基于DEA模型的廣東省用水效率研究

摘 要：本文利用數據包絡分析方法計算了廣東省各城市生活用水效率、生產用水效率和總用水效率，并對不同地區的DEA投影調整結果進行了分析，并分析了不同地區用水效率差異的因素，給廣東省水資源管理戰略制定提供決策依據。

關鍵詞：數據包絡分析；用水效率；回歸分析方法；影響因素

中圖分類號： TV213 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20160332034

引言

廣東省人均水資源擁有量較低，加之廣東省水資源時空分布不均，水污染嚴重、海平面上升和咸潮入侵等問題，使得廣東省水資源供需矛盾日益突出。用水效率的評價有助于發現用水中存在的不合理、低效率等問題，抓住用水效率低下的源頭，從根本上改善水資源利用狀況，提高用水效率。

目前，用水效率的評價指標體系還在發展和完善當中。陳素景等（2007）采用人均水資源消耗量和萬元產值水資源消耗量等指標，分析了不同時段各省區的節水潛力[1]；王樹鵬等（2011）結合開展的區域和行業用水效率考核指標體系，從定性和定量2方面構建了云南省的區域、工業、農業和居民生活用水效率評價指標體系[2]。現有的研究成果所采用的評價指標體系相對單一不夠全面，大多數評價體系都很少涉及生態環境等水資源可持續發展的指標。

1 研究方法及數據來源

1.1 數據包絡分析方法

數據包絡分析方法（DEA，Data Envelop Analysis）是著名運籌學家A.Charnes和W.W.Copper在1978年提出的基于相對效率的多投入多產出分析法。DEA是使用數學規劃模型來評價具有多投入和多產出的“部門”或“單位”間的相對有效性[3]。應用DEA模型通常是對一組給定的決策單元，確定一組投入產出的評價指標，求出給定決策單元的有效性系數，據此來評價各決策單元的優劣。

1.2 指標選取與數據來源

1.2.1 指標選取

資源作為一種自然資源，它必須和其他的生產要素結合起來才能帶來真正的產出，因此在研究用水效率時必須采用多輸入模型。用水量必然是一個輸入指標，但由于水資源利用的部門不同；資本投入也是生產活動中的一個重要因素，因此將固定資產投資作為一個輸入指標；勞動力是經濟生產中的最基本的生產要素，因此將從業人員數量作為一個輸入指標。而本文研究的用水效率是從水資源所產生的經濟效益來評價的，因此將國內生產總值GDP作為輸出指標。

1.2.2 數據來源

本研究選取廣東省各城市相關數據進行分析，數據縱向覆蓋9a（2005～2013年），橫向覆蓋廣東省21個地級市。根據各個城市的GDP的大小，將21個城市分為3類：發達地區、中等發達地區和欠發達地區。發達地區包括廣州、深圳、珠海、東莞、佛山、中山、惠州、江門等地區，中等發達地區包括肇慶、汕頭、揭陽、湛江、茂名、陽江等地區，欠發達地區包括汕尾、清遠、韶關、河源、梅州、云浮、潮州等地區。各指標數據主要來源于廣東省水資源公報、廣東省統計年鑒。

2 廣東省用水效率的DEA分析

2.1 廣東省用水效率的空間變化分析

運用DEA模型，計算得到廣東省2005～2013年21個城市的生活用水效率值、生產用水效率值以及總用水效率。

從廣東省2005～2013年的生活用水效率均值來看，廣東省用水效率偏低為0.491，說明廣東省的生活用水存在50.9%的浪費。生活用水效率結果在不同城市之間呈現出明顯差異，其中深圳市生活用水效率近幾年一直保持較高水平；分地區來看，發達地區7a以來生活用水效率最高為0.693，而中等發達地區為0.675，欠發達地區用水效率一直是最低，多年平均值為0.347。廣東省各城市生產用水效率顯示，與生活用水效率相同，深圳、茂名、廣州的生產用水效率仍保持較高水平，汕尾成為生產用水效率最低的城市。

從計算得到的廣東省總用水效率值來看，廣東省平均用水效率為0.527，就不同地區而言，發達地區最高為0.77，中等發達地區為0.604，欠發達地區最低為0.378。各城市之間的用水效率存在明顯差異，效率最高的為深圳0.996，效率最低的是河源和汕尾0.249。根據該表繪出廣東省總用水效率區域分布圖，如圖1所示。一個地區用水效率的高低，與該地區區域水資源條件、行業結構和規模、生產技術和設備的改進、節水管理的水平以及人們的節水意識等多種因素密切相關[4]。如深圳是全國7個嚴重缺水的城市之一，因此在節水宣傳和管理上出臺了一系列措施；在生產設備改進、優化產業結構、技術創新等方面都走在廣東省的前列，2010年工業用水的重復利用率高達88.46%以上，這些因素使深圳市的用水效率一直處于廣東省的最高水平。

利用DEA方法中的C2R模型進行投影分析，可以找出非DEA有效的決策單元的投入距離與理想值的差距，以便提高增加產出、降低投入、提高效率。分別對發達、中等發達和欠發達地區進行DEA投影的調整統計分析，可以得出：發達地區近年來從業人員和固定資產量的可節約量都呈增加的趨勢，說明對于發達地區而言，再增加勞動力資源的投入和固定資產方面的投入對產出的影響不大；而生活用水和生活用水可節約量都呈現出緩慢下降的趨勢，說明發達地區發展的限制性因素主要為生產和生活用水缺乏，發達地區的發展策略不能也不應該再建立在大量消耗水資源上，而應該探索新的可持續的發展模式。而近幾年欠發達地區的生產用水可節約量、生活用水可節約量和從業人員可節約量呈現出平穩緩慢下降的趨勢，說明這幾項投入要素的利用率有所提升，欠發達的地區正處在平穩發展階段。隨著2005年廣東省出臺《關于廣東省山區及東西兩翼與珠江三角洲聯手推進產業轉移的意見》等一系列政策以來[5]，政府引導和鼓勵珠三角產業向山區轉移，加大資金供給、提高管理和技術水平，使得欠發達地區經濟穩步增長，系統之間的協調性也更高。

2.2 廣東省用水效率的時間變化分析

利用廣東省各城市總用水效率數據，可以繪制廣東省總用水效率隨時間變化的曲線。廣東省廣東省、發達地區、中等發達地區和欠發達地區用水效率的變化趨勢基本相同。分地區來看，到2011年發達地區用水效率值為0.77，相比于2003年的效率值0.597，增幅為29.0%；而中等發達地區2011年效率值為0.618，相比于2003年的效率值0.562，增幅為10%；欠發達地區2011年效率值為0.31，2003年效率值為0.256，增幅為21.1%。

2003～2011年，廣東省用水效率隨著時間變化的趨勢初步說明，隨著各地區經濟的發展，水資源短缺形勢逐漸加劇，人們的節水意識逐漸增強，通過提高技術水平，引進新設備，加強人們節水意識的教育，一定程度上節約了生活、農業以及工業用水，提高了利用效率。從整體來看，廣東省用水效率將進一步向高水平方向發展。

3 提高用水效率的對策建議

3.1 全面建設節水型社會

構建節水型社會主要從工業節水、生活節水和農業節水3方面入手。通過前文分析可以得知，無論是發達地區、中等發達地區還是欠發達地區，人均生活用水量和用水效率的影響都有很大的相關性，且呈現負相關關系，因此需要加強生活用水節水力度。

3.2 建立科學完整的水價機制

水資源作為一種商品，水價則是調整水資源供求關系、調節水市場良性運行的重要杠桿。有研究表明：水價每提高10%，則用水量下降5%[6]。可見科學合理地調整水價能夠調整水資源供需平衡，使之形成一個良性循環。目前廣東省已有深圳等12個地級以上市城區和英德等9個縣、區實施了居民生活用水階梯式水價。廣東省水價改革和管理的改進還在進一步的探索之中，設立科學合理的水價有利于節水型社會的建設，也有利于一個地區經濟社會的穩定和持續發展。

3.3 加強水資源管理體制改革，完善相關法規政策

根據廣東省水資源利用和管理現狀并結合目前國際上先進的管理經驗，可以從以下幾個方面著手：要結合本地的水資源開發利用和管理實際，完善制定地方性的各項法律法規制度，并綜合運用行政、法律以及工程、技術、經濟手段；實行規范化管理 ；提高水資源管理水平，建設好防汛指揮調度系統和水資源優化配置調度系統；要加強重點水源工程的建設，適當科學的跨流域調水，實現區域之間的水資源最優配置。

3.4 加大對經濟落后地區的資金支持

由前文分析結果可知，一個用水效率的高低受該地區經濟發展水平的很大影響，一般地，人均GDP與用水效率呈現正相關關系；即經濟發展水平越高，則這個地區的水資源利用效率也高。需要加強對于欠發達地區的資金和管理理念的扶持，投入資金用于欠發達地區節水設備的引進和供水管網的改造，改善當地的水資源配套供給設施，并將先進的節水管理理念引入到欠發達地區，提高當地的節水管理水平，提高用水效率。

3.5 進一步優化產業結構，調整產業布局

產業結構對用水效率有顯著影響，第三產業比重與用水效率呈現正相關關系。因此需要依據水資源分布及配置現狀調整產業結構及布局在缺水地區盡量避免建設高耗水的產業項目工業結構應該向節水型方向進行調整，對于落后的耗水高的項目、產品及設備進行淘汰；要嚴格限制新建高耗水、高污染的工業企業，從而減緩水資源壓力。

參考文獻

[1]陳素景，孫根年，韓亞芬，李琦. 中國省際經濟發展與水資源利用效率分析[J]. 統計與決策，2007（22）：65-67.

[2]王樹鵬，張云峰，朱武. 云南省區域和行業用水效率考核體系構建研究[J]. 中國水利，2011（15）：17-20.

[3]魏權齡. 數據包絡分析[M]. 科學出版社， 2004.

[4]王浩，馬滇珍，張象明，汪黨獻. 我國的用水效率與節水潛力[J]. 水利規劃，1998（S1）：37-45.

[5]關于廣東省山區及東西兩翼與珠江三角洲聯手推進產業轉移的意見（試行）[J]. 廣東省人民政府公報，2005（08）：3-6.

[6]賈紹鳳，張士鋒. 北京市水價上升的工業用水效應分析[J]. 水利學報，2003（04）：108-113.

作者簡介：聶春潔（1990-），女，江西省吉安人，中山大學地理科學與城市規劃學院2011級水利工程專業碩士研究生。