，履行社會責(zé)任提供必要的理論參考。
（2）明晰水價、補(bǔ)貼和懲罰力度變動對不同規(guī)模企業(yè)用水決策的影響
企業(yè)具有異質(zhì)性，因此在研究水價、補(bǔ)貼和懲罰力度對整個行業(yè)生產(chǎn)用水控制效果的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步根據(jù)計劃用水量將企業(yè)按規(guī)模分成大中小三種類型，通過設(shè)置不同政策情景，對比分析不同規(guī)模企業(yè)的節(jié)水參與情況，討論不同節(jié)水政策力度對不同規(guī)模企業(yè)生產(chǎn)策略選擇的影響。希望能更好地實(shí)現(xiàn)企業(yè)和政府之間的良好互動，同時也為相關(guān)部門制定需水管理政策提供一定的理論參考。
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第二章 理論基礎(chǔ)及框架
2.1 相關(guān)理論基礎(chǔ)
2.1.1 需水管理理論
20世紀(jì)70年代，美國能源需求快速增長，出現(xiàn)了電力供不應(yīng)求的困境。為緩解用電壓力，相關(guān)部門開始強(qiáng)調(diào)需求側(cè)管理。實(shí)踐證明，需求側(cè)管理相關(guān)實(shí)踐能夠有效緩解能源供需矛盾問題。其后，需求管理被逐步應(yīng)用于包括水資源領(lǐng)域在內(nèi)的其他資源稀缺領(lǐng)域，從而促進(jìn)了需水管理理論的發(fā)展。需水管理是相對于供水管理提出的，以往針對水資源短缺對人類正常活動及社會發(fā)展的制約，多采用超采地下水、開發(fā)新的水源、跨流域遠(yuǎn)距離調(diào)水等措施來滿足日益增長的用水需求。而這種從供水角度出發(fā)的“以需定供”的配水方式和管理模式不符合可持續(xù)發(fā)展理念，容易對水安全產(chǎn)生巨大威脅。在國際上，以色列受自然稟賦的制約率先研究需水管理。20世紀(jì)70年代，美國等一些水資源相對豐富的國家也逐步轉(zhuǎn)向需水管理。直到2000年，社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展產(chǎn)生的資源供需矛盾迫使尋求更適合的水資源管理方式，我國才開始重點(diǎn)關(guān)注需水管理實(shí)踐問題。有研究[81, 82]提出我國供水管理應(yīng)向需水管理轉(zhuǎn)變，走可持續(xù)發(fā)展之路。在此基礎(chǔ)上，Jiang等[83]總結(jié)了中國實(shí)施水資源供需管理對策的過程，還有研究[84]則進(jìn)一步闡述了從供水管理向需水管理轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵。近年來，我國政府在制定和實(shí)施水資源管理相關(guān)的法律、政策等方面，已融入了需水管理的一些理念，使得需水管理理論得到進(jìn)一步拓展。
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2.2 企業(yè)生產(chǎn)用水控制理論分析框架
對高耗水企業(yè)而言，受水資源相關(guān)政策的管制，其水資源的獲得是有限的。而水資源的可用性決定了企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模和經(jīng)濟(jì)效益，直接影響到企業(yè)的生存發(fā)展。在我國需水管理背景下，如何在企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營環(huán)節(jié)融入“節(jié)水優(yōu)先”治水理念，必將成為高耗水企業(yè)用水的重要決策前提。
2.2.1 工業(yè)節(jié)水需求分析
（1）政府需求分析
為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展，“十四五”規(guī)劃強(qiáng)調(diào)優(yōu)先節(jié)水、依法治水，把握節(jié)水工作的新機(jī)遇，努力全面推進(jìn)節(jié)水型社會建設(shè)。對于政府來說，促進(jìn)工業(yè)企業(yè)節(jié)水是緩解水資源供需矛盾的重要舉措，同時也是保障我國水安全的重要任務(wù)。在需水管理實(shí)施過程中，政府承擔(dān)著舉足輕重的作用，其對工業(yè)節(jié)水工作的重視程度和落實(shí)程度關(guān)系到整個經(jīng)濟(jì)社會節(jié)能減排的進(jìn)展與成效。政府之所以積極引導(dǎo)工業(yè)企業(yè)進(jìn)行節(jié)水，一方面是因為工業(yè)企業(yè)作為我國第二大用水主體，具有巨大的節(jié)水潛力；而深層次的原因主要在于節(jié)水是一項多重目標(biāo)決策，能夠同時兼顧社會效益、資源環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。其中，工業(yè)節(jié)水的社會效益主要體現(xiàn)在可以提高工業(yè)用水效率，有助于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展以及保障社會和諧穩(wěn)定；其次，工業(yè)節(jié)水的資源環(huán)境效益主要體現(xiàn)在可以遏制水資源的過度開發(fā)和浪費(fèi)，用水量的減少和用水效率的提升間接減少了工業(yè)企業(yè)污水廢水排放，從而降低了對生態(tài)環(huán)境的破壞，促進(jìn)了綠色發(fā)展；最后，其經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)在工業(yè)節(jié)水可以促進(jìn)工業(yè)企業(yè)工藝流程以及技術(shù)的升級，從而實(shí)現(xiàn)以更少的水資源創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)價值。因此，政府倡導(dǎo)工業(yè)企業(yè)實(shí)施節(jié)水的行為從本質(zhì)上來說就是實(shí)現(xiàn)這三重效益。另外，從政府角度來看，在節(jié)水層面工業(yè)企業(yè)節(jié)水首先考慮的是社會效益和資源環(huán)境效益，其次是經(jīng)濟(jì)效益，但經(jīng)濟(jì)效益反過來會間接影響到社會效益和資源環(huán)境效益，具體表現(xiàn)為經(jīng)濟(jì)效益的保障推動了資源環(huán)境的治理和社會的穩(wěn)定。因此，對政府來說，在節(jié)水工作推進(jìn)的過程中如何根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況做出這三重效益的權(quán)衡至關(guān)重要。
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第三章 考慮節(jié)水政策的工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水決策模型構(gòu)建 ....................... 24
3.1 問題描述和基本假設(shè)..................................... 24
3.2 企業(yè)生產(chǎn)用水決策模型的構(gòu)建.............................. 25
第四章 不同政策組合情景下工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水決策仿真 ........................ 36
4.1 數(shù)據(jù)來源及參數(shù)設(shè)定................................. 36
4.2 不同政策因素對企業(yè)生產(chǎn)用水控制效果研究........................ 37
第五章 基于粒子群算法的工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水調(diào)控政策優(yōu)化 ..................... 54
45.1 研究思路............................... 54
5.2 粒子群算法.............................................. 55
第五章 基于粒子群算法的工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水調(diào)控政策優(yōu)化
5.1 研究思路
由于不同規(guī)模企業(yè)對政策變動幅度的敏感性不同，導(dǎo)致企業(yè)的用水決策在不同類型節(jié)水政策的約束或激勵下呈現(xiàn)出不一致性。另外，節(jié)水工作是兼顧環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的多目標(biāo)決策。對政府而言，不僅需要關(guān)注企業(yè)生產(chǎn)過程中節(jié)水的總量，還要考慮到稅收和市場穩(wěn)定，保證企業(yè)的經(jīng)營利潤不受太大影響。而政府作為工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水調(diào)控政策的設(shè)計主體，如何在明晰不同規(guī)模企業(yè)對不同政策響應(yīng)規(guī)律的基礎(chǔ)上，權(quán)衡企業(yè)節(jié)水的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，分別制定適用于大中小企業(yè)生產(chǎn)用水的調(diào)控政策組合對工業(yè)需水管理的深入實(shí)踐意義重大。因此，本研究在第四章研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，對由水價、補(bǔ)貼力度和懲罰力度構(gòu)成的政策組合進(jìn)行優(yōu)化，探尋政策力度變動下不同規(guī)模企業(yè)的最優(yōu)調(diào)控政策組合，希望能為政策制定提供理論參考。
根據(jù)前文研究可知，情景分析方法雖然能夠在一定程度上分析節(jié)水政策的有效性以及比較政策的優(yōu)劣，卻很難能找到滿足目標(biāo)要求的最優(yōu)政策組合。而粒子群優(yōu)化算法作為經(jīng)典的智能優(yōu)化算法之一，因其易于理解、收斂速度快、設(shè)置參數(shù)少、簡單易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛用于解決水資源優(yōu)化問題[105]。該算法利用個體之間的交互實(shí)現(xiàn)群體信息共享，不斷更新搜尋到的當(dāng)前最優(yōu)解從而得到全局最優(yōu)解。基于此基本思想，可知本研究政策組合優(yōu)化的具體思路。

決策模擬論文參考

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第六章 結(jié)論與展望
6.1 主要結(jié)論
用水總量和用水強(qiáng)度雙控目標(biāo)實(shí)施以來，相關(guān)部門采用行政、技術(shù)等手段對工業(yè)進(jìn)行用水量的宏觀調(diào)控。工業(yè)作為用水大戶，如何通過優(yōu)化政策組合實(shí)現(xiàn)企業(yè)節(jié)水是經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求，也是建設(shè)節(jié)水型社會的重要工作。
在此背景下，本研究運(yùn)用仿真和優(yōu)化方法探究不同政策情景下高耗水工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水決策的響應(yīng)規(guī)律以及適用于不同規(guī)模企業(yè)的最優(yōu)節(jié)水政策組合。首先，基于需水管理理論從政府和企業(yè)兩個角度分別分析工業(yè)節(jié)水需求，在此基礎(chǔ)上對企業(yè)生產(chǎn)策略的選擇機(jī)理進(jìn)行描述；其次，通過對政府職能和企業(yè)生產(chǎn)決策過程的分析構(gòu)建企業(yè)生產(chǎn)用水決策模型；再者，通過賦予變量實(shí)驗參數(shù)，基于MATLAB軟件實(shí)現(xiàn)模型的仿真，從而探究不同政策因素對企業(yè)生產(chǎn)用水的控制效果以及對不同規(guī)模企業(yè)的生產(chǎn)用水決策影響；最后，基于粒子群算法優(yōu)化出不同權(quán)重情景下不同規(guī)模企業(yè)的最優(yōu)政策組合。本研究的主要結(jié)論如下：
（1）提高水價和懲罰力度能夠控制企業(yè)用水，但會造成企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益下降；提高補(bǔ)貼力度能實(shí)現(xiàn)節(jié)水和經(jīng)濟(jì)效益增長的雙重紅利。總之，從節(jié)水量來看，三種政策因素都能在一定程度上有效控制企業(yè)用水。另外，補(bǔ)貼力度對節(jié)水企業(yè)的節(jié)水力度影響很大，能大幅降低企業(yè)生產(chǎn)用水，但對企業(yè)的節(jié)水參與度影響不明顯。懲罰力度則與之相反，能夠督促更多企業(yè)參與到節(jié)水的行列中，但對節(jié)水企業(yè)的節(jié)水力度作用不明顯。而水價的上升不僅能提高節(jié)水企業(yè)的節(jié)水力度，還能促使原本不參與節(jié)水的企業(yè)實(shí)施節(jié)水行為。
（2）對于計劃用水量在平均用水量和最大用水量之間的企業(yè)而言，因不受罰款的約束，企業(yè)節(jié)水的積極性較小，更傾向于保持現(xiàn)狀。同時，補(bǔ)貼力度對企業(yè)用水決策有影響，且隨企業(yè)規(guī)模的增大作用效果更明顯；對于計劃用水量大于最大用水量的企業(yè)而言，發(fā)現(xiàn)水價和補(bǔ)貼力度對于規(guī)模越大的企業(yè)影響作用越大，而懲罰力度對于規(guī)模越小的企業(yè)影響作用越大。
參考文獻(xiàn)（略）