和静县农业高效节水改造方案效益分析

牛小刚

（巴州天宝水利工程设计有限公司，新疆 库尔勒 841000）

0 引言

近年来，随着我国经济快速发展，城市化和工业化的持续推进，大量水资源开始向工业和城市转移，用于农业的水量逐年下降[1]。和静县因水资源总量匮乏，时空配置不均，旱涝灾害频发，发展高效节水灌溉是稳定本县农业生产、提高灌区效益的必由之路。因此，依据现状灌区的重要性和紧迫程度，有效利用相关领域投资对其进行节水改造，寻求合理有效的改造和评估方法，总结改造经验，对于充分发挥灌区节约水资源、改善生态环境，提高防洪排涝抗旱能力，涵养地下水资源，促进农业产业持续健康发展具有重要意义。

1 和静县农业概况

和静县位于新疆中部，天山南麓，巴音郭楞蒙古自治州焉耆盆地西北部。全县土地面积39686 km2，其中山区面积36768 km2，位于多山系山脉天山的中段主脉以南深山之中，海拔高度1800 m～5289 m，其中高寒草原占很大面积，是巴音郭楞蒙古自治州主要的畜牧业区，也是该州主要的河流发源地之一。平原区面积2918 km2，处于县东南角，海拔高度1044 m～1800 m，水土光热条件很好，是主要的农业生产区。和静县现状农业耕作区仍为常规灌溉，迫切需要发展高效节水灌溉技术，改善常规的灌溉方式。只有大力发展高效节水灌溉工程，提升节水灌溉面积比重，提高水资源利用效率，改变水资源浪费的现状，才能保证和维持现有灌溉面积的正常生产发展和构建周边良性生态。

2 农业节水改造方案

和静县2018 年度节水改造实施方案计划区域位于和静县巴润哈尔莫敦镇、哈尔莫敦镇、乃门莫敦镇及乌拉斯台农场，采用地表水、地下水滴灌，为Ⅳ等小（1）型工程，主要种植小麦、辣椒、番茄等作物。

2.1 系统布置

项目总面积43071 亩，共分为50 个独立滴灌系统。其中：巴润哈尔莫敦镇19 个系统，总面积11822 亩；哈尔莫敦镇19个系统，总面积15587 亩；乃门莫敦镇3 个系统，总面积3302亩；乌拉斯台农场9 个系统，总面积12360 亩。

2.2 水源工程

根据各滴灌系统分区，利用现有渠系，新建21 座沉砂池，修建泵房26 座，利用已有机井28 眼，其中延伸管网11 处，配套变压器、启动箱、水泵、施肥罐、过滤器等42 套首部设施设备套。

2.3 管道工程

项目区共埋设UPVC管385.30km，地面管PE 管29564.85 km；UPVC 管压力等级为0.4 MPa，管径Φ315 mm～90 mm；PE 管压力等级为0.25 MPa，管径Φ90 mm、Φ16 mm。

2.4 主要工程量

土方开挖58.59 万m3，回填45.97 万m3，细砂垫层回填6.73 万m3，弃土处理6.73 万m3，修建阀门井917 座，渗井794座；沉砂池21 座，泵房等26 座，10 kVA 输电线路24.415 km，380 V 输电线路0.80 km。

3 节水改造效益评估

首先对实施方案的经济效益进行评估，分析工程对社会和生态带来的效益，进而对方案开展经济评价。

3.1 经济效益

改造工程的实施，将产生显著的经济效益，主要包括节约水量产生新的农业灌溉效益、滴灌高效性产生的增产效益。

3.1.1 节水量效益

节水量依据工程实施前后用水量差值计算，采用式（1）计算：

式中：η1为现状灌溉水利用系数；η2为改造方案实施后的灌溉水利用系数；V 为现状灌区渠首毛引水量。

节水改造工程实施后，渠系内渗漏问题将得到有效控制，堵塞问题进一步纾解，使得水流路径更为通畅，灌溉用水系数得到提升，具体见表1。

表1 项目实施前后灌溉水利用系数变化情况

由表1 可知，项目实施后灌区的水利用系数由现状年的0.527 增加至地表水滴灌0.551 和地下水滴灌的0.900。经计算，和静县田间高效节水实施方案2018 年新建高效节水灌溉面积4.3071 万亩，项目实施前项目区作物需水量为3004.86 万m3，项目实施后项目区作物需水量为2623.29 万m3，较实施前节约水量381.57 万m3，其产生的经济效益可比拟于同等水量用于其他灌区生产所得产值计算。

3.1.2 农业增产效益

项目区种植粮食作物（小麦）3027 亩，经济作物（番茄、辣椒）34875 亩，防护林5169 亩，见表2。

表2 项目区作物种植结构表

农业灌溉增产效益依据灌区有、无本工程的增产值和灌溉效益分摊系数乘积计算确定：

式中：B 为农业灌溉增产效益，万元；Ai为第i 中农作物种植面积，万亩；yHi为改善灌溉条件后农产品亩均产出，kg/亩；yoi为改善灌溉条件后农产品亩均产出kg/亩；εi为农产品因灌溉条件改善增加产量二产生的效益摊派因子；Pi为各农作物影子价格。

灌区条件改善后的灌溉效益分摊系数取0.4，经计算，通过农技、园艺及管理提升等系列综合措施共同作用，项目实施后效益可达737.22 万元，见表3。

表3 农业增产效益计算表

3.2 社会效益

3.2.1 改善农业生产条件

项目区原有构筑物损毁严重，渠道堵塞、渗漏量大，严重影响了灌溉效益。项目落地后改善了农业生产条件，农田改善灌溉面积43071 亩，减少了渠道渗漏量，改善了该地区供水条件，提高了农业用水保证率。

3.2.2 优化区域发展条件

农业生产基础设施的优化无疑将增强县域农业抵御自然灾害的能力，改善生产条件，促进农业种植结构的调整和产业化进程，促进农业产业持续良性发展，为改善优化和静县农业经济发展条件，助力乡村振兴战略提供条件。

3.3 生态效益

节水灌溉工程建成后兼有生态农业和节水农业优势，是兼顾农业集约生产和环境保护的发展模式。

（1）节水灌溉具有灌溉水量可控、喷洒均匀、防止水土流失、土壤板结和土肥退化的特点。土壤环境在保持特定水分运动和盐分平衡的条件下必然有利于墒情优化。

（2）通过高效节水的建设，可有效缓解水资源短缺、控制地下水超采，提高灌溉水利用系数，节约水量，此水量可用于扩大生态草的灌溉面积，起到防风固沙的作用，改善灌区的小气候，促进农业可持续发展，改善生态环境效益。

（3）显著改善灌溉条件，促进生物量累积，有利于农牧业生产。

3.4 经济评价

经济评价即基于经济评价准则和指标对节水改造工程的经济效益进行计算分析，评估其收益[2]。

1）项目计算期

项目正常运行期取20 年。基准年为2018 年初，建设周期1 年，2018 年～2038 年为正常运行期。

2）项目基准收益率

本项目基准收益率按8%计算。

3）价格确定原则

建设投资采用当年价结算，建设期涨价通过基本预备费予以解决。营业收入测算采用现期市场价，计算期内保持不变。

4）评价结果

主要对经济内部收益率、经济净现值、经济效益费用比进行计算。经计算，经济内部收益率8.11%；经济净现值为344.70 万元；经济效益费用比1.06。可见，该方案的经济内部收益率大于社会折现率8%，经济净现值万元大于0，经济效益费用比1.06 大于1.0，在经济上是合理可行的。

4 结论

（1）和静县节水改造实施方案实施后，将较大程度改善县域灌区水利基础设施，提高水资源利用效率，增加农民收入，有利于提升农业综合生产能力，促进县域农业、工业、生态行业用水协调发展。

（2）和静县2018 年度农业节水改造实施方案对预期经济效益、社会效益和生态效益进行评估分析，通过经济评价分析方案的合理性，为指导和优化节水方案、发挥工程节约水资源、促进经济社会发展指明了方向。