我国水资源人均占有量较低,且区域分配不均,北方地区的水资源短缺问题尤为严重,成为制约经济社会可持续发展的主要因素之一。为解决水源短缺问题,党中央国务院适时地提出了最严格水资源管理制度,推行水权交易制度,力图通过水权交易来促进地区节水,解决区域用水矛盾。目前国内针对以行政区为单位的跨区域、跨流域大规模水权交易研究还比较少,在此背景下开展跨区域水权交易理论研究,对我国水权交易工作的开展具有借鉴意义。本文选取河南省南水北调受水区和黄河沿线取水区为研究区域,结合已有的南水北调中线工程总干渠和黄河干流河道纵横分布,且作为水权交易的水运输通道时不同地区水权不能随意交易的特点,构建基于南水北调水源和黄河水源的“单-双水源互馈机制”的水权交易多目标优化模型,并以研究区2015年的用水实例开展研究,进而针对水权交易的水源上游来水风险,研制典型情景下的水权交易预案。主要研究内容如下:1、提出了一套考虑高效节水后水权交易潜力评估方法。该方法包括分行业可利用水量分配和节水后需水量计算方法,通过计算地区内分行业用水户的可利用水量和节水后需水量,核算用水户节余水量,进而核算各地市水权交易潜力。根据核算结果,研究区16个地市现状年总的水权交易潜力为-0.66亿m~3,其中可售水权13.3亿m~3,需购水权13.96亿m~3。2、针对研究区南水北调水源和黄河水源的特点,研制基于“单-双水源互馈机制”的水权交易多目标优化模型。模型以经济效益和生态效益为目标函数,先进行单水源水权交易后进行双水源水权交易,实现单水源城市和双水源城市的水量互馈,并运用改进型遗传算法NSGA-Ⅱ算法即带有精英策略的快速非支配排序遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithms,它是传统遗传算法的改进)生成方案集,并采用The Young Conflict Resolution Theory方法对方案集进行优选,得出最佳交易方案。交易结果显示,在南水北调水源和黄河水源多年平均来水的情况下,在现状2015年的核算水平下该模型可以取得较可观的经济和生态效益,其中经济效益增长了5.77%,生态效益的代表污水处理费用减少了2.17%。3、结合研究区南水北调水源和黄河水源的多年来水资料,计算在两大水源丰水年、平水年和枯水年不同频率来水遭遇下研究区各地市的供需缺口,然后选取平枯型(黄河水源平水年、南水北调水源枯水年)和枯丰型(黄河水源枯水年、南水北调水源丰水年)两大典型遭遇情景,计算各地市可交易水权,运用已构建的水权交易模型,制定两大水源典型丰枯遭遇情景下的水权交易风险预案。