空間洛倫茨曲線視角下淮河流域水安全的科學(xué)解析

王學(xué)鵬

(安徽科技學(xué)院管理學(xué)院 安徽鳳陽(yáng) 233100)

一、淮河流域水資源概況

淮河流域位于長(zhǎng)江、黃河之間，流域面積27萬(wàn)km2，地跨河南、安徽、江蘇、山東及湖北五省，全長(zhǎng)1000km，年平均徑流量為621億m3，人口眾多，工業(yè)基礎(chǔ)較好，農(nóng)業(yè)較為發(fā)達(dá)，上游河南境內(nèi)多為山丘，支流眾多；中游安徽地勢(shì)平緩，湖泊洼地分布廣泛；下游江蘇湖泊密布，地勢(shì)低洼，渠道縱橫，水網(wǎng)交錯(cuò)。由于地處南北氣候過渡帶，冬春干旱少雨，夏秋悶熱多雨，冷暖和旱澇轉(zhuǎn)變急劇，多年平均降雨季節(jié)性集中，水資源供求關(guān)系緊張，水安全事故頻發(fā)。

二、淮河流域水資源利用空間結(jié)構(gòu)安全研究模型

（一）模型構(gòu)建的基本原理

從淮河流域水資源的利用結(jié)構(gòu)來看，主要包括三大部分，分別為農(nóng)業(yè)用水、城鎮(zhèn)用水和農(nóng)村用水。農(nóng)業(yè)用水主要是灌溉，城鎮(zhèn)用水包括工業(yè)用水和城鎮(zhèn)居民生活用水，農(nóng)村用水指林牧漁業(yè)用水和農(nóng)村居民生活用水。三大用途中，農(nóng)業(yè)用水與流域耕地面積有關(guān)，而城鎮(zhèn)用水和農(nóng)村用水分別與城鎮(zhèn)人口、工業(yè)發(fā)展水平和農(nóng)村人口的分布密切相關(guān)。

立足于淮河流域水資源的空間利用結(jié)構(gòu)，借鑒洛倫茨曲線原理，構(gòu)建淮河流域水資源與耕地、城鎮(zhèn)和農(nóng)村人口的空間結(jié)構(gòu)匹配曲線。在此基礎(chǔ)上，遵照基尼系數(shù)的測(cè)算方法，分別計(jì)算出流域水資源與耕地、城鎮(zhèn)和農(nóng)村人口的空間基尼系數(shù)g1、g2和g3，然后再依據(jù)實(shí)際，對(duì)g1、g2和g3進(jìn)行賦權(quán)，加權(quán)求和則可以得到流域水資源空間基尼系數(shù)G的值。

（二）模型構(gòu)建的具體步驟

1.淮河流域水資源空間洛倫茲曲線的生成

根據(jù)淮河流域流經(jīng)省域，可以將淮河流域分為5個(gè)次級(jí)區(qū)段。考慮到湖北區(qū)段是非干流區(qū)段，而且，無(wú)論是水資源數(shù)量，還是耕地、城鎮(zhèn)和人口占全流域的比重均很低，因此具體在計(jì)算時(shí)，在不影響結(jié)論的前提下，可以將其忽略不計(jì)。這樣在具體的測(cè)算過程中，只需將次級(jí)省域即河南、安徽、江蘇、山東，按照水資源量進(jìn)行降序排列，并按照此排列順序計(jì)算各次級(jí)區(qū)域水資源量的累計(jì)比重以及該次級(jí)區(qū)域相應(yīng)耕地（城鎮(zhèn)或農(nóng)村人口）的累計(jì)比重即可。

2.流域水資源空間基尼系數(shù)計(jì)算

洛倫茲曲線是由美國(guó)統(tǒng)計(jì)學(xué)家M.O.洛倫茲（Max Otto Lorenz，1903），1903）提出的，主張用一個(gè)國(guó)家或地區(qū)內(nèi)人口百分比對(duì)應(yīng)各個(gè)人口百分比的收入百分比的點(diǎn)組成的曲線來評(píng)判國(guó)民收入在國(guó)民之間的分配不平等程度問題，之后，意大利經(jīng)濟(jì)學(xué)家基尼根據(jù)洛倫茲曲線原理，提出基尼系數(shù)，將收入分配差異程度定量化，強(qiáng)調(diào)基尼系數(shù)作為一個(gè)判斷收入分配公平程度的指標(biāo)，是比例數(shù)值，大小在0和1之間，后來逐步發(fā)展成為國(guó)際上公認(rèn)的用來綜合考察居民內(nèi)部收入分配差異狀況的一個(gè)重要分析指標(biāo)。基于洛倫茲曲線理論，首先設(shè)實(shí)際水資源匹配線和絕對(duì)平均線之間的面積為A，實(shí)際水資源匹配線右下方的面積為B，則基尼系數(shù) gi=Ai/(Ai+Bi)(i=1，2，3)，其中系數(shù)gi為某一省段水資源分項(xiàng)匹配度，g1、g2和g3分別表示水資源耕地匹配度、水資源城鎮(zhèn)人口匹配度和水資源農(nóng)業(yè)人口匹配度，gi大小在0～1之間，數(shù)值越小表明匹配程度越好。進(jìn)一步設(shè)a為流域農(nóng)業(yè)用水比重系數(shù)，b為流域城鎮(zhèn)用水比重系數(shù)，c為流域農(nóng)村用水比重系數(shù)，流域水資源空間基尼系數(shù)G=ag1+bg2+cg3。

三、淮河流域水資源空間基尼系數(shù)實(shí)證分析

（一）計(jì)算過程

依據(jù)淮河流域2009年水資源公報(bào)，遵循上述模型構(gòu)建方法，建立淮河流域水資源與耕地、城鎮(zhèn)人口及農(nóng)村人口的空間匹配曲線，然后借鑒基尼系數(shù)測(cè)算方法，使用分組法，將相應(yīng)分項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行降序排列，采用gi=1+，[][4]分別測(cè)算出相應(yīng)的Ai、Bi的值，計(jì)算出淮河流域水資源分項(xiàng)空間匹配度。

表1:淮河流域各地區(qū)水資源與耕地、農(nóng)業(yè)人口、城鎮(zhèn)人口累計(jì)比重Tab.1 accumulative proportion of water resource arable land rural population and town population of different regions in Huaihe River Valley

得到 g1=0.32，g2=0.47，g3=0.20

再進(jìn)一步根據(jù)2002-2010年淮河流域的用水情況，得到表2

表2：淮河流域2002-2010年用水情況

即 a=0.707，b=0.191，c=0.102

淮河流域水資源空間基尼系數(shù)G=ag1+bg2+cg3=0.34

（二）計(jì)算結(jié)果分析

在國(guó)際上，基尼系數(shù)原本主要是一個(gè)定量測(cè)定居民收入分配差異程度的指標(biāo)，基尼系數(shù)小于0.2表示收入非常公平，0.4是居民收入分配不平均警戒線，大于0.4可能會(huì)造成社會(huì)動(dòng)蕩。參考該標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)匹配度小于0.2，認(rèn)定為優(yōu)；介于0.2-0.3，較好；0.3-0.4匹配程度一般；0.4-0.5，較差；0.5-0.6，很差；高于0.6，匹配程度極差。

根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，淮河流域水資源空間基尼系數(shù)為0.34，匹配程度一般。由于淮河流域本身也屬于嚴(yán)重缺水地區(qū)，人均水資源占有量不足500m3，僅為全國(guó)人均水量的1/5。隨著流域經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、人民生活水平逐步提高，水的需求量將日益增加，供需矛盾也越來越突出，水資源數(shù)量和結(jié)構(gòu)安全局勢(shì)必將會(huì)更加嚴(yán)峻。采用該模型對(duì)長(zhǎng)江流域和珠江流域進(jìn)行測(cè)算，結(jié)果表明，長(zhǎng)江流域水資源空間匹配度為0.32，珠江流域水資源空間匹配度為0.28?？梢娫谖覈?guó)中部、南部三大流域中，淮河流域是水資源空間匹配程度最差的流域。

而如果從單項(xiàng)水資源空間匹配度來看，淮河流域水資源與耕地的空間匹配度為0.32，匹配程度一般，但是與全國(guó)水資源與耕地空間匹配度0.57[2]比較，則明顯較好，這也很好的解釋了淮河流域地區(qū)為什么是我國(guó)糧食重要產(chǎn)區(qū)之一的論斷。但是卻與淮河流域水資源嚴(yán)重缺乏極不一致。

淮河流域水資源與城鎮(zhèn)人口的空間匹配度為0.47，屬較差級(jí)。這與淮河流域水資源匱乏、城市化水平較高、人口比重大的事實(shí)相一致?；春恿饔蛩Y源與農(nóng)村人口的空間匹配度為0.20，匹配度較好，與淮河流域絕大多數(shù)農(nóng)業(yè)人口分布在水資源相對(duì)豐富的安徽、江蘇省段的表征相一致。

四、淮河流域水安全空間優(yōu)化措施

鑒于淮河流域水資源空間匹配狀況，本文認(rèn)為，應(yīng)立足流域水資源的實(shí)際狀況，堅(jiān)持以人為本，樹立科學(xué)發(fā)展觀，認(rèn)真研究淮河流域各地區(qū)社會(huì)發(fā)展對(duì)水資源的要求，認(rèn)真處理好流域各段地表水、地下水和跨流域調(diào)水的關(guān)系，積極研究流域水資源配置的格局和模式，積極推進(jìn)水資源的合理開發(fā)和科學(xué)管理，提高水資源的利用效率和效益，促進(jìn)節(jié)水型社會(huì)的建立，以水資源的可持續(xù)利用保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。其中關(guān)鍵要抓好兩點(diǎn)。

（一）梯度式開發(fā)

基于流域的水流屬性，以及各區(qū)段水資源基礎(chǔ)和區(qū)位條件，建議淮河流域水資源空間優(yōu)化配置采取梯度式開發(fā)模式。具體來說，江蘇段位于流域下游，安徽段位于中游，這兩區(qū)段水量較為充足，耕地比例大，人口多，毗鄰長(zhǎng)江三角洲，地理優(yōu)勢(shì)得天獨(dú)厚，經(jīng)過多年的發(fā)展，水利基礎(chǔ)設(shè)施一定程度上優(yōu)于流域其他地區(qū)。因此，淮委和各地方政府可以加大對(duì)水資源的開發(fā)力度，加強(qiáng)科學(xué)管理，加快推進(jìn)水資源的合理開發(fā)，以水資源的科學(xué)利用保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)的科學(xué)發(fā)展。而對(duì)于位于上游的河南地區(qū)，因?yàn)樗Y源空間匹配度較差，粗放利用情況嚴(yán)重，所以首先應(yīng)當(dāng)注意加強(qiáng)流域治理力度，大力實(shí)施退耕還林（草），發(fā)展旱作農(nóng)業(yè)，降低耕地比重，減少灌溉用水需求。同時(shí)注意節(jié)水與水循環(huán)利用技術(shù)的應(yīng)用與推廣，促進(jìn)水資源的集約與高效利用。而對(duì)于山東省段，因?yàn)閷僦Я鞯貐^(qū)，人多耕地多，流域內(nèi)人均水資源量為全國(guó)人均的1/6，而且時(shí)空分布極不均勻，各地降雨量、徑流量和水資源量差別較大，分布不均勻。因此，建議在沂沭泗水系，充分利用現(xiàn)有工程蓄水能力，提高地表水資源利用率，統(tǒng)一調(diào)配淮河水和沂沭泗水，嚴(yán)格控制地下水過量超采。在此基礎(chǔ)上，實(shí)踐強(qiáng)化節(jié)水型社會(huì)建設(shè)及海水利用。

（二）非工程類措施

建國(guó)以來，政府修建了一些水庫(kù)、大壩、閘門、疏竣行洪河道等水利設(shè)施，這在一定程度上提高了流域一定時(shí)空范圍內(nèi)的抵抗旱澇風(fēng)險(xiǎn)的能力，但是水資源利用效率等卻并未得到相應(yīng)提升，而且破壞了淮河流域系統(tǒng)整體與局部關(guān)系，激化了短期利益與長(zhǎng)期利益之間的相互沖突。因此，為了提高流域水資源空間安全水平，實(shí)現(xiàn)流域水資源合理配置與開發(fā)，作用流域管理的基本單元，一方面，在穩(wěn)定現(xiàn)有工程設(shè)施功能的同時(shí)，主要從觀念轉(zhuǎn)變和制度建設(shè)等多方面加強(qiáng)非工程措施。

首先，要革新觀念。觀念是行動(dòng)的先導(dǎo)，要實(shí)現(xiàn)淮河流域水安全目標(biāo)，優(yōu)化水資源空間利用配置，必須首先革新觀念。長(zhǎng)期以來，淮河流域管理體制主要以實(shí)行政府為主體，行政管理手段與流域管理手段相互結(jié)合的體制。流域管理與行政區(qū)域管理事權(quán)劃分不明，職責(zé)分工模糊，而政府所服務(wù)的對(duì)象—社會(huì)大眾，其知情權(quán)與參與權(quán)沒有得到體現(xiàn)和很好的尊重。因此，流域水資源管理的觀念上，必須做加減法：適當(dāng)減少政府的過多作為，增加民眾的參謀度，只有這樣才可能不斷適應(yīng)水資源管理日趨復(fù)雜的狀況，滿足社會(huì)公眾對(duì)水資源管理的要求。

其次，構(gòu)筑新型的淮河流域水管理體制。目前，淮河流域水資源管理委員統(tǒng)一擁有淮河全流域水資源的絕對(duì)的權(quán)力與管理責(zé)任，既是決策機(jī)構(gòu)又是執(zhí)行機(jī)構(gòu)。而廣大用水者都是各自與流域管理委員會(huì)發(fā)生縱向聯(lián)系，彼此間橫向聯(lián)系少，難以組成能夠代表自身利益的監(jiān)督機(jī)構(gòu)，無(wú)法對(duì)淮委的決策、執(zhí)行行為的效率與成果進(jìn)行監(jiān)督與評(píng)價(jià)。因此，建議改革淮河流域的決策機(jī)構(gòu)，吸收更多的農(nóng)業(yè)用水戶、工業(yè)企業(yè)用水戶和熱心于公益的社會(huì)人士參與水資源的決策和監(jiān)督。并且，考慮到年際間水資源的豐枯變化，淮河流域水資源管理體制應(yīng)當(dāng)具有充分的靈活性。在淮委統(tǒng)一型配置體制的基礎(chǔ)上，適當(dāng)?shù)脑黾悠跫s型和信托型管理形態(tài)，逐步建立流域水資源市場(chǎng)機(jī)制，通過市場(chǎng)機(jī)制有效配置水資源，促進(jìn)安徽、江蘇地區(qū)開展水資源使用權(quán)的轉(zhuǎn)讓，協(xié)調(diào)他們之間的水事沖突，構(gòu)建水資源所有權(quán)和使用權(quán)實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)體系。

再次，架構(gòu)淮河流域水資源管理的公眾參與機(jī)制。

流域水安全的最終受益者是社會(huì)公眾，社會(huì)公眾作為淮委服務(wù)的對(duì)象，也更應(yīng)該積極行動(dòng)起來，密切各自之間的橫向聯(lián)系，組建水安全利益共同體，遴選代表參與流域管理的決策，表達(dá)自己的安全意愿，維護(hù)自己的安全權(quán)益等。

[1]宋立新.基尼系數(shù)的一種簡(jiǎn)單求法[J].統(tǒng)計(jì)與預(yù)測(cè),1996(2).

[2]劉洋.區(qū)域水資源空間匹配分析[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào),2005(5).