基于基尼系數的南水北調受水區水資源空間匹配

呂嘉玲 石蕊 伍軍豪 韓樂坤

摘 要：南水北調工程是我國特大調水工程，有效緩解了我國北方水資源短缺問題。社會經濟發展與受水區水資源空間匹配聯系密切，人們要優化水資源配置，發揮項目效益，促進和諧社會建設。本文運用基尼系數、洛倫茲曲線和不平衡指數法，以南水北調工程為例，研究了調水前后水資源與GDP、人口、降水和土地利用的空間匹配程度，為跨流域調水的決策提供數據支持。調查結果顯示，輸水后的不平衡指數和基尼系數均有所下降，說明調水工程可以提高水資源空間匹配度。

關鍵詞：南水北調受水區;洛倫茲曲線;基尼系數;不平衡系數;水資源空間

中圖分類號：TP79文獻標識碼：A文章編號：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

中國水資源總量僅次于巴西、俄羅斯和加拿大，居世界第四，占全球水資源的6%。但是，我國降雨分布很不均勻，從東南沿海向西北內陸遞減。水資源時空分配不均，長江以南耕地占全國的36%，水資源卻占全國的80%;黃淮海平原耕地占全國的40%，而水資源僅占全國的8%。隨著城市化的不斷推進，許多地區高強度用水與缺水的矛盾日益突出，制約了區域經濟的可持續發展。跨流域調水對促進水資源開發利用和優化水資源分配具有重要的現實意義。合理確定受水區取水量是調水工程穩定運行的關鍵。本文利用基尼系數等經濟概念對區域水資源進行空間匹配分析，以期提高區域水資源的空間匹配度。

1 理論基礎

1.1 基尼系數

基尼系數用于評估特定區域的居民收入差距，如一個國家、一個城市、一個村落。基尼系數可操作性強，計算方式合理，其在全球廣泛應用。

基尼系數的取值介于0～1。一個區域的基尼系數越接近0，說明該區域的貧富差距越小;越接近1，說明該區域貧富差距越明顯，人口收入差距越大。全球有一個固定標準：若基尼系數小于0.2，就說明絕對平均;若基尼系數介于0.2～0.3，就說明較平均;若基尼系數介于0.3～0.4，就說明相對合理;若基尼系數介于0.4～0.5，就說明收入差距較大;若基尼系數大于0.5，就說明收入差距懸殊[1-2]。

1.2 洛倫茲曲線

提到基尼系數，不得不提洛倫茲曲線。根據洛倫茨曲線，美國著名經濟學家赫希曼提出了判斷分配平等程度的指標。洛倫茲曲線與基尼系數關系圖例如圖1所示。設實際收入分配曲線（即洛倫茲曲線）和收入分配絕對平等曲線之間的面積為[A]，實際收入分配曲線右下方的面積為[B]，并以[A]除以[A+B]的商表示當地居民收入的不平等程度[3-4]。這個數值被稱為基尼系數。如果[A]為零，基尼系數為零，表示收入分配完全平等;如果[B]為零，則基尼系數為1，收入分配絕對不平等。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，基尼系數也越大[5-8]。

2 實例應用──以邢臺市為例

邢臺市歷史悠久，素有“泉城”之稱，白泉奔騰，風景秀麗，享譽海內外。邢臺市水資源十分有限，全市水資源總量僅為14.6億m3，水資源短缺已經成為限制邢臺市經濟發展的絆腳石。南水北調中線工程途徑邢臺市，目前已經為邢臺市提供大量水資源，有效緩解了其水資源短缺問題。

2.1 邢臺市人口和人均GDP與南水北調的相關性研究

邢臺市常住人口年際變化如圖2所示，邢臺市人均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，隨著人口數量和人均GDP的增加，邢臺市水資源需求顯著提升，而南水北調工程有效彌補了其用水缺口。水是生產的基礎要素，充足的水資源是邢臺市經濟社會持續穩定發展的重要保證。當前，邢臺市要穩步推進供水體制改革，大力建設水源工程，優化南水北調水網，緩解水資源供需矛盾。

邢臺市曾長期面臨水資源短缺的問題，企業用水成本偏高。南水北調工程水質達到Ⅱ級，水質良好，而部分企業用水要求不高，邢臺市可以利用南水北調工程直接供水，減少地表水處理環節，降低企業用水成本。同時，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，邢臺市大力建設供水管道和水廠，不斷完善城市公共供水管網，隨著南水北調工程的運行，其水源調換已經初步完成。邢臺市水資源得到有效保障，邢臺市居民可以吃到干凈、放心的水。目前，邢臺市人均水資源占有量保持穩定，水資源短缺問題已經得到有效緩解。邢臺市人均水資源占有量年際變化如圖4所示。

2.2 邢臺市降水量與南水北調的相關性研究

邢臺市年降水量的80%集中在6—9月，時空分布極不均衡。近年來，邢臺市年降水量基本保持在400～600 mm，降水量不足。邢臺市降水量年際變化如圖5所示。為了打破降水量時空分布不均衡的限制，南水北調工程已經為邢臺市供應大量水資源，使當地居民普遍受益，水環境日益改善，促進了邢臺市生態文明建設。受南水北調作用，邢臺市深層地下水得到補充，水位逐漸上升。

南水北調為邢臺市地下水恢復創造了良好條件。過去，邢臺市大力開采地下水資源，造成地下水位急劇下降。近年來，受惠于南水北調工程，邢臺市已經暫停開發地下水資源，七里河、白馬河、李陽河、泜河、午河等地表徑流都得到有效保護，生態環境顯著改善，居民生活水平進一步提高。南水北調工程具有巨大的經濟效益、社會效益和生態效益，在邢臺市生態文明建設中發揮了重要作用，促進了邢臺市經濟的可持續發展和生態環境的改善。

3 結果分析

3.1 南水北調受水區水資源空間匹配的影響

南水北調中線工程基尼系數減少幅度較為明顯，說明其輸水能力較強。調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題[9]。不平衡指數反映了水資源與各種要素的協調程度。輸水后，受水區水資源占有量與耗水量的不平衡指數下降，說明水資源協調度可以通過調水得到改善[10]。

3.2 南水北調工程受水區評價

南水北調工程是我國特大調水工程，有效緩解了我國北方水資源短缺問題。人們可以構建水資源評價模型，合理評價水資源與社會經濟的關系，以便合理分配水資源[11]。其間要以人均GDP為基本指標，考慮投入與產出，構建水資源與社會經濟的評價指標體系[12]。當前，邢臺市水資源協調度較低，投入相對冗余。因此，邢臺市應采取積極對策，優化水資源配置，促進水資源與社會經濟的協調發展[13]。

4 結論

本文以南水北調中線工程為研究對象，運用基尼系數和洛倫茲曲線等概念，采用人口數量、人均GDP、人均水資源占有量和降水量等指標，分析了南水北調受水區的水資源空間匹配問題。結果表明，南水北調中線工程基尼系數減少明顯，調水工程可以緩解水資源時空分布不均衡問題。水資源平衡指數和不平衡指數反映了水資源與各要素的協調度。研究表明，調水工程可以促進水資源與各要素的協調發展。研究跨流域調水地區水資源空間匹配具有一定的現實意義。本研究只考慮四個影響因素，未來研究可以在此基礎上考慮水資源利用率和生態環境等因素，使之更加全面，為水資源空間匹配和跨流域調水提供決策依據。

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