文山州水资源开发利用区域差异基尼系数法评价分析

陈 超，崔东文

（1.文山州水文局，云南 文山 663000；2.文山州水利学会，云南 文山 663000）

文山州水资源开发利用区域差异基尼系数法评价分析

陈 超1，崔东文2

（1.文山州水文局，云南 文山 663000；2.文山州水利学会，云南 文山 663000）

基尼系数是经济学中对贫富差距量化评价的重要工具。从基尼系数的基本内涵出发，构建基于基尼系数法的区域水资源开发利用评价模型，并以文山州各县级行政区域为例进行实证研究。结果表明:文山州各区域水库蓄水量分布的不均衡性是影响区域水资源开发利用均衡分布的一个关键性因素，总体而言，各区域水资源开发利用平均化程度较高，评价结论符合文山州各区域水资源开发利用现状水平。

水资源开发利用；基尼系数；评价分析；区域差异；文山州

区域水资源的开发利用评价是区域水资源优化配置、承载能力和可持续利用研究的重要内容，是水资源可持续利用及保障经济社会可持续发展的前提和基础。本文从基尼系数的基本内涵出发，构建基于基尼系数法的区域水资源开发利用评价模型，并以文山州各县级行政区域为例进行实证研究，反映各区域水资源开发利用平均化程度，以期对文山州区域水资源开发利用差异性评价提供参考依据。

1 基尼系数法应用原理

基尼系数（Gini coefficient）也称为洛伦兹系数，是由意大利的经济学家基尼（Gini）于1922年根据洛伦兹曲线（Lorenz curve）提出的，它是一个定量评价居民内部收入分配差异的指标。洛伦兹曲线如图1所示，设实际收入分配曲线（弧线）与绝对公平分配曲线（直线）之间的面积为A，实际收入分配曲线下方的面积为B，A/（A＋B）的值表示不平等程度，这个比值被称为基尼系数。基尼系数的大小是反映收入分配是否公平的指标，在0～1区间内，数值越小，收入分配的公平性就越高。按照国际惯例，基尼系数的大小与其评价结果之间存在着定量关系，见表1。

图1 洛伦兹曲线

可见，洛伦兹曲线和基尼系数是一种描述收入分配均衡程度的客观指标。在自然界中，水资源在地域空间上的分布亦具有非均衡性，这种非均衡性直接关系到区域经济的发展和水资源开发利用水平，其内涵的数学规律十分类似于收入分配的均衡性问题。因此，水资源在地域空间上分布的均衡性程度用洛伦兹曲线和基尼系数来描述，就具有高度的一致性，这就为分析水资源的空间分布状况对区域水资源开发利用程度的影响提供了一种新的量化指标。

评价结果之间关系

表1 基尼系数大小与

2 评价方法

依据基尼系数内涵，在研究区域水资源开发利用问题时，视具体情况将研究区域划分为若干个子区域（本文按县级行政区域划分），将子区域按水资源与其分布影响因素的比值从小到大分别进行排序，并按不同的排序结果计算出子区域指标的累积百分比。定义X轴为影响因素指标的累积百分比，Y轴为水资源指标的累积百分比，然后计算各指标的基尼系数。基尼系数有多种求解方法，如不依赖洛伦兹曲线的直接计算法、回归曲线法、人口等分法、城乡分解法、基尼平均差法、协方差法、矩阵法、面积法等，面积法中又有三角形面积法、弓形面积法等，本文采用梯形面积法求解基尼系数，即把洛伦兹曲线下方的面积近似当作若干梯形进行计算，数学模型如下：

式中 Xi为人口等影响因素的累计百分比；Yi为水资源累计百分比；当i＝1时，（Xi－1，Yi－1）视为（0，0）。

评价模型构建的具体步骤：①选取水资源数据作为基本匹配原象，选取区域生产总值、有效灌溉面积、人口数量等数据作为匹配对象，依据基本匹配原象与匹配对象的意义进行不同匹配，构建出不同的评价指标；②根据不同的基本匹配原象与匹配对象比值大小对研究区域的数据从低到高分别进行排序，并分别计算出基本匹配原象和匹配对象的累积百分比；③绘制出各项评价指标的洛伦兹曲线；④按照基尼系数计算公式，分别计算出水资源与区域生产总值、有效灌溉面积、人口数量等各项指标的基尼系数，根据计算出的各项指标基尼系数得出区域水资源开发利用评价结论。

3 实例分析

3.1 研究区概况

文山州位于云南省东南部，属亚热带低纬度高原季风气候区，北回归线横穿州内。全州总面积31456km2，辖文山、砚山、西畴、麻栗坡、马关、丘北、广南、富宁8县。境内降水量及水资源总量相对丰富：多年平均降水量1178.5mm（1959～1995年），但降水量时空分布不均，年际变化悬殊是其主要特征。地区年降水量约80%集中在汛期（5～10月），其中降水量又主要集中在7～9月，占年降水量的60%；枯期（11月～次年4月）降水量只占年降水量的20%。全州多年平均降雨量379.95亿m3，多年平均地表径流量163.5亿m3。降雨区域分布也不均匀，由南向北，从北到中递减，多水地区，耕地零星分布，少水坝区耕地集中，土地肥沃，人口稠密，经济发达，水资源供需矛盾突出。2005年全州人均GDP为4404元，分别是全省、全国人均水平的1/2、1/3，社会经济发展相对滞后。随着城市发展，文山州水资源问题日益严重，水环境质量状况令人担忧。

3.2 数据来源及计算

以文山州所辖8个县级行政区域为研究对象，选取多年平均水资源总量、年总用水量和蓄水工程总库容作为基本匹配原象，选取区域生产总值、有效灌溉面积和人口数量作为匹配对象，依据基本匹配原象与匹配对象的意义进行不同匹配，构建出不同的评价指标，见表2。

表2 文山州各区域水资源及相关数据

按照模型构建的具体步骤，根据表2的数据计算得到绘制洛伦兹曲线所需的各项百分比数据，并绘制出人口-水库总库容洛伦兹曲线，见图2（其余有效耕地-水资源总量等评价指标洛伦兹曲线略）。根据洛伦兹数学模型计算出相应的基尼系数值，参照表1给出评价结果，见表3。

3.3 结果分析

图2 人口－水库总库容洛伦兹曲线

表3 各项指标的基尼系数及评价结果

（1）以水资源为基础构建的12项评价指标总体分析而言，评价结果为 “高度平均”的指标有10项，占总评价指标的83.3%；评价结果为“相对平均”的指标有2项，占总评价指标的16.7%。数量化评价结果为：文山州各县级行政区域水资源开发利用总体平均化程度较高，但用水总量－水库总库容和水库总库容－人口数量平均化程度相对较差。

（2）用水总量与水库总库容的基尼系数最大0.2394，水资源总量与有效灌溉面积的基尼系数最小0.0177。各项指标的基尼系数顺序为：水资源总量－有效灌溉面积0.0177<用水总量－人口数量0.0190<水资源总量－GDP 0.0544<水资源总量－人口数量0.0609<用水总量－有效灌溉面积0.0683<水资源总量－用水总量0.0800<水库总库容－GDP 0.0883<用水总量－GDP 0.1336<水资源总量－水库总库容0.1495<水库总库容－有效灌溉面积0.1798<水库总库容－人口数量0.2077<用水总量－水库总库容0.2394。

（3）用水总量与水库总库容的基尼系数0.2394、水库总库容与人口数量的基尼系数0.2077评价结果为 “相对平均”，说明水库蓄水量是影响区域水资源开发利用均衡分布的一个关键性因素。这可以理解为：文山州水资源相对丰沛，但由于地表水控制率较小，水利工程蓄水量的多少就成为影响区域用水水平和人口分布的决定性因素。

（4）相对而言，水资源总量与有效灌溉面积的基尼系数0.0177为最小，说明文山州各区域的水资源分布完全可以满足目前有效灌溉耕地种植业对水资源的需求；用水总量与人口数量的基尼系数0.0190次之，说明文山州各区域人口分布与用水总量具有较高的一致性。水资源总量与GDP的基尼系数0.0544、水资源总量与人口数量的基尼系数0.0609、用水总量与有效灌溉面积的基尼系数0.0683、水资源总量与用水总量的基尼系数0.0800、水库总库容与GDP的基尼系数0.0883再次之，说明：①文山州各区域水资源总量分布可以满足区域经济社会、人口数量、用水总量对水资源的需求；②文山州属农业大州，农业用水量占总用水量的70%以上，而农业用水量主要集中在有效灌溉区域内；③经济社会发展需用水量主要以水库为供水方式。

（5）用水总量与GDP的基尼系数0.1336、水资源总量与水库总库容的基尼系数0.1495和水库总库容与有效灌溉面积的基尼系数0.1798评价结果为“高度平均”，但处于“高度平均”与“相对平均”的中间阶段，说明文山州各区域经济社会的发展与用水总量、水资源总量分布与水利工程总库容、有效灌溉耕地用水存在区域差异。

（6）从水资源总量与水库总库容的基尼系数0.1495分析，水资源开发利用矛盾仍不容忽视，究其原因，主要是水资源的分布不均衡造成的，尽管文山州的水资源总量相对丰富，但是现有的水资源分布格局已经影响了产业格局的分布，工农业生产、人口数量的不断增加等给水资源的承载能力带来了更大挑战，大规模兴建水利工程、科学安排产业格局是解决未来水资源利用矛盾的有效途径。

4 结语

（1）以洛伦兹曲线和基尼系数为理论基础，构建文山州各县级行政区域水资源开发利用评价模型，通过模型定量评价了区域水资源开发利用平均化程度，12项评价指标中评价结果为“高度平均”的指标有10项，占总评价指标的83.3%，说明文山州各区域水资源开发利用平均化程度较高，但资源分布结构有待进一步优化，如何合理地制定区域资源、经济、生态发展规划仍是今后的努力方向。

（2）从模型计算的各项指标分析，可以发现区域水库蓄水量分布的不均衡性是影响区域水资源开发利用均衡分布的一个关键性因素。说明解决文山州水资源可持续利用、优化配置和供需矛盾等最确实有效的方法是大规模兴建水利工程，减少因水利工程蓄水量差异造成的水资源开发利用的区域差异。

（3）通过直观曲线及抽象出来的基尼系数的概念，揭示了文山州各区域水资源开发利用现状的平均化程度，较之其他方法，不仅解释正确合理，而且简明扼要。

（4）评价结论符合文山州各区域水资源开发利用现状水平。

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TV213.9

A

1672-9900（2011）01-0027-03

2010－12－31

陈超（1976－），男（苗族），云南文山人，助理工程师，主要从事水文水资源工作，（Tel）13577661226。