微潤灌技術(shù)在荒山綠化工程中應(yīng)用的經(jīng)濟分析

陳建CHEN Jian；陸鵬飛LU Peng-fei；杜紅磊DU Hong-lei

（①江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑設(shè)備與市政工程學(xué)院，徐州 221116；②沂沭泗局駱馬湖水利管理局，宿遷 223800）

（①School of Construction Equipment and Municipal Engineering，Jiangsu Jianzhu Institute，Xuzhou 221116，China；②Yishusi Bureau Luoma Lake Water Conservancy Bureau，Suqian 223800，China）

0 引言

徐州市綠化荒山工程面大量廣，且綠化區(qū)域多為丘陵地帶，表層土壤貧瘠。目前農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)中普遍使用噴、滴灌方法，會導(dǎo)致工程投資成過高，水資源消耗量過大問題。因此，迫切需要找到一種適宜的灌溉技術(shù)，以創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟和生態(tài)效益。新型微潤灌溉技術(shù)是遼寧省水科院在2006年研發(fā)的成果。微潤灌溉技術(shù)較好地克服以上問題，特別適用于設(shè)施農(nóng)業(yè)和荒山綠化灌溉。

1 微潤灌溉的原理

新型微潤灌溉系統(tǒng)依靠吸力式微潤灌水器上特殊材質(zhì)的導(dǎo)水芯的毛細(xì)浸潤作用，用微量水，以緩慢釋放的方式，24h 不停地供水，使土壤濕潤，植物受到灌溉的一種新型地下灌溉新技術(shù)。在水壓較低的條件下，向作物根部土體導(dǎo)水，以滿足作物生長需求。

微潤灌溉的灌水器有兩種，一種是管狀的，稱微潤管；一種是袋狀的，稱為“微型水庫”。微潤管是一具有雙層結(jié)構(gòu)的軟管，內(nèi)層是高分子半透膜，外層是保護性透水材料。半透膜上有大量微孔，孔的數(shù)量約為10 萬個/cm，孔徑尺度為10nm-900nm，微潤管內(nèi)充滿水后埋在土壤中，管內(nèi)水分將在土壤水勢的驅(qū)動下，穿越管壁向土壤遷移，使植物得到灌溉，最后在土壤中形成一個以微潤灌溉管為軸心的，沿壟的長度方向伸展的圓柱形潤濕體，如圖1 所示[3]。

荒山治理是則是利用微潤灌溉技術(shù)中的“微型水庫”為荒山樹木進行灌溉。微型水庫是用高分子半透膜材料制成的袋狀結(jié)構(gòu)。微型水庫亦為雙層結(jié)構(gòu)設(shè)計，同微潤管一樣，依靠膜內(nèi)外的勢差能驅(qū)動，使內(nèi)部的水分向外遷移，進而達到灌溉目的，避免了大面積棵間裸地水分蒸發(fā)損失[1-3]。

圖1 微潤管示意圖

2 微潤灌溉應(yīng)用經(jīng)濟分析

2.1 微潤灌溉應(yīng)用情況綜述 到2009年，微潤灌溉工程技術(shù)作為遼寧省年度央財農(nóng)業(yè)科技推廣示范項目，被大量應(yīng)用于高效農(nóng)業(yè)、林業(yè)、城市節(jié)水綠化，在山丘地、荒漠化和鹽堿地治理中，此項技術(shù)優(yōu)勢更為明顯。總結(jié)微潤灌溉技術(shù)應(yīng)用以來的主要成果，在節(jié)能和節(jié)水方面體現(xiàn)出較強的優(yōu)勢，特別適用于丘陵荒山區(qū)域治理，適應(yīng)性強，使用壽命長。除此之外，主要有以下幾個方面優(yōu)點。

①灌溉均勻且易清除堵塞。能為植物提供連續(xù)、充分的灌溉，極端節(jié)水，解決了農(nóng)業(yè)灌溉用水嚴(yán)重浪費的問題。在農(nóng)作物得到充分灌溉的前提下，比國際最先進、應(yīng)用最廣泛的滴灌技術(shù)還節(jié)水60%-80%，是農(nóng)田、園林、城市綠地、畜牧業(yè)草場、建筑屋頂?shù)染G化最佳的灌溉方式。②節(jié)約水資源和電能。與傳統(tǒng)系統(tǒng)不同，微潤灌溉系統(tǒng)不含水泵、電機、配電柜等機電設(shè)備，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化，造價降低30-40%；系統(tǒng)運行不消耗電能和機械能，比滴灌節(jié)能95%以上，是荒漠化地區(qū)實施自動灌溉、恢復(fù)植被的有效技術(shù)手段。③節(jié)省管理費用。系統(tǒng)安裝方便、控制簡單、自動運行，不用專業(yè)人員定時定點操作控制，便于管理，不僅節(jié)省人工，降低了使用難度，也減少了人工費用。

2.2 常用節(jié)水灌溉技術(shù)的經(jīng)濟分析與比較

2.2.1 評價指標(biāo)及計算方法 應(yīng)從工程經(jīng)濟角度，分析不同節(jié)水灌溉技術(shù)的確定性指標(biāo)（如總效益現(xiàn)值、益本比、投資回收年限、內(nèi)部收益率等指標(biāo)）及不確定性指標(biāo)（盈虧平衡點），以確定經(jīng)濟效益的高低，方便決策者做出選擇。

①確定性分析。

式中：BN—折算到基準(zhǔn)年（投資第1年）的凈效益現(xiàn)值，（元）；B總—折算到基準(zhǔn)年的總效益現(xiàn)值，（元）；C總—折算到基準(zhǔn)年的年運行費用現(xiàn)值；K總—折算到基準(zhǔn)年的總投資。

考慮經(jīng)濟計算期n，社會折現(xiàn)率i，按年均收益（B年）和年運行管理費（C年），則（1）式變?yōu)椋?/p>

財務(wù)內(nèi)部收益率（IRR）的計算，先令BN=0，將IRR 代入計算式（2），，經(jīng)求解可得IRR。

②不確定性分析。

不確定性分析重點在于找出技術(shù)方案盈利點的產(chǎn)量，即開始盈利時，項目或方案的最低產(chǎn)出量，原始計算式為

式中，CF—固定成本總額；P—產(chǎn)品單價；Cu—單位產(chǎn)品變動成本；Q—產(chǎn)量；B—凈收入或產(chǎn)品銷售凈收入；C—總成本。令B-C=0，則盈利點的產(chǎn)量?？紤]到節(jié)水灌溉技術(shù)方案不生產(chǎn)具體的商品，且主要經(jīng)濟指標(biāo)均為年效益指標(biāo)，所以在計算時令BN=0，則式（2）變形為，求解出n0，作為返本時間（即返本產(chǎn)量）。不同節(jié)水灌溉技術(shù)達到盈虧平衡點的時間不相同，n0值越小，表示對應(yīng)的灌水技術(shù)方案不確性越小，盈利穩(wěn)定性越高。

2.2.2 分析結(jié)果 本文選取徐州市荒山坡地果蔬種植試驗田資料，分別使用噴灌、滴灌、微潤灌三種節(jié)水灌溉技術(shù)，分析經(jīng)濟計算期取15a，社會折現(xiàn)率取8%，確定性指標(biāo)計算結(jié)果見表1。

表1 常用灌溉技術(shù)增產(chǎn)經(jīng)濟效益分析表

由表1 計算數(shù)據(jù)來看，三種節(jié)水灌溉技術(shù)增產(chǎn)效益差別較大，微潤灌技術(shù)單位投入產(chǎn)出回報率最高，益本比達到1.6，工程投資雖然最大，但其凈效益高于噴、滴灌技術(shù)。在財務(wù)內(nèi)部收益率上，微潤灌略低于滴灌，高于噴灌。此外，利用不確性指標(biāo)來分析，微潤灌技術(shù)的盈平衡點指標(biāo)，小于噴灌，略低于滴灌技術(shù)，分析結(jié)果與確定性指標(biāo)分析情況相吻合，也就是說目前在徐州區(qū)綠化荒山工程中使用微潤灌溉技術(shù)盈利水平最高，技術(shù)方案盈利穩(wěn)定性較高。

綜合來看，目前噴、滴灌是應(yīng)用比較成熟的技術(shù)，而微潤灌尚處于試驗推廣階段，隨著微潤灌技術(shù)應(yīng)用量加大，工程成本必然會有所降低，其各方面的優(yōu)勢將充分發(fā)揮出來。微潤灌溉技術(shù)效益高，工程維養(yǎng)護成本低，投資回收期短，比噴、滴灌技術(shù)更適用于徐州的荒山治理。

3 應(yīng)用前景展望

微潤灌溉技術(shù)在理論上提出了水量供給和控制的新的理念，在實踐中實現(xiàn)了地下供水，連續(xù)灌溉，操作簡單，運行成本較低，更易于為灌水工作人員認(rèn)可和接受，為荒山綠化治理提供了一種有效的技術(shù)手段和有力的技術(shù)支撐。該項技術(shù)的推廣與應(yīng)用，會帶來廣泛的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益，在類似徐州半濕潤半干旱地區(qū)的荒山治理工程中將有廣闊的應(yīng)用前景。

[1]中國深圳微潤灌溉技術(shù)有限公司.微潤地下灌溉[R].深圳：中國深圳微潤灌溉技術(shù)有限公司，2013.

[2]朱艷.高效設(shè)施農(nóng)業(yè)灌溉模式研究[R].徐州：徐州水利科學(xué)研究所，2012.

[3]何玉琴，成自勇，張芮等.不同微潤灌溉處理對玉米生長和產(chǎn)量的影響[J].華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2012（4）：567-569.

[4]張丹.新型微潤灌溉系統(tǒng)在遼西地區(qū)的推廣與應(yīng)用[J].水利科技與經(jīng)濟報，2013（5）：83-85.