（管理科学与工程专业论文）黄河流域水资源投入产出分析.pdf

摘要 摘要 黄河，是中华民族的母亲河，也是中华民族的象征。黄河是我国北方惟一 的一条源远流长的大河，也是最可靠的水源。黄河的治理和黄河流域的可持续 发展问题日益引起人们的重视，成为亟需解决的严重问题。近年来，水资源日 益成为制约黄河流域社会经济发展的重要因素，如何节约水资源成为人们日益 关注的焦点。当前针对黄河流域的研究迄今为止大多是围绕定性分析或者纯技 术分析展开的。本文力图从定量的角度，对黄河流域进行产业关联分析，以揭 示流域内部产业结构现状和其间的联系。运用投入产出的方法研究黄河流域水 资源与国民经济的数量关系，从不同的层面和视角揭示黄河流域水资源利用的 现状特征。从投入产出的角度考察黄河流域的产业现状，为今后黄河流域产业 结构调整和改善水资源利用状况提供参考依据。 本文结合2 0 0 2 年黄河流域内九省的投入产出表，构建了黄河流域水资源投 入产出模型，依据水资源投入产出分析的原理，对黄河流域国民经济行业用水 特性和经济贸易调水量进行实证分析。根据用水特性评价结果，黄河流域国民 经济部门可以划分为高产出高耗水、高产出低耗水、高产出潜在高耗水、低产 出高耗水四种类型。国民经济各部门应根据自身的用水特性及当地水资源形势 制定发展规划。对黄河流域贸易调水量的分析发现黄河流域输出了大量水密集 型的产品，加剧了地区缺水的现状。 最后得出结论，黄河流域产业结构调整和水资源综合开发利用，包括调整 生产结构、调整最终需求结构、提高资源利用率等几个层次。通过这几种手段 降低水资源的使用量，产业重心向用水量少和用水效率高的部门转移，并且通 过推广节水技术来降低各部门对水资源的直接消耗。 关键词：水资源；黄河流域； 投入产出分析； a b s t r a c t a b s t r a c t i nt h ep a s ty e a r s ，t h ew a t e rr e s o u r c eh a sb e c o m et h ei m p o r t a n tf a c t o rt h a th a s r e s t r i c t e dt h ed e v e l o p m e n to ft h ey e l l o wr i v e rb a s i nd a yb y d a y c l o s ea t t e n t i o n h a sb e e np a y e dt os a v i n gt h ew a t e rr e s o u r c e a tp r e s e n t , c o m p a r e dw i t ht h e p r e v i o u sr e s e a r c ho ft h ew a t e r sr e s o u r c ei nt h ey e l l o wr i v e rb a s i n , m o s t l y q u a l i t a t i v ea n a l y s i so rp u r et e c h n o l o g i c a la n a l y s i s ，t h i st h e s i sf o c u so nt h ea n a l y s i s o ft h eu t i l i z a t i o no fw a t e rr e s o u r c ei nt h ey e l l o wr i v e rb a s i nf r o mt h ep o i n to f 。v i e wo fq u a n t i t a t i v ea n a l y s i sa n de c o n o m i ca n a l y s i st oi m p r o v et h eu t i l i z a t i o n e f f i c i e n c yo fw a t e rr e s o u r c e su t i l i z a t i o ni nt h ey e l l o wr i v e rb a s i ni nt h ef u t u r e aw a t e rr e s o u r c ei n p u t - o u t p u tt a b l ei se s t a b l i s h e do nt h eb a s eo f2 0 0 2 i n p u t o u t p u tt a b l eo fn i n ep r o v i n c e si ny e l l o wr i v e rb a s i n b a s e do nt h ea n a l y s i s o nt h ec h a r a c t e r i s t i c so fw a t e ru s ei nd i f f e r e n ti n d u s t r i a ls e c t o r so fn a t i o n a l e c o n o m y , ac o m p r e h e n s i v em e t h o df o ra s s e s s i n gt h ec h a r a c t e r i s t i c so fw a t e ru s ei n v a r i o u si ss u g g e s t e d t h ey e l l o wr i v e rb a s i ne c o n o m i cs e c t o rc a nb ed i v i d e di n t o f o u rc a t e g o r i e s ：h i g hp r o f i t - h i 曲w a t e rc o s t , h i g hp r o f i t l o ww a t e rc o s t , h i 曲 p r o f i t - p o t e n t i a lh i g hw a t e rc o s t ；l o wp r o f i t - h i g hw a t e rc o s t d i f f e r e n tm e a s u r e s s h o u l db et a k e na c c o r d i n gt ot h ec h a r a c t e r i s t i c so fw a t e ru s ei nd i f f e r e n ts e c o t e r s i nc o n c l u s i o n ，am e t h o df o rq u a n t i t a t i v e l yd e t e r m i n i n gt h ep r o d u c t i o ns y s t e m o fw a t e rs a v i n go r i e n t e da n dh i g he f f i c i e n c yw a t e ru t i l i z e ds o c i e t yi sp r o p o s e d s o m ep r o p o s a l sa b o u tt h ep r o d u c t i v em o d eo fh i g he f f i c i e n c yw a t e rs a v i n ga r e m a d e i tc o n t a i n sa d j u s tt h ep r o d u c t i o ns t r u c t u r e ，t h ef i n a ld e m a n ds t r u c t u r e ，t h e m i d d l ei n p u ts t r u c t u r ea n d i m p r o v et h eu t i l i z a t i o no fw a t e rr e s o u r c e k e y w o r d s ：w a t e rr e s o u r c e ；t h ey e l l o wr i v e rb a s i n ；i n p u t - o u t p u ta n a l y s i s ； 目录 学位论文版权使用授权书 本人完全了解北京机械工业学院关于收集、保存、使用学位论 文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本 和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、 缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以 及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向 国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目 的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活 动。 学位论文作者签名：张泵 扩年7 月夕日 ( 注：非保密论文无需签字) 经指导教师同意，本学位论文属于保密，在年解密后适用 本授权书。 指导教师签名：学位论文作者签名： 年月日年月日 目录 硕士学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体，均己在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 龇弓该t 新 、徊释tr e l 第一章引言 第一章引言 自从工业革命开始，水的作用越来越受到人们的重视，而且随着社会、经 济的迅猛发展，水的不可替代作用愈加显得更重要。尤其是从上个世纪8 0 年代 开始，淡水资源的稀缺、洪水破坏加剧以及环境的恶化，已经严重制约了全人 类的发展与进步，因而引起了全球的密切关注。水资源作为一种人类生活和生 产中不可替代的重要自然资源之一，在人类生存和发展中起着不可比拟的作用。 然而我国水资源总体短缺，这种短缺的水资源在区域分布上相当不均衡，占国 土面积3 0 的南方各省份却拥有着近7 0 的水资源总量，我国北方近8 0 的大中 城市都处于严重的缺水状态。 中国是一个水资源并不丰富的国家，年平均水资源总量为2 7 7 万亿立方米， 人均占有量为2 3 0 0 立方米，仅约为世界入均占有量的四分之一。随着入口的增 加和社会经济的快速发展，我国水资源短缺的矛盾已经充分暴露出来。在某些 地区，水资源短缺已经成为严重阻碍经济发展的瓶颈问题，直接影响到当地社 会经济的可持续发展。与水资源短缺的现实相对应，我国水资源在生产和生活 领域存在着严重的浪费，水资源利用方式粗放。总之，目前我国的水资源形势 是资源性的短缺与使用上的浪费并存。建设节水型社会迫在眉睫。 “节水型社会是指为了实现我国水资源的可持续利用和支持我国社会经 济可持续发展，以提高水资源的利用效率和效益为中心，在全社会建立起以管 理体制和经济手段为主的节水运行机制，在水资源开发利用的各个环节上，实 现对水资源的配置、节约和保护，最终实现资源、经济、社会、生态的和谐发 展。 1 1 选题背景 中国幅员辽阔，按照主要的水系可以分为9 大流域片t 长江流域、黄河流 域、松辽河流域、海滦河流域、淮河流域、珠江流域、东南诸河流域、西南诸 河流域以及内陆河流域。这9 大流域片各有其特点，在水资源量、洪涝灾害频 率、水生态环境问题、社会经济发展、水利设施、人口等方面有很大差别。目 第一章引言 前水资源已经成为中国国民经济以及各地区经济可持续发展的关键因素之一。 水利建设的主要目标就是合理使用水资源和保证人民生命财产的安全。为达到 这个目标，必须深入地分析水利活动与区域经济之间的联系。 1 2 黄河流域水资源利用的现实背景 黄河流域9 8 的面积属于我国中、西部地区，在经济发展由东向西转移的进 程中，担负着承东启西过渡地带的作用；黄河是我国北方惟一的一条源远流长 的大河，也是最可靠的水源。1 9 9 8 年初，有1 6 3 位中国科学院院士、中国工程 院院士联名发出呼吁“行动起来，拯救黄河 。黄河的治理和黄河流域的可持 续发展闽题目益引起人们的重视，成为亟需解决的严重问题。 1 2 1 黄河流域水资源概述 黄河是我国的第二大河，源于青海高原巴颜喀拉山北麓约古宗列盆地，蜿 蜒东流，穿越黄土高原及黄淮海大平原，注入渤海。黄河属太平洋水系。干流 全长5 4 6 4 公里，水面落差4 4 8 0 米。流域总面积7 9 5 万平方公里( 含内流区面 积4 2 万平方公里) 。黄河是我国西北、华北地区重要的供水水源，多年平均 河川径流量5 8 0 亿立方米，占全国河川径流的2 。地下水可开采量1 1 0 亿立方 米。黄河承担着占全国1 5 的耕地面积和1 2 的人口及5 0 多座大中城市的供水 任务，同时还要向流域外部分地区远距离调水。随着经济社会的快速发展，水 资源供需面临的形势将更加严峻。黄河河道内汛期输沙水量、非汛期河道基流、 水土保持用水等生态环境需水量及下游河道蒸发渗漏损失水量共2 1 0 亿立方米， 国民经济各部门可利用的河川径流量仅3 7 0 亿立方米，加上黄河地下水资源量 可利用量约1 1 0 亿立方米，黄河流域多年平均可供水量约为4 8 0 亿立方米。在 充分节水的前提下，预计2 0 1 0 年总需水量将达5 2 0 亿立方米，供水任务十分繁 重，同时对供水保证程度的要求将不断提高，特别是枯水期供水压力进一步加 大。 因此，在全社会对水资源形势和节约用水的认识不断提高之际，对黄河流 域水资源的分配利用进行合理规划意义非常长远。 2 第一章引言 1 2 2 黄河流域水资源利用和配置目前存在的问题 近年来由于各种原因导致黄河流域水资源问题表现的日益突出，具体表现 在以下几个方面。 1 水资源严重短缺 黄河流域水资源严重短缺的表象是进入2 0 世纪9 0 年代黄河下游频繁出现 断流。具体表现就是黄河流域水资源供需不平衡，供需矛盾日益尖锐。首先是 黄河流域水资源的来源贫乏。黄河流域人均水量仅为全国的2 5 ，耕地单位面积 平均水量仅为全国的1 7 ，属于资源性缺水。2 0 世纪9 0 年代流域降雨少，黄河 进入枯水时期，实测径流量大为减少。1 9 9 0 - 1 9 9 5 年期间黄河花园口站以上年 均降水量为3 8 8 毫米，是多年平均降水量的8 9 9 6 。与降水量相比，干流径流量的 变化就更加明显。花园口站和泺水站5 0 年代实测年均径流量分别为4 8 3 9 亿立 方米和4 8 5 6 亿立方米，到了9 0 年代分别为2 6 7 7 亿立方米和2 0 4 9 亿立方米， 分别减少了4 4 7 和5 7 8 。其次是用水量迅速增加。如果分别以1 9 4 9 年和1 9 8 0 年为基准年，黄河流域耗水量年平均增长3 2 2 8 、1 5 3 2 n 5 。黄河流域的灌溉面 积的变化趋势也反映了黄河流域的用水量的迅速增加。黄河流域1 9 1 9 年灌溉面 积才4 3 2 2 万亩，1 9 5 0 年为1 0 0 7 万亩，1 9 8 0 年发展到8 5 4 9 2 万亩，1 9 9 2 年达 到1 0 7 0 5 5 万亩，2 0 0 0 年已达到1 2 亿亩。 2 地下水开采过度 地下水是水资源的重要组成部分，在地表水贫乏的地区，适度开采利用地 下水，可以为人类造福，但是开采过度，取水量持续超过补给量，就会形成地 下漏斗，带来一系列环境问题。黄河流域地下水的供水比例要大大高于全国， 2 0 0 0 年全国地下水的供水量占总共水量的1 9 3 3 ，而黄河流域为3 4 2 4 。有些 省份表现的更为严重，如陕西省城镇和工业的大部分供水量来源于地下水，1 9 9 7 年工业用水量中地下水的比率已达7 3 9 2 ，全省地下水开采量已达3 6 4 6 亿立 方米，占到全省总供水量的4 4 。 超量开采地下水，造成大面积地下水漏斗、地面沉降和地面建筑物被破坏。 西安城区由于自各水源井过量开采承压水，使东南郊地下水位埋深由3 0 米下降 到5 0 8 0 米，最深达到1 3 7 米，已形成沣、灞、产、渭、皂五个较大的下降的 3 第一章引言 漏斗。因而引发了严重的环境问题，出现了东北郊胡家庙，南郊的大雁塔、小 寨，东南郊的沙坡和西南郊的西北大学四个沉降中心。最大沉降中心出现郊的 大雁塔、小寨，最大沉降达2 3 0 0 毫米。城区地面下沉面积达1 6 2 平方千米，已 出现1 3 条裂缝，缝长5 5 2 千米，使2 0 0 0 余座建筑物受到不同程度的破坏和损 坏，大雁塔已向西北方向倾斜9 9 8 毫米。 3 水资源污染日益加剧 随着流域社会经济的发展，城镇人口的增加，工矿企业规模的不断扩大， 取用水量和废污水排放量与日俱增，加之河川径流量减少，河流稀释能力降低， 水资源污染日趋严重，水质恶化，进而加剧了黄河流域水资源的供需矛盾。 黄河干流天然水质良好，2 0 世纪7 0 年代，由于黄河流域工矿企业规模较小， 经济尚不发达，废污水排放量较少，水污染不明显，全河水质较好。8 0 年代以 后，随着经济的发展和人口的增多，黄河流域的水资源的污染问题日益严重。 国家环保局1 9 9 7 年发布的中国环境状况公报表明，黄河污染( i v 类及劣于 类水质) 河长占评价河长的比例己居全国7 大江河的第2 位。利用黄河流域 有关部门按照g b 3 8 3 8 8 8 ( 国家地面水环境质量标准) 编制的黄河干支流 6 5 0 0 公里的重点河段水质评价表，可以更加清楚地发现黄河流域的水质污染状 况和发展趋势，黄河干支流重点河段水污染已经十分严重，水质恶化趋势十分 明显，直接影响到黄河流域城镇居民的生活供水安全，1 9 9 7 年已经有8 0 的河 段水质不符合集中式生活饮用水水源的要求。 4 水土流失严重 黄河流域水力侵蚀和风力侵蚀面积达4 6 5 万平方公里，占黄河流域总面积 的5 8 5 。特别是面积为6 4 万平方公里的黄河上中游黄土高原地区水土流失尤 为突出，水土流失面积达4 5 4 万平方公里，占全流域水土流失面积的9 7 6 ， 呈现出流失面积广、强度大、产沙集中、沟道侵蚀严重、类型多样等特点，是 我国乃至世界上水土流失最严重、生态环境最脆弱的地区。 黄土高原水土流失是黄河流域最大的环境问题。新中国建立初期黄土高原 地区人口只有近3 0 0 0 万，目前已经增加到8 0 0 0 万。在这一地区，由于特殊的 地理环境，每增加1 0 0 人，最少需要开荒3 3 公顷，如1 9 6 0 - 1 9 6 2 年期间，仅 陕甘宁三省( 区) 在黄河流域内就开荒6 6 万公顷，而且大都是2 5 度以上的陡 4 第一章引言 坡。新开荒地一般每公顷年土壤流失量达3 0 0 吨。几十年来黄土高原新增水土 流域面达5 6 万平方公里。子午岭、六盘山林区，几十年来森林面积分别减少 了4 8 0 0 平方公里和4 0 0 平方公里。 5 上、中、下游之间缺乏统筹规划 黄河流域目前尚未建立起全河水资源统一管理和水量调度体制。已建立的 干流骨干工程河大型灌区的运用管理分属于不同部门和地区，难以形成真正意 义上的流域统一管理和区域管理相结合的调度管理体制，有些地方至今不考虑 水资源条件，仍要兴建耗水量大的工程。用水高峰时，各地争水、抢水，加剧 了水资源的紧张程度。 从一个流域来看，如果上游和中游弓l 水过度，会给下游地区带来严重的环 境问题，黄河流域就是如此。1 9 7 2 年黄河下游利津水文站首次出现断流，进入 2 0 世纪8 0 年代断流更加严重，到9 0 年代断流次数不断提高，断流持续时间越 来越长，甚至伏秋大汛期也长时间断流。1 9 9 7 年断流长达2 2 6 天。长时间断流 给下游沿黄地区生产和生活带来极大的不便，并导致河道萎缩，生态环境质量 下降。造成黄河断流的原因是多方面的，除流域降雨减少，沿黄各地引水灌溉 发展迅速等原因外，缺乏统筹规划、合理调度，上中游地区无序引水造成巨大 浪费，更是黄河断流的重要原因。 1 3 相关研究的文献综述 从国际发展趋势和学科前景来看，追求水资源系统的可持续发展和管理是 当今世界水问题研究和国际水科学研究的热点之一。随着社会经济的发展和环 境的改变，水资源系统及其周边系统变得越来越繁杂，可持续发展的内涵也随 之加深和扩大。因此，水资源规划与合理配置必须与综合区域发展规划相协调， 从大系统的角度进行综合规划。只有这样才能将水源规划定位在正确的位置上， 从而更好地为社会、经济、生态环境整体的可持续发展服务。 从2 0 世纪6 0 年代起，水资源规划进入系统分析时代，以水资源系统分析 为基本理论的现代水资源规划理论与方法开始形成，并取得迅速的发展。投入 产出分析是水资源系统分析常用的方法( 回归分析法，投入产出分析法，最优 化技术，模拟分析法等) 之一。宏观经济水资源承载能力与可持续发展问题( 简 5 第一章弓l 言 称w a r i m e 问题) 的宏观经济增长分析就是基于投入产出模型进符的。 1 3 1 国外相关研究 国外水资源的研究比国内要早得多，美国早在5 0 年代就开始这方面的研究。 放研究的方法上讲，毽外永资源利用研究的方法非常多，有经济学、技术经济 学方法、系统工程方法、投入产出方法、计量经济学方法、系统动力学方法、 运筹学以及随机模拟等。这方面的研究的成果非常多。如b e l l m a n ( 1 9 5 7 ) 在动 态规划( d y n a m i cp r o g r a m m i n g ) 一书中研究的水资源系统最优化闯题被认为是 最早关于水资源系统最优化的研究。h u f s c h m i d t 和f i e r i n g ( 1 9 6 6 ) 在：水资源 系统设诗韵模拟投米 s i m u l a t i o nt e c h n i q u e sf o rd e s i g no f w a t e r - r e s o u r c e ss y s t e m ) 中提出了综合利用水资源规划方面的一些新的方法； j a m e s 和l e e ( 1 9 7 1 ) 在水资源规划经济学( e c o n o m i e so fw a t e rr e s o u r c e p l a n n i n g ) 一书中研究了工程经济学原理，经济分析数学，价格理论和资源分配， 最优状态条件，福利经济学，折算率，效益费用分析，工程效率的动态分析， 防洪、灌溉、排水、水力发电、航运、水质管理、旅游以及鱼类和野生动物保 护等单目标工程经济规划，多嗣标永资源工程的优化分析方法以及财务可行 链、费用分摊和承资源定价等财务分折；d a n i e l ( t 9 8 t ) 戮焉动态规翔翡愚想 研究水资源的系统规划；b u r a s ( 1 9 7 2 ) 在 水资源的科学分配( s c i e n t i f i c a l l o c a t i o no f w a t e r 凡翮麟翳) 一书中运用概率法、线性勰划法、动态规划法以 及模拟法等研究水资源的规划及水利工程问题。 在投入产斑方面，从1 9 7 0 年开始，一批投入产出工作者，如w a s s i l y w l e o n f i e f , r i c h a r ds t o n e , j e m e a d e , d a n i e lf o r d , h d e nh a r t o g 和a h o u w e l i n g 等开始运用投入产出技术研究资源与环境问题。2 0 世纪7 0 年代， w l e o n t i e f 受联合国委托，利用投入产出技术研究邀界经济发展与环境污染润题并写了群世 界经济的未来一书( t h ef u t u r eo f t h ew o r l d e e o n o m y ) 。 1 9 7 2 年美藿加利福尼置大学的h 。o c a r t e r 等人在提逡利焉缝区闻投入产 出模型研究美国c a l i f o r n i a 和a r i z o n a 两州对c o l o r a d o 河河水的利用和分配 闻题。1 9 9 8 年在第1 2 届国际投入产出技术会议上，h y n db o u h i a 提如水资源投 入产出模型及投入产出水价计算方法。德国科学家r a i n c rt h o s s 提出用一般化 的投入产出模型研究经济发展和污染管理，把投入产出技术与数学规划相结合， 6 第一章引言 分别计算出水资源和废水排放及治理的影子价格。 针对具体流域的研究成果也很多，典型的如美国的田纳西河流域的研究， 以色列的金纳瑞特湖开发研究，日本北上川流域的治理研究，苏联安加拉_ 叶、 尼塞河流域的综合开发研究，印度克里希纳河流域水资源的开发利用研究，苏 联伏尔加河水系的综合、开发和利用研究，法国罗钠河里昂一地中海段的治理 以及加纳沃尔特河水资源的开发。这方面的成果如，b u r a s ( 1 9 6 5 ) ，的“t h e o p t i m i z a t i o no fl a r g es c a l ew a t e rr e s o u r c es y s t e m s ，d e a n 等( 19 6 3 ) 的 “e f f v c t i v oc o n t r o la n de c o n o m i c s c h e d u l i n g o fl a k ek i n n e r e t p u m p i n g o p e r a t i o n s 等等。 1 3 2 国内相关研究 随着对水资源问题的重视，国内对水资源的投入产出研究也在不断深化和 推广。可以概括为：水资源投入占用产出技术的理论和应用研究、结合节水型 社会实践的投入产出应用研究及结合各城市和地区实际情况的水资源投入产出 分析应用等三大方面。 1 水资源投入占用产出 国内著名学者陈锡康教授对水资源投入产出的研究已有多年的历史，其研 究广度和深度处在世界领先地位。陈锡康教授提出投入占用产出技术，并把投 入占用产出技术引入水资源的研究，不仅研究部门间产品的投入与产出的数量 关系，而且研究水资源占用与产出，水资源占用与投入之间的数量关系。 2 0 0 2 年中国科学院数学与系统科学研究院等单位承担了“水利与国民经济 协调发展研究项目中两个核心专题：“水利投入占用产出模型及其应用研究 和“全国九大流域片水利投入占用产出模型研究一，取得了许多具有创新性的研 究成果，包括了水利投入占用产出表的设计与编制，水利基建投资效应分析， 水利投入占用产出模型的其他应用等。刘秀丽( 2 0 0 3 ) 计算了九大流域的水资 源影子价格。刑公奇( 2 0 0 4 ) 从中国水资源特点出发，选取有代表性的黄河和 长江流域，通过编制黄河和长江流域的水资源投入占用产出表进行实证分析。 许健( 2 0 0 4 ) 依据中国1 9 9 9 年水利投入占用产出表，分析各个部门生产活动 用水强度以及对整个经济体系用水量的影响，讨论节水型国民经济体系的建立。 7 第一章弓l 言 何静( 2 0 0 4 ) 提出用鼍# 线性动态投入产出优化模型解决计划期内水资源最优配 置问题，并推算了1 9 4 9 。2 0 5 0 年重要年份的水资源影子价格。杨翠红( 2 0 0 4 ) 在1 9 8 1 、1 9 8 7 、1 9 9 0 、1 9 9 2 、1 9 9 7 中国水利投入产出表及1 9 9 9 年中国水利 投入占用产出表的基础上，考察了水幂j 基建投资的完全经济效益的变动趋势。 2 与节水型社会的理论实践结食 涯党献、王浩等( 2 0 0 4 ) 建立水资源投入产出分析模型，分别从用水效率 和用水效益两方殛构建国民经济行业用水特性评价指标体系，提出了节水高效 型国民经济生产体系的定量分析方法。倪红珍等( 2 0 0 4 ) 对我国经济系统水资 源利用状况进行分析，根据水利投入产出分析结果，对部门用水后的水环境影 响效应进行分析，提出资源、环境、经济社会协调发展酌产业结构调整建议； 倪红珍( 2 0 0 5 ) 应用投入产出模型研究产业部门的排污效应。黄晓荣、汪党献、 裴源生等( 2 0 0 5 ) 对字爱国民经济用水进行投入产出分析，并采用投入产出方 法计算宁夏经济贸易调水量。在中国水利学会2 0 0 5 年学术会议上，倪红珍采 用投入产出分析技术全蕊剖析国民经济产业部门的耀水全成本。 3 各地水资源投入产出分析应用 李智慧( 1 9 9 0 ) 在投入产出法孛弓l 入优化技术，建立了出嚣省水资源优化 分配模型。李润虎( 1 9 9 0 ) 、王维平( 1 9 9 4 ) 、白玉慧( 1 9 9 7 ) 分别对太原市、 烟台市、出东省承利产业及宏观经济水资源进行投入产如分析。玉红瑞等人 ( 1 9 9 5 ) 、壬岩( 2 0 0 5 ) 对北京市宏观经济水资源和用水结构现状进行分析，提 出产业结构和用水结构调整的对策。于冷( 1 9 9 8 ) 、祝嵩( 2 0 0 0 ) 、朱玉仙( 2 0 0 2 ) 研究了吉林省的水资源投入产出。徐丽娜、方国华等人( 2 0 0 2 ) 研究了江苏省 供水业投入产出表的建立及宏观经济水资源模型。杨蕾( 2 0 0 5 ) 对安徽省供水 鲎情况进行分析。 以上所述对水资源的研究取得了显著成果，为水资源研究开辟了新的前景。 这些研究有具有重要的意义，是本论文的主要参考来源。 1 。4 黄河流域水资源研究概述 从黄河流域水资源的规划过程和研究过程来看，黄河流域水资源的研究过 8 第一章弓| 言 程是和黄河流域的规划过程相一致。黄河流域规划走的是“先防洪，后综合利 用的道路，早期以防洪为主，其他为辅，后来慢慢转向整个流域的综合开发 利用。黄河流域水资源的研究也是沿着这个思路进行的，早期主要研究与防洪 有关的水资源洒题移一些局部弱用褐题，蓟了a + 年代中焉期，齐始研究承资 源的综合利用。 建匡后最早研究黄河流域水资源的成果是黄委会在苏联专家的帮助下子 1 9 5 4 年l - 0 月完成的 黄河综合刹用靓划技术经济报告( 以下简称黄河规划) 。 黄河规划主要研究了黄河流域的灌溉、动能、水土保持、水工、航运以及 关于今后勘测设计和科学研究工作方向等方面的问题。黄河规划成了后期黄 河流域的规划重要的指导资料，如三门峡工程的规划。从建国到现在黄河流域 水资源的研究成采大致包括：概况研究；水莉工程研究；黄河断流研究； 水质及水污染研究；黄河泥沙及河道淤积研究；水资源经济学及综合性 研究。 “ 1 5 本文研究的总体思路和框架 本文利用投入产出分析方法分析黄河流域产业结构现状和研究水资源与国 民经济酶数量关系，嚣此本文簌第二章首先介绍投入产澎方法的基本模垄稻基 本参数，投入产出的基本模型和基本参数是建立使用水资源投入产出模型和正 确使用承资源投入产擞系数的基础；阐述了水资源投入产蹬模型及水资源投入 产出分析的原理。在第三章中，根据实际情况建立了黄河流域价值型投入产出 表，并对流域内各部门进行了产业关联分楫，计算了影响力系数、感应度系数、 诱发程度和依存度系数，并对产业结构现状进行了分析。第四章中对水资源的 投入产出分析主要是从两个方瓯进行的：一是国民经济行业用水特性分析，二 是经济贸易调水量分析。第四章裱据黄河流域的实际情况建立了黄河流域的求 资源投入产出表，依据流域水资源投入产出分析的原理，对流域国民经济行业 用水特性和经济贸易调水量进行了实证分析。本文第五章对全文所律的工作进 行了总结。并在前面研究的基础上，从投入产出理论的角度，对黄河流域产业 结构调整和水资源的歼发利用给出了政策建议。 9 第二章投入产出原理 第二章投入产出原理 2 1 投入产出基本原理 投入产出技术将深刻复杂的经济内涵与简洁明了的数学表达形式完美结 合，是经济系统分析不可替代的工具。本章介绍投入产出基本模型及相关的基 本参数，作为建立水资源投入产出模型及正确使用水资源投入产出系数的基础。 投入产出技术是由俄裔美籍诺贝尔经济学奖得主w a s s i l yw l e o n t i e f ( 瓦 西里列昂惕夫) 于3 0 年代首次提出的。从5 0 年代开始，西方资本主义国家 用它来分析经济结构，进行经济预测并制定经济方面的政策和措施。目前世界 上已有近百个国家在经济工作中应用了这种模型。我国在6 0 年代初开始研究投 入产出分析。1 9 7 4 年至1 9 7 6 年，国家计委在有关单位协助下，用了两年时间试 编了我国1 9 7 3 年6 1 种产品的实物型投入产出表。此后，这项工作在全国得到 推广。投入产出表是投入产出模型的核心。它有多种类型。按编制的任务和计 量单位区分，有实物型和价值型；按编制的范围分，有国际表、全国表、地区 表、部门表和企业表。投入产出模型按时间变量区分，有静态模型和动态模型。 2 1 i 投入产出模型 投入产出分析的基本思想是以矩阵形式，描述国民经济各部门在一定时期 ( 通常是一年) 生产中的投入来源和产出使用方向，揭示国民经济各部门间相互 依存、相互制约的数量关系。建立投入产出表是投入产出分析的基础。投入产 出表具有下如下平衡关系： l o 第二章投入产出原理 表2 - 1 投入产出表表式 产出 中问使用 最终 投入 需求 总产出 1 ，2 ，n中间使用合计 中 l 间 2 投 ) ( i i y i) 【i n 入 中间投入合计 最初投入 v ； 总投入) ( i 1 行平衡关系：中间使用+ 最终使用= 总产出 x 西+ e = x i 用公式表示： j = l ( i = l ，2 ，n ) ( 2 1 ) 其中：x ；，i 部门提供给j 部门生产或劳务活动中的数量； x 。i 部门的总产出； y 。i 部门的最终使用； ： 2 列平衡关系：中间投入+ 最终投入= 总投入 一，。一 x + j = z 用公式表示：智9 。 其中：m j 部门的增加值合计； x ，j 部门的总投入； 3 总量平衡关系：总投入= 总产出； x j - - 五一j _ 一 用公式表示： j = l 扛l 2 1 2 投入产出分析基本参数 ( 2 3 ) 投入产出分析的基本参数是构造水资源投入产出系数的基础。掌握投入产 出基本参数是正确使用水资源投入产出系数进行实证分析的基础。 1 直接消耗系数和完全消耗系数 第二章投入产出原理 它们是经济系统中相对稳定的两个基本经济参数，决定着经济系统的基本 结构。直接消耗系数a 。，表示第j 部门单位总产出所消耗的第i 部门的货物或服 务的数量。 j 牙 口，2 弋。一 a ， ( i ，j = l ，2 ，n ) ( 2 4 ) 因此，完全消耗系数矩阵记为b ：b = ( 1 - a ) 一一i ( 2 6 ) 直接消耗系数矩阵a 从行方向看，表示第i 部门对所有j 部门生产单位产值的 直接投入量；从列方向看，表示第j 部门生产单位产值对各i 部门产品和服务的 直接消耗量。完全消耗系数b 。，表示第j 部门增加一个单位的最终使用时，对第i 部门货物和服务的直接和全部间接消耗之和。 2 完全需要系数 k 完全需要系数u 驴表示第j 产品部门增加单位最终产品时，对翘产品部 门产品和服务完全需要量。完全需要系数又称为里昂惕夫逆系数，u 驴的计算 公式为： 若i 匀，则表示： o + 口，+ 口谊口擘+ 4 业口h 口驴+ = 瓦 ( 2 7 ) k = it 。l1 = 1 若i = j ，则表示：1 + 4 村+ a k 4 越+ 口琏口村4 磨4 - = 瓦 i = lk = l1 = 1 完全需要系数矩阵记为b ：b = ( 1 _ a ) 。1 = b + i ( 2 8 ) ( 2 9 ) 完全需要系数刀与完全消耗系数b 只是主对角线上的元素相差1 ，但两者的 经济意义是不同的，前者是从生产消耗的角度，后者是从社会需求的角度。 3 影响力和感应度 影响力和感应度分别从绝对指标的角度反映某行业对国民经济发展的影响 能力和受到国民经济发展的拉动能力。 窆瓦 在完全需要系数矩阵中，纵列第j 列的数值之和( 鲥i ，j = 1 ，2 n ) 反映了该行业影响其他行业的程度。影响力系数是某行业的影响力与国民经济 1 2 第二章投入产出原理 各行业影响力的平均水平之比，反映该行业对国民经济发展影响程度大小的相 对水平，影响力系数大于或小于1 ，说明该行业的影响力在全部行业中居平均水 平以上或以下。 n 瓦 在完全需要系数矩阵中，横行第i 行的数值之和( i = 1j = l ，2 n ) 反映 了该行业受其他行业影响的程度。感应度系数是某产业的感应度与国民经济各 产业感应度的平均水平之比，反映某一产业受国民经济发展的拉动力程度大小 的相对水平，感应度系数大于或小于l ，说明该产业的感应能力在全部产业中居 平均水平以上或以下。 4 生产诱发额和诱发系数 生产的诱发额是指对于某产业的一个最终需求量( 消费、投资或出口) ，由 产业波及效果所激发的全部生产额。各项最终需求的生产诱发额之和就是经济 体系的总产出。其计算公式： u = ( i - a ) 。1 f( 2 1 0 ) 其中：u 为某项最终需求对生产的诱发额向量，f 为对应的最终需求向量。 生产诱发系数是生产诱发额与相应的最终需求之比，经济意义是某项单位 最终需求所能激发的某产业的总产出。诱发系数实际上是对影响力系数的迸一 步补充。最终需求的生产诱发额和诱发系数可以分析各部门产出受最终需求中 的消费、投资或出口的感应波及程度。 2 2 水资源投入产出分析原理 2 2 1 水资源投入产出模型 建立符合水资源特性的投入产出模型是进行水资源投入产出分析的基础。 2 0 世纪7 0 年代h 0 c a r t e r 等首先提出利用投入产出表来研究和分析水的利用 和交换的问题。1 9 8 8 年，陈锡康编制了包括1 6 个物质生产部门和6 个非物质生 产部门以及6 种水资源在内的水资源经济货币型投入产出表( w e 模型) 。2 0 0 4 年 陈锡康等人编制了水利投入占用产出表，把水利部门按公益性、准公益性和经 营性分为1 2 个部门，该表除了用于研究水资源的利用和水污染情况外，还可以 1 3 第二章投入产出原理 研究和分析水利建设情况，水生态环境保护情况。 由于水利投入产出表编制尚处于研究阶段，且编制技术存在相当的复杂性， 因此水利投入产出表尚未在各地推广运用，多数学者只能根据研究目的及资料 可得性对原始投入产出表进行修改和调整。常见的做法是将水资源作为产业部 门直接纳入投入产出表进行核算，形成水资源投入产出表。然而当前的水资源 利用并没有完全市场化，水资源部门的产出并没有完全反映水资源的价值，将 水资源作为产业部门直接纳入价值型投入产出是欠妥的。因此，将水资源量纳 入国民经济行业价值型投入产出表中，构造出价值型一实物型混合性的水资源 投入产出表，把传统的价值型投入产出表和水资源在生产过程中的物质循环描 述相结合，在投入产出模型之外构造单独的水资源利用分析模块，才能够科学 合理的描述整体系统。综上所述，本文采用以下的水资源投入产出表式。 x - ( i _ a ) 。y ( 2 1 1 ) 引进第j 行业的取水定额( 直接取水系数) w ，则下表中第v 象限各行业占 用水资源量w 表示为： w = w 。= w ( i - a ) 一l y( 2 1 2 ) 这两个表达式构成了水资源投入产出分析模型。该模型反映了总产出与总 投入的平衡关系及各行业对水资源的占用情况。 表2 2 水资源投入产出表 产出 投入中间使用 最终 需求 总产出 l ，2 ，rn 中间使用合计 l 中 2 间 硒 y ik 投 n 入 中间投入 合计 最初投入v ； 总投入x ； 用水量w i ( 第五象限) 1 4 第二牵投入产出原理 2 2 。2 水资源投入产出分析原理 投入产出技术在水瀣源研究中的应用非常广泛。本文对国民经济部门用水 特性及经济贸易中潜含的永资源调动情况等两个问题进行研究，具体分述如下。 对国民经济部门用水特性的评价可以从两个方两着手：用水效率评价和用水 效益评价。研究用水效率墨的是为了降低单位实物产出的水资源消耗量；研究 用水效益则是为了提高单位水资源消耗的价值量。 1 阉东效率分考 舔理 从经济系统的角度分析国民经济部门用水效率，是通过各经济部门的用水 投入系数的来反浃的。 ( 1 ) 用水投入系数 用水投入系数是部门用水强度的测度指标，用以反映各部门生产活动对水 资源的依赖程度，反映水资源在各部门的利用效率。 直接用水系数 直接用水系数，又可称为用水定额，表示生产一单位产品所使用的自然形态 的水鹩数量，反映各部门在生产本部f 了产晶过程中的直接用水强麦。按总产僮 口径计算的直接用水系数物理含义清晰。 对第j 部门面言，蛊接用水系数瓢可采用以下公式得到； 霄j = w j x j ( 2 1 3 ) 式中：砚为第j 个部门的用水量，x j 是第j 个部门总产嬲。直接用水系数向 量记为w 。 完全用水系数 完全用水系数反映一个部门增龆单使最终产品，整个经济体系总属水量的增 加量。 直接焉水系数仅考虑了以自然形态投入的水的数量，但实际上饪何部门在产 品的生产过程中都需要一定数量各部门产品作为中间投入，而这些产品在其生 产过程中也都需要使用水，这一部分水资源的使用虽然发生在其他部门，但却 是为满足该部门对中间投入的需求而产生的，所以也应该计入该部门对水赘源 的总使用中。这部分经过中间产品面产生的对水资源的使用称为间接用水，童 1 5 第二章投入产出原理 接用水和间接用水之和为完全用水。直接用水系数与完全用水系数的差别主要 在于前者着眼于一个部门的生产过程，后者着眼于整个经济体系。 完全用水系数是用里昂惕夫逆阵右乘直接用水系数得到的： w = w ( i - a ) t ( 2 1 4 ) 式中：w 为完全用水系数向量。 通过对计算公式的分析，完全用水系数是用各行业的影响力分别乘以各行 业的取水定额得到的( 以取水定额加权的影响力) ，因此各行业的完全用水系 数实际是由两个方面决定的：一是该产业对国民经济的影响力大小，二是该行 业的直接用水强度。 增加值用水系数 增加值用水系数表示各部门创造单位增加值所