基于DEA模型的广东省用水效率研究

摘 要：本文利用数据包络分析方法计算了广东省各城市生活用水效率、生产用水效率和总用水效率，并对不同地区的DEA投影调整结果进行了分析，并分析了不同地区用水效率差异的因素，给广东省水资源管理战略制定提供决策依据。

关键词：数据包络分析；用水效率；回归分析方法；影响因素

中图分类号： TV213 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20160332034

引言

广东省人均水资源拥有量较低，加之广东省水资源时空分布不均，水污染严重、海平面上升和咸潮入侵等问题，使得广东省水资源供需矛盾日益突出。用水效率的评价有助于发现用水中存在的不合理、低效率等问题，抓住用水效率低下的源头，从根本上改善水資源利用状况，提高用水效率。

目前，用水效率的评价指标体系还在发展和完善当中。陈素景等（2007）采用人均水资源消耗量和万元产值水资源消耗量等指标，分析了不同时段各省区的节水潜力[1]；王树鹏等（2011）结合开展的区域和行业用水效率考核指标体系，从定性和定量2方面构建了云南省的区域、工业、农业和居民生活用水效率评价指标体系[2]。现有的研究成果所采用的评价指标体系相对单一不够全面，大多数评价体系都很少涉及生态环境等水资源可持续发展的指标。

1 研究方法及数据来源

1.1 数据包络分析方法

数据包络分析方法（DEA，Data Envelop Analysis）是著名运筹学家A.Charnes和W.W.Copper在1978年提出的基于相对效率的多投入多产出分析法。DEA是使用数学规划模型来评价具有多投入和多产出的“部门”或“单位”间的相对有效性[3]。应用DEA模型通常是对一组给定的决策单元，确定一组投入产出的评价指标，求出给定决策单元的有效性系数，据此来评价各决策单元的优劣。

1.2 指标选取与数据来源

1.2.1 指标选取

资源作为一种自然资源，它必须和其他的生产要素结合起来才能带来真正的产出，因此在研究用水效率时必须采用多输入模型。用水量必然是一个输入指标，但由于水资源利用的部门不同；资本投入也是生产活动中的一个重要因素，因此将固定资产投资作为一个输入指标；劳动力是经济生产中的最基本的生产要素，因此将从业人员数量作为一个输入指标。而本文研究的用水效率是从水资源所产生的经济效益来评价的，因此将国内生产总值GDP作为输出指标。

1.2.2 数据来源

本研究选取广东省各城市相关数据进行分析，数据纵向覆盖9a（2005～2013年），横向覆盖广东省21个地级市。根据各个城市的GDP的大小，将21个城市分为3类：发达地区、中等发达地区和欠发达地区。发达地区包括广州、深圳、珠海、东莞、佛山、中山、惠州、江门等地区，中等发达地区包括肇庆、汕头、揭阳、湛江、茂名、阳江等地区，欠发达地区包括汕尾、清远、韶关、河源、梅州、云浮、潮州等地区。各指标数据主要来源于广东省水资源公报、广东省统计年鉴。

2 广东省用水效率的DEA分析

2.1 广东省用水效率的空间变化分析

运用DEA模型，计算得到广东省2005～2013年21个城市的生活用水效率值、生产用水效率值以及总用水效率。

从广东省2005～2013年的生活用水效率均值来看，广东省用水效率偏低为0.491，说明广东省的生活用水存在50.9%的浪费。生活用水效率结果在不同城市之间呈现出明显差异，其中深圳市生活用水效率近几年一直保持较高水平；分地区来看，发达地区7a以来生活用水效率最高为0.693，而中等发达地区为0.675，欠发达地区用水效率一直是最低，多年平均值为0.347。广东省各城市生产用水效率显示，与生活用水效率相同，深圳、茂名、广州的生产用水效率仍保持较高水平，汕尾成为生产用水效率最低的城市。

从计算得到的广东省总用水效率值来看，广东省平均用水效率为0.527，就不同地区而言，发达地区最高为0.77，中等发达地区为0.604，欠发达地区最低为0.378。各城市之间的用水效率存在明显差异，效率最高的为深圳0.996，效率最低的是河源和汕尾0.249。根据该表绘出广东省总用水效率区域分布图，如图1所示。一个地区用水效率的高低，与该地区区域水资源条件、行业结构和规模、生产技术和设备的改进、节水管理的水平以及人们的节水意识等多种因素密切相关[4]。如深圳是全国7个严重缺水的城市之一，因此在节水宣传和管理上出台了一系列措施；在生产设备改进、优化产业结构、技术创新等方面都走在广东省的前列，2010年工业用水的重复利用率高达88.46%以上，这些因素使深圳市的用水效率一直处于广东省的最高水平。

利用DEA方法中的C2R模型进行投影分析，可以找出非DEA有效的决策单元的投入距离与理想值的差距，以便提高增加产出、降低投入、提高效率。分别对发达、中等发达和欠发达地区进行DEA投影的调整统计分析，可以得出：发达地区近年来从业人员和固定资产量的可节约量都呈增加的趋势，说明对于发达地区而言，再增加劳动力资源的投入和固定资产方面的投入对产出的影响不大；而生活用水和生活用水可节约量都呈现出缓慢下降的趋势，说明发达地区发展的限制性因素主要为生产和生活用水缺乏，发达地区的发展策略不能也不应该再建立在大量消耗水资源上，而应该探索新的可持续的发展模式。而近几年欠发达地区的生产用水可节约量、生活用水可节约量和从业人员可节约量呈现出平稳缓慢下降的趋势，说明这几项投入要素的利用率有所提升，欠发达的地区正处在平稳发展阶段。随着2005年广东省出台《关于广东省山区及东西两翼与珠江三角洲联手推进产业转移的意见》等一系列政策以来[5]，政府引导和鼓励珠三角产业向山区转移，加大资金供给、提高管理和技术水平，使得欠发达地区经济稳步增长，系统之间的协调性也更高。

2.2 广东省用水效率的时间变化分析

利用广东省各城市总用水效率数据，可以绘制广东省总用水效率随时间变化的曲线。广东省广东省、发达地区、中等发达地区和欠发达地区用水效率的变化趋势基本相同。分地区来看，到2011年发达地区用水效率值为0.77，相比于2003年的效率值0.597，增幅为29.0%；而中等发达地区2011年效率值为0.618，相比于2003年的效率值0.562，增幅为10%；欠发达地区2011年效率值为0.31，2003年效率值为0.256，增幅为21.1%。

2003～2011年，广东省用水效率随着时间变化的趋势初步说明，随着各地区经济的发展，水资源短缺形势逐渐加剧，人们的节水意识逐渐增强，通过提高技术水平，引进新设备，加强人们节水意识的教育，一定程度上节约了生活、农业以及工业用水，提高了利用效率。从整体来看，广东省用水效率将进一步向高水平方向发展。

3 提高用水效率的对策建议

3.1 全面建设节水型社会

构建节水型社会主要从工业节水、生活节水和农业节水3方面入手。通过前文分析可以得知，无论是发达地区、中等发达地区还是欠发达地区，人均生活用水量和用水效率的影响都有很大的相关性，且呈现负相关关系，因此需要加强生活用水节水力度。

3.2 建立科学完整的水价机制

水资源作为一种商品，水价则是调整水资源供求关系、调节水市场良性运行的重要杠杆。有研究表明：水价每提高10%，则用水量下降5%[6]。可见科学合理地调整水价能够调整水资源供需平衡，使之形成一个良性循环。目前广东省已有深圳等12个地级以上市城区和英德等9个县、区实施了居民生活用水阶梯式水价。广东省水价改革和管理的改进还在进一步的探索之中，设立科学合理的水价有利于节水型社会的建设，也有利于一个地区经济社会的稳定和持续发展。

3.3 加强水资源管理体制改革，完善相关法规政策

根据广东省水资源利用和管理现状并结合目前国际上先进的管理经验，可以从以下几个方面着手：要结合本地的水资源开发利用和管理实际，完善制定地方性的各项法律法规制度，并综合运用行政、法律以及工程、技术、经济手段；实行规范化管理 ；提高水资源管理水平，建设好防汛指挥调度系统和水资源优化配置调度系统；要加强重点水源工程的建设，适当科学的跨流域调水，实现区域之间的水资源最优配置。

3.4 加大对经济落后地区的资金支持

由前文分析结果可知，一个用水效率的高低受该地区经济发展水平的很大影响，一般地，人均GDP与用水效率呈现正相关关系；即经济发展水平越高，则这个地区的水资源利用效率也高。需要加强对于欠发达地区的资金和管理理念的扶持，投入资金用于欠发达地区节水设备的引进和供水管网的改造，改善当地的水资源配套供给设施，并将先进的节水管理理念引入到欠发达地区，提高当地的节水管理水平，提高用水效率。

3.5 进一步优化产业结构，调整产业布局

产业结构对用水效率有显著影响，第三产业比重与用水效率呈现正相关关系。因此需要依据水资源分布及配置现状调整产业结构及布局在缺水地区尽量避免建设高耗水的产业项目工业结构应该向节水型方向进行调整，对于落后的耗水高的项目、产品及设备进行淘汰；要严格限制新建高耗水、高污染的工业企业，从而减缓水资源压力。

参考文献

[1]陈素景，孙根年，韓亚芬，李琦. 中国省际经济发展与水资源利用效率分析[J]. 统计与决策，2007（22）：65-67.

[2]王树鹏，张云峰，朱武. 云南省区域和行业用水效率考核体系构建研究[J]. 中国水利，2011（15）：17-20.

[3]魏权龄. 数据包络分析[M]. 科学出版社， 2004.

[4]王浩，马滇珍，张象明，汪党献. 我国的用水效率与节水潜力[J]. 水利规划，1998（S1）：37-45.

[5]关于广东省山区及东西两翼与珠江三角洲联手推进产业转移的意见（试行）[J]. 广东省人民政府公报，2005（08）：3-6.

[6]贾绍凤，张士锋. 北京市水价上升的工业用水效应分析[J]. 水利学报，2003（04）：108-113.

作者简介：聂春洁（1990-），女，江西省吉安人，中山大学地理科学与城市规划学院2011级水利工程专业硕士研究生。