基于基尼系數(shù)的南水北調(diào)受水區(qū)水資源空間匹配

呂嘉玲 石蕊 伍軍豪 韓樂(lè)坤

摘 要：南水北調(diào)工程是我國(guó)特大調(diào)水工程，有效緩解了我國(guó)北方水資源短缺問(wèn)題。社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與受水區(qū)水資源空間匹配聯(lián)系密切，人們要優(yōu)化水資源配置，發(fā)揮項(xiàng)目效益，促進(jìn)和諧社會(huì)建設(shè)。本文運(yùn)用基尼系數(shù)、洛倫茲曲線和不平衡指數(shù)法，以南水北調(diào)工程為例，研究了調(diào)水前后水資源與GDP、人口、降水和土地利用的空間匹配程度，為跨流域調(diào)水的決策提供數(shù)據(jù)支持。調(diào)查結(jié)果顯示，輸水后的不平衡指數(shù)和基尼系數(shù)均有所下降，說(shuō)明調(diào)水工程可以提高水資源空間匹配度。

關(guān)鍵詞：南水北調(diào)受水區(qū);洛倫茲曲線;基尼系數(shù);不平衡系數(shù);水資源空間

中圖分類號(hào)：TP79文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）23-0095-04

Abstract： The South-to-North Water Transfer Project is an extremely large water transfer project in China， which has effectively alleviated the shortage of water resources in Northern China. Social and economic development is closely related to the spatial matching of water resources in the water-receiving area， people must optimize the allocation of water resources， give full play to project benefits， and promote the construction of a harmonious society. This paper used Gini coefficient， Lorentz curve and imbalance index method， and studied the spatial matching degree of water resources with GDP， population， precipitation and land use before and after the water transfer by taking the South-to-North Water Transfer Project as an example， in order to provide data support for the decision of cross-basin water transfer. The survey results show that the imbalance index and Gini coefficient after water transfer have both decreased， indicating that water transfer projects can improve the spatial matching of water resources.

Keywords： intake area of South-North Water Transfer Project;Lorenz curve;Gini coefficient;unbalanced index;spatial matching of water resources

中國(guó)水資源總量?jī)H次于巴西、俄羅斯和加拿大，居世界第四，占全球水資源的6%。但是，我國(guó)降雨分布很不均勻，從東南沿海向西北內(nèi)陸遞減。水資源時(shí)空分配不均，長(zhǎng)江以南耕地占全國(guó)的36%，水資源卻占全國(guó)的80%;黃淮海平原耕地占全國(guó)的40%，而水資源僅占全國(guó)的8%。隨著城市化的不斷推進(jìn)，許多地區(qū)高強(qiáng)度用水與缺水的矛盾日益突出，制約了區(qū)域經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。跨流域調(diào)水對(duì)促進(jìn)水資源開(kāi)發(fā)利用和優(yōu)化水資源分配具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。合理確定受水區(qū)取水量是調(diào)水工程穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。本文利用基尼系數(shù)等經(jīng)濟(jì)概念對(duì)區(qū)域水資源進(jìn)行空間匹配分析，以期提高區(qū)域水資源的空間匹配度。

1 理論基礎(chǔ)

1.1 基尼系數(shù)

基尼系數(shù)用于評(píng)估特定區(qū)域的居民收入差距，如一個(gè)國(guó)家、一個(gè)城市、一個(gè)村落。基尼系數(shù)可操作性強(qiáng)，計(jì)算方式合理，其在全球廣泛應(yīng)用。

基尼系數(shù)的取值介于0～1。一個(gè)區(qū)域的基尼系數(shù)越接近0，說(shuō)明該區(qū)域的貧富差距越小;越接近1，說(shuō)明該區(qū)域貧富差距越明顯，人口收入差距越大。全球有一個(gè)固定標(biāo)準(zhǔn)：若基尼系數(shù)小于0.2，就說(shuō)明絕對(duì)平均;若基尼系數(shù)介于0.2～0.3，就說(shuō)明較平均;若基尼系數(shù)介于0.3～0.4，就說(shuō)明相對(duì)合理;若基尼系數(shù)介于0.4～0.5，就說(shuō)明收入差距較大;若基尼系數(shù)大于0.5，就說(shuō)明收入差距懸殊[1-2]。

1.2 洛倫茲曲線

提到基尼系數(shù)，不得不提洛倫茲曲線。根據(jù)洛倫茨曲線，美國(guó)著名經(jīng)濟(jì)學(xué)家赫希曼提出了判斷分配平等程度的指標(biāo)。洛倫茲曲線與基尼系數(shù)關(guān)系圖例如圖1所示。設(shè)實(shí)際收入分配曲線（即洛倫茲曲線）和收入分配絕對(duì)平等曲線之間的面積為[A]，實(shí)際收入分配曲線右下方的面積為[B]，并以[A]除以[A+B]的商表示當(dāng)?shù)鼐用袷杖氲牟黄降瘸潭萚3-4]。這個(gè)數(shù)值被稱為基尼系數(shù)。如果[A]為零，基尼系數(shù)為零，表示收入分配完全平等;如果[B]為零，則基尼系數(shù)為1，收入分配絕對(duì)不平等。收入分配越趨于平等，洛倫茨曲線弧度越小，基尼系數(shù)也越小;收入分配越趨于不平等，洛倫茨曲線弧度越大，基尼系數(shù)也越大[5-8]。

2 實(shí)例應(yīng)用──以邢臺(tái)市為例

邢臺(tái)市歷史悠久，素有“泉城”之稱，白泉奔騰，風(fēng)景秀麗，享譽(yù)海內(nèi)外。邢臺(tái)市水資源十分有限，全市水資源總量?jī)H為14.6億m3，水資源短缺已經(jīng)成為限制邢臺(tái)市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的絆腳石。南水北調(diào)中線工程途徑邢臺(tái)市，目前已經(jīng)為邢臺(tái)市提供大量水資源，有效緩解了其水資源短缺問(wèn)題。

2.1 邢臺(tái)市人口和人均GDP與南水北調(diào)的相關(guān)性研究

邢臺(tái)市常住人口年際變化如圖2所示，邢臺(tái)市人均GDP年際變化如圖3所示。人口、人均GDP與水資源分配密切相關(guān)，隨著人口數(shù)量和人均GDP的增加，邢臺(tái)市水資源需求顯著提升，而南水北調(diào)工程有效彌補(bǔ)了其用水缺口。水是生產(chǎn)的基礎(chǔ)要素，充足的水資源是邢臺(tái)市經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的重要保證。當(dāng)前，邢臺(tái)市要穩(wěn)步推進(jìn)供水體制改革，大力建設(shè)水源工程，優(yōu)化南水北調(diào)水網(wǎng)，緩解水資源供需矛盾。

邢臺(tái)市曾長(zhǎng)期面臨水資源短缺的問(wèn)題，企業(yè)用水成本偏高。南水北調(diào)工程水質(zhì)達(dá)到Ⅱ級(jí)，水質(zhì)良好，而部分企業(yè)用水要求不高，邢臺(tái)市可以利用南水北調(diào)工程直接供水，減少地表水處理環(huán)節(jié)，降低企業(yè)用水成本。同時(shí)，采用直接供水，可以避免地下水被利用，緩解供水矛盾。近年來(lái)，邢臺(tái)市大力建設(shè)供水管道和水廠，不斷完善城市公共供水管網(wǎng)，隨著南水北調(diào)工程的運(yùn)行，其水源調(diào)換已經(jīng)初步完成。邢臺(tái)市水資源得到有效保障，邢臺(tái)市居民可以吃到干凈、放心的水。目前，邢臺(tái)市人均水資源占有量保持穩(wěn)定，水資源短缺問(wèn)題已經(jīng)得到有效緩解。邢臺(tái)市人均水資源占有量年際變化如圖4所示。

2.2 邢臺(tái)市降水量與南水北調(diào)的相關(guān)性研究

邢臺(tái)市年降水量的80%集中在6—9月，時(shí)空分布極不均衡。近年來(lái)，邢臺(tái)市年降水量基本保持在400～600 mm，降水量不足。邢臺(tái)市降水量年際變化如圖5所示。為了打破降水量時(shí)空分布不均衡的限制，南水北調(diào)工程已經(jīng)為邢臺(tái)市供應(yīng)大量水資源，使當(dāng)?shù)鼐用衿毡槭芤妫h(huán)境日益改善，促進(jìn)了邢臺(tái)市生態(tài)文明建設(shè)。受南水北調(diào)作用，邢臺(tái)市深層地下水得到補(bǔ)充，水位逐漸上升。

南水北調(diào)為邢臺(tái)市地下水恢復(fù)創(chuàng)造了良好條件。過(guò)去，邢臺(tái)市大力開(kāi)采地下水資源，造成地下水位急劇下降。近年來(lái)，受惠于南水北調(diào)工程，邢臺(tái)市已經(jīng)暫停開(kāi)發(fā)地下水資源，七里河、白馬河、李陽(yáng)河、泜河、午河等地表徑流都得到有效保護(hù)，生態(tài)環(huán)境顯著改善，居民生活水平進(jìn)一步提高。南水北調(diào)工程具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益，在邢臺(tái)市生態(tài)文明建設(shè)中發(fā)揮了重要作用，促進(jìn)了邢臺(tái)市經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的改善。

3 結(jié)果分析

3.1 南水北調(diào)受水區(qū)水資源空間匹配的影響

南水北調(diào)中線工程基尼系數(shù)減少幅度較為明顯，說(shuō)明其輸水能力較強(qiáng)。調(diào)水工程可以打破水資源空間匹配不平衡的局面，有效緩解水資源緊張問(wèn)題[9]。不平衡指數(shù)反映了水資源與各種要素的協(xié)調(diào)程度。輸水后，受水區(qū)水資源占有量與耗水量的不平衡指數(shù)下降，說(shuō)明水資源協(xié)調(diào)度可以通過(guò)調(diào)水得到改善[10]。

3.2 南水北調(diào)工程受水區(qū)評(píng)價(jià)

南水北調(diào)工程是我國(guó)特大調(diào)水工程，有效緩解了我國(guó)北方水資源短缺問(wèn)題。人們可以構(gòu)建水資源評(píng)價(jià)模型，合理評(píng)價(jià)水資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的關(guān)系，以便合理分配水資源[11]。其間要以人均GDP為基本指標(biāo)，考慮投入與產(chǎn)出，構(gòu)建水資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[12]。當(dāng)前，邢臺(tái)市水資源協(xié)調(diào)度較低，投入相對(duì)冗余。因此，邢臺(tái)市應(yīng)采取積極對(duì)策，優(yōu)化水資源配置，促進(jìn)水資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展[13]。

4 結(jié)論

本文以南水北調(diào)中線工程為研究對(duì)象，運(yùn)用基尼系數(shù)和洛倫茲曲線等概念，采用人口數(shù)量、人均GDP、人均水資源占有量和降水量等指標(biāo)，分析了南水北調(diào)受水區(qū)的水資源空間匹配問(wèn)題。結(jié)果表明，南水北調(diào)中線工程基尼系數(shù)減少明顯，調(diào)水工程可以緩解水資源時(shí)空分布不均衡問(wèn)題。水資源平衡指數(shù)和不平衡指數(shù)反映了水資源與各要素的協(xié)調(diào)度。研究表明，調(diào)水工程可以促進(jìn)水資源與各要素的協(xié)調(diào)發(fā)展。研究跨流域調(diào)水地區(qū)水資源空間匹配具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。本研究只考慮四個(gè)影響因素，未來(lái)研究可以在此基礎(chǔ)上考慮水資源利用率和生態(tài)環(huán)境等因素，使之更加全面，為水資源空間匹配和跨流域調(diào)水提供決策依據(jù)。

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