水資源不僅制約著西北干旱半干旱區的經濟社會發展，同時由于人類活動對水資源的不合理開發利用使得環境也在不斷惡化，水的問題已經成為制約西北地區人類生存、生態環境及經濟社會發展的首要問題。同時，在跨越式發展戰略的背景下，農業、工業不斷發展，新興城鎮數量和規模日益增長，資源需求將持續大幅度增加，新疆面臨著嚴峻的自然資源瓶頸和生態環境承載力的雙重約束，也將阻礙社會經濟的持續健康發展。新疆首府烏魯木齊市是典型的綠洲特大城市，同時也是內陸干旱缺水城市。淡水人均占有量只有全國的 1/5，世界的 1/21，已被列入全國 30 個嚴重缺水的城市之一。同時，烏魯木齊市又是一個面臨著重大發展機遇的城市，烏魯木齊市將在未來 10 年實現跨越式發展，隨著城市的快速發展，烏魯木齊市資源性缺水矛盾將更加突出，對水資源的管理也將帶來嚴峻的考驗。要想解決這一矛盾，提高水資源利用效率是解決水資源供需矛盾的關鍵，只有不斷提高水資源效率才能從根本上解決水資源危機，實現經濟社會的可持續發展。
對水資源約束與經濟發展的相關研究主要從耕地用水增加、人口增長導致水資源壓力增大等方面展開，也有不少學者對水資源利用效率進行評價。針對新疆干旱區半干旱區水資源脆弱性以及新疆跨越式發展中水資源規劃管理方面存在的問題，文中選取烏魯木齊市作為研究區，通過數據包絡分析方法，選取相應的投入產出指標，對烏魯木齊市七區一縣的水資源利用效率進行分析和評價，以期確切把握烏魯木齊市當前的水資源利用狀況和水資源利用效率偏低的原因，對合理利用水資源、提高用水效率有極大的幫助，也是解決水資源危機有效的方法之一，有助于決策者和水資源管理者們作出相應決策。
1 材料與研究方法
烏魯木齊市位于亞歐大陸腹地，地處北天山北麓、準噶爾盆地南緣，東經 86°37'33″ －88°58'24″，北緯42°45'32″ － 44°08'00″。烏魯木齊市區東、南、西三面環山，地勢東南高、西北低，北為準噶爾盆地南緣。市區平均海拔 800m。烏魯木齊地區的水源基流主要是冰川融水、融雪水、降雨和地下水。主要河流有烏魯木齊河、頭屯河、白楊河、柴窩堡湖等水系。烏魯木齊市屬于重度缺水城市，水資源利用已達到極限，水資源匱乏，已導致烏魯木齊市地下水水位不斷下降。烏魯木齊市用水效率不高，據 2010 年烏魯木齊市水資源公告，烏魯木齊市農業灌溉用水 7． 0111 億 m3，占總用水量的 64． 4%。農業灌溉用水利用系數為 0． 62左右，發達國家灌溉水的利用系數達到 0． 7 ～0． 8。烏魯木齊市工業取水量為 1． 4823 億 m3，水的重復利用率為 70%，而發達國家的為 75 ～85%。烏魯木齊市水資源還面臨著浪費問題，每年相當于供水總量 20～ 30% 的水量由于水管網" 跑冒滴漏" 被損耗。
烏魯木齊市轄天山區、沙依巴克區、新市區、水磨溝區、頭屯河區、達坂城區、米東區及烏魯木齊縣。
2010 年烏魯木齊完成地區生產總值 1338． 50 億元\\( 當年價\\) ，按可比價格計算，比上年增長 12． 2% 。2010年常住人口已超 300 萬人，預計到 2020 年，全市常住人口將達到 500 萬。
烏魯木齊市七區一縣定位不同，經濟發展水平不一。天山區、沙依巴克區、新市區和水磨溝區是烏魯木齊市的四個中心城區，是政治、經濟、文化和金融中心。頭屯河區、達坂城區和米東區交通便利，經濟以工業為主導，是主要的制造業核心區和物流區。烏魯木齊縣以農業為主，旅游資源豐富。
數據包絡分析\\( data envelopment analysis，DEA\\) 是由美國著名運籌學家 Charnes，Cooper 和 Rhodes 于1978 年提出的，采用線性規劃的方法，利用觀察到的有效樣本數據，以相對效率為基礎對同一類型的部門或單位\\( 評價單元，DMU\\) 的績效進行比較或評價。利用 DEA 方法可以對經濟發展生產前沿面上的規模有效性和技術有效性進行評價。DEA 方法巧妙的構造了目標函數，并通過 Charnes － Cooper 變換\\( 稱為 C2－ R 變換\\) 將分式規劃問題轉化為線性規劃問題，無需統一指標的量綱，也無需給定或者計算投入產出的權值，而是通過最優化過程來確定權重，從而使對決策單元的評價更為客觀。
DEA 有效性代表的是" 效率" 的概念，DEA 有效包括技術效率\\( 也稱綜合效率\\) 分解為純技術效率和規模效率兩部分。在 DEA 模型中把最佳生產狀態的比值定為 1，即 DEA 有效，根據 DEA 有效的定義和生產活動技術有效的定義可知，DEA 有效，就代表了其技術有效和規模有效。利用 DEA 模型還可分析規模收益狀況，在生產規模發生變化時，所帶來的規模收益遞增、規模收益不變和規模收益遞減等三種情況。
對于非有效單元，利用"投影原理"不僅能指出指標的調整方向，還能給出調整量，并可進行縱向的時間比 較和橫向的區域比較。因此，對于烏魯木齊市各城區水資源利用效率的評價問題，很適于運用DEA評價模型進行評價。文中選取烏魯木齊市七區一縣作為決策單元，使用 DEA 模型進行效率評價時，需要首先確定輸入輸出指標，參考其他文獻中有關水資源評價指標的選取，以及結合 DEA 模型的使用要求\\( 決策單元的數量應該是評價指標個數的兩倍以上\\) ，選取經濟效益作為產出指標 O，以資本投入和勞動力投入作為投入指標\\( 表 1\\) ?！颈?】
2 結果與分析
對烏魯木齊市七區一縣的統計數據，分別編號為:1 天山區; 2 沙依巴克區; 3 新市區; 4 水磨溝區; 5 頭屯河區; 6 米東區; 7 達坂城區; 8 烏魯木齊縣。運用 DEAP2． 1 軟件，以投入為導向，以 2008 年、2009 年和2010 年的截面數據為代表進行分析\\( 表 2\\) ?！颈?】
2． 1 烏魯木齊市各城區水資源利用效率分析
首先對烏魯木齊市七區一縣水資源綜合利用效率進行分析，通過計算得到 2008 年、2009 年和 2010年的效率值\\( 表 3，圖 1\\) ?！颈?.圖1】
\\( 1\\) 從綜合效率來看，整體而言，烏魯木齊市各城區的綜合效率的平均值未達到 1，用水效率不高，但 2009 年和 2010 年的平均值都大于 2008 年，整體水資源利用效率在提高。2008 年，達到 DEA 有效的城區只有新市區，即投入產出都達到了最優狀態，技術效率和規模效率都有效，其他 6 城區一縣都非 DEA有效，其中米東區和烏魯木齊縣的水資源利用綜合效率最低。2009年，達到 DEA 有效的城區有沙依巴克區、新市區和米東區，其他四區一縣均為非 DEA 有效，水資源綜合效率最低的為烏魯木齊縣，僅有 0． 362。2010 年，達到 DEA 有效的城區只有新市區，其他六區一縣均為非DEA 有效，水資源綜合效率最低的仍然為烏魯木齊縣，為 0． 329。和 2008 年相比，三年總體看來，只有天山區的綜合效率呈下降趨勢，其他區縣均呈現增長趨勢。
\\( 2\\) 從純技術效率來看，2008 年，除了新市區達到技術有效外，沙依巴克區、水磨溝區、頭屯河區和達坂城區也達到了技術有效，說明這幾個城區的各資源之間組合達到了最優，而其它三城區市則需要進一步完善要素的投入結構。2009 年，在上述幾個達到技術有效的城區外，米東區也達到了技術有效。2010年，在之前兩年達到技術有效的城區中，沙依巴克區和米東區未達到技術有效。整體看來，天山區和烏魯木齊縣一直未達到技術有效，但技術效率較 2008 年也有略微增長。米東區的技術效率增長最快，但是烏魯木齊縣的技術投入過低，這說明烏魯木齊市水資源的技術革新和資源優化配置上還需要進一步加強、改進和優化。
\\( 3\\) 從規模效率來看，2008 年，2009 年和 2010 年規模收益遞減的城區只有天山區，說明天山區的投入規模過大，只通過高投入帶來高產出是不合理的，天山區是烏魯木齊市金融和商業中心，經濟發達，人口眾多，對水資源的消耗量也最大，因此，只有通過資金、水資源和勞動力等要素的合理利用和配置才能提高資源的利用效率。水磨溝區、頭屯河區、達坂城區和烏魯木齊縣三年均為規模收益遞增，說明這些城區的規模和投入、產出不匹配，有必要擴大生產規模。沙依巴克區和米東區的規模收益由 2008 年的遞增到2009 年的不變到 2010 年的遞增，說明這兩個城區的生產規模還可以進一步的加大。新市區已達到最優配置，所以只需要保持不變即可。
2． 2 投入冗余與產出不足
在投入方面\\( 表 4\\) ，2008 年，天山區的固定資產投資總額，用水總量和用水人口三項投入均冗余，米東區和烏魯木齊縣的固定資產投資總額和用水總量兩項投入冗余。2009 年，天山區三項投入冗余，烏魯木齊縣用水總量投入冗余。2010 年，天山區依然三項投入均冗余，沙依巴克區的用水人口冗余，米東區的固定資產投資總額和用水總量冗余，烏魯木齊縣用水總量冗余。這說明，天山區的資本投入過多，生產效率低下，應大力加快經濟發展速度，提高經濟發展效率。沙依巴克區在 2008 年和 2009 年投入均不冗余，在 2010 年用水人口冗余，說明勞動力效率有所下降。米東區在 2008 年和 2010 年均有固定資產投資總額和用水總量冗余，說明米東區在資本投入和資源合理利用方面還未找到最優配置的途徑，還需進一步加強。烏魯木齊縣 2008 年的固定資產投資總額的冗余在 2009 年和 2010 年被消化，但用水總量持續冗余，烏魯木齊縣主要是農業用水，說明農業用水的效率極低，是亟待解決的主要問題。
在產出方面，相對應于投入冗余，依然是上述提到的幾個區縣的產出方面不足。說明這幾個區縣在投入產出方面的效率不高。尤其是天山區的產出不足額較大，說明其經濟發展效率低下。
2． 3 投影分析
按照 DEA 模型投影定理的改進公式，根據表 3、4 中的綜合效率指數、投入冗余額和產出不足額，計算出 2010 年烏魯木齊市非 DEA有效區縣的投影值，如表 5 所示。再投入冗余的區域中，如果保持現有產出不變，天山區可以減少 23． 03 億元的固定資產投資額，減少0． 55 億 m3的用水總量，還需減少 23． 65 萬的勞動力投入。沙依巴克區需減少80． 73萬人的勞動力投入。米東區可以減少 48． 83 億元的固定資產投資額和 1． 79 億 m3的用水總量，烏魯木齊縣可以減少 2． 31 億 m3的用水總量。從產出方面來看，天山區需要增加的產出量最大，為100． 04 億元，其他三個區縣產出都需增加二十余億元，才能達到相對有效性。
3 討論
水資源是維系區域經濟與社會發展的重要資源。隨著工業化、城鎮化和農業現代化的加速推進，區域水資源短缺矛盾日益凸顯。在經濟欠發達區域，水資源緊缺是制約區域經濟發展的因素之一，必須有效提高水資源利用效率; 但另一方面，提高水資源利用效率需要投入大量資金和科學技術，在經濟欠發達區域還較難實現，因此就更需要政府的大力支持。
其次，文中選取了固定資產投資總額、用水總量和用水人口這三個指標，研究了目前正處在跨越式發展階段和水資源短缺矛盾突出的烏魯木齊市作為研究區，深入研究不同行政區內的水資源利用效率差異，避免了大區域宏觀研究的籠統性。但是，水資源利用效率所受影響因素較多，在今后的研究中可嘗試結合本地區特點采用多種指標進行分析。
4 結論
文中運用 DEA 模型對烏魯木齊市七區一縣的水資源利用效率的有效性進行評價，從計算結果，可以得到以下結論:
\\( 1\\) 從整體來看，烏魯木齊市水資源利用綜合效率的平均值未達到 1，用水效率不高。2008 年、2009年和 2010 年三年均達到 DEA 有效的城區只有新市區，其他六區一縣應借鑒新市區的經驗進行調整。其中，烏魯木齊縣的水資源利用效率極為低下，主要由于經濟發展水平較低，科學技術投入不夠，導致用水效率不高。
\\( 2\\) 從技術效率、規模效率和規模收益來看，新市區均達到了最優狀態。天山區的投入、產出和生產規模沒有達到合理配置的程度，甚至略有衰退，應當改變其經濟增長方式，合理控制生產規模。其他區縣這三年呈現緩慢增長的趨勢，說明投入、產出和生產規模還需要進一步的加強和優化。
\\( 3\\) 從投入冗余和產出不足方面看，四個非 DEA 有效區縣中三個都存在用水總量投入冗余而相應的產出不足，說明急需解決的是提高用水效率，合理使用資本以及勞動力，以更好更快的帶動經濟發展。
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