空间洛伦茨曲线视角下淮河流域水安全的科学解析

王学鹏

(安徽科技学院管理学院 安徽凤阳 233100)

一、淮河流域水资源概况

淮河流域位于长江、黄河之间，流域面积27万km2，地跨河南、安徽、江苏、山东及湖北五省，全长1000km，年平均径流量为621亿m3，人口众多，工业基础较好，农业较为发达，上游河南境内多为山丘，支流众多；中游安徽地势平缓，湖泊洼地分布广泛；下游江苏湖泊密布，地势低洼，渠道纵横，水网交错。由于地处南北气候过渡带，冬春干旱少雨，夏秋闷热多雨，冷暖和旱涝转变急剧，多年平均降雨季节性集中，水资源供求关系紧张，水安全事故频发。

二、淮河流域水资源利用空间结构安全研究模型

（一）模型构建的基本原理

从淮河流域水资源的利用结构来看，主要包括三大部分，分别为农业用水、城镇用水和农村用水。农业用水主要是灌溉，城镇用水包括工业用水和城镇居民生活用水，农村用水指林牧渔业用水和农村居民生活用水。三大用途中，农业用水与流域耕地面积有关，而城镇用水和农村用水分别与城镇人口、工业发展水平和农村人口的分布密切相关。

立足于淮河流域水资源的空间利用结构，借鉴洛伦茨曲线原理，构建淮河流域水资源与耕地、城镇和农村人口的空间结构匹配曲线。在此基础上，遵照基尼系数的测算方法，分别计算出流域水资源与耕地、城镇和农村人口的空间基尼系数g1、g2和g3，然后再依据实际，对g1、g2和g3进行赋权，加权求和则可以得到流域水资源空间基尼系数G的值。

（二）模型构建的具体步骤

1.淮河流域水资源空间洛伦兹曲线的生成

根据淮河流域流经省域，可以将淮河流域分为5个次级区段。考虑到湖北区段是非干流区段，而且，无论是水资源数量，还是耕地、城镇和人口占全流域的比重均很低，因此具体在计算时，在不影响结论的前提下，可以将其忽略不计。这样在具体的测算过程中，只需将次级省域即河南、安徽、江苏、山东，按照水资源量进行降序排列，并按照此排列顺序计算各次级区域水资源量的累计比重以及该次级区域相应耕地（城镇或农村人口）的累计比重即可。

2.流域水资源空间基尼系数计算

洛伦兹曲线是由美国统计学家M.O.洛伦兹（Max Otto Lorenz，1903），1903）提出的，主张用一个国家或地区内人口百分比对应各个人口百分比的收入百分比的点组成的曲线来评判国民收入在国民之间的分配不平等程度问题，之后，意大利经济学家基尼根据洛伦兹曲线原理，提出基尼系数，将收入分配差异程度定量化，强调基尼系数作为一个判断收入分配公平程度的指标，是比例数值，大小在0和1之间，后来逐步发展成为国际上公认的用来综合考察居民内部收入分配差异状况的一个重要分析指标。基于洛伦兹曲线理论，首先设实际水资源匹配线和绝对平均线之间的面积为A，实际水资源匹配线右下方的面积为B，则基尼系数 gi=Ai/(Ai+Bi)(i=1，2，3)，其中系数gi为某一省段水资源分项匹配度，g1、g2和g3分别表示水资源耕地匹配度、水资源城镇人口匹配度和水资源农业人口匹配度，gi大小在0～1之间，数值越小表明匹配程度越好。进一步设a为流域农业用水比重系数，b为流域城镇用水比重系数，c为流域农村用水比重系数，流域水资源空间基尼系数G=ag1+bg2+cg3。

三、淮河流域水资源空间基尼系数实证分析

（一）计算过程

依据淮河流域2009年水资源公报，遵循上述模型构建方法，建立淮河流域水资源与耕地、城镇人口及农村人口的空间匹配曲线，然后借鉴基尼系数测算方法，使用分组法，将相应分项数据进行降序排列，采用gi=1+，[][4]分别测算出相应的Ai、Bi的值，计算出淮河流域水资源分项空间匹配度。

表1:淮河流域各地区水资源与耕地、农业人口、城镇人口累计比重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

再进一步根据2002-2010年淮河流域的用水情况，得到表2

表2：淮河流域2002-2010年用水情况

即 a=0.707，b=0.191，c=0.102

淮河流域水资源空间基尼系数G=ag1+bg2+cg3=0.34

（二）计算结果分析

在国际上，基尼系数原本主要是一个定量测定居民收入分配差异程度的指标，基尼系数小于0.2表示收入非常公平，0.4是居民收入分配不平均警戒线，大于0.4可能会造成社会动荡。参考该标准，对匹配度小于0.2，认定为优；介于0.2-0.3，较好；0.3-0.4匹配程度一般；0.4-0.5，较差；0.5-0.6，很差；高于0.6，匹配程度极差。

根据上述计算结果，淮河流域水资源空间基尼系数为0.34，匹配程度一般。由于淮河流域本身也属于严重缺水地区，人均水资源占有量不足500m3，仅为全国人均水量的1/5。随着流域经济快速发展、人民生活水平逐步提高，水的需求量将日益增加，供需矛盾也越来越突出，水资源数量和结构安全局势必将会更加严峻。采用该模型对长江流域和珠江流域进行测算，结果表明，长江流域水资源空间匹配度为0.32，珠江流域水资源空间匹配度为0.28。可见在我国中部、南部三大流域中，淮河流域是水资源空间匹配程度最差的流域。

而如果从单项水资源空间匹配度来看，淮河流域水资源与耕地的空间匹配度为0.32，匹配程度一般，但是与全国水资源与耕地空间匹配度0.57[2]比较，则明显较好，这也很好的解释了淮河流域地区为什么是我国粮食重要产区之一的论断。但是却与淮河流域水资源严重缺乏极不一致。

淮河流域水资源与城镇人口的空间匹配度为0.47，属较差级。这与淮河流域水资源匮乏、城市化水平较高、人口比重大的事实相一致。淮河流域水资源与农村人口的空间匹配度为0.20，匹配度较好，与淮河流域绝大多数农业人口分布在水资源相对丰富的安徽、江苏省段的表征相一致。

四、淮河流域水安全空间优化措施

鉴于淮河流域水资源空间匹配状况，本文认为，应立足流域水资源的实际状况，坚持以人为本，树立科学发展观，认真研究淮河流域各地区社会发展对水资源的要求，认真处理好流域各段地表水、地下水和跨流域调水的关系，积极研究流域水资源配置的格局和模式，积极推进水资源的合理开发和科学管理，提高水资源的利用效率和效益，促进节水型社会的建立，以水资源的可持续利用保障经济社会的可持续发展。其中关键要抓好两点。

（一）梯度式开发

基于流域的水流属性，以及各区段水资源基础和区位条件，建议淮河流域水资源空间优化配置采取梯度式开发模式。具体来说，江苏段位于流域下游，安徽段位于中游，这两区段水量较为充足，耕地比例大，人口多，毗邻长江三角洲，地理优势得天独厚，经过多年的发展，水利基础设施一定程度上优于流域其他地区。因此，淮委和各地方政府可以加大对水资源的开发力度，加强科学管理，加快推进水资源的合理开发，以水资源的科学利用保障经济社会的科学发展。而对于位于上游的河南地区，因为水资源空间匹配度较差，粗放利用情况严重，所以首先应当注意加强流域治理力度，大力实施退耕还林（草），发展旱作农业，降低耕地比重，减少灌溉用水需求。同时注意节水与水循环利用技术的应用与推广，促进水资源的集约与高效利用。而对于山东省段，因为属支流地区，人多耕地多，流域内人均水资源量为全国人均的1/6，而且时空分布极不均匀，各地降雨量、径流量和水资源量差别较大，分布不均匀。因此，建议在沂沭泗水系，充分利用现有工程蓄水能力，提高地表水资源利用率，统一调配淮河水和沂沭泗水，严格控制地下水过量超采。在此基础上，实践强化节水型社会建设及海水利用。

（二）非工程类措施

建国以来，政府修建了一些水库、大坝、闸门、疏竣行洪河道等水利设施，这在一定程度上提高了流域一定时空范围内的抵抗旱涝风险的能力，但是水资源利用效率等却并未得到相应提升，而且破坏了淮河流域系统整体与局部关系，激化了短期利益与长期利益之间的相互冲突。因此，为了提高流域水资源空间安全水平，实现流域水资源合理配置与开发，作用流域管理的基本单元，一方面，在稳定现有工程设施功能的同时，主要从观念转变和制度建设等多方面加强非工程措施。

首先，要革新观念。观念是行动的先导，要实现淮河流域水安全目标，优化水资源空间利用配置，必须首先革新观念。长期以来，淮河流域管理体制主要以实行政府为主体，行政管理手段与流域管理手段相互结合的体制。流域管理与行政区域管理事权划分不明，职责分工模糊，而政府所服务的对象—社会大众，其知情权与参与权没有得到体现和很好的尊重。因此，流域水资源管理的观念上，必须做加减法：适当减少政府的过多作为，增加民众的参谋度，只有这样才可能不断适应水资源管理日趋复杂的状况，满足社会公众对水资源管理的要求。

其次，构筑新型的淮河流域水管理体制。目前，淮河流域水资源管理委员统一拥有淮河全流域水资源的绝对的权力与管理责任，既是决策机构又是执行机构。而广大用水者都是各自与流域管理委员会发生纵向联系，彼此间横向联系少，难以组成能够代表自身利益的监督机构，无法对淮委的决策、执行行为的效率与成果进行监督与评价。因此，建议改革淮河流域的决策机构，吸收更多的农业用水户、工业企业用水户和热心于公益的社会人士参与水资源的决策和监督。并且，考虑到年际间水资源的丰枯变化，淮河流域水资源管理体制应当具有充分的灵活性。在淮委统一型配置体制的基础上，适当的增加契约型和信托型管理形态，逐步建立流域水资源市场机制，通过市场机制有效配置水资源，促进安徽、江苏地区开展水资源使用权的转让，协调他们之间的水事冲突，构建水资源所有权和使用权实现良性循环体系。

再次，架构淮河流域水资源管理的公众参与机制。

流域水安全的最终受益者是社会公众，社会公众作为淮委服务的对象，也更应该积极行动起来，密切各自之间的横向联系，组建水安全利益共同体，遴选代表参与流域管理的决策，表达自己的安全意愿，维护自己的安全权益等。

[1]宋立新.基尼系数的一种简单求法[J].统计与预测,1996(2).

[2]刘洋.区域水资源空间匹配分析[J].辽宁工程技术大学学报,2005(5).