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数据包络分析法和Malmquist指数在辽宁省用水效率分析中的应用

2018-11-14王志坤

水利规划与设计 2018年10期
关键词:锦州市行政区辽宁省

王志坤

(辽宁省水利水电科学研究院有限责任公司,辽宁 沈阳 110003)

辽宁省人均水资源占有量仅为我国平均水平的36.5%,为世界人均水平的5.6%,属于我国典型的重度缺水区域,特别是在供需矛盾和空间分布上正逐渐失去平衡,局部区域和年份的水资源供需矛盾关系正面临着严峻的挑战[1],因此开展水资源利用效率研究对于缓解水资源的供给压力促进经济发展具有重要意义[2]。Malmquist指数法以及数据包络分析法是应用于水资源利用效率研究较为普遍的方法。Hu Jin-Li[3]等对中国地区全要素用水效率进行了研究探讨,并指出利用先进的技术和有效的生产工艺是提高用水效率的主要方法手段;王媛[4]等利用Malmquist指数法对河北省11个城市的基础设施投资效率进行了计算和研究;Md Kamar Ali[5]等对2008—2012年南阿尔伯塔地区的全要素生产率进行了评价和估算。据此,本研究结合相关研究成果和理论,对辽宁省14个行政区的用水效率关键性影响因素利用Malmquist法和数据包络分析法进行识别研究,以期为提高该区域用水效率系数及制定严格的水资源关系制度方法提供一定的决策依据和理论支持[6]。

1 研究方法

1.1 选取模型

(1)

1.2 Malmquist指数

距离函数为Malmquist指数的基础和必要条件,可通过求解距离函数之间的比值表示Malmquist指数[8]。可利用技术变化Tc和效率变化Ec对规模报酬保持不变条件下的Malmquist指数进行求解,其计算公式如下所示:

Tfp= {[dt(xt+1,yt+1)/dt(xt,yt)] [dt+1(xt+1,yt+1)/dt+1(xt,yt)]}1/2

(2)

Tc= {[dt(xt+1,yt+1)/dt+1(xt+1,yt+1)] [dt(xt,yt)/dt+1(xt,yt)]}1/2

(3)

Ec=dt+1(xt+1,yt+1)/dt(xt,yt)

(4)

式中,Tfp—Malmquist指数即全要素生产率指数;d、dt—分别代表距离函数和参考时间为t时的距离函数;x、y—分别代表投入和产出向量;(xt,yt)—在t时期的Dmu;dt(xt+1,yt+1)—代表参期为t时和t+1时期的Dmu距离函数。

Fare R等对Tfp按照规模报酬保持不变时将其划分为纯技术效率Pec、技术效率Tc以及规模效率变化率Sec三大方面,并满足PecSec=Ec。而Pec与Sec可利用下式进行表述:

Pec=dt+1(xt+1,yt+1|VRS)/dt(xt,yt|VRS)

(5)

Sec=[dt+1(xt+1,yt+1|CRS)/dt+1(xt+1,yt+1|VRS)]·

[dt(xt,yt|CRS)/dt(xt,yt|VRS)]-1

(6)

式中,VRS、CRS—分别代表规模薪酬变化和规模薪酬不变,且不代表任何变量。

所以可对公式(2)进行更进一步的分析和计算,表达式为:

Tfp=PecSecTc

(7)

技术是决定纯技术效率Pec的唯一变量且与其他各因素无明显的作用关系;企业规模的大小决定了规模效率变化Sec的大小且其数值的大小与其他各因素相关性不明显;技术是否取得进步则可表示为技术变化Tc的效率,并选取1作为技术变化的上限边界。

2 实例应用

2.1 指标的选取及数据来源

考虑到数据资料的可获取性,本文遵循无线性关系的基本原则对各评价指标进行提取。其中模型系统的输入性指标主要有总投资额单位为108元、年度供水单位为108m3、用水规模单位为人口104;选取用水产出指标为GDP单位为108元。结合辽宁省统计年鉴和各行政区有关用水效率的报告、资料等提取了辽宁省各城市2007—2016年的时间序列数据[9]。

2.2 辽宁省2015、2016年用水效率分析

辽宁省各行政区在2015、2016年的用水效率系数采用Malmquist指数和数据包络分析法进行计算求解,计算结果见表1。

由上表计算结果可知,辽宁省2015年DEA在技术效率方面除了抚顺市、丹东市和盘锦市以外,其他各行政区均未达到有效,并且锦州市用水效率最低的行政区还未达到0.5;而在2016年DEA技术有效的城市只有鞍山市、丹东市和盘锦市,由此表明鞍山市由2015年的0.876达到了2016年的最优状态,而朝阳市的用水技术效率由2015年的0.725降低至2016年的0.552。相对于其他行政区,锦州市整体综合利用效率相对滞后,其原因可能与该区域生产效率低、经济发展条件差等因素相关,所以该区域急切需要提高其用水效率;以纯技术效率角度对辽宁省用水效率进行分析,2015、2016年分别有6个和4个行政区的技术达到有效,而其他各区域影响用水效率的要素之间还未形成最优状态,因此仍需对该区域进行深入的完善和改进[10- 12]。大连市、营口市、辽阳市以及朝阳市等区域相对于2015年的纯技术效率有一定的提高,且仍需加大对锦州市、阜新市等区域的技术改进力度;在2015年丹东市、盘锦市规模效率达到最优,而其他区域如沈阳、辽阳区域的规模效率则表现出下降趋势,由此表明仍需继续加大对该区域的投资规模和力度。并且除了上述2个城市外,其他如大连、铁岭等区域的规模效率也表现出下降趋势,由此说明该城市的投资规模达到一定的极限后引起了生产效率的下降,在较低的生产效率下即使增大投入其产出也不会增多,所以该类型城市应降低其投资规模。锦州市、营口市由2015年的递减趋势逐渐发展成递增趋势,由此表明增大该类型区域的投资规模可有利于提高综合用水效益。丹东市、盘锦市在2015年和2016年的规模效率均达到最优,由2015年到2016年规模效率递增的城市由2个增大至3个,递减的城市由9个减少至8个,由此表明辽宁省仍需要结合区域自身特征进行深入的规模调整。

表1 辽宁省2015、2016年各行政区用水效率系数

选取大连市和锦州市进行深入的探讨分析:①锦州市在研究期间均达到最优的投入产出状态,而锦州市2016年的技术、纯技术以及规模效率相对于2015年均有一定的提升,由此表明在2016年锦州市对产业结构有了一定的优化和改善,然而仍需要进一步提高该区域的投资规模。由上表结果可知锦州市在相同GDP产值时其用水人口均有一定程度的降低;②大连市2016年的技术、纯技术以及规模效率相对于2015年表现出降低趋势,由此说明该区域的用水效率有一定程度的降低,结合区域特点应适当对其生产规模进行降低。结合表2相关数据可知,大连市在相同生产总值区域其固定资产投资额和供水量均可进行一定量的降低。

表2 辽宁省各区域2015、2016年投入指标的从事变量值

2.3 全要素生产指数分析

对辽宁省2007—2016年各行政区的用水序列数据利用Deap2.1软件进行Tfp指数的计算和分析,计算结果,见表3和表4。

表3 辽宁省2007—2016年Tfp指数及分布状况

表4 辽宁省各行政区Tfp指数及其分布状况

由上表计算结果可以看出:虽然全要素生产率指数在部分年份有所上升,但大多数值都低于1,由此表明全要素生产率指数在整体上依旧表现出降低趋势;Ec只有在2008年、2010年、2012年和2014年的值大于1而在其他各年份的值均低于1,进行深入分析可知在值小于1的年份其水资源管理力度或规模制度相对不足;对于Sec大于1的年份其Ec值范围低于1,由此表明规模效率并非促进技术效率的主要因素;对于2007年、2009年、2010年、2011年和2013年其Te值大于1,该区域Te值的增长速率可对Tfp产生直接的促进作用,由此表明技术的进步可有利于促进用水效率的提高,加大科技投入可有利于促进辽宁省各行政区域的用水效率;Tfp表现出正增长率的区域为大连市、锦州市和铁岭市,并以锦州市增长的速率最快,而其他各行政区的全要素生产增长率均表现出一定的衰退趋势[13]。

由表2计算结果可知,Tfp值主要受Pec、Sec和Te因素的作用影响并以技术变化对Tfp的作用影响程度最大,技术的进步将对Tfp提升发挥关键性的促进作用,由此进一步说明加强对辽宁省的科技投入可有利于促进该区域用水效率的提高。辽宁省沿海城市Tfp值基本高于1,而在中部区域仅有个别区域的Tfp大于1,由此表明相对于内陆城市而言沿海城市的技术进步相对较快;根据Tfp地理位置分布状况可知,辽宁省东南部区域的Tfp值高于1的城市相对较多,而在中部区域的Tfp值整体上小于1的城市最多,在西北部区域的Tfp值大于1的城市居中。由此说明辽宁省用水效率最大和最低的区域为东南部和中部区域,而西部区域的用水效率水平居中。

3 结论

(1)锦州市2016年的技术、纯技术以及规模效率相对于2015年均有一定的提升,由此表明在2016年锦州市对产业结构有了一定的优化和改善,然而仍需进一步提高该区域的投资规模;大连市2016年的技术、纯技术以及规模效率相对于2015年表现出降低趋势,由此说明该区域的用水效率有一定程度的降低,结合区域特点应适当对其生产规模进行降低。

(2)虽然全要素生产率指数在部分年份有所上升,但大多数值都低于1,由此表明全要素生产率指数在整体上依旧表现出降低趋势;Tfp值主要受Pec、Sec和Te因素的作用影响并以技术变化对Tfp的作用影响程度最大,技术进步将对Tfp提升发挥关键性的促进作用。

(3)相对于辽宁省内陆城市而言其沿海城市的技术进步相对较快;辽宁省用水效率最大和最低的区域为东南部和中部区域,而西部区域的用水效率水平居中。

水规总院开展青海省湟水北干渠扶贫灌溉二期工程设计质量现场监督检查

本站讯 按照工作计划,2018年9月12日至16日,水利部水利水电规划设计总院和水利部水利工程建设质量与安全监督总站设计质量监督分站派出检查组,由水规总院副院长王志强任组长,对青海省湟水北干渠扶贫灌溉二期工程进行了设计质量现场监督检查。

检查组向设计单位通报了检查内容和工作要求;听取了设计工作情况汇报;察看了松多水库、三分干3#隧洞出口、1#倒虹吸南门峡水库、一分干4#隧洞出口、9支渠9#隧洞等作业现场;查阅了相关制度文件、技术方案和工作记录等资料;与业主、施工、监理、质检等工程参建单位进行了现场座谈。

检查组同设计单位交换了检查意见,逐项反馈了发现的问题及整改建议,重点强调了质量管理体系文件、技术标准有效性管理、设计变更管理、地质编录等方面的问题,要求设计单位对发现的问题给予高度重视,认真落实整改,进一步提高质量安全意识。

水利部建安中心、青海省水利厅、河北省院、甘肃省院等相关单位的专家参加了检查。

(水规总院网站)

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