淄博市節(jié)水灌溉模式調(diào)查及效益分析

張 罡，孫 軍

（山東省淄博市水利勘測設(shè)計院，255020，淄博）

近年，山東省淄博市大力發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，被水利部確定為國家節(jié)水農(nóng)業(yè)示范市和節(jié)水型社會示范市。為進(jìn)一步優(yōu)化灌溉模式，使適宜本土的灌溉形式得到有效長久的利用，用兩年時間通過試驗和調(diào)查的方法，對淄博市大田噴灌、大棚蔬菜滴灌、果樹微灌（以下簡稱“三灌”）等三種有代表性的節(jié)水灌溉工程的節(jié)水量、節(jié)能量、增產(chǎn)效益、省工等單項直接效益進(jìn)行分析、評價，為優(yōu)化灌溉模式、提高種植效率提供決策依據(jù)和重要的信息。

一、試驗與調(diào)查設(shè)計

1.試驗設(shè)計

以淄博市典型的大田噴灌、果樹微灌、蔬菜滴灌工程為試驗對象，各設(shè)1處灌溉試驗點。三處灌溉試驗點設(shè)計為一般灌溉試驗點，采用直接對比試驗法。大田噴灌試驗區(qū)位于淄博市中部的張店區(qū)傅家鎮(zhèn)南家村，試驗面積0.66 hm2；蔬菜滴灌試驗區(qū)位于具有“中國西紅柿之鄉(xiāng)”稱號的皇城鎮(zhèn)，面積0.057 hm2；果樹微灌試驗區(qū)位于臨淄區(qū)鳳凰鎮(zhèn)東召西村果園，面積0.12hm2。試驗時間為2005年8月至2007年10月。主要觀測項目包括灌水運行記錄，管理運行記錄和試驗效果記錄等。

2.調(diào)查設(shè)計

截至2007年年底，全市已發(fā)展“三灌”工程的村莊為525個，總面積4.2萬 hm2，其中大田噴灌 3.73萬hm2、蔬菜滴灌 0.17萬 hm2、果樹微灌0.3萬hm2?！叭唷惫こ痰拿娣e已占全市14.87萬 hm2有效灌溉面積的 l／4以上。本次調(diào)查采用抽樣調(diào)查方式進(jìn)行，調(diào)查研究的主體為淄博市已發(fā)展“三灌”工程的525個村以及4.2萬hm2工程。調(diào)查抽樣采用分層抽樣的方法，樣本總數(shù)定為50，約占總體的10%，共計400戶作為被調(diào)查對象。調(diào)查工作于2008年11月12日開始，22日結(jié)束。以大田噴灌工程為主要內(nèi)容，糧食作物以冬小麥和夏玉米為調(diào)查對象，調(diào)查大田噴灌工程使用年限都在4年以上，起止年限分別為2004年和2007年。

二、節(jié)水灌溉工程試驗結(jié)果及經(jīng)濟(jì)效益分析

本次試驗歷時兩年，實際測試天數(shù)為496天。根據(jù)試驗設(shè)計，對兩季冬小麥、夏玉米，兩年果樹和兩年蔬菜的生長全過程進(jìn)行了測試。

1.大田噴灌試驗結(jié)果及經(jīng)濟(jì)效益分析

（1）試驗結(jié)果分析

①用工、水電投入。與傳統(tǒng)的地面畦灌相比，使用噴灌工程進(jìn)行灌溉，可節(jié)水44.4%，但用電量要高于地面灌48.6%。也就是說，在平原井灌區(qū)，噴灌工程節(jié)水、省工，但不省電。

②用藥量。噴灌工程田間地面濕度比畦灌區(qū)低，病蟲害發(fā)生機(jī)會相對減少，減少農(nóng)藥用量3.2%，且防治效果比畦灌區(qū)還好。

③糧食產(chǎn)量。噴灌科學(xué)用水，提高了地溫，增強(qiáng)了肥效，具有明顯的增產(chǎn)效果。小麥增產(chǎn)3.26%，玉米增產(chǎn)4.97%，綜合增產(chǎn)4.2%。

④水分利用效率。噴灌工程按照作物不同生育階段需水和土壤保水能力給土壤補(bǔ)水，避免了畦灌經(jīng)常出現(xiàn)的灌水量過大，土壤飽和產(chǎn)生的深層滲漏。試驗區(qū)冬小麥水分利用效率高達(dá) 2.15kg／m3。

（2）靜態(tài)經(jīng)濟(jì)效益分析

根據(jù)試驗所獲得的用水、用工、用電量、農(nóng)藥使用量、糧食產(chǎn)量以及設(shè)備投入等生產(chǎn)投入成本，對噴灌工程靜態(tài)凈效益進(jìn)行比較。工程投入主要包括工程的材料費、施工安裝費、其他費用。根據(jù)半固定式噴灌工程決算，0.66 hm2共計總投資為3168元，每畝投資約320元。工程當(dāng)年建設(shè)，當(dāng)年完工，當(dāng)年發(fā)揮效益。生產(chǎn)成本主要包括農(nóng)藥、用水、用工、用電的投入以及必要的設(shè)備折舊、維修。根據(jù)2007年的水價、每個工的價格、電價和農(nóng)藥的價格以及工程維修、折舊標(biāo)準(zhǔn)，核算噴灌工程的年運行費用112.4元，對比畦灌年運行費用95.5元。分析計算得到噴灌、畦灌的每年畝效益分別為1028.5元和999.9元，噴灌的畝凈效益為28.6元。

（3）動態(tài)經(jīng)濟(jì)效益分析

經(jīng)計算，經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率（EIRR）為16.2%，大于基準(zhǔn)值12%；經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值（ENPV）為 960 元 ／hm2；經(jīng)濟(jì)效益費用比（EBCR）為 1.18，大于臨界值 1.0。綜合分析大田噴灌工程在經(jīng)濟(jì)上有較好的收益，財務(wù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理。

2.果園微噴試驗結(jié)果及經(jīng)濟(jì)效益分析

（1）試驗結(jié)果分析

①用工、水電投入。果園采用微灌后，平均每畝年灌溉水量113m3，節(jié)水62.33%，省工32.62%，省電51.13%。

②用藥量。與畦灌相比，減少用藥量15.21%，且防治效果比畦灌區(qū)還好。

③果樹產(chǎn)量及品質(zhì)。通過對試驗區(qū)各100個蘋果隨機(jī)抽樣測試，使用微灌工程的蘋果直徑平均比畦灌的蘋果直徑增大15.45%，平均單果重增加39～409 g， 單果最大重量 445～459 g。使用微灌工程的平均畝產(chǎn)2368 kg，增產(chǎn)11.07%，一級果占85%以上，是地面灌的1.5倍。

④水分利用效率。兩年平均水分利用效率由地面灌的7.10元／m3提高到微噴灌的 27.82元／m3，增幅達(dá)291.8%。

（2）靜態(tài)經(jīng)濟(jì)效益分析

工程投入主要包括工程的材料費、施工安裝費、其他費用。根據(jù)微灌工程決算，0.12 hm2共計總投資1164元，每畝投資650元。工程當(dāng)年完工，當(dāng)年發(fā)揮效益。運行投入主要包括農(nóng)藥、用水、用工、用電的投入以及設(shè)備折舊、維修等。根據(jù)2007年的水價、核算微灌工程的年運行費用為225.8元，對比畦灌年運行費用為214.2元。

分析計算得到微灌、對比畦灌的每年畝效益分別為2920.2元和l917.8元，微灌的畝凈效益為l002.4元。

（3）動態(tài)經(jīng)濟(jì)效益分析

經(jīng)計算，經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率為50.7%，大于基準(zhǔn)值12%；經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值為15795元／hm2；經(jīng)濟(jì)效益費用比為2.45，大于臨界值1.0。綜合分析，果樹微灌工程經(jīng)濟(jì)回報率高，在財務(wù)上可行，經(jīng)濟(jì)合理。

3.大棚滴灌試驗結(jié)果及經(jīng)濟(jì)效益分析

（1）試驗結(jié)果分析

①用工、水電投入。與傳統(tǒng)的地面畦灌相比，使用滴灌工程進(jìn)行灌溉，年平均節(jié)水27.2%，省工35.9%，用電節(jié)省31.7%。

②蔬菜產(chǎn)量。滴灌工程與傳統(tǒng)地面灌相比，蔬菜增產(chǎn)17.1%。

③用藥量。與畦灌相比，減少用藥9.45%，且防治效果比畦灌還好。

④水分生產(chǎn)率。兩年平均灌溉水分生產(chǎn)率由27.7元／m3增加到43.92元 ／m3，增幅高達(dá) 58.56%。

⑤大棚棚溫。使用滴灌灌溉后的l～7天，棚溫比地面畦灌棚溫高2～3℃，可以使西紅柿提早上市。

⑥大棚地溫。灌溉以后，滴灌棚地溫在一星期之內(nèi)平均要高1～2℃。由于地溫高，棚內(nèi)作物光合作用顯著增強(qiáng)，作物生長速度、抗病蟲的能力隨之增強(qiáng)。

⑦大棚濕度。每次灌溉以后，滴灌棚的濕度要比地面灌棚低3%～4%，且持續(xù)的時間在10天左右，這將對蔬菜的生長和增產(chǎn)至關(guān)重要。

（2）靜態(tài)經(jīng)濟(jì)效益分析

根據(jù)大棚滴灌工程投資決算，滴灌工程每畝1650元，工程當(dāng)年完工，當(dāng)年發(fā)揮效益。運行投入主要包括農(nóng)藥、用水、用工、用電的投入以及設(shè)備維修、折舊等。滴灌工程年運行費用為366.4元，對比畦灌為171.1元。凈效益分析計算得到滴灌、畦灌的每年畝效益分別為18234元和15329元，滴灌的畝凈效益為2905.1元。

（3）動態(tài)經(jīng)濟(jì)效益分析

經(jīng)計算，經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率高達(dá)138%，大于基準(zhǔn)值12%十多倍；經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值更是高達(dá)85020元／hm2；經(jīng)濟(jì)效益費用比為2.71，大于臨界值1.0。綜合分析，大棚滴灌工程收益高，財務(wù)上可行，經(jīng)濟(jì)合理。

三、節(jié)水灌溉工程調(diào)查結(jié)果及經(jīng)濟(jì)效益分析

1.調(diào)查情況

調(diào)查的噴灌、地面畦灌面積分別為 127.69 hm2、41.3 hm2。 其中平原區(qū)被調(diào)查的村莊為28個，被調(diào)查戶224個，噴灌、地面畦灌面積80.87 hm2、30.27hm2。丘陵區(qū)被調(diào)查的村莊為13個，農(nóng)戶l04戶，噴灌、地面畦灌面積44.67hm2、8.6hm2。 山區(qū)被調(diào)查的村莊為9個，農(nóng)戶64戶，噴灌、地面灌面積 2.15hm2、2.5hm2。

2.大田半固定噴灌調(diào)查結(jié)果及經(jīng)濟(jì)效益分析

（1）調(diào)查結(jié)果分析

根據(jù)調(diào)查結(jié)果，利用效益分析指標(biāo)，對噴灌工程從灌溉水量、用電量、用工量、糧食產(chǎn)量等4個方面進(jìn)行分析。

①灌溉用水量。平原區(qū)冬小麥、夏玉米噴灌與地面灌相比，節(jié)水百分率分別為36.4%、43.3%，兩季平均節(jié)水百分率為38.3%；丘陵區(qū)節(jié)水百分率分別為57%、54%，兩季平均節(jié)水百分率為56.1%；山區(qū)節(jié)水百分率分別為51.6%、58.6%，兩季平均節(jié)水百分率為54.3%。

②用工量。無論在平原區(qū)還是在丘陵區(qū)、山區(qū)，噴灌工程省工顯著。平原區(qū)冬小麥、夏玉米噴灌節(jié)省用工率高達(dá)50%和56%，兩季平均節(jié)省用工率為53%；丘陵區(qū)節(jié)省用工率為47%；山區(qū)節(jié)省用工率高達(dá)44%。

③用電量。雖然平原區(qū)被調(diào)查戶普遍反映噴灌耗電量高，但通過對全市被調(diào)查村莊灌溉用電加權(quán)平均，省電率仍達(dá)14.9%。平原區(qū)冬小麥、夏玉米噴灌省電率為11%和9%，兩季平均省電率為10.6%；丘陵區(qū)省電率為15.8%和24.3%，兩季平均省電率為18.4%；山區(qū)省電率為25.9%和40.3%，兩季平均省電率為32%。

④糧食產(chǎn)量。從調(diào)查情況看，在噴灌與地面灌管理次數(shù)、作物品種基本相同的條件下，噴灌在山區(qū)、丘陵區(qū)增產(chǎn)顯著。丘陵區(qū)冬小麥、夏玉米噴灌增產(chǎn)率16%和19%，兩季平均增產(chǎn)17.8%；山區(qū)增產(chǎn)率為34%和24%，兩季平均增產(chǎn)28.4%；平原區(qū)增產(chǎn)率為9%和2%，兩季平均增產(chǎn)5.3%。

（2）靜態(tài)經(jīng)濟(jì)效益分析

從生產(chǎn)投入分析，工程投入上平原地區(qū)每畝投資約320元左右，丘陵地區(qū)每畝投資360元左右，山區(qū)每畝投資400元左右；運行投入主要計算用水、用工、用電的投入，設(shè)備折舊、維修，核算兩種灌溉方式年費用。

與傳統(tǒng)的地面畦灌相比，噴灌工程經(jīng)濟(jì)效益略好?？鄢龂姽嘣O(shè)備的管理、維修、折舊，在平原區(qū)、丘陵區(qū)、山區(qū)，農(nóng)民每畝年可以分別多獲益60.5元、210元、292元。由此可見，噴灌工程在山區(qū)效益最高，丘陵區(qū)次之，平原區(qū)最小。

（3）動態(tài)經(jīng)濟(jì)效益分析

通過對平原區(qū)、丘陵區(qū)、山區(qū)噴灌工程動態(tài)經(jīng)濟(jì)效益分析，可以得出三者經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率、經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值、經(jīng)濟(jì)效益費用比分別為17.2%、19.8%、25.7%，56、63.1、85，1.21、1.55、2.03?？梢钥闯?，大田噴灌工程在山區(qū)效益最好，丘陵區(qū)次之，平原區(qū)相對差一些。

四、試驗與調(diào)查綜合分析

1.試驗成果與調(diào)查成果對比

①用水量、用工量基本一致，用電量雖有偏差但方向相同。試驗分析得到的灌溉水量、用工量、用電量與傳統(tǒng)灌溉比較得到的節(jié)水率、省工率、省電率分別為44.4%、33%、48.6%；調(diào)查分析得到的（平原區(qū)）節(jié)水率、省工率、省電率分別為38.3%、53%、10.6%。

②糧食產(chǎn)量基本一致，增產(chǎn)率基本相同。試驗得到的糧食畝產(chǎn)量（小麥、玉米）與傳統(tǒng)灌溉比較，小麥增產(chǎn)3.26%，玉米增產(chǎn)4.97%，綜合增產(chǎn)4.2%；調(diào)查分析得到的（平原區(qū)）小麥增產(chǎn)9%，玉米增產(chǎn)2%，綜合增產(chǎn)5.3%。

③水分利用效率差別較小。試驗得到2006、2007年的小麥水分利用效率與傳統(tǒng)灌溉相比，增長率為53.6%；調(diào)查分析（平原區(qū)）得到的增長率為38.9%。

2.試驗與調(diào)查經(jīng)濟(jì)效益對比分析

對照靜態(tài)經(jīng)濟(jì)效益、動態(tài)經(jīng)濟(jì)效益分析，兩者主要年運行總投入、總產(chǎn)值、凈效益、內(nèi)部收益率和經(jīng)濟(jì)效益費用比等主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)中，試驗與調(diào)查的分析結(jié)果差別比較小，進(jìn)一步驗證了噴灌工程的優(yōu)越性和合理性。

節(jié)水灌溉工程給淄博市帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。目前擁有的節(jié)水灌溉工程，每年可以為淄博市節(jié)水1.4億m3，增產(chǎn)糧食8.61萬t以上，節(jié)電 180余萬 kWh，省工 414萬余個，年經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到2.61億元。

[1]沈振榮，等.節(jié)水新概念——真實節(jié)水的研究與應(yīng)用[M].北京：中國水利水電出版社，2000.

[2]張岳.中國水資源與可持續(xù)發(fā)展[J].中國農(nóng)村水利水電，1998（5）.

[3]陳大雕.我國節(jié)水灌溉技術(shù)推廣與發(fā)展?fàn)顩r綜述[M].//農(nóng)業(yè)節(jié)水探索.北京：中國水利水電出版社，2001.

[4]陳大雕，林中卉.噴灌技術(shù)（第二版）[M].北京：科學(xué)出版社，1992.

[5]劉昌明，等.我國可持續(xù)供水及節(jié)水產(chǎn)業(yè)工程[M].//中國節(jié)水農(nóng)業(yè)問題論文集.北京：中國水利水電出版社，1999.

[6]賈大林.發(fā)展節(jié)水灌溉的幾點意見[M].//中國節(jié)水農(nóng)業(yè)問題論文集.北京：中國水利水電出版社，1999.

[7]李遠(yuǎn)華.節(jié)水灌溉理論與技術(shù)[M].武漢：武漢水利電力大學(xué)出版社，1999.

[8]吳景社，李英能，黃修橋，等.推廣節(jié)水灌溉是中國現(xiàn)階段先進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展要求[J].節(jié)水灌溉，2001（2）.

[9]彭世彰，丁加麗.國內(nèi)外節(jié)水灌溉技術(shù)比較與認(rèn)識[J].水利水電科技進(jìn)展，2004（4）.