随着经济的发展和人口的增加,水资源短缺正日益成为制约人类社会可持续发展的瓶颈因素。环境问题是关系到人类前途与命运的大事,但说到底环境问题就是一个经济问题。伴随着人类历史的发展,河流、湖泊为人类提供了赖以生存的基本条件之一—水资源,并且沿流域形成了一系列“流域城市”。这些城市用于生活、生产的水资源来自于流域,但与此同时,产生的污废水也排入了其中。而同一流域中的流域城市上下游互相影响,是一个自我生成、又不可分割的共生体,它们因“水”相互依存,相互关联,故流域城市的水环境污染问题是关系到其生活、生产和发展乃至是否毁灭的关键问题。本文以黄河流域为例,选取黄河上游兰州段的三个排污断面,设为同一流域三个城市的取水点及排污点,运用“科斯定理”等环境经济学、微观经济学基础理论,进行城市水环境污染治理的水交易机制研究,从而构建流域城市水交易平台,探索一种流域城市水环境污染治理的有效方法及途径,解决流域内用水矛盾,使整个流域水环境与经济协调发展。本文的研究内容主要包括三方面。(一)在对黄河流域兰州段水资源和污染物基本情况进行调查分析的基础上,找出了黄河兰州段水资源和水体污染特点及其变化趋势。研究表明,由于受季风的影响,黄河上游降水量整体呈下降趋势。同时,沿河水库蓄水量也在下降,导致水资源的整体需求趋于紧张。而工业废水是黄河兰州段水域的主要污染源,其年排放量将超过5000万吨,并且其处理达标率仅为59.7%。(二)运用环境经济学、微观经济学和环境学等理论知识利方法,进行了水权交易市场模式和排污权交易市场模式的构建研究,并根据所进行的研究,对构建水市场所需要的各种参数进行了分析计算。(三)结合水权和排污权交易模式相关的研究内容,进行了多级水交易市场的构建方法的探索,确定水交易方案的主要内容为:水的实时监控系统、水交易平台、水信息综合数据库。在调研大量数据的基础上,本文选用模糊优选法对黄河流域兰州段的初始水权进行了分配;采用模糊数学的方法分别计算了黄河流域兰州段工程水价、环境水价以及资源水价,进而得到黄河流域兰州段水权交易“保护价格”为3.98元/吨;通过对水环境容量计算模型的比选,采用二维水质模型进行了黄河流域兰州段水环境容量的计算;利用层次分析法对黄河流域兰州段排污份额进行了初始的分配;应用C(费用)—Q(处理规模)—S(等标负荷量)模型,进行了“排污权交易保护价格”的计算,得到黄河流域兰州段排污权交易“保护价格”为0.85元/吨。进而为水交易市场中这些难以计算的经济要素实现定量化,使水交易得以有效的进行。在研究中,本文首次提出了“流域城市”的基本概念,首次将水权交易和排污权交易建立在同一市场体系中,形成“水交易”市场体系,并首次提出了“保护价格”的概念,认为水权交易和排污权交易的价格可以放手让市场机制来决定,政府只需要给出一个合理的底线价格,即“保护价格”。在水权交易过程中,如果交易价格低于“保护价格”,双方交易并不能够达到环境与经济双优的效果,则政府不允许双方进行交易;只有在交易价格高于“保护价格”时,双方才可以进入交易市场进行水权的交易。在研究中,本文忽略了流域水质、水量变化的季节因素对水交易所产生的影响,同时基于研究的时间限制、影响水交易市场因子的复杂性以及流域南北差距等原因,并未对城市之间社会经济、消费水平等进行详细研究,这些都是进一步深入探讨水交易市场的重要因素,也是后续研究的主要内容。