水資源是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。在我國(guó),由于人口眾多、水資源時(shí)空分布不均及污染浪費(fèi)等問題,水資源供需矛盾日益尖銳,對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活的影響也日益加劇。長(zhǎng)期以來(lái),行政手段直接配置水資源是我國(guó)水資源配置的主要方式,這種方式容易造成水資源價(jià)格扭曲和使用效率低下。因此,研究水資源優(yōu)化配置問題是經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境改善的重要課題。水資源配置需要發(fā)揮市場(chǎng)機(jī)制在解決水資源供需矛盾和提升水資源利用效率中的作用。在市場(chǎng)機(jī)制下,如何規(guī)避水資源短缺和價(jià)格上漲的風(fēng)險(xiǎn)就成為水務(wù)管理者亟待解決的問題。水期權(quán)賦予合約持有人在未來(lái)的某一特定時(shí)間內(nèi)以某一約定的價(jià)格買入或賣出一定量水的權(quán)利。與現(xiàn)貨購(gòu)買相比,水期權(quán)能夠幫助減少水資源管理過程中人為、自然、經(jīng)濟(jì)等方面存在的不確定性因素帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn),提升水資源供應(yīng)的可靠性并降低水資源管理的成本。基于此,本文研究不確定性因素存在的環(huán)境下基于水期權(quán)的水資源優(yōu)化配置問題,主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)給出水期權(quán)的設(shè)計(jì)方案及定價(jià)公式。本文結(jié)合水資源管理的復(fù)雜性和特殊需求、水資源的稀缺性、較長(zhǎng)的存續(xù)時(shí)間及可用水量的不確定性,給出了水期權(quán)的設(shè)計(jì)方案,設(shè)置了水期權(quán)的執(zhí)行條件和具有彈性的執(zhí)行數(shù)量。由于水期權(quán)的復(fù)雜性及水市場(chǎng)的不完全市場(chǎng)特征,在水期權(quán)的定價(jià)中無(wú)法采用傳統(tǒng)的期權(quán)定價(jià)方法。本文分析了水資源管理過程中存在的不確定性因素的影響,采用帶跳的不確定過程來(lái)描述水價(jià)格過程,給出了在不確定理論下所設(shè)計(jì)的看漲水期權(quán)的定價(jià)公式。(2)構(gòu)建引入看漲水期權(quán)后的水資源不確定性優(yōu)化配置模型。針對(duì)看漲水期權(quán)決策過程中的兩階段特征并考慮到水資源系統(tǒng)中存在的多種不確定性,本文結(jié)合區(qū)間-兩階段混合整數(shù)隨機(jī)規(guī)劃方法構(gòu)建引入看漲水期權(quán)后的水資源不確定性優(yōu)化配置模型并給出了求解算法。案例研究驗(yàn)證了所建模型和算法的有效性,一方面,水務(wù)管理者使用看漲水期權(quán)的影響因素包括執(zhí)行閾值、最大可執(zhí)行量、執(zhí)行價(jià)格、水期權(quán)費(fèi)等,另一方面,看漲水期權(quán)在規(guī)避水資源短缺風(fēng)險(xiǎn)、提升區(qū)域經(jīng)濟(jì)效益等方面發(fā)揮了積極作用。(3)構(gòu)建引入選擇期權(quán)后的水資源不確定性優(yōu)化配置模型。針對(duì)可用水量在枯水期時(shí)短缺無(wú)法滿足用水需求,在豐水期時(shí)又過剩造成棄水的問題,本文設(shè)計(jì)了一種選擇期權(quán)。此種水期權(quán)允許水務(wù)管理者在枯水期時(shí)選擇為看漲水期權(quán)買入一定量水,在豐水期時(shí)又可選擇為看跌水期權(quán)賣出一定量水,從而達(dá)到既能規(guī)避水資源短缺風(fēng)險(xiǎn)又能避免水資源浪費(fèi)的目的。結(jié)合區(qū)間-兩階段混合整數(shù)隨機(jī)規(guī)劃方法,構(gòu)建了引入選擇期權(quán)后的水資源不確定性優(yōu)化配置模型并給出了求解算法。案例研究驗(yàn)證了所建模型和算法的有效性,一方面,選擇期權(quán)是更靈活的水資源管理工具,另一方面,通過使用選擇期權(quán),高價(jià)值用水戶的用水目標(biāo)和分配水量得以提升,低價(jià)值用水戶的用水需求則受到抑制,從而有助于提升水資源的使用效率。(4)構(gòu)建了基于看漲水期權(quán)的跨區(qū)域調(diào)水不確定性優(yōu)化配置模型。作為看漲水期權(quán)的出售方,調(diào)水區(qū)雖然可以從看漲水期權(quán)中獲得經(jīng)濟(jì)收益,但同時(shí)也承受著看漲水期權(quán)被執(zhí)行時(shí)有可能帶來(lái)的水資源短缺風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)合區(qū)間-兩階段隨機(jī)多目標(biāo)混合整數(shù)規(guī)劃方法,并考慮到看漲水期權(quán)對(duì)出售方的不確定性影響因素,構(gòu)建了基于看漲水期權(quán)的跨區(qū)域調(diào)水不確定性優(yōu)化配置模型及其求解算法。案例研究驗(yàn)證了所建模型和算法的有效性,一方面,通過適當(dāng)選取看漲水期權(quán)的最大可執(zhí)行量和執(zhí)行價(jià)格,能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)水區(qū)和受水區(qū)整體經(jīng)濟(jì)效益的最大化,另一方面,與其它調(diào)水方式相比,調(diào)水區(qū)通過看漲水期權(quán)出售水資源獲得了經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償,受水區(qū)通過執(zhí)行看漲水期權(quán)增加了在枯水期時(shí)的調(diào)水量,規(guī)避了水資源短缺風(fēng)險(xiǎn)。(5)基于看漲水期權(quán)的跨區(qū)域調(diào)水不確定性優(yōu)化配置模型在區(qū)域多水源調(diào)水中的應(yīng)用。由于區(qū)域通常會(huì)由多個(gè)水源供水,水務(wù)管理者可以向多個(gè)供水者購(gòu)買看漲水期權(quán),構(gòu)成一個(gè)水資源采購(gòu)組合。本文將(4)所建模型應(yīng)用于基于看漲水期權(quán)的大連市多水源調(diào)水優(yōu)化配置問題,將(2)和(3)所建模型應(yīng)用于現(xiàn)貨水交易加看漲水期權(quán)模式下的大連市多水源調(diào)水優(yōu)化配置問題,并進(jìn)行對(duì)比。分析結(jié)果顯示,通過看漲水期權(quán)方式進(jìn)行調(diào)水更有利于保障大連市金州以南地區(qū)在枯水期時(shí)的用水安全。通過考察看漲水期權(quán)參數(shù)對(duì)大連市系統(tǒng)凈收益的影響,為大連市的水資源規(guī)劃提供了建議。
【學(xué)位單位】：河北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TV213.4;F724.5
【部分圖文】：

根據(jù)水資源的可用量，水務(wù)管理者依據(jù)經(jīng)濟(jì)效益最大原則為本區(qū)域內(nèi)的用水戶分配水資源。引入看漲水期權(quán)后，水資源優(yōu)化配置的決策過程見圖 3-1。圖3-1 水資源分配的決策過程示意圖通過以上分析可知，將本章使用的參數(shù)和變量定義如下：f ：區(qū)域系統(tǒng)凈收益($)；u：用水戶總數(shù)；iNB ：用水戶i的單位水量?jī)羰找?3$/ m )；iT ：用水戶i的用水目標(biāo)(3m)；E [ ]：隨機(jī)變量的期望；OP：看漲水期權(quán)的期權(quán)費(fèi)($)；Q ：區(qū)域可用水量，為隨機(jī)變量(3m)；QA：當(dāng)可用水量為Q 時(shí)，看漲水期權(quán)的最大可執(zhí)行量(3m)；R：二元變量，0 表示不購(gòu)買看漲水期權(quán)，1 表示購(gòu)買看漲水期權(quán)；第一階段 確定是否購(gòu)買看漲水期權(quán) 為區(qū)域內(nèi)的用水戶確定供水目標(biāo)第二階段 確定期權(quán)的執(zhí)行量 為區(qū)域內(nèi)的用水戶分配水資源

加都會(huì)影響水務(wù)管理者的決策。如圖 3-2 所示，在所有 375 種情況中有 72.8%水務(wù)管理者會(huì)購(gòu)買看漲水期權(quán)，27.2%不會(huì)購(gòu)買。圖3-2 引入看漲水期權(quán)后的決策過程表 3-4 是所有決策結(jié)果的分布情況，其中 R 1表示購(gòu)買看漲水期權(quán)， R 0表示不購(gòu)買看漲水期權(quán)�？梢娍礉q水期權(quán)的四個(gè)參數(shù)，即水期權(quán)費(fèi)、執(zhí)行價(jià)格、執(zhí)行閾值、最大可執(zhí)行量的取值均對(duì)是否購(gòu)買看漲水期權(quán)有影響，圖 3-3 至圖 3-5 是由表 3-4 得到的，展示了看漲水期權(quán)參數(shù)取值與是否購(gòu)買看漲水期權(quán)的相關(guān)關(guān)系。具體分析如下。如圖 3-3 所示，隨著看漲水期權(quán)執(zhí)行價(jià)格的上漲，用水戶的用水需求受到較高水價(jià)的抑制，水務(wù)管理者購(gòu)買看漲水期權(quán)的意愿下降。當(dāng)執(zhí)行閾值為 L

50 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 表示不購(gòu)買看漲水期權(quán)，1 表示購(gòu)買看漲水期權(quán)圖3-3 執(zhí)行價(jià)格對(duì)購(gòu)買看漲水期權(quán)的影響如圖 3-4 所示，隨著看漲水期權(quán)費(fèi)的增加，購(gòu)買看漲水期權(quán)的成本上升，水務(wù)管理
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 徐聰;;二手房交易中的期權(quán)創(chuàng)新[J];中南財(cái)經(jīng)政法大學(xué)研究生學(xué)報(bào);2008年01期

2 魏振祥;;豆粕期權(quán)將書寫服務(wù)農(nóng)業(yè)新篇章[J];當(dāng)代金融家;2017年02期

3 卜闕;如何利用期權(quán)來(lái)避免利率風(fēng)險(xiǎn)[J];外國(guó)經(jīng)濟(jì)與管理;1988年11期

4 張蜀林;霍建強(qiáng);;價(jià)差期權(quán)的合約設(shè)計(jì)、定價(jià)與實(shí)證分析——基于冶煉價(jià)差期權(quán)的應(yīng)用[J];北京工商大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版);2018年01期

5 ;期待玉米場(chǎng)內(nèi)期權(quán) 降低農(nóng)業(yè)一體化成本[J];黑龍江糧食;2018年06期

6 魏朱寶;;附期權(quán)方式下繼續(xù)涉入被轉(zhuǎn)移金融資產(chǎn)會(huì)計(jì)準(zhǔn)則的解讀[J];財(cái)務(wù)與會(huì)計(jì);2017年23期

7 徐靜;陳琦;;半浮動(dòng)敲定價(jià)的回望期權(quán)定價(jià)與仿真[J];科技與管理;2017年05期

8 尹韋琪;;期權(quán)在企業(yè)投資管理中的應(yīng)用研究[J];中國(guó)市場(chǎng);2018年28期

9 黃亞林;;我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品期權(quán)發(fā)展的制約因素分析[J];南方農(nóng)村;2017年05期

10 ;銀行辦理人民幣對(duì)外匯期權(quán)組合業(yè)務(wù)的有關(guān)問題[J];現(xiàn)代焊接;2012年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 高志超;不確定環(huán)境下基于水期權(quán)的水資源優(yōu)化配置模型研究[D];河北大學(xué);2019年

2 呂桂穩(wěn);基于不確定理論的若干期權(quán)定價(jià)問題的研究[D];河北師范大學(xué);2018年

3 彭斌;期權(quán)新型定價(jià)與應(yīng)用研究[D];南京理工大學(xué);2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 霍克;我國(guó)保險(xiǎn)資金投資期權(quán)可行性分析[D];對(duì)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué);2018年

2 周曉薇;電力期權(quán)市場(chǎng)構(gòu)建及期權(quán)定價(jià)模型研究[D];東南大學(xué);2018年

3 孫慧;時(shí)變參數(shù)下帶有信用風(fēng)險(xiǎn)的期權(quán)定價(jià)[D];河北師范大學(xué);2018年

4 高新羽;基于不確定價(jià)格的領(lǐng)子期權(quán)定價(jià)[D];河北師范大學(xué);2018年

5 李藝卓;二選期權(quán)的定價(jià)研究[D];河北師范大學(xué);2018年

6 何偉康;基于波動(dòng)率隨機(jī)不確定性下的衍生品定價(jià)研究[D];華南理工大學(xué);2017年

7 謝佳珠;基于不同波動(dòng)率模型的期權(quán)跨式組合策略研究[D];上海師范大學(xué);2018年

8 郭博洋;外匯期權(quán)信息含量與在岸離岸市場(chǎng)效率：“8·11”匯改前后[D];廈門大學(xué);2017年

9 鄭祥;向上敲出障礙期權(quán)的定價(jià)與對(duì)沖[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2018年

10 唐森;香港股指期權(quán)對(duì)股票現(xiàn)貨市場(chǎng)波動(dòng)性影響研究[D];青島大學(xué);2018年

本文編號(hào)：2843938