基于DEA 的黄河干流九省的水利现代化评价

彭高辉，韦保磊，宋 宝

(华北水利水电大学，河南 郑州 450045)

“九五”时期以前，我国的水利事业被界定在农业中，发展速度缓慢;“九五”时期以后，党中央国务院高度重视水利工作，对水利事业也有了全新的认识，水利投资大幅增加.特别是进入21 世纪以来，党中央、国务院对水利发展更是高度重视.2011 年中央一号文件《关于加快水利改革发展的决定》聚焦水利，深刻阐述了水利现代化在现代化农业建设、经济建设发展和生态环境改善中的重要作用.黄委会以“治河、治穷、治贪、治散”为行动指南，建设“模型黄河”与“数字黄河”工程，利用“模型黄河”与“数字黄河”研究“原型黄河”的演变基本规律和治理开发方案.同时积极规划，科学管理，加强科研机构对黄河的研究，在水利大发展时期，努力推动黄河管理科学化和黄河水利现代化，为黄河流域各省的现代化建设提供保障，加快黄河流域各省的水利现代化建设进程.

笔者立足于黄河干流九省的现代化建设全局，从水利投入与产出角度出发，并结合相关参考文献，构建水利现代化评价指标体系，定量评价黄河干流九省的水利现代化建设效率，分析水利现代化建设的资源配置有效利用率、规模效益以及综合效率的变化，为以后水利现代化建设投入资源的分配决策提供参考依据.

1 水利现代化评价的研究现状

2007 年，陈雷从治水理念、水利工程设施、水利管理的现代化和水利信息化4 个方面，提出在推进水利现代化建设过程中需要注意的问题［1］.中国特色水利现代化内涵应包括:水利建设资源的合理分配、水资源的安全有效利用、水利工程良好的经济效益与管理、水利的可持续发展和水利设施的社会公益性.

中国水利现代化研究课题组系统地研究和探讨了水利现代化评价指标体系，运用定性分析与定量层次分析模型相结合的方法研究了我国的水利现代化进程［2］;傅春以水利的发展条件与保障条件为基础建立评价指标体系，结合层次分析模型将我国水利现代化建设划分为4 个阶段［3］;王亚华从水利发展的安全性、经济性和舒适性3 方面需求构建了评价指标体系，并结合层次分析模型给出了中国水利现代化的“三步走”战略［4］;张海涛通过对比分析以往权威指标体系的建立构成评价指标体系，运用模糊聚类迭代模型对部分地区水利现代化水平进行评价［5］.国内的一些研究大多是从水利部门自身工作的角度出发，并未很好地结合地域的差别、自然资源分布的差异以及经济发展程度的不同，不能更加客观、全面地反映各地域的水利现代化水平.

2 基于DEA 模型的水利现代化定量评价指标设计

2.1 水利现代化评价指标体系的建立原则

结合经济学评价指标选取的目的性、精简性、关联性和多样性原则［6］，水利现代化评价指标体系的设计应遵循以下原则［7］.

1)可操作性原则.所选指标应是可获得的量化数据，若理论上可以获得但实际上不可行的用相似指标代替或不纳入指标体系.

2)综合性原则.所选指标应能构成一个既没有信息冗余又没有信息不足的完备指标集合，每一个指标所包含的信息量比其他同类指标大.

3)科学性原则.每一个指标应能反映不同地区社会和经济发展程度的不同，不能照搬其他企业的评价指标，应该考虑水利现代化建设的不同目的及其特殊意义.

4)灵敏性原则.所选指标在不同地区之间变化较大，能反映不同个体之间的差别.

5)因果关系原则.所选输入指标能在不同程度上影响输出指标，虽然不必清楚每个输入对输出指标的决定权重.

2.2 DEA 评价模型的建立

以往的水利现代化评价方法多是在评价指标的基础上，确定各指标的权重，运用层次分析模型或模糊聚类迭代模型进行定量评价.而在确定权重时，不可避免地都有一些主观因素，导致人为误差的出现，对评价结果造成影响.

数据包络分析方法(Data Envelopment Analysis，DEA)由Charnes 和Coopor 于1978 年提出，后经魏权龄［8］引入我国，是以相对效率概念为基础发展起来的一种崭新的效率评价方法.

DEA 模型如下:

设有n 个决策单元，每个决策单元有m 种类型的输入和s 种类型的输出，第j(1 ≤j ≤n)型的输入与输出分别为Xj=(X1j，X2j，…，Xmj)T和Yj=(Y1j，Y2j，…，Ysj)T，对应的权重μ=(μ1，μ2，…，μm)T和v=(v1，v2，…，vs)T.选择合适的权重系数μ与v，使得每一个决策单元的效率评价指数hj=μTXj/vTYj取得最大值.使用Charnes-Cooper 变换，根据线性规划的对偶理论，将上述分式规划模型构造为具有非阿基米德无穷小量(ε)的对偶模型:

式中:θ 为决策单元DMUj的有效值，θ 越大，资源配置越合理，反之，资源浪费程度越高;s－和s+分别为投入与产出的松弛，表示DMUj的可能投入冗余和产出不足;λj为输出指标的权重系数.

3 DEA 模型求解及结果分析

3.1 黄河干流九省水利现代化水平的DEA 分析

根据DEA 模型的特点，结合水利现代化建设特点，建立其评价指标体系，全面反映地区水利现代化的各个方面，如图1 所示.

图1 水利现代化评价指标体系

依据文献［9］中各指标的数据，运用DEA 模型中不考虑规模收益的C2R 模型和考虑规模收益的BC2模型对黄河干流水利现代化建设投入产出效率进行分析.具体结果见表1.

表1 C2R 与BC2 模型水利现代化水平结果

表1 表明:内蒙古、山东、河南、四川、青海、宁夏规模效率与纯技术效率同时有效，占评价总数的66.7%.这些地区的水利行业技术工人、水利建设投资、农村发电设备、机电排灌装机等得到了充分利用，达到了相对最佳产出值.山西、陕西、甘肃规模效率和纯技术效率非同时有效，占评价总数的33.3%，这些地区存在投入过剩、产出不足，或者有规模过大或过小的问题.

3.2 资源配置欠合理地区投入产出指标分析

利用C2R 模型，计算各DEA 非有效地区的投影值(目标值)以及实际值和投影值之差，得到各个非有效地区投入过大的项目、数量与各个非有效地区经过改进后所能达到的产出目标值.

3.2.1 投入指标分析

利用C2R 模型，计算各DEA 非有效地区的投影值(目标值)及实际值和投影值之差，得到各个非有效地区投入冗余的项目与数量，具体结果见表2.

表2 表明:在现有产出的水平下，山西省与陕西省在水利行业技术工人方面存在较大冗余;水利建设投资方面由于部分水利建设工程未投入生产，显示不出效益，存在冗余;机电排灌机投入冗余较小;但山西省在农村发电设备方面投入适当.陕西省与甘肃省在农村发电设备方面冗余相当;甘肃省水利行业技术工人基本无冗余，但在机电排灌机投入方面存在较大冗余.如果这些水利现代化建设资源能够得到有效利用，并适当调整水利工程规模，以上各地区的水利现代化水平定能取得更大的经济效益和社会效益.

表2 欠合理地区各项投入指标的冗余值

3.2.2 产出指标分析

利用C2R 模型，计算DEA 非有效地区山西、陕西和甘肃的实际值和投影值，得到各个非有效地区产出不足的项目与数量，具体结果见表3.

表3 欠合理地区各项产出指标的不足值

表3 表明:在现有水利建设投入情况下，山西、陕西、甘肃等省在水土流失治理方面取得了较好的业绩，但在农田(有效)实灌面积、除涝面积、达标堤防长度、节水灌溉面积等4 个方面均有不同程度的产出不足，未能达到应有的效益，不利于本省的水利现代化进程.此外，山西省在农村水电站建设上存在严重的产出不足问题，严重影响了本省的水利现代化建设与经济发展.

3.3 甘肃省投入产出指标分析与对策

利用C2R 模型，计算甘肃省的DEA 有效投影值、投入冗余和产出不足的项目与数量，具体结果见表4.

表4 甘肃省各项投入指标的冗余值与产出指标的不足值

表4 表明甘肃省总体表现为非有效和非技术有效且规模收益递增.存在的主要问题是:①在目前的产出水平下，水利行业技术工人冗余0.5%，基本达到最优投入状态;水利建设投资投入冗余36%，部分冗余资金用于建设水利工程，当年没有产生效益;农村发电设备与机电排灌机投入项冗余较大，为13%和39%.②在产出方面，农田实灌面积、除涝面积、达标堤防长度、节水灌溉面积等4 个方面存在产出不足，除涝面积的严重不足是导致该省份水利现代化发展水平非技术有效的主要因素.

为提高本省的水利现代化发展水平的整体有效性应合理分配水利建设投资，充分利用农村发电设备、机电排灌机等设备资源，加快水利工程建设，加强水利设施的管理，增强水利事业的安全生产水平与社会公益性.

4 结语

西部大开发、城乡镇化建设、中原经济区建设都离不开水，对水的需求更大，只有加快水利现代化建设进程才能更好地开发水资源.

黄河干流九省的水利现代化水平虽然在东部的山东省、中部的河南省和西部的内蒙古、四川、青海、宁夏相对较高，但在中部地区的山西省，西部地区的陕西省、甘肃省在水利的开发与管理方面还不完善，还有待改进，国家与地方政府需要加大对这些地区的支持力度.合理地分配水利资源，积极引进水利人才，实现水资源的高效利用，促进这些省份的水利现代化建设.

［1］陈雷.关于水利发展与改革若干问题的思考［J］.中国水利报，2007(22):1－14.

［2］中国水利现代化研究课题组.中国水利现代化研究［EB/OL］.2004－02－25.http://www.wzsl.gov.cn/system/2004/02/25/010450902.shtml.

［3］傅春，畅志峰，刘昌明.水利现代化的内涵及评价指标体系的建立［J］.水科学进展，2002，13(7):502－506.

［4］王亚华，黄译萱.中国水利现代化进程的评价和展望［J］.中国人口·资源与环境，2012，22(6):120－128.

［5］张海涛，谢新民，杨丽丽.水利现代化评价指标体系与评价方法研究［J］.中国水利水电科学研究院学报，2010，8(6):107－113.

［6］王璐，包革军，王雪峰.综合评价指标体系的一种新的建构方法［J］.统计与信息论坛，2002(17):41－44.

［7］叶世绮，颜彩萍，莫剑芳.确定DEA 指标体系的B－D方法［J］.暨南大学学报，2004，25(3):249－254.

［8］魏权龄.数据包络分析［M］.北京:科学出版社，2006.