近年来,水资源短缺已成为国际社会关注和研究的热点。我国是一个水资源短缺的国家,缺水问题严重制约了我国经济和社会的发展。国内外大量治水实践表明,节水是解决水资源短缺问题的关键措施。合同节水管理(Water-Saving Management Contract,WSMC)是一种用节约的水资源费用支付节水改造成本的新型节水模式,能够有效减少水资源损耗,提高用水效率。然而收益分配机制的缺乏严重阻碍了WSMC项目的实施和推广。本论文的目的是建立节水效益分享型和固定投资回报型两种模式下的收益分配机制。针对节水效益分享型模式,将联盟的收益刻画为不确定变量,提出了修正期望Shapley值模型。首先,选取风险、投入和努力作为关键影响因素来修正只根据参与人贡献分配收益的不足;其次,基于上述因素,重新定义对称性、有效性和可加性,衡量分配方案的公平性;再次,证明了修正期望Shapley值满足公平性准则并且分配方案只有一种;最后,以河北GC大学节水改造项目为例,验证了所提模型在解决分享型WSMC项目收益分配问题的合理性。结果表明:该收益分配模型能够提高用户参与积极性,加强参与者的合作关系。针对固定投资回报型模式,在委托代理的框架下提出了对代理人的收益激励模型。首先,选取改造成本和节水量作为激励因素,设计用户对节水服务公司的激励合同,并构建节水量产出函数;其次,以用户的期望效用最大化为目标,建立用户对节水服务公司的激励模型,采用逆推法对模型进行求解;再次,分析均衡状态下最优解的变化规律,并比较不同情境下参与者的选择和行为;最后,通过数值算例探讨分享比例和努力程度随合同参数的变化情况。结果表明:该激励机制不仅可以提高节水服务公司努力工作的积极性,还能增加用户的期望效用。本文建立了两个收益分配模型用于解决不同模式下WSMC项目的收益分配问题,为参与者实施WSMC项目提供了决策基础,有利于为WSMC项目开拓市场。同时,本文研究完善了收益分配方法,拓宽了合作博弈理论与激励理论的应用范围。