基于基尼系数的南水北调受水区水资源空间匹配

吕嘉玲 石蕊 伍军豪 韩乐坤

摘 要：南水北调工程是我国特大调水工程，有效缓解了我国北方水资源短缺问题。社会经济发展与受水区水资源空间匹配联系密切，人们要优化水资源配置，发挥项目效益，促进和谐社会建设。本文运用基尼系数、洛伦兹曲线和不平衡指数法，以南水北调工程为例，研究了调水前后水资源与GDP、人口、降水和土地利用的空间匹配程度，为跨流域调水的决策提供数据支持。调查结果显示，输水后的不平衡指数和基尼系数均有所下降，说明调水工程可以提高水资源空间匹配度。

关键词：南水北调受水区;洛伦兹曲线;基尼系数;不平衡系数;水资源空间

中图分类号：TP79文献标识码：A文章编号：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

中國水资源总量仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四，占全球水资源的6%。但是，我国降雨分布很不均匀，从东南沿海向西北内陆递减。水资源时空分配不均，长江以南耕地占全国的36%，水资源却占全国的80%;黄淮海平原耕地占全国的40%，而水资源仅占全国的8%。随着城市化的不断推进，许多地区高强度用水与缺水的矛盾日益突出，制约了区域经济的可持续发展。跨流域调水对促进水资源开发利用和优化水资源分配具有重要的现实意义。合理确定受水区取水量是调水工程稳定运行的关键。本文利用基尼系数等经济概念对区域水资源进行空间匹配分析，以期提高区域水资源的空间匹配度。

1 理论基础

1.1 基尼系数

基尼系数用于评估特定区域的居民收入差距，如一个国家、一个城市、一个村落。基尼系数可操作性强，计算方式合理，其在全球广泛应用。

基尼系数的取值介于0～1。一个区域的基尼系数越接近0，说明该区域的贫富差距越小;越接近1，说明该区域贫富差距越明显，人口收入差距越大。全球有一个固定标准：若基尼系数小于0.2，就说明绝对平均;若基尼系数介于0.2～0.3，就说明较平均;若基尼系数介于0.3～0.4，就说明相对合理;若基尼系数介于0.4～0.5，就说明收入差距较大;若基尼系数大于0.5，就说明收入差距悬殊[1-2]。

1.2 洛伦兹曲线

提到基尼系数，不得不提洛伦兹曲线。根据洛伦茨曲线，美国著名经济学家赫希曼提出了判断分配平等程度的指标。洛伦兹曲线与基尼系数关系图例如图1所示。设实际收入分配曲线（即洛伦兹曲线）和收入分配绝对平等曲线之间的面积为[A]，实际收入分配曲线右下方的面积为[B]，并以[A]除以[A+B]的商表示当地居民收入的不平等程度[3-4]。这个数值被称为基尼系数。如果[A]为零，基尼系数为零，表示收入分配完全平等;如果[B]为零，则基尼系数为1，收入分配绝对不平等。收入分配越趋于平等，洛伦茨曲线弧度越小，基尼系数也越小;收入分配越趋于不平等，洛伦茨曲线弧度越大，基尼系数也越大[5-8]。

2 实例应用──以邢台市为例

邢台市历史悠久，素有“泉城”之称，白泉奔腾，风景秀丽，享誉海内外。邢台市水资源十分有限，全市水资源总量仅为14.6亿m3，水资源短缺已经成为限制邢台市经济发展的绊脚石。南水北调中线工程途径邢台市，目前已经为邢台市提供大量水资源，有效缓解了其水资源短缺问题。

2.1 邢台市人口和人均GDP与南水北调的相关性研究

邢台市常住人口年际变化如图2所示，邢台市人均GDP年际变化如图3所示。人口、人均GDP与水资源分配密切相关，随着人口数量和人均GDP的增加，邢台市水资源需求显著提升，而南水北调工程有效弥补了其用水缺口。水是生产的基础要素，充足的水资源是邢台市经济社会持续稳定发展的重要保证。当前，邢台市要稳步推进供水体制改革，大力建设水源工程，优化南水北调水网，缓解水资源供需矛盾。

邢台市曾长期面临水资源短缺的问题，企业用水成本偏高。南水北调工程水质达到Ⅱ级，水质良好，而部分企业用水要求不高，邢台市可以利用南水北调工程直接供水，减少地表水处理环节，降低企业用水成本。同时，采用直接供水，可以避免地下水被利用，缓解供水矛盾。近年来，邢台市大力建设供水管道和水厂，不断完善城市公共供水管网，随着南水北调工程的运行，其水源调换已经初步完成。邢台市水资源得到有效保障，邢台市居民可以吃到干净、放心的水。目前，邢台市人均水资源占有量保持稳定，水资源短缺问题已经得到有效缓解。邢台市人均水资源占有量年际变化如图4所示。

2.2 邢台市降水量与南水北调的相关性研究

邢台市年降水量的80%集中在6—9月，时空分布极不均衡。近年来，邢台市年降水量基本保持在400～600 mm，降水量不足。邢台市降水量年际变化如图5所示。为了打破降水量时空分布不均衡的限制，南水北调工程已经为邢台市供应大量水资源，使当地居民普遍受益，水环境日益改善，促进了邢台市生态文明建设。受南水北调作用，邢台市深层地下水得到补充，水位逐渐上升。

南水北调为邢台市地下水恢复创造了良好条件。过去，邢台市大力开采地下水资源，造成地下水位急剧下降。近年来，受惠于南水北调工程，邢台市已经暂停开发地下水资源，七里河、白马河、李阳河、泜河、午河等地表径流都得到有效保护，生态环境显著改善，居民生活水平进一步提高。南水北调工程具有巨大的经济效益、社会效益和生态效益，在邢台市生态文明建设中发挥了重要作用，促进了邢台市经济的可持续发展和生态环境的改善。

3 结果分析

3.1 南水北调受水区水资源空间匹配的影响

南水北调中线工程基尼系数减少幅度较为明显，说明其输水能力较强。调水工程可以打破水资源空间匹配不平衡的局面，有效缓解水资源紧张问题[9]。不平衡指数反映了水资源与各种要素的协调程度。输水后，受水区水资源占有量与耗水量的不平衡指数下降，说明水资源协调度可以通过调水得到改善[10]。

3.2 南水北调工程受水区评价

南水北调工程是我国特大调水工程，有效缓解了我国北方水资源短缺问题。人们可以构建水资源评价模型，合理评价水资源与社会经济的关系，以便合理分配水资源[11]。其间要以人均GDP为基本指标，考虑投入与产出，构建水资源与社会经济的评价指标体系[12]。当前，邢台市水资源协调度较低，投入相对冗余。因此，邢台市应采取积极对策，优化水资源配置，促进水资源与社会经济的协调发展[13]。

4 结论

本文以南水北调中线工程为研究对象，运用基尼系数和洛伦兹曲线等概念，采用人口数量、人均GDP、人均水资源占有量和降水量等指标，分析了南水北调受水区的水资源空间匹配问题。结果表明，南水北调中线工程基尼系数减少明显，调水工程可以缓解水资源时空分布不均衡问题。水资源平衡指数和不平衡指数反映了水资源与各要素的协调度。研究表明，调水工程可以促进水资源与各要素的协调发展。研究跨流域调水地区水资源空间匹配具有一定的现实意义。本研究只考虑四个影响因素，未来研究可以在此基础上考虑水资源利用率和生态环境等因素，使之更加全面，为水资源空间匹配和跨流域调水提供决策依据。

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