高原農(nóng)業(yè)高效節(jié)水減排工程規(guī)劃及經(jīng)濟分析

阮明艷

摘要 以云南中部高原特色林果藍莓高效節(jié)水減排工程項目為例，通過典型工程設(shè)計和總投資預算進行經(jīng)濟評價。結(jié)果表明：高原農(nóng)業(yè)高效節(jié)水減排工程一次投入高，但收益率較高，經(jīng)濟效益好，投資回收快，適宜在南方大面積推廣應用。

關(guān)鍵詞 高原農(nóng)業(yè)；節(jié)水減排；工程規(guī)劃；經(jīng)濟分析

中圖分類號 S277 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）05-0157-02

隨著水利部全力推動東北節(jié)水增糧、西北節(jié)水增效、華北節(jié)水壓采和南方節(jié)水減排等節(jié)水灌溉發(fā)展戰(zhàn)略部署，我國高效節(jié)水灌溉進入規(guī)?；l(fā)展的快車道。云南作為南方農(nóng)業(yè)高效節(jié)水減排改革先行先試省份，以節(jié)水促減排，以減排強保護，積極探索南方農(nóng)業(yè)高效節(jié)水減排改革的經(jīng)驗，本文以云南中部高原特色林果藍莓高效節(jié)水減排工程項目為例，通過典型設(shè)計和總投資預算進行效益分析和經(jīng)濟評價，旨在為農(nóng)業(yè)高效節(jié)水減排工程在南方的推廣應用提供參考依據(jù)。

1 工程概況

1.1 項目區(qū)基本情況

工程所在地為云南中部低緯高原，屬北亞熱帶季風氣候區(qū)，冬暖夏涼、四季如春，年平均氣溫15.6 ℃，年蒸發(fā)量1 600～1 700 mm，干濕季分明，年降水量930 mm，降雨在時間上分布極不均勻，雨季（5—10月）降水量占全年總降水量的85%以上。年日照時數(shù)2 000～2 200 h，干季（11月至次年4月）天氣晴朗、日照充足、氣溫高。工程建設(shè)地塊總面積90 hm2，土壤以黏土為主，種植作物為藍莓。

1.2 工程規(guī)劃

1.2.1 灌溉模式方案比選。從節(jié)約用水和最經(jīng)濟角度分析，當?shù)噩F(xiàn)有3種節(jié)水灌溉模式，即低壓管道灌溉、噴灌、微噴灌。低壓管道灌溉比噴灌、微灌節(jié)能且投資較低，但田間采用畦灌或溝灌，水利用系數(shù)比微灌低，特別是坡度較大的坡耕地，易造成水土流失，不適宜高原農(nóng)業(yè)。噴灌省水、省工、省地，但耗能較大，投資較高，蒸發(fā)損失大，且受風和空氣濕度影響大，遇4級以上風時，會使灌溉均勻性大大降低。結(jié)合藍莓生產(chǎn)要求實際情況，優(yōu)選微噴灌。

微噴灌按作物需水要求適時適量灌水，僅濕潤根區(qū)附近的土壤，因而顯著減少了灌溉水損失，省工、省水、節(jié)能，水均勻度高，一般可達85%以上[1-2]。微噴灌便于水肥一體化技術(shù)的推廣，以實現(xiàn)自動控制，能適時適量地向作物根區(qū)供水供肥，為作物根系活動層土壤創(chuàng)造良好的水、熱、氣、養(yǎng)分環(huán)境，以實現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量。微噴灌采用壓力管道將水輸送到每株作物根部附近，可以在任何復雜的地形條件下有效工作，對土壤和地形的適應性強。相比低壓管灌和噴灌，微噴灌灌水器容易堵塞，投資較高。

1.2.2 工程設(shè)計。設(shè)計依據(jù)《微灌工程技術(shù)規(guī)范》（GB/T 50485—2009）、《農(nóng)田低壓管道輸水灌溉工程技術(shù)規(guī)范》（GB/T 20203—2006）、《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》（GB 50288—99）的規(guī)定。本次規(guī)劃現(xiàn)狀基準年為2015年，現(xiàn)狀灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)為0.53，2026年設(shè)計水平年，隨著項目區(qū)管網(wǎng)全部配套完畢，高效節(jié)水農(nóng)業(yè)的推廣，水土保持等措施的實施，灌溉水利用系數(shù)提高到0.9[3]。

設(shè)計灌水定額：m=mmax/η=0.001γzp（θmax-θmin）/η

式中：m—設(shè)計灌水定額；mmax—最大凈灌水定額（mm）；γ—土壤容重（g/cm3）；黏土取值1.4 g/cm3；z—計劃濕潤土層深度，取值50 cm；p—土壤濕潤比（%），取值70%；適宜土壤含水量上下限（重量百分比）分別取值90%和70%，田間持水率取25%；θmax、θmin—適宜土壤含水率上下限（占干土重量的百分比），上限為90%×25%=22.5%，下限為70%×25%=17.5%；η—灌溉水利用系數(shù)，微噴灌取90%。

通過計算，mmax=24.5 mm，m=27.2 mm。根據(jù)藍莓灌片自然條件、水源條件、種植作物的生長特性及實際管理經(jīng)驗，確定藍莓在整個生育期內(nèi)灌水11次，具體灌水時間為旱季每月灌溉1～2次，單位面積灌水定額270 m3/hm2。

設(shè)計灌水周期：T≤Tmax=■

式中：T—灌水周期（d）；Ea—作物最大耗水強度（mm/d）。藍莓綜合日耗水強度為3.5 mm。計算得T取7 d。

灌溉設(shè)計流量：Q=■

式中Q—系統(tǒng)灌溉設(shè)計流量（m3/h）；A—項目區(qū)面積；td—每天運行時間，取20 h；計算得Q=291 m3/h。

管徑計算：D=■

式中：D—管道內(nèi)徑（mm）；Qn—支管流量（m3/h）；v—經(jīng)濟流速（m/s）。按規(guī)范規(guī)定，出水管道流速可取v=1.0～1.5 m/s。根據(jù)計算可選用的管徑范圍在90～355 mm，采用0.63～1.00 MPa PE管道，輸水主管、干管、分干管、支管均設(shè)于地下[4]。

2 投資預算

2.1 工程預算依據(jù)

工程總概算組成、項目分劃、費用構(gòu)成及計算標準等執(zhí)行水利部水總〔2002〕116號文、云南省水利廳、云南省發(fā)展和改革委員會云水規(guī)計〔2005〕116號文和〔2013〕157號文。

2.2 費用構(gòu)成

工程主要建設(shè)水源工程和配套管理房1座，開挖回填土方23 560 m3，修筑閘閥井5座。安裝管道24.7 km，安裝射頻IC卡灌溉供水計量收費管理系統(tǒng)320套，總投資為431.43萬元，其中建安工程費用117.67萬元，設(shè)備與材料購置費292.68萬元，獨立費用21.06萬元。

建筑工程包括取水點建設(shè)、閘閥井修筑，以及井房、管溝的開挖、回填等，費用小計75.84萬元；設(shè)備安裝工程包括水泵、過濾器、PE管、管件及控制測量設(shè)備及附件的安裝，費用小計322.56萬元；施工臨時費用按建筑和設(shè)備安裝工程的1%計取，共11.95萬元；獨立費用按照建安與臨時費用之和的0.5%～4.0%計取。

3 工程效益分析及經(jīng)濟評價

3.1 經(jīng)濟效益

工程實施后，將徹底改變項目區(qū)灌溉條件，保灌面積顯著提高，作物產(chǎn)量和品質(zhì)明顯提高。按項目實施前后農(nóng)作物產(chǎn)量水平分析計算，藍莓實施高效節(jié)水后年增加產(chǎn)量108 t，增加經(jīng)濟效益總值410.4萬元。灌溉效益分攤系數(shù)扣除農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，其值取0.3，則高效節(jié)水減排凈增效益123.12萬元，經(jīng)濟效益好。

3.2 社會效益與生態(tài)效益

工程項目的實施，夯實了農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)，提高了水資源的利用效率，凸顯了省水、省地、省工、增產(chǎn)、增收的效果，為當?shù)禺a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整及群眾增收、農(nóng)民致富創(chuàng)造了條件，同時有利于促進當?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟和項目區(qū)種植結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，為經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整發(fā)揮示范和輻射帶動作用。高效節(jié)水減排技術(shù)實現(xiàn)了水肥同步，提高了水肥利用率，有效減少了農(nóng)業(yè)灌溉用水和化肥施用量，避免了溝灌開溝追肥因揮發(fā)、深層滲漏造成的肥料損失，減少了農(nóng)業(yè)面源對地下水的污染，促進了高原特色農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

3.3 工程經(jīng)濟評價

按照《水利建設(shè)項目經(jīng)濟評價規(guī)范》（SL72-94）進行國民經(jīng)濟評價。灌溉工程的經(jīng)濟適用年限為20年，工程年運行費用按項目總預算投資的5%計為21.57萬元，當社會折現(xiàn)率為8%時，經(jīng)計算國民經(jīng)濟內(nèi)部收益率21.24%，大于8%；經(jīng)濟凈現(xiàn)值為523.71萬元，大于0；經(jīng)濟效益費用比1.24，大于1.0；投資回收期為6.41年。各項經(jīng)濟評價指標均符合國家規(guī)定指標，說明該項目工程經(jīng)濟合理。

4 參考文獻

[1] 葉壽仁，吳志平，孫志，等.強化農(nóng)業(yè)節(jié)水管理 減少農(nóng)村面源污染：關(guān)于太湖流域農(nóng)業(yè)節(jié)水減排的調(diào)研報告[J].中國水利，2012（11）：27-30.

[2] 王洪亮，李玉起，王祖強.淺議南方地區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水減排面臨的問題及對策[J].人民珠江，2015（2）：103-106.

[3] 唐致遠，解桂英，李磊，等.南方地區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水減排試點研究[J].農(nóng)學學報，2015（5）：62-66.

[4] 翟航，盧文喜，鮑新華，等.北方缺水地區(qū)節(jié)水灌溉的動態(tài)規(guī)劃模型[J].東北水利水電，2006（12）：53-55.