高楊，許東升，孫奕琳

(宿州學(xué)院 環(huán)境與測繪工程學(xué)院，安徽 宿州 234000)

用水結(jié)構(gòu)是指一定時期各用水部門(農(nóng)業(yè)、工業(yè)、居民生活等)在總用水量中的比例關(guān)系[1]，用水結(jié)構(gòu)變化與區(qū)域的經(jīng)濟社會發(fā)展關(guān)系密切，對用水量和用水水平有著顯著影響.由于水資源的供需矛盾已成為制約區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的重要因素，用水結(jié)構(gòu)研究更多集中在其變化過程及影響因素上[2-6]，但隨著社會經(jīng)濟發(fā)展速度的加快，不同地區(qū)面臨產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和升級，分析區(qū)域用水結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的關(guān)系將成為新的關(guān)注點.唐宏等[7]通過構(gòu)建系統(tǒng)仿真模型，分析烏魯木齊用水結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的優(yōu)化模型，賈程程，等[8]通過引入?yún)f(xié)調(diào)度概念，定量分析了山東省用水結(jié)構(gòu)與用水結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性，鐘科元等[9]綜合運用對稱logratio變換與偏最小二乘回歸方法建立線性回歸模型，分別從福建省整體和區(qū)內(nèi)差異分析用水結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的相關(guān)性，劉曉霞，等[10]通過對用水結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化序列的平穩(wěn)性檢驗、協(xié)整檢驗和因果關(guān)系分析，研究山西省用水結(jié)構(gòu)與三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)之間的變動關(guān)系.用水結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的關(guān)系研究多是經(jīng)濟發(fā)展水平較高地區(qū)的整體研究，較少針對欠發(fā)達地區(qū)在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級特定時期的差異比較研究.皖北地區(qū)處于黃淮經(jīng)濟區(qū)的腹地，但隨著皖江地區(qū)經(jīng)濟的快速發(fā)展，皖北地區(qū)經(jīng)濟已呈現(xiàn)相對落后的態(tài)勢，工業(yè)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱，三次產(chǎn)業(yè)的整體結(jié)構(gòu)層次也偏低，水資源的短缺更是作為阻礙其加快發(fā)展的重大障礙，研究其用水結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)關(guān)系，為區(qū)域水資源的合理配置及經(jīng)濟中長期規(guī)劃提供參考.

1 研究區(qū)概況

皖北地區(qū)指安徽省北部地區(qū)，包括宿州、淮北、亳州、阜陽、蚌埠、淮南6個地級市，轄35個縣市區(qū)，總面積42261 km2，約占安徽省總面積的28.58%，總?cè)丝诩s3303.35萬人，占安徽省總?cè)丝诘?7.54%.皖北地處暖溫帶南緣，屬暖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候，具有暖溫帶向北亞熱帶漸變的過渡帶氣候特征，四季分明，無霜期200 d以上，年平均氣溫15.4 ℃，降水適中，但季節(jié)分配不均勻，年均降水量820-950 mm.皖北位于淮河以北，黃泛區(qū)以南，是黃河泛濫和淮河沖積形成的，大部屬平原地帶，地勢平坦.轄區(qū)內(nèi)河流均屬淮河水系，河流主要依靠降水補給，受季風(fēng)氣候影響，徑流年際變化大.皖北處在蘇、魯、豫、皖四省交界，對于黃淮海經(jīng)濟帶和長江經(jīng)濟帶具有承東啟西，連接南北的重要作用.近年來國民經(jīng)濟保持穩(wěn)步增長，“十二五”時期，皖北六市生產(chǎn)總值年均增長10.1%，經(jīng)濟總量由3589億元增加到6230億元，年均增長15%，增幅高于安徽省0.8個百分點.皖北地區(qū)水資源量低于全省平均水平，2015年水資源總量111.67億m3，占安徽省水資源總量的12.22%，地區(qū)總供水量為71.63億m3，其中地表水源供水量41.66億m3，地下水源供水量29.89億m3，其他水源供水量0.92億m3.

2 皖北地區(qū)用水結(jié)構(gòu)特征分析

皖北各市2015年用水量情況如表1所示，可以看出各市用水量及用水比例差異明顯.從總用水量看，阜陽市總用水量最大，為17.02億m3，淮北市總用水量最小，為4.54億m3，總用水量的區(qū)域差異主要是由于各市人口數(shù)量和工農(nóng)業(yè)需水量的差異產(chǎn)生，阜陽市在皖北各市中人口數(shù)量最多，為1042.65萬人，區(qū)域面積9775 km2，僅次于宿州市，淮北市的人口數(shù)量和區(qū)域面積在皖北都為最小，分別為216.5萬人和2802 km2.從用水結(jié)構(gòu)看，皖北地區(qū)農(nóng)業(yè)用水比重最大，除淮南市外其他各市的農(nóng)業(yè)用水比重都居于各類用水首位，其中蚌埠市、阜陽市和亳州市農(nóng)業(yè)用水比重較大，分別為68.05%、64.39%、63.09%，阜陽市的農(nóng)業(yè)用水量超過了10億m3，與阜陽市作為國家大型商品糧油生產(chǎn)基地的地位相符合；皖北各市中工業(yè)用水比重較高的為淮南、淮北兩市，分別為49.09%和37%，淮南市工業(yè)用水比重超過農(nóng)業(yè)用水居于各類用水部門首位，工業(yè)用水量為7.52億m3，遠遠高于其他各市，兩淮地區(qū)曾是國土資源部劃定設(shè)立煤炭國家規(guī)劃礦區(qū)，工礦業(yè)是兩市的傳統(tǒng)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)部門，皖北其他各市工業(yè)用水比重基本都在20%左右；生活用水比重在皖北六市用水結(jié)構(gòu)中都為最低，其中宿州市和淮北市較高，分別24.14%和21.15%，蚌埠市和淮南市較低，分別為11.96%和10.64%，由于生活用水在總用水量中比重較小，其比重大小受工農(nóng)業(yè)用水變化影響較大.

表1 皖北各市2015年用水量情況

注：用水資料來源于2015年《安徽省水資源公報》

3 皖北地區(qū)用水結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)性評價

3.1 評價方法

用水結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性主要表現(xiàn)在兩個方面，一方面是用水結(jié)構(gòu)中用水比例的高低是否與不同產(chǎn)業(yè)的用水效率匹配，另一方面是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是否偏向于用水效率高的產(chǎn)業(yè)部門，因此通過用水結(jié)構(gòu)粗放度[11]指標和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)偏水度[12]指標定量評估用水結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性.用水結(jié)構(gòu)粗放度指標是表示用水結(jié)構(gòu)偏向于低用水效率產(chǎn)業(yè)的程度，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)偏水度指標是表示產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)偏向于低用水效率產(chǎn)業(yè)的程度.而產(chǎn)業(yè)部門的用水效率高低主要取決于該產(chǎn)業(yè)部門在區(qū)域增加值比例與區(qū)域用水比例的比值關(guān)系，比值越大表明該產(chǎn)業(yè)部門用水效率越高，比值越小表示該產(chǎn)業(yè)部門用水效率越低.計算前可假設(shè)研究區(qū)有N個產(chǎn)業(yè)部門，對不同產(chǎn)業(yè)部門用水效率進行排序賦予特定位置值，用水效率最低的產(chǎn)業(yè)賦值為1，用水效率次之的產(chǎn)業(yè)賦值為2，以此類推，用水效率最大的產(chǎn)業(yè)賦值為N，由此用水結(jié)構(gòu)粗放度和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)偏水度計算公式如下：

(1)

(2)

式中：W表示用水結(jié)構(gòu)粗放度，I表示產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)偏水度，N表示產(chǎn)業(yè)部門用水效率的賦值，U表示區(qū)域總用水量，Ui表示第i個產(chǎn)業(yè)部門的用水量，V表示區(qū)域產(chǎn)業(yè)增加總值，Vi表示第i個產(chǎn)業(yè)部門的增加值.

用水結(jié)構(gòu)粗放度和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)偏水度分別從用水結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來描述與產(chǎn)業(yè)部門用水效率高低的匹配程度，兩個指標值越接近1，表示區(qū)域用水結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)越集中于低用水效率產(chǎn)業(yè)，兩個指標值越接近0，表示區(qū)域用水結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)越集中于高用水效率產(chǎn)業(yè).用水結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性應(yīng)同時考慮兩個指標，引出用水結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)度的概念，計算如下：

(3)

式中：H為用水結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)度，H值應(yīng)為0-1之間，H值越大表明用水結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)越協(xié)調(diào).

3.2 評價分析

皖北六市2015年三次產(chǎn)業(yè)增加值如表2所示，各市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特征差異明顯，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)地市阜陽市、宿州市和亳州市第一產(chǎn)業(yè)增加值比重相對較高，分別為22.59%、21.17%和20.69%，煤炭資源豐富的淮北市和淮南市第二產(chǎn)業(yè)增加值比重較高，分別為60.61%、51.56%，各市的第三產(chǎn)業(yè)比重差距不大，基本在30%-40%之間，由于第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展和生活用水的關(guān)聯(lián)程度存在不明確性，在進行用水結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)性度計算時主要針對第一、二產(chǎn)業(yè)與工農(nóng)業(yè)用水的協(xié)調(diào)關(guān)系.

表2 皖北各市2015年產(chǎn)業(yè)增加值情況

注：經(jīng)濟數(shù)據(jù)來源于2016年《安徽省統(tǒng)計年鑒》

根據(jù)公式(1)—(3)計算得出皖北地區(qū)用水結(jié)構(gòu)粗放度、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)偏水度及兩者協(xié)調(diào)度如表3所示，可以看出皖北六市用水結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性存在明顯差異，可以分為三類情況，淮南市和淮北市協(xié)調(diào)度較高，分別為0.701和0.678，說明用水結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性較好，這兩市均為皖北工礦業(yè)較發(fā)達地區(qū)，具有相似的用水結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特點，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)偏水度較小，分別為0.114和0.148，說明兩市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)集中于高用水效率產(chǎn)業(yè)，對應(yīng)了工業(yè)用水和創(chuàng)造增加值比重較高；阜陽市和亳州市協(xié)調(diào)度較低，分別為0.430和0.442，表明用水結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性較差，分析發(fā)現(xiàn)這兩市的農(nóng)業(yè)用水比重和第一產(chǎn)業(yè)增加值比重都是相似的，分別是64.39%、63.09%和22.59%、20.69%，大耗水量的第一產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造產(chǎn)業(yè)增加值有限，用水結(jié)構(gòu)粗放度分別為0.787和0.771，顯示兩市用水結(jié)構(gòu)集中于低用水效率產(chǎn)業(yè)；宿州市和蚌埠市的協(xié)調(diào)度分別為0.501和0.500，說明用水結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性一般，兩市的協(xié)調(diào)度計算結(jié)果雖然相當，但從用水結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的具體關(guān)系特征有一定差異，兩市的用水結(jié)構(gòu)粗放度分別為0.653和0.773，產(chǎn)業(yè)偏水度分別為0.346和0.227，顯示宿州市用水比例與產(chǎn)業(yè)增加值的匹配情況要優(yōu)于蚌埠市，而蚌埠市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)集中于高用水效率產(chǎn)業(yè)程度強于宿州市.

表3 皖北各市2015年用水結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)度

4 結(jié) 論

(1)利用皖北地區(qū)2015年各類用水資料，分析區(qū)域用水結(jié)構(gòu)特征，結(jié)果表明皖北各市用水結(jié)構(gòu)差異明顯.皖北地區(qū)農(nóng)業(yè)用水比重最大，蚌埠市、阜陽市和亳州市尤為突出，工業(yè)用水比重較高的為淮南、淮北兩市，生活用水比重在皖北六市用水結(jié)構(gòu)中都為最低，其中宿州市和淮北市相對較高.

(2)通過用水結(jié)構(gòu)粗放度和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)偏水度指標，計算用水結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)度，評價皖北地區(qū)用水結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性，結(jié)果表明淮南市和淮北市用水結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性較好，兩市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)集中于高用水效率產(chǎn)業(yè)；阜陽市和亳州市用水結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性較差，兩市用水結(jié)構(gòu)集中于低用水效率產(chǎn)業(yè)；宿州市和蚌埠市用水結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性一般，宿州市用水比例與產(chǎn)業(yè)增加值的匹配情況要優(yōu)于蚌埠市，而蚌埠市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)集中于高用水效率產(chǎn)業(yè)程度強于宿州市.

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