黄河流域水资源用水结构与其经济发展分析

黄河流域水资源用水结构与其经济发展分析

董冠鹏

河南大学环境与规划学院，河南开封 (475004)

E-mail:

摘 要：文章对黄河流域进行了独特视角的界定，对黄河流域水资源稀缺性及用水效率进行了分析，并基于流域各行政区水资源的用水结构，提出了水资源利用结构与经济发展的定量模型。通过对各种用水对经济发展的贡献度分析，发现农业用水与生态用水等基础性因子对经济增长的贡献率远远小于工业、第三产业用水等增长性因子对经济增长的贡献率。结合具体情况，从经济发展的角度，提出黄河流域应调整其用水结构：适当减少农业用水；用水份额适当向用水效益较高的工业、第三产业用水偏移；注意保障生态用水应占的份额。 关键字：黄河流域；用水结构；经济发展

1. 黄河流域的界定

流域是指河流的集水区域，包括地面集水与地下集水，流域之间以分水线为界[1]。因此通常都是从自然地理的角度对黄河流域进行界定：黄河流域总面积79.5万km2，流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南、山东等九省（自治区）。全河划分为兰州以上、兰州至头道拐、头道拐至龙门、龙门至三门峡、三门峡至花园口、花园口以下、黄河内流区等流域分区 [2]。但是从本文的研究角度来看，该定义最大的缺陷是：行政区的重复性。即一个行政区同时属于多个流域。使得我们不能准确的衡量黄河流域水资源的效益，因为按上述概念划分的黄河流域所包含的行政区中，有的行政区用水量仅有一小部分是来自于黄河流域，而其总产出中却无法划出哪一部分是来源于黄河流域，因此其经济发展情况不能来说明黄河流域的用水效率如何。基于上述考虑，文章提出如下黄河流域的界定方法：首先，按照[2]的方法将其划分为青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南、山东9个省份，然后找出与用同方法[2]划分的长江流域、淮河流域、海河流域、松辽流域、珠江流域、太湖流域[2]相重复的省份，比较该省份在各流域的用水量或取水量大小，将该省份划分为用水量或取水量最大的流域。按照此种方法最终将黄河流域界定为：青海、甘肃、内蒙古、宁夏、陕西和山西。

2. 黄河流域水资源稀缺性分析

黄河流域地表水资源总量和地下水资源总量分别为：1747亿m3，900m3，扣除水资源；人均水资源重复量的水资源总量为1970.8亿m3。占全国水资源总量的7.42%（参见表1）

量（除了青海省外）都远远低于全国人均水资源量，最低的宁夏仅为全国水平的8.54%。另外，从黄河流域的生态景观，生活、生产用水的保障程度来看，生态或者人文景观上，水资源丰富的地区，城区、农区、林区所占的份额较大；水资源短缺的地区，牧区、无人区则比重较大。李周、宋宗水等在这种尺度上证明了陕西、甘肃、宁夏、青海的确属于水资源短缺地区。因此可以看出黄河流域的水资源是比较短缺的[3]。

表1 黄河流域2003-2005平均水资源情况

Table 1 the water resourse condition of the Yellow River Catchment

省份

水资源总量 (亿m3)

地表水资源量

山 西 内蒙古 陕 西 甘 肃 青 海 宁 夏 全 国

26547.6

25453.2

7942.2

6847.8

2046.5

10.2

8.1

22.2

705.9

687.6

303.4

229.6

220.0

131.0

121.4 285.1 20.1

883.5 13125.3 174.7

458.2

430.6

140.0

112.5

1239.5

463.1

334.8

225.5

97.2

1945.2

103.8

65.9

量 77.9 各项水资源总量

地下水资源

地表水与地下水水 资源重

复量 39.9

312.4 人均水资源量(m3/人)

资料来源：2003－2005年《水资源公报》，《2006年中国统计年鉴》

3. 黄河流域水资源用水结构与效益分析

3．1 黄河流域水资源利用概况

根据2004－2006年《水资源公报》的用水结构分类：农业用水、工业用水、城镇公共用水、生活用水和生态用水。黄河流域各省区总用水量332.78亿m3,其中农业、工业、城镇公共、生活、生态用水量为：270.32亿m3、36.46亿m3、4.74亿m3、18.66亿m3、2.57亿m3，各自所占份额为：81.23％、10.96％、1.42％、5.61％、0.77％。其中宁夏、内蒙古农业用水份额分别高于平均水平10.17％、8.97％，甘肃（63.1％）、山西（66.7％）远远低于平均水平；工业用水方面：陕西、甘肃分别高于平均水平9.24％、11.24％，宁夏、内蒙古远远低于平均水平；城镇公共用水方面：甘肃、山西高于平均水平1.08％、1.18％，最低的宁夏、内蒙古此项用水份额只有0.2％、0.99％；生活用水方面：山西、陕西、甘肃均高于平均水平；生态用水方面：陕西、宁夏、山西高于平均水平，内蒙古、青海、甘肃低于平均水平。见表2

表2黄河流域各省区水资源利用情况

Table 2 The water use condition of provinces of the Yellow River Basin

3

单位: m

省份

农业

额

占总用水量份

工业

额

占总用水量份

城镇公共

额

0.0110.0250.0020.0090.0180.0260.091

0.753.550.642.56.44.8218.66

占总用水量份

居民生活

额

占总用水量份

生态环境

额

0.059 0.08 0.0060.096 0.19 0.0050.015 0.44 0.0110.02 0.54 0.0040.101 0.9 0.0140.097 0.42 0.0080.388 2.57 0.048

12.7837.0941.39

占总用水量份

总计

青海

甘肃

宁夏

内蒙古

陕西

山西

全国

10.53 0.824 1.29 0.101 0.1424.13 0.651 8.25 0.222 0.9438.26 0.924 1.97 0.048 0.08115.5 0.902 8.35 0.065 1.1348.61 0.765 6.51 0.103 1.1633.29 0.667 10.09 0.202 1.29270.32 4.733 36.46 0.741 4.74

注:表中数据为2003-2005年平均结果

128.0263.5849.92332.78

在各省份之间各种用水份额有较大的差异：各种用水以标准差衡量的离散度从大到小依次为，农业用水（36.85）>工业用水（3.63）>生活用水（2.28）>城镇用水（0.54）>生态用水（0.29）。说明各个省份之间农业用水的差异最大，也暗示我们黄河流域各个省份之间的经济差异很可能与其农业用水份额之间的差异有关。省份省份

3．2 用水效率分析

文章选用GDP/m3作为用水效率的指标，数据均为所采集数据的平均值：黄河流域平均用水效率为35.1元/m3，其中山西、陕西甘肃、青海高于平均值，宁夏、内蒙古低于平均值，见图1。各省用水效率差别较大，其标准差为18.6557，用水效率最低的宁夏仅为水效率最高的山西省的18.09％，为平均水平的33.3％。

图1省际用水效率比较图

Graphy 1 The comparation of water utilization efficience among Provinces

4. 用水结构与经济发展模型的构建

区域系统属于典型的开放复杂巨系统，有人口、资源、环境、经济、社会系统构成[4]。水资源作为区域资源的重要组成部分，是区域经济发展的基础支撑与基本条件，并且与区域经济发展相互联系、相互制约[4]。考虑到水资源与经济发展的关系，两个方面的考察是有意义的：一是将水资源总量作为经济发展的一种投入品来研究；二是研究水资源的结构效率即用水结构与经济发展的关系。对于前者国内学者彭少名[5]等在对黄河流域水量分配经济综合模式研究中提出，可以概括为：运用柯布－道格拉斯生产函数，水资源总量、劳动力、资金与技术作为生产要素进入生产函数，然后研究水资源的贡献:： G=ALQ 其中G为经济发展水平用GDP表示，L表示劳动力投入量、A表示资金与技术投入量，Q为水资源投入量，α、β、γ分别劳动力、资金与技术、水资源投入产出弹性，反映产出变化对投入变化的相对率。而本文采用后一种研究视角：将经济变量作为用水结构的函数，讨论黄河流域经济发展与其用水结构的关系。其模型如下：

Y=KX1X2X3X4X5+ω 同时取对数得到：

α

β

γ

ζ

η

αβ

γ

LnY=LnK+αLnX1+βLnX2+γLnX3+ζLnX4+ηLnX5+ω 其中

Y表示经济总量，X1、X2、X3、X4、X5分别表示农业用水总量、工业用水总量、城镇公共用水总量、生活用水总量、生态用水总量，K表示固定常数，ω表示误差项，取对数后以上指标分别用y、x1、x2、x3、x4、x5表示标准农业、标准工业、标准城镇公共用水、标准生活用水、标准生态用水。α、β、γ、ζ、η表示农业用水量、工业用水量、城镇公共用水量、生活用水量、生态用水量投入产出弹性，反映产出变化对投入变化的相对率。

4．1 数据采集与处理

我们黄河流域的界定中指出：各省用水量是将该省所在的所有流域的用水量加和，但是由于各个流域统计用水量时，统计指标不同，用水结构的分类不同，使得直接相加变得不可能。例如，内蒙古自治区属于黄河、松辽、和海河流域，其统计分类差异较大：黄河流域分为，农业用水、工业用水、城镇公共用水、生活用水和生态用水；海河流域分为：农业用水、工业用水、生活和生态用水。解决这个问题采用的方法是：将该省份在其他流域的总用水量与其在黄河流域的总用水量相比得到一个参数，然后用该省份在黄河流域的各用途的用水量分别乘以该参数。本文用这种方法处理了内蒙古、山西、贵州的用水量。各省经济指标GDP我们以2003年为基准，将2004、2005年GDP除以物价指数调整为可比GDP。

4．2 建立模型

考虑到数据的有限性与模型准确性之间的矛盾，我们采用横断面与时间序列混合数据参与模型的运算。

考虑到各变量之间相关性见表3，采用因子分析的方法，先将农业用水、工业用水、城镇公共用水、生活用水、生态用水进行主成分分析，前两个因子factor1和factor2的累计贡献率为92.67％，因此选取前两个因子作为主因子，从因子荷载矩阵看出，两个因子的典型变量不明显，故对其因子荷载矩阵进行方差最大正交旋转，结果如表4。

表3 相关系数矩阵 Table 3 Correlation Matrix

标准农

准农

Correlation

业

标准工

业

标准城

共

标准生

活

标准生

Sig.(1-tailed)

态

标准农业

标准工

业

标准城

共

标准生

活

标准生

态

0.02123

0.05164

8

0.02470

7

0.06041

3

0.02470

7

0.02650

6

0.05164

0 0 8

0.00694

4

0 0

0 0

0.00694

4

0.02650

6

0.06041

3 0

0.80460

7

0.48270

3

0.39651

4

0.46933

5

1

0.37905

9

0.86959

9

0.94149

8

1

0.46933

5

0.46297

3

0.91272

7

1

0.94149

8

0.39651

4

0.56819

7

1

0.91272

7

0.86959

9

0.48270

3

1

标

0.56819

7

0.46297

3

0.37905

9

0.80460

7

业

业

标准工

共

标准城

活

标准生

态

标准生

表4 旋转后相关系数矩阵 Table 4 Rotated Correlation Matrix

项目

1

标准农业

标准工业

标准城共

标准生活

标准生态

0.715064 0.6208590.895621 -0.37143

0.230475

0.918512

-0.16159 0.583294

0.90984 -0.37545

0.946882

0.208587

0.402618 -0.13514

0.931335 -0.23132

0.960842

0.213434

0.408024 -0.13588

0.732746 0.608314

0.8959

0.343887

0.337105 -0.02381

2

Component Matrix

Rotated Component

Matrix 1

0.252155

2

0.918357

Component Score Coefficient Matrix

1

2

-0.15089 0.576699

f1=−0.51x1+0.337x2+0.408x3+0.403x4−0.162x5 f2=0.577x1−0.024x2−0.136x3−0.135x4+0.583x5

得到f1主要是由城镇公共用水、工业用水、生活用水构成，可以将其称为增长性因子；f2主要由农业用水和生态用水构成，将其称为基础性因子或环境因子，然后以f1,f2为解释变量，以GDP的对数值为因变量，利用SPSS11.5进行回归分析得到：

y=7.249+0.757f1+0.382f2

R2=0.951，回归方差为12.215，残余方差0.6331，说明得到的回归模型是可靠的。所以有：

y=7.249+0.106x1+0.246x2+0.257x3+0.254x4+0.1x5

由上式可得知各因素的弹性系数分别为：0.106，0.246，0.257，0.254，0.1。按照从大到小的排序为：城镇用水>工业用水>生活用水>农业用水>生态用水，说明在对经济的增长贡献城镇用水>工业用水>生活用水>农业用水>生态用水，从城市规划角度来看，城镇公共用水其实可以理解为第三产业用水[6]。而生活用水对经济增长贡献之大是因为其与工业用水、第三产业用水是密切相关的（相关系数分别为：0.869599，0.941498），工业、第三产业规模越大，用水越多，对应的生活用水就越多；可以看出增长性因子对经济增长的贡献较大，而基础性因子对经济增长的贡献较小。由此我们可以推断：如果一个省份的城镇公共用水、工业用水、生活用水等增长性因子的用水份额较高，则其经济增长越快，水资源的效益也越高；反之，如果一个省份的农业用水和生态用水等基础性因子用水份额较大，则其经济增长越慢，水资源的效益也越低。

对照表2，按照黄河流域用水结构效益的大小，可以将黄河流域划分为三个类型：（1）高效益型：增长性因子份额较高、基础性因子份额较低，包括山西、陕西、甘肃；（2）低效益型：增长性因子份额较低、基础性因子份额较高，包括宁夏、内蒙古；（3）中间型：即两者都处于中间位置，包括青海。

宁夏、内蒙古农业用水份额分别为92.4％，90.2％，超过平均水平10.17％，8.79％，而城镇公共用水、工业用水均处于最低水平，导致了其水资源效益低下，也势必影响其经济增长速度。

5. 结论

整体上黄河流域来看，其农业用水份额平均为81.23％，宁夏、内蒙古农业用水份额分别为92.4％，90.2％，都远远大于世界平均用水结构中农业用水份额（65％）。水资源在黄河流域是一种非常稀缺的资源，然而目前黄河流域的水资源利用效益是非常低的。其各个省份之间的用水效益也差别相当大。要解决这些问题，优化黄河流域及其各个省份的用水结构是非常必要。基于此本文提出如下建议：首先，适当减少农业用水份额。假设农业用水份额减少10％，将这部分水资源转移到工业用水，根据我们的模型，经济将多增长1.4％，转移到第三产业将多增长1.51％；农业用水份额减少20％，将这部分水资源转移到工业用水，经济将多增长2.8％，转移到第三产业将多增长3.02％。可见将农业用水量适当转移到其他用水量对经济增长有正向作用。但是需要注意的是：减少农业用水的方法、途径、技术以及节水量的去向。要在经济上让农民自愿交出水资源使用权，这就需要一个适当的制度设计[3]；注意节水的取向，控制流域内新增灌溉面积（新要在技术上发展节水农业来减少农业用水[3]；

增加的农业用水量），保证减少的水量真正转移到用水效益更高的用途。其次，适当提高工业用水份额。要注意发展节约用水型工业，抓住东部沿海地区的产业转移的契机，为工业发展提供足够的水资源，尽量减少发展的瓶颈因素。再次，要适当提高生态用水量。目前黄河流域的生态用水量还都远远低于保持黄河流域可持续的发展的生态需水量[7][8]。

参考文献

[1] 马建华等 现代自然地理学[M].北京:北京师范大学出版社,2002. 168

[2] 水资源公报,2002-2005

[3] 李周,宋宗水,包晓斌,等.化结西北地区水资源短缺的对策研究[J].中国农村观察,2003,（3） [4] 秦耀辰等 区域系统模型原理与应用[M] .北京:科学出版社,2004. 10

[5] 彭少名,黄强,畅建霞,等.黄河水量分配的经济综合模式研究[J].西北农林科技大学学报2006,（4） [6] 李德华等 城市规划原理[M].北京中国建筑工业出版社,2001,121

[7] 窦明,谢平,夏军,等.西北地区生态需水的量化与分析[J].水利水电技术.2005,（7） [8] 石伟,王光谦,黄河下游生态需水量及其估算[J].地理学报,2002,（5）

The analysis between water use structure and economic

development in Yellow River basin

Dong Guanpeng

Department of Environment and planning, Henan University, Kaifeng, PRC,（475004）

Abstract

Based on the special perspective definition of the Yellow river, this paper makes an analysis on the scarcity of water resource, water use efficiency and water using structure, then brings out the quantative model of water use structure and economic development. Through the model we find that basic factor such as agricultural water use and ecological water use has a smaller contribution than growth factors such as manufactural water use and the third industrial water use .So from the viewpiont of economic development of the Yellow River Basin, adjustments on water use structure must be taken appropriately : diminishing agricultural water use; ensuring more water turning to manufacture and the third industry; taking care of the quantity of ecological water use.

Key Words: The Yellow River Basin; water use structure; economic development

黄河流域水资源用水结构与其经济发展分析

董冠鹏

河南大学环境与规划学院，河南开封 (475004)

E-mail:

摘 要：文章对黄河流域进行了独特视角的界定，对黄河流域水资源稀缺性及用水效率进行了分析，并基于流域各行政区水资源的用水结构，提出了水资源利用结构与经济发展的定量模型。通过对各种用水对经济发展的贡献度分析，发现农业用水与生态用水等基础性因子对经济增长的贡献率远远小于工业、第三产业用水等增长性因子对经济增长的贡献率。结合具体情况，从经济发展的角度，提出黄河流域应调整其用水结构：适当减少农业用水；用水份额适当向用水效益较高的工业、第三产业用水偏移；注意保障生态用水应占的份额。 关键字：黄河流域；用水结构；经济发展

1. 黄河流域的界定

流域是指河流的集水区域，包括地面集水与地下集水，流域之间以分水线为界[1]。因此通常都是从自然地理的角度对黄河流域进行界定：黄河流域总面积79.5万km2，流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南、山东等九省（自治区）。全河划分为兰州以上、兰州至头道拐、头道拐至龙门、龙门至三门峡、三门峡至花园口、花园口以下、黄河内流区等流域分区 [2]。但是从本文的研究角度来看，该定义最大的缺陷是：行政区的重复性。即一个行政区同时属于多个流域。使得我们不能准确的衡量黄河流域水资源的效益，因为按上述概念划分的黄河流域所包含的行政区中，有的行政区用水量仅有一小部分是来自于黄河流域，而其总产出中却无法划出哪一部分是来源于黄河流域，因此其经济发展情况不能来说明黄河流域的用水效率如何。基于上述考虑，文章提出如下黄河流域的界定方法：首先，按照[2]的方法将其划分为青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南、山东9个省份，然后找出与用同方法[2]划分的长江流域、淮河流域、海河流域、松辽流域、珠江流域、太湖流域[2]相重复的省份，比较该省份在各流域的用水量或取水量大小，将该省份划分为用水量或取水量最大的流域。按照此种方法最终将黄河流域界定为：青海、甘肃、内蒙古、宁夏、陕西和山西。

2. 黄河流域水资源稀缺性分析

黄河流域地表水资源总量和地下水资源总量分别为：1747亿m3，900m3，扣除水资源；人均水资源重复量的水资源总量为1970.8亿m3。占全国水资源总量的7.42%（参见表1）

量（除了青海省外）都远远低于全国人均水资源量，最低的宁夏仅为全国水平的8.54%。另外，从黄河流域的生态景观，生活、生产用水的保障程度来看，生态或者人文景观上，水资源丰富的地区，城区、农区、林区所占的份额较大；水资源短缺的地区，牧区、无人区则比重较大。李周、宋宗水等在这种尺度上证明了陕西、甘肃、宁夏、青海的确属于水资源短缺地区。因此可以看出黄河流域的水资源是比较短缺的[3]。

表1 黄河流域2003-2005平均水资源情况

Table 1 the water resourse condition of the Yellow River Catchment

省份

水资源总量 (亿m3)

地表水资源量

山 西 内蒙古 陕 西 甘 肃 青 海 宁 夏 全 国

26547.6

25453.2

7942.2

6847.8

2046.5

10.2

8.1

22.2

705.9

687.6

303.4

229.6

220.0

131.0

121.4 285.1 20.1

883.5 13125.3 174.7

458.2

430.6

140.0

112.5

1239.5

463.1

334.8

225.5

97.2

1945.2

103.8

65.9

量 77.9 各项水资源总量

地下水资源

地表水与地下水水 资源重

复量 39.9

312.4 人均水资源量(m3/人)

资料来源：2003－2005年《水资源公报》，《2006年中国统计年鉴》

3. 黄河流域水资源用水结构与效益分析

3．1 黄河流域水资源利用概况

根据2004－2006年《水资源公报》的用水结构分类：农业用水、工业用水、城镇公共用水、生活用水和生态用水。黄河流域各省区总用水量332.78亿m3,其中农业、工业、城镇公共、生活、生态用水量为：270.32亿m3、36.46亿m3、4.74亿m3、18.66亿m3、2.57亿m3，各自所占份额为：81.23％、10.96％、1.42％、5.61％、0.77％。其中宁夏、内蒙古农业用水份额分别高于平均水平10.17％、8.97％，甘肃（63.1％）、山西（66.7％）远远低于平均水平；工业用水方面：陕西、甘肃分别高于平均水平9.24％、11.24％，宁夏、内蒙古远远低于平均水平；城镇公共用水方面：甘肃、山西高于平均水平1.08％、1.18％，最低的宁夏、内蒙古此项用水份额只有0.2％、0.99％；生活用水方面：山西、陕西、甘肃均高于平均水平；生态用水方面：陕西、宁夏、山西高于平均水平，内蒙古、青海、甘肃低于平均水平。见表2

表2黄河流域各省区水资源利用情况

Table 2 The water use condition of provinces of the Yellow River Basin

3

单位: m

省份

农业

额

占总用水量份

工业

额

占总用水量份

城镇公共

额

0.0110.0250.0020.0090.0180.0260.091

0.753.550.642.56.44.8218.66

占总用水量份

居民生活

额

占总用水量份

生态环境

额

0.059 0.08 0.0060.096 0.19 0.0050.015 0.44 0.0110.02 0.54 0.0040.101 0.9 0.0140.097 0.42 0.0080.388 2.57 0.048

12.7837.0941.39

占总用水量份

总计

青海

甘肃

宁夏

内蒙古

陕西

山西

全国

10.53 0.824 1.29 0.101 0.1424.13 0.651 8.25 0.222 0.9438.26 0.924 1.97 0.048 0.08115.5 0.902 8.35 0.065 1.1348.61 0.765 6.51 0.103 1.1633.29 0.667 10.09 0.202 1.29270.32 4.733 36.46 0.741 4.74

注:表中数据为2003-2005年平均结果

128.0263.5849.92332.78

在各省份之间各种用水份额有较大的差异：各种用水以标准差衡量的离散度从大到小依次为，农业用水（36.85）>工业用水（3.63）>生活用水（2.28）>城镇用水（0.54）>生态用水（0.29）。说明各个省份之间农业用水的差异最大，也暗示我们黄河流域各个省份之间的经济差异很可能与其农业用水份额之间的差异有关。省份省份

3．2 用水效率分析

文章选用GDP/m3作为用水效率的指标，数据均为所采集数据的平均值：黄河流域平均用水效率为35.1元/m3，其中山西、陕西甘肃、青海高于平均值，宁夏、内蒙古低于平均值，见图1。各省用水效率差别较大，其标准差为18.6557，用水效率最低的宁夏仅为水效率最高的山西省的18.09％，为平均水平的33.3％。

图1省际用水效率比较图

Graphy 1 The comparation of water utilization efficience among Provinces

4. 用水结构与经济发展模型的构建

区域系统属于典型的开放复杂巨系统，有人口、资源、环境、经济、社会系统构成[4]。水资源作为区域资源的重要组成部分，是区域经济发展的基础支撑与基本条件，并且与区域经济发展相互联系、相互制约[4]。考虑到水资源与经济发展的关系，两个方面的考察是有意义的：一是将水资源总量作为经济发展的一种投入品来研究；二是研究水资源的结构效率即用水结构与经济发展的关系。对于前者国内学者彭少名[5]等在对黄河流域水量分配经济综合模式研究中提出，可以概括为：运用柯布－道格拉斯生产函数，水资源总量、劳动力、资金与技术作为生产要素进入生产函数，然后研究水资源的贡献:： G=ALQ 其中G为经济发展水平用GDP表示，L表示劳动力投入量、A表示资金与技术投入量，Q为水资源投入量，α、β、γ分别劳动力、资金与技术、水资源投入产出弹性，反映产出变化对投入变化的相对率。而本文采用后一种研究视角：将经济变量作为用水结构的函数，讨论黄河流域经济发展与其用水结构的关系。其模型如下：

Y=KX1X2X3X4X5+ω 同时取对数得到：

α

β

γ

ζ

η

αβ

γ

LnY=LnK+αLnX1+βLnX2+γLnX3+ζLnX4+ηLnX5+ω 其中

Y表示经济总量，X1、X2、X3、X4、X5分别表示农业用水总量、工业用水总量、城镇公共用水总量、生活用水总量、生态用水总量，K表示固定常数，ω表示误差项，取对数后以上指标分别用y、x1、x2、x3、x4、x5表示标准农业、标准工业、标准城镇公共用水、标准生活用水、标准生态用水。α、β、γ、ζ、η表示农业用水量、工业用水量、城镇公共用水量、生活用水量、生态用水量投入产出弹性，反映产出变化对投入变化的相对率。

4．1 数据采集与处理

我们黄河流域的界定中指出：各省用水量是将该省所在的所有流域的用水量加和，但是由于各个流域统计用水量时，统计指标不同，用水结构的分类不同，使得直接相加变得不可能。例如，内蒙古自治区属于黄河、松辽、和海河流域，其统计分类差异较大：黄河流域分为，农业用水、工业用水、城镇公共用水、生活用水和生态用水；海河流域分为：农业用水、工业用水、生活和生态用水。解决这个问题采用的方法是：将该省份在其他流域的总用水量与其在黄河流域的总用水量相比得到一个参数，然后用该省份在黄河流域的各用途的用水量分别乘以该参数。本文用这种方法处理了内蒙古、山西、贵州的用水量。各省经济指标GDP我们以2003年为基准，将2004、2005年GDP除以物价指数调整为可比GDP。

4．2 建立模型

考虑到数据的有限性与模型准确性之间的矛盾，我们采用横断面与时间序列混合数据参与模型的运算。

考虑到各变量之间相关性见表3，采用因子分析的方法，先将农业用水、工业用水、城镇公共用水、生活用水、生态用水进行主成分分析，前两个因子factor1和factor2的累计贡献率为92.67％，因此选取前两个因子作为主因子，从因子荷载矩阵看出，两个因子的典型变量不明显，故对其因子荷载矩阵进行方差最大正交旋转，结果如表4。

表3 相关系数矩阵 Table 3 Correlation Matrix

标准农

准农

Correlation

业

标准工

业

标准城

共

标准生

活

标准生

Sig.(1-tailed)

态

标准农业

标准工

业

标准城

共

标准生

活

标准生

态

0.02123

0.05164

8

0.02470

7

0.06041

3

0.02470

7

0.02650

6

0.05164

0 0 8

0.00694

4

0 0

0 0

0.00694

4

0.02650

6

0.06041

3 0

0.80460

7

0.48270

3

0.39651

4

0.46933

5

1

0.37905

9

0.86959

9

0.94149

8

1

0.46933

5

0.46297

3

0.91272

7

1

0.94149

8

0.39651

4

0.56819

7

1

0.91272

7

0.86959

9

0.48270

3

1

标

0.56819

7

0.46297

3

0.37905

9

0.80460

7

业

业

标准工

共

标准城

活

标准生

态

标准生

表4 旋转后相关系数矩阵 Table 4 Rotated Correlation Matrix

项目

1

标准农业

标准工业

标准城共

标准生活

标准生态

0.715064 0.6208590.895621 -0.37143

0.230475

0.918512

-0.16159 0.583294

0.90984 -0.37545

0.946882

0.208587

0.402618 -0.13514

0.931335 -0.23132

0.960842

0.213434

0.408024 -0.13588

0.732746 0.608314

0.8959

0.343887

0.337105 -0.02381

2

Component Matrix

Rotated Component

Matrix 1

0.252155

2

0.918357

Component Score Coefficient Matrix

1

2

-0.15089 0.576699

f1=−0.51x1+0.337x2+0.408x3+0.403x4−0.162x5 f2=0.577x1−0.024x2−0.136x3−0.135x4+0.583x5

得到f1主要是由城镇公共用水、工业用水、生活用水构成，可以将其称为增长性因子；f2主要由农业用水和生态用水构成，将其称为基础性因子或环境因子，然后以f1,f2为解释变量，以GDP的对数值为因变量，利用SPSS11.5进行回归分析得到：

y=7.249+0.757f1+0.382f2

R2=0.951，回归方差为12.215，残余方差0.6331，说明得到的回归模型是可靠的。所以有：

y=7.249+0.106x1+0.246x2+0.257x3+0.254x4+0.1x5

由上式可得知各因素的弹性系数分别为：0.106，0.246，0.257，0.254，0.1。按照从大到小的排序为：城镇用水>工业用水>生活用水>农业用水>生态用水，说明在对经济的增长贡献城镇用水>工业用水>生活用水>农业用水>生态用水，从城市规划角度来看，城镇公共用水其实可以理解为第三产业用水[6]。而生活用水对经济增长贡献之大是因为其与工业用水、第三产业用水是密切相关的（相关系数分别为：0.869599，0.941498），工业、第三产业规模越大，用水越多，对应的生活用水就越多；可以看出增长性因子对经济增长的贡献较大，而基础性因子对经济增长的贡献较小。由此我们可以推断：如果一个省份的城镇公共用水、工业用水、生活用水等增长性因子的用水份额较高，则其经济增长越快，水资源的效益也越高；反之，如果一个省份的农业用水和生态用水等基础性因子用水份额较大，则其经济增长越慢，水资源的效益也越低。

对照表2，按照黄河流域用水结构效益的大小，可以将黄河流域划分为三个类型：（1）高效益型：增长性因子份额较高、基础性因子份额较低，包括山西、陕西、甘肃；（2）低效益型：增长性因子份额较低、基础性因子份额较高，包括宁夏、内蒙古；（3）中间型：即两者都处于中间位置，包括青海。

宁夏、内蒙古农业用水份额分别为92.4％，90.2％，超过平均水平10.17％，8.79％，而城镇公共用水、工业用水均处于最低水平，导致了其水资源效益低下，也势必影响其经济增长速度。

5. 结论

整体上黄河流域来看，其农业用水份额平均为81.23％，宁夏、内蒙古农业用水份额分别为92.4％，90.2％，都远远大于世界平均用水结构中农业用水份额（65％）。水资源在黄河流域是一种非常稀缺的资源，然而目前黄河流域的水资源利用效益是非常低的。其各个省份之间的用水效益也差别相当大。要解决这些问题，优化黄河流域及其各个省份的用水结构是非常必要。基于此本文提出如下建议：首先，适当减少农业用水份额。假设农业用水份额减少10％，将这部分水资源转移到工业用水，根据我们的模型，经济将多增长1.4％，转移到第三产业将多增长1.51％；农业用水份额减少20％，将这部分水资源转移到工业用水，经济将多增长2.8％，转移到第三产业将多增长3.02％。可见将农业用水量适当转移到其他用水量对经济增长有正向作用。但是需要注意的是：减少农业用水的方法、途径、技术以及节水量的去向。要在经济上让农民自愿交出水资源使用权，这就需要一个适当的制度设计[3]；注意节水的取向，控制流域内新增灌溉面积（新要在技术上发展节水农业来减少农业用水[3]；

增加的农业用水量），保证减少的水量真正转移到用水效益更高的用途。其次，适当提高工业用水份额。要注意发展节约用水型工业，抓住东部沿海地区的产业转移的契机，为工业发展提供足够的水资源，尽量减少发展的瓶颈因素。再次，要适当提高生态用水量。目前黄河流域的生态用水量还都远远低于保持黄河流域可持续的发展的生态需水量[7][8]。

参考文献

[1] 马建华等 现代自然地理学[M].北京:北京师范大学出版社,2002. 168

[2] 水资源公报,2002-2005

[3] 李周,宋宗水,包晓斌,等.化结西北地区水资源短缺的对策研究[J].中国农村观察,2003,（3） [4] 秦耀辰等 区域系统模型原理与应用[M] .北京:科学出版社,2004. 10

[5] 彭少名,黄强,畅建霞,等.黄河水量分配的经济综合模式研究[J].西北农林科技大学学报2006,（4） [6] 李德华等 城市规划原理[M].北京中国建筑工业出版社,2001,121

[7] 窦明,谢平,夏军,等.西北地区生态需水的量化与分析[J].水利水电技术.2005,（7） [8] 石伟,王光谦,黄河下游生态需水量及其估算[J].地理学报,2002,（5）

The analysis between water use structure and economic

development in Yellow River basin

Dong Guanpeng

Department of Environment and planning, Henan University, Kaifeng, PRC,（475004）

Abstract

Based on the special perspective definition of the Yellow river, this paper makes an analysis on the scarcity of water resource, water use efficiency and water using structure, then brings out the quantative model of water use structure and economic development. Through the model we find that basic factor such as agricultural water use and ecological water use has a smaller contribution than growth factors such as manufactural water use and the third industrial water use .So from the viewpiont of economic development of the Yellow River Basin, adjustments on water use structure must be taken appropriately : diminishing agricultural water use; ensuring more water turning to manufacture and the third industry; taking care of the quantity of ecological water use.

Key Words: The Yellow River Basin; water use structure; economic development