Оптимизация распределения водных прав для хэбэйского участка Среднего маршрута проекта «Перенос воды с юга на север» Китая с использованием асимметричной теории игр

Деля водную артерию

На севере Китая миллионы людей и быстро растущая экономика зависят от воды, которой просто не хватает. Чтобы краны работали, а поля и заводы — функционировали, Китай построил гигантскую систему каналов, перекачивающую воду с более влажного юга в более сухой север. В этом исследовании задается на первый взгляд простым, но ключевым вопросом: когда воды недостаточно для всех, как эту жизненную артерию справедливо и эффективно разделить между городами провинции Хэбэй вдоль Среднего маршрута Переноса воды с юга на север?

Почему прежний план больше не подходит

Действующие правила распределения перекачиваемой воды в Хэбэе были установлены еще в 2008 году. С тех пор регион сильно изменился. Новые национальные планы, стремительная урбанизация и появление Синьгуанской (Сюнъаньской) новой зоны как флагманского проекта развития перестроили место проживания людей и географию промышленности. Тем не менее официальные водные права — по сути гарантированные доли каждой городской администрации — не поспевают за изменениями. Некоторые города, например Синьгуаньская (Сюнъаньская) новая зона и Синьцзи, уже расходуют воды больше своей официальной доли, тогда как другие не могут полностью использовать выделенные им объемы и возвращают избыток в реки и озера. Такое несоответствие приводит к растрате дефицитных ресурсов и оставляет быстро растущие районы недоснабженными.

Преобразование распределения воды в переговоры

Большинство прежних подходов к дележу воды в крупных проектах переноса рассматривают города как элементы математической головоломки. Централизованный планировщик запускает оптимизационную модель и объявляет решение, которое на бумаге выглядит идеальным. На практике же местные власти имеют собственные интересы и силу торгов, и они могут сопротивляться планам, кажущимся несправедливыми. Чтобы отразить это, авторы рассматривают распределение воды как переговорный процесс между городами, а не как одностороннее решение. Сначала они строят систему индикаторов, оценивающих каждый город по трем аспектам: потребность в воде (для домохозяйств, предприятий, сельского хозяйства, экосистем и прошлых расходов перекачиваемой воды), собственные водные ресурсы и эффективность использования воды. Комбинированные веса, основанные как на экспертной оценке, так и на данных, предотвращают уклон оценки в сторону одной точки зрения.

Дать городам голос и установить минимум

На первом этапе каждый город фактически «отстаивает» желаемую долю перекачиваемой воды. Модель позволяет городам акцентировать те критерии, которые им выгодны, в пределах ограничений, исключающих манипуляции. Это формирует предложенные претензии каждого города, и вместе эти требования превышают общий доступный объем воды. На втором этапе вводится рамочная модель переговоров, заимствованная из теории игр. Каждому городу присваивается вес в переговорах, сочетающий справедливость (его долю в общем спросе) и эффективность (сколько экономической ценности создается на единицу воды). Одновременно исследователи определяют точку разрыва для каждого города: минимальный объем, необходимый для покрытия базовых бытовых и промышленных потребностей, выведенный из официальных стандартов водопользования и недавних уровней эффективности. Любое окончательное распределение должно учитывать эти минимумы, чтобы ни один город не оказался ниже разумного порога выживания.

Поиск компромисса, приемлемого для городов

Используя эти компоненты, авторы применяют асимметричную модель переговоров, которая вознаграждает города с большим спросом и более высокой выгодой от использования воды, при этом привязывая их к удовлетворению базовых потребностей. В результате получается оптимизированное распределение на 2030 год для доли Хэбэя по Среднему маршруту: первоначально суммарно запрашивается 4,207 миллиарда кубометров, но в рамках фиксированной национальной квоты в 3,04 миллиарда кубометров модель перераспределяет объемы между городами. Водные права Синьгуаньской (Сюнъаньской) новой зоны увеличиваются резко — примерно на 600 процентов, а Ланфан также получает значительное увеличение, что отражает их стратегические роли в национальных планах развития. Несколько традиционных промышленных и сельскохозяйственных городов, включая Шицзячжуан и Хэншуй, видят сокращение своих долей, что подталкивает их к более строгим мерам экономии воды, широкому использованию повторно используемой воды и корректировке структуры промышленности. Индекс неравенства распределения относительно спроса — коэффициент Джини — снижается с 0,17 до 0,04, что указывает на гораздо более тесное соответствие между водоснабжением и реальными потребностями.

Что это значит для людей и политики

Для непрофессионала ключевой вывод таков: исследование предлагает способ делить ограниченную воду, который более реалистичен и приемлем, чем чисто директивные формулы. Рассматривая города как переговорных партнеров с разными потребностями и сильными сторонами и гарантируя базовое бытовое и промышленное потребление, метод обеспечивает план распределения, который лучше поддерживает новые зоны роста, такие как Синьгуаньская (Сюнъаньская) новая зона, и одновременно защищает другие города от серьезных нехваток. Подход можно адаптировать для других крупных каналов и проектов межбассейнового переноса по всему миру, помогая политикам перейти от жестких, устаревших правил к гибким переговорным схемам, которые уравновешивают справедливость, экономическую выгоду и повседневную водную безопасность миллионов людей.

Цитирование: Zhang, S., Guo, D., Wang, T. et al. Optimizing water rights allocation for the Hebei section of China’s South-to-North Water Diversion Middle Route Project using asymmetric game theory. Sci Rep 16, 13940 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44363-1

Ключевые слова: распределение воды, межбассейновый перенос, теория игр, провинция Хэбэй, Перенос воды с юга на север