浅谈乌鲁木齐水资源的应用管理模式

　　摘要：对于乌鲁木齐市各城区水资源利用效率的评价问题，很适于运用DEA评价模型进行评价。文中选取乌鲁木齐市七区一县作为决策单元，使用DEA模型进行效率评价时，需要首先确定输入输出指标，参考其他文献中有关水资源评价指标的选取，以及结合DEA模型的使用要求(决策单元的数量应该是评价指标个数的两倍以上)，选取经济效益作为产出指标O，以资本投入和劳动力投入作为投入指标。

　　1材料与研究方法

　　乌鲁木齐市水资源还面临着浪费问题，每年相当于供水总量20～30%的水量由于水管网"跑冒滴漏"被损耗。乌鲁木齐市辖天山区、沙依巴克区、新市区、水磨沟区、头屯河区、达坂城区、米东区及乌鲁木齐县。2010年乌鲁木齐完成地区生产总值1338.50亿元(当年价)，按可比价格计算，比上年增长12.2%。2010年常住人口已超300万人，预计到2020年，全市常住人口将达到500万。乌鲁木齐市七区一县定位不同，经济发展水平不一。天山区、沙依巴克区、新市区和水磨沟区是乌鲁木齐市的四个中心城区，是政治、经济、文化和金融中心。头屯河区、达坂城区和米东区交通便利，经济以工业为主导，是主要的制造业核心区和物流区。乌鲁木齐县以农业为主，旅游资源丰富。数据包络分析(dataenvelopmentanalysis，DEA)是由美国著名运筹学家Charnes，Cooper和Rhodes于1978年提出的[13]，采用线性规划的方法，利用观察到的有效样本数据，以相对效率为基础对同一类型的部门或单位(评价单元，DMU)的绩效进行比较或评价。利用DEA方法可以对经济发展生产前沿面上的规模有效性和技术有效性进行评价。DEA方法巧妙的构造了目标函数，并通过Charnes-Cooper变换(称为C2-R变换)将分式规划问题转化为线性规划问题，无需统一指标的量纲，也无需给定或者计算投入产出的权值，而是通过最优化过程来确定权重，从而使对决策单元的评价更为客观。DEA有效性代表的是"效率"的概念，DEA有效包括技术效率(也称综合效率)分解为纯技术效率和规模效率两部分。在DEA模型中把最佳生产状态的比值定为1，即DEA有效，根据DEA有效的定义和生产活动技术有效的定义可知，DEA有效，就代表了其技术有效和规模有效。利用DEA模型还可分析规模收益状况，在生产规模发生变化时，所带来的规模收益递增、规模收益不变和规模收益递减等三种情况。对于非有效单元，利用"投影原理"[11]不仅能指出指标的调整方向，还能给出调整量，并可进行纵向的时间比较和横向的区域比较。

　　2结果与分析

　　对乌鲁木齐市七区一县的统计数据，分别编号为:1天山区;2沙依巴克区;3新市区;4水磨沟区;5头屯河区;6米东区;7达坂城区;8乌鲁木齐县。运用DEAP2.1软件，以投入为导向，以2008年、2009年和2010年的截面数据为代表进行分析(表2)。

　　2.1乌鲁木齐市各城区水资源利用效率分析

　　首先对乌鲁木齐市七区一县水资源综合利用效率进行分析，通过计算得到2008年、2009年和2010年的效率值(表3，图1)。图12008-2010年乌鲁木齐市各城区水资源利用效率变化情况Fig.1ChangesofwaterresourcesuseefficiencyofeachdistrictofUrumqiin2008-2010(1)从综合效率来看，整体而言，乌鲁木齐市各城区的综合效率的平均值未达到1，用水效率不高，但2009年和2010年的平均值都大于2008年，整体水资源利用效率在提高。2008年，达到DEA有效的城区只有新市区，即投入产出都达到了最优状态，技术效率和规模效率都有效，其他6城区一县都非DEA有效，其中米东区和乌鲁木齐县的水资源利用综合效率最低。2009年，达到DEA有效的城区有沙依巴克区、新市区和米东区，其他四区一县均为非DEA有效，水资源综合效率最低的为乌鲁木齐县，仅有0.362。2010年，达到DEA有效的城区只有新市区，其他六区一县均为非DEA有效，水资源综合效率最低的仍然为乌鲁木齐县，为0.329。和2008年相比，三年总体看来，只有天山区的综合效率呈下降趋势，其他区县均呈现增长趋势。(2)从纯技术效率来看，2008年，除了新市区达到技术有效外，沙依巴克区、水磨沟区、头屯河区和达坂城区也达到了技术有效，说明这几个城区的各资源之间组合达到了最优，而其它三城区市则需要进一步完善要素的投入结构。2009年，在上述几个达到技术有效的城区外，米东区也达到了技术有效。2010年，在之前两年达到技术有效的城区中，沙依巴克区和米东区未达到技术有效。整体看来，天山区和乌鲁木齐县一直未达到技术有效，但技术效率较2008年也有略微增长。米东区的技术效率增长最快，但是乌鲁木齐县的技术投入过低，这说明乌鲁木齐市水资源的技术革新和资源优化配置上还需要进一步加强、改进和优化。(3)从规模效率来看，2008年，2009年和2010年规模收益递减的城区只有天山区，说明天山区的投入规模过大，只通过高投入带来高产出是不合理的，天山区是乌鲁木齐市金融和商业中心，经济发达，人口众多，对水资源的消耗量也最大，因此，只有通过资金、水资源和劳动力等要素的合理利用和配置才能提高资源的利用效率。水磨沟区、头屯河区、达坂城区和乌鲁木齐县三年均为规模收益递增，说明这些城区的规模和投入、产出不匹配，有必要扩大生产规模。沙依巴克区和米东区的规模收益由2008年的递增到2009年的不变到2010年的递增，说明这两个城区的生产规模还可以进一步的加大。新市区已达到最优配置，所以只需要保持不变即可。

　　2.2投入冗余与产出不足

　　在投入方面(表4)，2008年，天山区的固定资产投资总额，用水总量和用水人口三项投入均冗余，米东区和乌鲁木齐县的固定资产投资总额和用水总量两项投入冗余。2009年，天山区三项投入冗余，乌鲁木齐县用水总量投入冗余。2010年，天山区依然三项投入均冗余，沙依巴克区的用水人口冗余，米东区的固定资产投资总额和用水总量冗余，乌鲁木齐县用水总量冗余。这说明，天山区的资本投入过多，生产效率低下，应大力加快经济发展速度，提高经济发展效率。沙依巴克区在2008年和2009年投入均不冗余，在2010年用水人口冗余，说明劳动力效率有所下降。米东区在2008年和2010年均有固定资产投资总额和用水总量冗余，说明米东区在资本投入和资源合理利用方面还未找到最优配置的途径，还需进一步加强。乌鲁木齐县2008年的固定资产投资总额的冗余在2009年和2010年被消化，但用水总量持续冗余，乌鲁木齐县主要是农业用水，说明农业用水的效率极低，是亟待解决的主要问题。在产出方面，相对应于投入冗余，依然是上述提到的几个区县的产出方面不足。说明这几个区县在投入产出方面的效率不高。尤其是天山区的产出不足额较大，说明其经济发展效率低下。

　　2.3投影分析

　　按照DEA模型投影定理的改进公式，根据表3、4中的综合效率指数、投入冗余额和产出不足额，计算出2010年乌鲁木齐市非DEA有效区县的投影值，如表5所示。再投入冗余的区域中，如果保持现有产出不变，天山区可以减少23.03亿元的固定资产投资额，减少0.55亿m3的用水总量，还需减少23.65万的劳动力投入。沙依巴克区需减少80.73万人的劳动力投入。米东区可以减少48.83亿元的固定资产投资额和1.79亿m3的用水总量，乌鲁木齐县可以减少2.31亿m3的用水总量。从产出方面来看，天山区需要增加的产出量最大，为100.04亿元，其他三个区县产出都需增加二十余亿元，才能达到相对有效性。

　　3讨论

　　水资源是维系区域经济与社会发展的重要资源。随着工业化、城镇化和农业现代化的加速推进，区域水资源短缺矛盾日益凸显。在经济欠发达区域，水资源紧缺是制约区域经济发展的因素之一，必须有效提高水资源利用效率;但另一方面，提高水资源利用效率需要投入大量资金和科学技术，在经济欠发达区域还较难实现，因此就更需要政府的大力支持。其次，文中选取了固定资产投资总额、用水总量和用水人口这三个指标，研究了目前正处在跨越式发展阶段和水资源短缺矛盾突出的乌鲁木齐市作为研究区，深入研究不同行政区内的水资源利用效率差异，避免了大区域宏观研究的笼统性。但是，水资源利用效率所受影响因素较多，在今后的研究中可尝试结合本地区特点采用多种指标进行分析。

　　4结论

　　文中运用DEA模型对乌鲁木齐市七区一县的水资源利用效率的有效性进行评价，从计算结果，可以得到以下结论:(1)从整体来看，乌鲁木齐市水资源利用综合效率的平均值未达到1，用水效率不高。2008年、2009年和2010年三年均达到DEA有效的城区只有新市区，其他六区一县应借鉴新市区的经验进行调整。其中，乌鲁木齐县的水资源利用效率极为低下，主要由于经济发展水平较低，科学技术投入不够，导致用水效率不高。(2)从技术效率、规模效率和规模收益来看，新市区均达到了最优状态。天山区的投入、产出和生产规模没有达到合理配置的程度，甚至略有衰退，应当改变其经济增长方式，合理控制生产规模。其他区县这三年呈现缓慢增长的趋势，说明投入、产出和生产规模还需要进一步的加强和优化。(3)从投入冗余和产出不足方面看，四个非DEA有效区县中三个都存在用水总量投入冗余而相应的产出不足，说明急需解决的是提高用水效率，合理使用资本以及劳动力，以更好更快的带动经济发展。

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文章名称： 浅谈乌鲁木齐水资源的应用管理模式

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