提水灌區(qū)灌溉水價(jià)分析及水文年對(duì)工程收益的影響研究

邸志剛，楊路華，2，通信作者，許欣然，茍萬(wàn)里

（1.天津農(nóng)學(xué)院 水利工程學(xué)院，天津300384；2.天津市農(nóng)業(yè)水利技術(shù)工程中心，天津300384）

水資源短缺是21世紀(jì)全球資源環(huán)境所面臨的主要難題，對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生重要影響。作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，我國(guó)農(nóng)業(yè)灌溉用水量大，是用水大戶(hù)，但農(nóng)業(yè)用水效率低，浪費(fèi)嚴(yán)重，造成我國(guó)水資源供需矛盾日益嚴(yán)重。2016年農(nóng)業(yè)灌溉用水量占全國(guó)用水總量的60%以上[1]，農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)僅為 0.542。制定科學(xué)合理的用水價(jià)格，能夠調(diào)動(dòng)農(nóng)民節(jié)水積極性，減少水資源浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)農(nóng)業(yè)灌溉水價(jià)進(jìn)行了研究，Ohab-Yazdi等[2]利用數(shù)學(xué)規(guī)劃法和殘值法確定農(nóng)業(yè)水價(jià)，發(fā)現(xiàn)水價(jià)上升和配合相關(guān)激勵(lì)策略在減少農(nóng)戶(hù)用水消費(fèi)方面影響顯著。Latinopoulos[3]研究發(fā)現(xiàn)，美國(guó)東部農(nóng)業(yè)灌溉用水采用“服務(wù)成本＋用戶(hù)承受能力”的定價(jià)模式。Dono等[4]從理論和實(shí)證兩個(gè)角度分析了水價(jià)對(duì)灌溉用水的節(jié)水效應(yīng)。孫建光等[5]基于塔里木河流域農(nóng)業(yè)水價(jià)效應(yīng)研究表明，水價(jià)上漲，農(nóng)戶(hù)承受力降低，流域糧食作物僅通過(guò)較高的水價(jià)補(bǔ)貼已難以保證農(nóng)戶(hù)水價(jià)承受力提高的需要。郭巧玲等[6]提出了補(bǔ)償水利工程供水成本的水價(jià)模型，即：供水水價(jià)為資源水價(jià)、環(huán)境水價(jià)與工程成本水價(jià)之和。何壽奎[7]認(rèn)為現(xiàn)階段我國(guó)農(nóng)業(yè)灌溉用水普遍存在的問(wèn)題有：農(nóng)業(yè)水價(jià)較低、水資源利用效率低、供水成本偏高、收費(fèi)管理難度大以及水價(jià)沒(méi)有很好地反映農(nóng)民承受能力等。

本文分析提水灌區(qū)水價(jià)的構(gòu)成及影響因素，計(jì)算出提水灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉工程全成本水價(jià)與運(yùn)行成本水價(jià)，探討農(nóng)民承受能力。在采用全成本法確定灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉水價(jià)的基礎(chǔ)上，分析不同水文年型對(duì)提水灌區(qū)灌溉工程收益的影響，為提水灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉水價(jià)制定提供理論依據(jù)。

1 我國(guó)農(nóng)業(yè)灌溉水價(jià)構(gòu)成及影響因素

1.1 農(nóng)業(yè)灌溉水價(jià)構(gòu)成

我國(guó)農(nóng)業(yè)灌溉水價(jià)自建國(guó)以來(lái)，主要經(jīng)歷了公益性無(wú)償供水到政策性有償供水，以及正在實(shí)行的水價(jià)改革等階段。國(guó)家發(fā)展與改革委員會(huì)、水利部2003年頒布的《水利工程供水價(jià)格管理辦法》中規(guī)定：“水利工程供水價(jià)格由供水生產(chǎn)成本、費(fèi)用、利潤(rùn)和稅金構(gòu)成；農(nóng)業(yè)用水價(jià)格按補(bǔ)償供水生產(chǎn)成本、費(fèi)用的原則核定，不計(jì)利潤(rùn)和稅金”。供水成本一般指資源成本、工程成本和環(huán)境成本。目前我國(guó)許多地區(qū)對(duì)農(nóng)業(yè)用水暫未征收資源成本，而且科學(xué)合理的農(nóng)業(yè)灌溉對(duì)環(huán)境影響較小，所以目前我國(guó)農(nóng)業(yè)灌溉水價(jià)主要由工程成本構(gòu)成。

1.2 影響因素分析

影響農(nóng)業(yè)灌溉水價(jià)因素較多，包括水源條件、工程規(guī)模投資、運(yùn)行管理、政策、農(nóng)民承受能力等。其中灌區(qū)規(guī)模、政策因素和農(nóng)民承受能力等都會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)水價(jià)有較大影響。

對(duì)于不同灌區(qū)規(guī)模，灌區(qū)前期工程資金投入存在很大差異，運(yùn)行成本也存在一定差異，工程成本不同導(dǎo)致水價(jià)存在較大差異。國(guó)家出臺(tái)不同政策也會(huì)對(duì)水價(jià)造成影響，農(nóng)業(yè)作為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和弱質(zhì)產(chǎn)業(yè)，政府直接對(duì)水價(jià)進(jìn)行補(bǔ)貼，降低水價(jià)，減輕農(nóng)民負(fù)擔(dān)。政府對(duì)供水工程實(shí)行優(yōu)惠投融資和信貸政策會(huì)降低供水成本，也會(huì)導(dǎo)致水價(jià)降低。農(nóng)民對(duì)水價(jià)承受能力對(duì)水價(jià)也會(huì)產(chǎn)生一定影響，農(nóng)民水價(jià)承受能力指農(nóng)民對(duì)水費(fèi)的支付能力，并且在支付水費(fèi)后農(nóng)民的生存與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不會(huì)受到太大影響。水價(jià)高于農(nóng)民用水承受能力，會(huì)降低農(nóng)民購(gòu)水意愿，雖然能夠大幅度節(jié)約用水，但糧食產(chǎn)量會(huì)受到嚴(yán)重影響。

2 農(nóng)業(yè)灌溉水價(jià)測(cè)算

農(nóng)業(yè)灌溉水價(jià)制定的常規(guī)方法有邊際成本定價(jià)法、影子價(jià)格定價(jià)法和全成本法。本文采用以工程成本為主體的全成本法計(jì)算我國(guó)農(nóng)業(yè)灌溉水價(jià)。

2.1 灌溉用水總量

根據(jù)《水利工程供水價(jià)格核算規(guī)范（試行）》（SL470—2007），農(nóng)業(yè)多年平均供水量一般按照最近5年平均實(shí)際供水量確定。本文通過(guò)平水年（設(shè)計(jì)保證率50%）作物灌溉用水定額計(jì)算提水灌溉工程年平均供水量，由于作物的需水特性、土壤性質(zhì)、氣象條件和灌溉用水方式的差異，不同種類(lèi)作物的灌溉定額有很大差別。同時(shí)考慮灌區(qū)灌水從水源到田間輸送過(guò)程中各級(jí)渠道的水量損失，確定灌溉水有效利用系數(shù)。綜合計(jì)算出灌區(qū)多年平均灌溉的用水總量。

灌區(qū)灌溉用水總量計(jì)算見(jiàn)公式（1）：

式中：W—灌溉用水量，m3；M—作物灌溉定額，m3/hm2；A—灌溉面積，hm2；η—灌溉水有效利用系數(shù)。

2.2 農(nóng)業(yè)灌溉水價(jià)

工程成本指開(kāi)采水資源所投入的必要成本，提水灌區(qū)灌溉用水的工程成本包括工程投資、工程運(yùn)行維護(hù)等費(fèi)用，具體可分為固定資產(chǎn)折舊費(fèi)用、運(yùn)行維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)、人員勞動(dòng)補(bǔ)助以及燃料動(dòng)力費(fèi)。

（1）固定資產(chǎn)折舊費(fèi)用是指固定資產(chǎn)在使用過(guò)程中會(huì)受到磨損，其價(jià)值損失通常是通過(guò)提取折舊的方式得以補(bǔ)償。固定資產(chǎn)折舊是按各類(lèi)固定資產(chǎn)原值、折舊年限，分類(lèi)核算，一般采用平均年限法分類(lèi)計(jì)提。

固定資產(chǎn)原值是指項(xiàng)目投資時(shí)（達(dá)到預(yù)定可使用狀態(tài)）按規(guī)定由投資形成固定資產(chǎn)的部分。固定資產(chǎn)原值的確定，根據(jù)所查資料以及經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單概算，固定資產(chǎn)形成率取85%，即固定資產(chǎn)原值為工程總投資的85%。殘值是指預(yù)計(jì)在資產(chǎn)使用壽命的期末處置一項(xiàng)長(zhǎng)期資產(chǎn)可能獲得的價(jià)值。固定資產(chǎn)的預(yù)計(jì)凈殘值率一般為3%～5%，可根據(jù)具體情況調(diào)整。

固定資產(chǎn)年折舊費(fèi)用計(jì)算如公式（2）：

式中：F1—年折舊額，元；K—應(yīng)計(jì)折舊的固定資產(chǎn)原值，元；S—?dú)堉?，元；T—折舊年限，年；Ψ—?dú)堉德省?/p>

（2）工程運(yùn)行維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)是指為了保持灌區(qū)灌溉工程原設(shè)計(jì)功能、規(guī)模和標(biāo)準(zhǔn)而每年開(kāi)展的日常維護(hù)、局部整修和歲修所需投入的資金。維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)可按照《小型農(nóng)田水利工程維修養(yǎng)護(hù)定額（試行）》（SL315—2015）來(lái)確定工程維修養(yǎng)護(hù)定額。

維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用計(jì)算如公式（3）：

式中：F2—工程維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)，元；h—維修養(yǎng)護(hù)定額，元/（hm2·年）。

（3）工程運(yùn)行人員勞動(dòng)補(bǔ)助指水管單位在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程中以直接支付方式或間接支付方式用于職工的全部費(fèi)用。主要指管理人員的工資，人員勞動(dòng)補(bǔ)助要結(jié)合當(dāng)?shù)鼗竟べY情況來(lái)確定。

人員勞動(dòng)補(bǔ)助計(jì)算見(jiàn)公式（4）：

式中：F3—人員勞動(dòng)補(bǔ)助，元；b—人員勞動(dòng)補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)，元/（hm2·年）。

（4）燃料動(dòng)力費(fèi)指供水工程運(yùn)行和供水生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程中消耗的燃料、動(dòng)力及其他直接材料所產(chǎn)生的費(fèi)用，主要指灌溉期間泵站提水灌溉所用的電費(fèi)。當(dāng)已知灌溉用水總量、提水泵站泵的流量、泵站電機(jī)的功率、變壓器的效率和當(dāng)?shù)仉娰M(fèi)，即可得電費(fèi)的計(jì)算公式，見(jiàn)公式（5）。

式中：F4—燃料動(dòng)力費(fèi)，元；q—泵站流量，m3/h；P—泵站電機(jī)功率，kW；ξ—變壓器效率；f—電費(fèi)，元。

綜上，工程成本水價(jià)PW的計(jì)算公式為：

將公式（1）～公式（5）帶入公式（6）得到工程成本水價(jià)的計(jì)算公式為：

工程運(yùn)行成本水價(jià)PO計(jì)算如公式（8）：

將公式（1）～公式（5）帶入公式（8）得到工程成本水價(jià)的計(jì)算公式為：

3 嘉善縣天凝鎮(zhèn)小型提水灌區(qū)工程收益實(shí)證研究

3.1 基本情況

天凝鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)水價(jià)改革試點(diǎn)區(qū)為一小型提水灌區(qū)，位于浙江省嘉善縣西北部，地勢(shì)平坦，河網(wǎng)密布。灌區(qū)灌溉水源為附近河網(wǎng)水系，可用水量豐富，水質(zhì)為Ⅲ～Ⅳ類(lèi)水，符合灌溉標(biāo)準(zhǔn)，作物種植以單季稻為主，灌溉方式為小型機(jī)埠。該灌區(qū)采用管道輸水灌溉，不同管徑的灌溉管道總長(zhǎng)度3 585 m，灌溉面積29.33 hm2。2017年試點(diǎn)區(qū)已經(jīng)進(jìn)行工程量水設(shè)施的配套工作，在各級(jí)渠道、管道都建立量水設(shè)施，實(shí)現(xiàn)了灌溉用水的精準(zhǔn)計(jì)量。

3.2 灌溉用水總量計(jì)算

參照省定額標(biāo)準(zhǔn)《浙江省取用水定額》（DB33/T769—2016），根據(jù)區(qū)域農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，確定灌區(qū)多年平均灌溉用水定額為4 950 m3/hm2。根據(jù)《2016年度嘉善縣農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算分析成果報(bào)告》，天凝鎮(zhèn)為管道灌溉，綜合考慮從水源到田間的輸水損失，灌溉水有效利用系數(shù)為0.71。利用公式（1）可計(jì)算出灌區(qū)多年平均灌溉用水總量為20.488萬(wàn)m3。

3.3 農(nóng)業(yè)灌溉水價(jià)的核定

3.3.1 固定資產(chǎn)年折舊費(fèi)用

根據(jù)《水利工程管理單位財(cái)務(wù)制度》中的水利工程管理單位固定資產(chǎn)分類(lèi)折舊年限表和《水利建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)規(guī)范》（SL72—2013）中規(guī)定，一般土建工程的折舊年限為30～50年，機(jī)電設(shè)備折舊年限為20～25年，輸水管道采用PE管，其折舊年限一般為20～25年。綜合考慮灌區(qū)的土建工程與機(jī)電設(shè)備及輸水管道等，折舊年限取25年。灌區(qū)固定資產(chǎn)折舊費(fèi)用見(jiàn)表1。

表1 嘉善縣天凝鎮(zhèn)灌區(qū)固定資產(chǎn)年折舊費(fèi)用表

3.3.2 工程運(yùn)行維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用與人員勞動(dòng)補(bǔ)助費(fèi)用

根據(jù)《小型農(nóng)田水利工程維修養(yǎng)護(hù)定額（試行）》（SL315—2015），天凝鎮(zhèn)為管道輸水灌溉，維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)為423.000元/（hm2·年）。根據(jù)浙江省嘉善縣當(dāng)?shù)鼗竟べY，并進(jìn)行實(shí)地調(diào)查確定灌區(qū)灌溉人員勞動(dòng)補(bǔ)助為272.565元/（hm2·年）。灌區(qū)維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)與人員勞動(dòng)補(bǔ)助見(jiàn)表2。

表2 嘉善縣天凝鎮(zhèn)灌區(qū)維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)及人員勞動(dòng)補(bǔ)助

3.3.3 燃料動(dòng)力費(fèi)

燃料動(dòng)力費(fèi)主要指供水動(dòng)力成本即電費(fèi)。用電量的多少要根據(jù)泵站抽水的總量以及泵站配套電機(jī)的功率和效率來(lái)確定。該提水泵站水泵型號(hào)為300ZB-4B，流量為817.2 m3/h，配套電機(jī)型號(hào)為YP2-160m-4，其功率為11 kW，效率為63%，電費(fèi)按0.75元/kWh，用電總量乘以當(dāng)?shù)仉娰M(fèi)即為用電總費(fèi)用。灌區(qū)燃料動(dòng)力費(fèi)見(jiàn)表3。

表3 嘉善縣天凝鎮(zhèn)灌區(qū)燃料動(dòng)力費(fèi)

利用公式（6）～公式（9），可得出灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉工程成本水價(jià)與工程運(yùn)行成本水價(jià)，見(jiàn)表4。

表4 嘉善縣天凝鎮(zhèn)灌區(qū)工程成本水價(jià)與運(yùn)行成本水價(jià)

3.4 農(nóng)民承受能力分析

在《關(guān)于改革水價(jià)促進(jìn)節(jié)約用水的指導(dǎo)意見(jiàn)》（[2000]1702）中強(qiáng)調(diào)，“逐步將農(nóng)業(yè)水價(jià)提高到供水成本水平的同時(shí)，充分考慮農(nóng)民的承受能力”，這里的“承受能力”主要指農(nóng)民在經(jīng)濟(jì)方面的承受能力。農(nóng)民水費(fèi)承受能力一般以水費(fèi)占每公頃產(chǎn)值的5%～8%或占每公頃純收益的10%～13%為限[8]。浙江省嘉善縣主要種植水稻，種植結(jié)構(gòu)為單季水稻。通過(guò)實(shí)地調(diào)查收集3年資料，可得水稻一年生產(chǎn)成本構(gòu)成與每公頃收益，見(jiàn)表5。試點(diǎn)區(qū)1年產(chǎn)值約24 300元/hm2，為鼓勵(lì)農(nóng)民種糧積極性，在計(jì)算農(nóng)民對(duì)水價(jià)承受能力時(shí)，比例取下限為宜，農(nóng)民的承受能力以水費(fèi)占每公頃產(chǎn)值的5%來(lái)衡量。則農(nóng)民承受能力為1 215元/hm2，即0.245元/m3。根據(jù)與表3中數(shù)據(jù)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，農(nóng)民承受能力小于工程全成本水價(jià)，但大于運(yùn)行成本水價(jià)。

表5 嘉善縣天凝鎮(zhèn)灌區(qū)水稻一年生產(chǎn)成本構(gòu)成與收益表

3.5 水文年對(duì)提水灌溉工程收益影響分析

對(duì)于不同水文年型，越干旱的水文年型（設(shè)計(jì)保證率越大），灌溉需水量越大。根據(jù)泵站設(shè)計(jì)規(guī)范，提水灌區(qū)泵站設(shè)計(jì)保證率一般為90%，即在不同水文年型都可保證灌區(qū)有充足灌水量，參照《浙江省取用水定額》（DB33/T769—2016），根據(jù)灌區(qū)農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，確定試點(diǎn)區(qū)平水年、偏旱年、干旱年不同灌溉用水定額，計(jì)算不同水文年型提水灌區(qū)收取水費(fèi)，見(jiàn)表6。

表6 不同水文年型對(duì)應(yīng)的工程收取水費(fèi)

由表4可知，試點(diǎn)灌區(qū)年全工程成本費(fèi)用為9.025萬(wàn)元，年運(yùn)行成本費(fèi)用為2.369萬(wàn)元。結(jié)合表6可知，在平水年（保證率為50%）時(shí)，以工程全成本水價(jià)計(jì)收的工程全成本水費(fèi)收益與工程全成本費(fèi)用相等；同樣，以工程運(yùn)行成本水價(jià)計(jì)收的工程運(yùn)行成本水費(fèi)收益同工程運(yùn)行成本費(fèi)用相等。在偏旱年（保證率為75%），工程全成本水費(fèi)高于年工程全成本費(fèi)用3.008萬(wàn)元，工程運(yùn)行成本水費(fèi)收益高于年運(yùn)行成本費(fèi)用0.79萬(wàn)元；在干旱年（保證率為90%）時(shí)，工程全成本水費(fèi)收益高于年工程全成本費(fèi)用4.102萬(wàn)元，工程運(yùn)行成本水費(fèi)收益高于年運(yùn)行成本費(fèi)用1.077萬(wàn)元。

在偏旱年（保證率為75%），工程全成本水費(fèi)收益與工程運(yùn)行成本水費(fèi)收益分別為各自工程成本的1.33倍；在干旱年（保證率為90%），工程全成本水費(fèi)收益與工程運(yùn)行成本水費(fèi)收益分別為各自工程成本的1.45倍。

4 結(jié)論

通過(guò)本研究可知，不同水文年型灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉用水量不同，灌區(qū)提水工程收取水費(fèi)也不同。在平水年工程年收益與年投資持平；在偏旱年工程年收益為年投資的1.33倍；在干旱年工程年收益為年投資的1.45倍。綜合考慮，不同水文年型的發(fā)生頻率、灌區(qū)提水灌溉工程能夠滿(mǎn)足自身正常的運(yùn)行維護(hù)，但考慮到用水戶(hù)對(duì)水價(jià)的承受能力，當(dāng)以工程全成本水價(jià)收取水費(fèi)時(shí)會(huì)超過(guò)農(nóng)民承受能力，為了減輕農(nóng)民負(fù)擔(dān)，在我國(guó)現(xiàn)行政策體制下，工程前期投入應(yīng)當(dāng)由政府投資，農(nóng)業(yè)灌溉水價(jià)應(yīng)取運(yùn)行成本水價(jià)。