灌區(qū)農(nóng)業(yè)平衡水價(jià)理論及實(shí)證分析

孔 強(qiáng)，謝曉彤

（1.石家莊市冶河灌區(qū)服務(wù)中心，石家莊050000；2.石家莊市水利局，石家莊050000）

0 引言

灌區(qū)農(nóng)業(yè)水價(jià)是維護(hù)正常灌溉秩序和調(diào)節(jié)政府與農(nóng)戶之間利益的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是現(xiàn)代灌區(qū)建設(shè)的核心要素。糧食作為特殊商品決定了灌區(qū)農(nóng)業(yè)水價(jià)的特殊性，1949年至今，灌區(qū)農(nóng)業(yè)水價(jià)演進(jìn)可分為3 個(gè)階段：第一階段是20世紀(jì)50～70年代，水管單位僅向受益農(nóng)戶收取基本的人工費(fèi)、電費(fèi)等，不收水資源費(fèi)；第二階段是80～90年代，各省相繼提高灌區(qū)農(nóng)業(yè)水價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，收取以灌溉面積計(jì)價(jià)的基本水費(fèi)和以水量計(jì)價(jià)的水量水費(fèi)，開始征收原水費(fèi)；第三階段是2000年后，隨著政府對(duì)大中型灌區(qū)節(jié)水改造投入的增加及管理維護(hù)費(fèi)用的快速增長，水價(jià)逐漸低于供水成本，多數(shù)水管單位依靠地方財(cái)政補(bǔ)貼維持生計(jì)，灌區(qū)可持續(xù)發(fā)展內(nèi)生動(dòng)力不足。

近年來，灌區(qū)農(nóng)業(yè)水價(jià)改革一直面臨兩難境地，一方面現(xiàn)行水價(jià)偏低，農(nóng)戶節(jié)水意識(shí)淡薄，部分灌區(qū)水管單位運(yùn)轉(zhuǎn)困難；另一方面國家投入大量資金用于灌區(qū)建設(shè)，供水成本高企。對(duì)此，國內(nèi)已有多項(xiàng)研究從不同角度提出了水價(jià)模型和算法，如：劉思妤[1]等分析了寧夏引黃灌區(qū)農(nóng)業(yè)水價(jià)現(xiàn)狀，提出建立階梯水價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及完善相關(guān)配套政策，以期使水價(jià)達(dá)到補(bǔ)償供水成本水平；任梅芳[2]等考慮農(nóng)民對(duì)水價(jià)的承載能力及現(xiàn)實(shí)國情，認(rèn)為不能單純依靠提高水價(jià)實(shí)現(xiàn)農(nóng)民自覺采用節(jié)水技術(shù)，必須依靠對(duì)農(nóng)民的激勵(lì)政策來實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣應(yīng)用，并以涇惠灌區(qū)為例，構(gòu)建了基于應(yīng)用節(jié)水技術(shù)的激勵(lì)補(bǔ)償機(jī)制水價(jià)模型；付桃秀[3]等以贛撫平原灌區(qū)為研究對(duì)象，分析了農(nóng)戶對(duì)測算水價(jià)的經(jīng)濟(jì)承受能力和心理承受能力，采用完全成本定價(jià)法測算了農(nóng)業(yè)終端供水成本，發(fā)現(xiàn)全成本水價(jià)在其經(jīng)濟(jì)可承受范圍之內(nèi)，但遠(yuǎn)高于其心理支付意愿，建議實(shí)行兩部制水價(jià)：國有骨干工程水價(jià)按照其成本水價(jià)的60%收取，其余40%由政府補(bǔ)貼。

上述研究概而言之，是以農(nóng)戶水費(fèi)承受能力作為水價(jià)邊際約束，將供水成本分?jǐn)傊劣?jì)量點(diǎn)水量來測算水價(jià)。而在直覺上將灌區(qū)大修、運(yùn)管、維修養(yǎng)護(hù)等費(fèi)用計(jì)入成本得出的水價(jià)，其結(jié)果大多高于農(nóng)戶水費(fèi)承受能力，究其根源，似乎是忽視了灌區(qū)農(nóng)業(yè)水價(jià)所蘊(yùn)含的公平與效率的平衡關(guān)系，而探究能夠?qū)崿F(xiàn)這一平衡的水價(jià)，或是解決問題的一條可行路徑。

1 灌區(qū)農(nóng)業(yè)平衡水價(jià)的內(nèi)涵和辯證關(guān)系

灌區(qū)農(nóng)業(yè)平衡水價(jià)是在農(nóng)業(yè)用水過程中，對(duì)不同主體實(shí)現(xiàn)均衡收益的水價(jià)體系，是能夠滿足政府投資成本與社會(huì)效益、農(nóng)戶種植成本與灌水收益、水管單位管理成本與服務(wù)效率平衡關(guān)系的可量化的水價(jià)。

以下是對(duì)平衡水價(jià)理論及具體算法的闡述，研究范圍包括：由政府建設(shè)或續(xù)建、水源有保證的國有大中型灌區(qū)，種植結(jié)構(gòu)以糧食作物為主，水價(jià)推導(dǎo)中不計(jì)入原水費(fèi)。

1.1 灌區(qū)農(nóng)業(yè)平衡水價(jià)的主體

平衡水價(jià)主體由政府、農(nóng)戶、水管單位構(gòu)成，3者之間的成本、收益存在差異：政府投入資金用于灌區(qū)建設(shè)，獲益是保障國家糧食安全、緩解水資源短缺矛盾；農(nóng)戶支出水費(fèi)，收益是灌水后獲得糧食增產(chǎn)、期望增加自身收入；水管單位通過為農(nóng)戶提供灌水服務(wù)，以獲取維持自身運(yùn)行的水費(fèi)；灌區(qū)水資源的另一個(gè)潛在收益是地下水環(huán)境。各主體之間的成本和收益關(guān)系見圖1。

圖1 不同主體的成本與收益Fig.1 Costs and benefits of different entities

1.2 灌區(qū)農(nóng)業(yè)毛用水量的組成

灌區(qū)自水源引水，通過各級(jí)渠道設(shè)施分配至農(nóng)戶耕地，分配過程包括：各級(jí)渠道的滲漏和蒸發(fā)水量、進(jìn)入農(nóng)戶地塊水量、灌溉棄水量。農(nóng)業(yè)毛用水量組成關(guān)系可表示為：

式中：Q毛為灌區(qū)水源毛用水量，萬m3；Q滲為滲漏水量，萬m3；Q蒸為輸水過程中蒸發(fā)水量，萬m3，Q凈為進(jìn)入農(nóng)戶地塊的水量，萬m3;Q棄為灌溉棄水量，萬m3。

農(nóng)戶真正需要的是進(jìn)入農(nóng)戶地塊的水量Q凈，其中又包含淺層滲漏、棵間蒸發(fā)、作物蒸騰等?，F(xiàn)行水價(jià)多以斗口計(jì)量點(diǎn)水量作為農(nóng)業(yè)水價(jià)計(jì)算基準(zhǔn)，是將滲漏和蒸發(fā)水量也計(jì)入了供水成本。

1.3 農(nóng)業(yè)供水成本分?jǐn)?/h3>

灌區(qū)工程是政府為保證國家糧食安全而建設(shè)的重要農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施，水價(jià)的設(shè)計(jì)中，比較合適的方法是將灌區(qū)工程產(chǎn)權(quán)與使用權(quán)分離。灌區(qū)骨干工程屬國有資產(chǎn)，地方政府是產(chǎn)權(quán)的所有者，田間工程采用政府補(bǔ)助的形式，產(chǎn)權(quán)一般歸村集體或農(nóng)民用水戶協(xié)會(huì)所有；受益農(nóng)戶擁有灌區(qū)工程和一定量水資源的使用權(quán)。骨干工程供水成本包括[4]：計(jì)入成本的固定資產(chǎn)大修費(fèi)、人員工資保障經(jīng)費(fèi)、渠道設(shè)施維修養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)等；田間工程供水成本包括：維修養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)、用水戶協(xié)會(huì)或村級(jí)水管組織管理經(jīng)費(fèi)等。

事實(shí)上，無論是第一階段還是第二階段水價(jià)，都未將固定資產(chǎn)大修、折舊等費(fèi)用計(jì)入供水成本。2000年以來，大中型灌區(qū)投資均以中央財(cái)政主，如中部地區(qū)中央與地方投資比例，已由“十一五”的6∶4 增加到“十四五”的7∶3。隨著政府投入增加，減少的是灌區(qū)水源毛用水量Q毛，增加的是社會(huì)效益，而對(duì)進(jìn)入農(nóng)戶地塊的水量Q凈并無直接影響，若由水管單位或地方政府向農(nóng)戶收取大修費(fèi)等用于補(bǔ)償水管單位供水成本，尚缺乏必要的政策依據(jù)，也有悖于政府投資灌區(qū)建設(shè)的初衷。

灌溉過程中，各級(jí)渠道滲漏和蒸發(fā)的水量（渠系水面蒸發(fā)水量占比較小，不再單獨(dú)計(jì)算），最終會(huì)補(bǔ)充至地下水[5]和大氣水，這一過程雖是被動(dòng)的不可規(guī)避的，但對(duì)區(qū)域水環(huán)境而言是有益的，尤其是在北方地下水超采區(qū)的補(bǔ)充效用尤為突出，即便是南方也存在局部地下水超采現(xiàn)象[6]，如長江區(qū)、珠江區(qū)、東南諸河區(qū)等，渠道滲漏對(duì)區(qū)內(nèi)地下水循環(huán)仍有正向作用。

作為灌區(qū)工程的使用者和其中的受益者，農(nóng)戶因灌水收益支付相應(yīng)的服務(wù)費(fèi)用是合理和必要的。而政府既是產(chǎn)權(quán)的所有者又是獲益者，基于公平分?jǐn)傇瓌t，也必須承擔(dān)相應(yīng)的成本，即應(yīng)當(dāng)分?jǐn)偝r(nóng)戶應(yīng)負(fù)擔(dān)的合理用水服務(wù)費(fèi)用之外的其他成本。灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水各主體之間平衡水價(jià)邏輯關(guān)系見圖2。

圖2 平衡水價(jià)邏輯關(guān)系Fig.2 Logical relation of equilibrium water price

2 平衡水價(jià)計(jì)算理論

2.1 政府投資獲益成本

政府作為灌區(qū)工程所有者、投資者和獲益者，其收益成本亦須量化。目前全國大中型灌區(qū)多為計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)期，地方政府組織受益農(nóng)戶投工投勞建成，形成了早期的固定資產(chǎn)，這部分固定資產(chǎn)可通過資產(chǎn)重置加以量化，作為灌區(qū)原始固定資產(chǎn)，限于時(shí)代背景，具體產(chǎn)權(quán)歸屬及供水成本在此不再討論。以大中型灌區(qū)節(jié)水改造為節(jié)點(diǎn)，將近20年內(nèi)政府以貨幣形式投資形成的固定資產(chǎn)（下稱新增固定資產(chǎn)）作為計(jì)算基準(zhǔn)，這部分資產(chǎn)直接效果是減少了灌區(qū)農(nóng)業(yè)毛用水量（還具有排險(xiǎn)保安等功能）。故而對(duì)新增投資成本，可用減少的毛用水量價(jià)格來衡量。

式中：P1為以減少毛用水量計(jì)價(jià)的政府節(jié)水投資成本水價(jià)，元/m3；Xi為第i年的投資，萬元；ki為第i年固定資產(chǎn)形成率（水利工程0.75～0.85 左右）；n為固定資產(chǎn)使用年限（大中型灌區(qū)工程正常運(yùn)行期為30～50年[7]）；Q減為減少的年農(nóng)業(yè)毛用水量，萬m3。

灌區(qū)減少的毛用水量由3部分組成：工程措施和非工程措施減少的水量、實(shí)際灌溉面積縮小減少的水量。為避免對(duì)實(shí)灌面積縮小和非工程措施減少水量的推導(dǎo)，可采用斗口實(shí)際計(jì)量水量推算骨干渠道水利用系數(shù)提高后減少的滲漏水量，算式如下：

式中：Q減減少的年毛用水量，萬m3；Q斗為年斗口計(jì)量水量，萬m3；ηj為第j年投資后骨干渠系水利用系數(shù)；η0為節(jié)水改造前骨干渠系水利用系數(shù)。

政府對(duì)灌區(qū)工程節(jié)水投資的重要驅(qū)動(dòng)力，是減少的毛用水量用于非農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水帶來相較于農(nóng)業(yè)用水更大的增加值，如用于工業(yè)、生活、旅游、環(huán)境等供水項(xiàng)目。以此為約束條件，當(dāng)減少的毛用水量帶來的價(jià)值小于投資成本的時(shí)候，認(rèn)為灌區(qū)的節(jié)水投資應(yīng)減少或終止，即應(yīng)滿足：

式中：M1為減少的毛用水量用于非農(nóng)供水的價(jià)格，元/m3。

以M1價(jià)格計(jì)算，政府對(duì)灌區(qū)節(jié)水投入的年收益G1亦可表示為：

與建成之初相比，大多數(shù)灌區(qū)實(shí)灌面積都存在不同程度縮減，可認(rèn)為在節(jié)水改造前，灌區(qū)原始固定資產(chǎn)的社會(huì)效益已基本實(shí)現(xiàn)。

2.2 農(nóng)戶灌水獲益成本

對(duì)特定灌區(qū)內(nèi)的不同糧食作物，采取差異化水價(jià)測算策略較符合實(shí)際。當(dāng)滿足作物灌水需求后，政府對(duì)灌區(qū)工程的持續(xù)投入，并不會(huì)為作物增產(chǎn)帶來更多收益，即農(nóng)戶因灌水帶來的作物增產(chǎn)收益不會(huì)隨工程投資的增加而增加，也不會(huì)隨水管單位管理維護(hù)費(fèi)用的增長而增長，在國家糧價(jià)相對(duì)穩(wěn)定的情況下，而只與進(jìn)入地塊的水量相關(guān)。不同種類作物生育期內(nèi)對(duì)灌水量有不同需求，單位水量的灌水收益存在差異，如北方冬小麥、夏玉米主產(chǎn)區(qū)，夏玉米水分生產(chǎn)率高于冬小麥。此外同一種作物還因不同的種植土質(zhì)，單位面積灌水量大小也不盡相同，如黏壤土持水性較好，無論是自然降水還是灌溉水能被充分利用；沙壤土透水性強(qiáng)，生育期需水量較黏壤土大。因此若不考慮作物種類、種植結(jié)構(gòu)和灌域土質(zhì)的影響，會(huì)使水分生產(chǎn)率低的作物或土壤持水性差的灌域負(fù)擔(dān)相對(duì)較高的水費(fèi)。因此采取差異化定價(jià)，能真實(shí)反映水價(jià)對(duì)作物的實(shí)際增產(chǎn)收益。

生產(chǎn)中，農(nóng)戶灌水后的作物增產(chǎn)收益，還包括灌水后化肥、人工、機(jī)械等增加的成本，水管單位提供的水資源及供水服務(wù)收益，應(yīng)在增產(chǎn)收益內(nèi)進(jìn)行合理分?jǐn)偅捎霉嗨畬?duì)作物增產(chǎn)貢獻(xiàn)率作為分?jǐn)偙壤?，將作物灌水定額折算至斗口計(jì)量水量計(jì)算：

在計(jì)算不同作物的年水費(fèi)收入時(shí)，還應(yīng)以該作物灌水定額占單位面積年總灌水定額中的比例，對(duì)理論計(jì)量水量進(jìn)行分?jǐn)?，來確定該作物的年理論計(jì)量需水量。設(shè)年內(nèi)單位面積耕地共種植j種作物(或同一種作物的j次種植季)，則第i種作物分?jǐn)偟哪暧?jì)量水量為：

式中：Q理為年計(jì)量水量理論值，萬m3，由式（13）確定。

灌區(qū)為農(nóng)戶提供用水服務(wù)后，應(yīng)獲得的年總收入為各作物水費(fèi)收入之和：

式中：G2為灌區(qū)年農(nóng)業(yè)水費(fèi)總收入，萬元。

采用年計(jì)量水量理論值Q理推算水管單位農(nóng)業(yè)水費(fèi)收入，已考慮了區(qū)域降水周期對(duì)年計(jì)量用水量的影響，使農(nóng)業(yè)水費(fèi)收入具有一定保證率，可降低降水的不確定性對(duì)灌區(qū)收入的影響。

2.3 渠道滲漏補(bǔ)充地下水成本

對(duì)滲漏水量的成本，可采用類比法，以區(qū)域內(nèi)生態(tài)環(huán)境用水或回灌地下水價(jià)格作為灌區(qū)滲漏水計(jì)算價(jià)格，則灌區(qū)年滲漏水量收入：

式中：G3為灌區(qū)年滲漏補(bǔ)充地下水收入，萬元；M2為區(qū)域內(nèi)生態(tài)環(huán)境用水或回灌地下水價(jià)格，元/m3；Q滲為骨干渠系滲漏水量，萬m3。

灌區(qū)滲漏水量收入，體現(xiàn)了地方政府對(duì)農(nóng)業(yè)用水過程補(bǔ)充地下水部分的合理補(bǔ)償，不應(yīng)包括灌溉棄水等無效水量，應(yīng)以計(jì)量水量進(jìn)行折算：

式中：η干為計(jì)量點(diǎn)以上骨干渠系水利用系數(shù)；Q斗為斗口計(jì)量水量，萬m3。

渠道滲漏雖能補(bǔ)充地下水，但不能作為目的。灌區(qū)用水取自水庫或天然河道，會(huì)對(duì)原有的水生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生一定不利影響，今后還需提高灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水效率，盡可能減少水資源取用，還水于自然。

2.4 平衡方程及約束條件

由公式(1)～(10)可得灌區(qū)農(nóng)業(yè)平衡水價(jià)成本～獲益關(guān)系式：

約束條件為：

式中：G1為政府對(duì)灌區(qū)節(jié)水投入的年收益，萬元；G2為灌區(qū)年農(nóng)業(yè)水費(fèi)總收入，萬元；G3為灌區(qū)年滲漏補(bǔ)充地下水收入，萬元；G為水管單位人員管理、維修養(yǎng)護(hù)等費(fèi)用之和，萬元；P1為以減少毛用水量計(jì)價(jià)的政府節(jié)水投資成本水價(jià)，元/m3；M1為減少的毛用水量用于非農(nóng)供水價(jià)格，元/m3。

式（12）的理論意義可解釋為：水管單位的管理及維護(hù)成本，不應(yīng)大于農(nóng)戶合理支付水費(fèi)與渠道滲漏收益之和；政府對(duì)灌區(qū)節(jié)水投資成本，不應(yīng)大于減少的毛用水量在工程使用年限內(nèi)產(chǎn)生的非農(nóng)供水收益。

3 實(shí)證分析

以冶河灌區(qū)為例：冶河灌區(qū)是以河北省崗南水庫為主水源的大型灌區(qū)，設(shè)計(jì)灌溉面積2.67萬hm2，種植結(jié)構(gòu)以冬小麥和夏玉米為主，農(nóng)業(yè)執(zhí)行水價(jià)為斗口計(jì)量點(diǎn)0.1元/m3，區(qū)內(nèi)地下水超采嚴(yán)重。灌區(qū)自1998年開始對(duì)骨干工程進(jìn)行節(jié)水改造，渠道采用漿砌石防滲，至2012年累計(jì)投資2.338億元，骨干渠系水利用系數(shù)自改造前的0.462 提升至0.59，減少的毛用水量用于石家莊市區(qū)居民生活用水，生活用水以水庫出口計(jì)價(jià)為0.37元/m3。

3.1 計(jì)算基準(zhǔn)水量的比較與選取

水價(jià)測算過程中，影響水價(jià)計(jì)算結(jié)果的一個(gè)敏感性指標(biāo)是計(jì)算基準(zhǔn)水量?，F(xiàn)行農(nóng)業(yè)水價(jià)測算多以近5年斗口計(jì)量水量均值作為基準(zhǔn)水量[4]，以此計(jì)算出的水價(jià)有很大不確定性。一是易受個(gè)別年份極值影響，如2016年河北中南部突發(fā)大洪水，使這一區(qū)域灌區(qū)當(dāng)年用水量較正常年份明顯偏小；二是許多灌區(qū)水費(fèi)實(shí)收率未能達(dá)到100%，按此計(jì)算的水價(jià)，實(shí)際結(jié)果是至少有50%的年份，水費(fèi)收入低于推算的灌區(qū)年收入。而灌區(qū)在一定時(shí)期內(nèi)實(shí)灌面積和作物種植結(jié)構(gòu)是相對(duì)穩(wěn)定的，對(duì)農(nóng)業(yè)用水量影響最大的是區(qū)域年降水量。因此考慮選取與區(qū)域降水周期相一致的、具有一定保證率的理論計(jì)量用水量值，作為計(jì)算基準(zhǔn)水量更為合理，可以下式計(jì)算：

式中：Q理為年理論計(jì)量用水量，萬m3；f(x)為與區(qū)域年降水量周期一致的灌區(qū)年農(nóng)業(yè)實(shí)際計(jì)量水量頻率分布函數(shù)，x為保證率。

冶河灌區(qū)所在的石家莊市，年降水量周期為10年左右，2010-2019年石家莊市區(qū)域降水量與冶河灌區(qū)農(nóng)業(yè)實(shí)際計(jì)量水量呈明顯反向趨勢，年降水量越大農(nóng)業(yè)用水量越小，反之亦然，見圖3。

圖3 2010-2019年石家莊市降水量與冶河灌區(qū)農(nóng)業(yè)計(jì)量水量對(duì)比Fig.3 Comparison of precipitation in Shijiazhuang and agricultural measured water volume in Yehe Irrigated Area from 2010 to 2019

將近10年農(nóng)業(yè)實(shí)際計(jì)量用水量按由大到小順序排列，選取的保證率越高，理論用水量值越小，年降水越趨于豐水狀態(tài)，水費(fèi)收入對(duì)水管單位運(yùn)行保障率越高。

圖4中擬合農(nóng)業(yè)計(jì)量水量理論曲線為：Q理= 12 321x-0.268，由此式可計(jì)算不同保證率理論計(jì)量用水量，結(jié)果見表1。

圖4 冶河灌區(qū)近10年計(jì)量水量頻率曲線Fig.4 Frequency curve of measured water quantity in yehe irrigation Area in recent 10 years

表1 不同保證率理論計(jì)量用水量 萬m3Tab.1 The oretical measurement of water consumption with different guarantee rates

3.2 政府投資成本和獲益的測算

觀察冶河灌區(qū)1998-2012年節(jié)水改造投資與骨干渠系水利用系數(shù)變化曲線，可見政府對(duì)灌區(qū)的投資與骨干渠系水利用系數(shù)的提高并不是線性關(guān)系。1998年改造初期，渠道水利用系數(shù)顯著提高，隨著防滲率增加到某一階段，投資對(duì)水利用系數(shù)改善作用不再明顯。如當(dāng)達(dá)到η干≈0.57 后，增長比率明顯減緩，累計(jì)投資∑Xi與骨干渠系水利用系數(shù)近似呈指數(shù)關(guān)系：∑Xi= 239.54η干-0.268，見圖5。

冶河灌區(qū)節(jié)水改造初期，主要選取防滲破損嚴(yán)重、滲漏水量較大渠段拆除重建，渠系水利用系數(shù)顯著提高；之后自上游開始逐漸向下游順序改造，利用系數(shù)雖有提升，但較初期升速明顯減緩。此外，渠系水利用系數(shù)還受周邊水文地質(zhì)條件、輸水流量、渠道長度、日常維護(hù)等影響，在此不再逐一表述。

圖5 冶河灌區(qū)累計(jì)投資與骨干渠系水利用系數(shù)關(guān)系曲線Fig.5 Relation curve between cumulative investment and water utilization coefficient of backbone canal system in Yehe irrigation Area

3.2.1 政府投資成本測算

政府節(jié)水投資成本P1的計(jì)算：骨干工程平均使用年限按n=40 a 計(jì)[4]，年減少毛水量Q減按式（3）計(jì)算（1998-2019年斗口計(jì)量水量Q斗見表2 和表3，1998-2012年水利用系數(shù)按圖5取值，2013-2019年按2012年值計(jì)算），可得1998-2019年均減少毛用水量2 130萬m3，由式（2）計(jì)算得：

與減水毛用水量供石家莊市生活用水價(jià)格M1= 0.37元/m3對(duì)比，滿足式（12）約束條件：P1≤M1。

3.2.2 政府投資獲益測算

1998～2012年節(jié)水投資獲益計(jì)算：累計(jì)收益按式（3）、（5）估算（η值按圖5 中1998-2012年數(shù)據(jù)計(jì)算），見表2。

表2 1998-2012年累計(jì)收益Tab.2 Cumulative investment returns from 1998 to 2012

2013-2019年節(jié)水投資獲益計(jì)算：2013-2019年水利用系數(shù)按2012年投資結(jié)束后η干值0.59 計(jì)算，該7 a 累計(jì)收益計(jì)算結(jié)果見表3。

表3 2013-2019年累計(jì)收益Tab.3 Cumulative income from 2013 to 2019

由表2 和表3 可得，1998-2019年灌區(qū)節(jié)水改造累計(jì)獲益為：

∑G1= 1.068+ 0.587= 1.655 億元

據(jù)以上測算，若今后石家莊市繼續(xù)增加崗南水庫生活用水量，則冶河灌區(qū)仍具備節(jié)水改造投資價(jià)值。進(jìn)一步討論：若2013年后繼續(xù)對(duì)骨干工程節(jié)水改造投資，η干按年均0.01增長，灌區(qū)節(jié)水投資與骨干渠系水利用系數(shù)、減少的毛用水量比較收益之間變化趨勢見圖6。

圖6 骨干工程節(jié)水投資、利用系數(shù)、節(jié)水收益變化趨勢Fig.6 Changing trend of water-saving investment utilization coefficient and water-saving income in backbone projects

由于各灌區(qū)節(jié)水投資不同，投資成本P1存在差異，減少的毛用水量產(chǎn)生的G1及其約束條件須具體分析，避免節(jié)水投資效益內(nèi)卷。

3.3 作物灌水總收益和滲漏補(bǔ)充地下水收益計(jì)算

作物灌水定額的選取對(duì)斗口計(jì)量水價(jià)會(huì)產(chǎn)生較大的影響，應(yīng)按當(dāng)?shù)毓喔葘?shí)驗(yàn)資料確定。根據(jù)華北地區(qū)冬小麥灌水實(shí)驗(yàn)[8]，充分灌溉的小麥平均產(chǎn)量為6 435 kg/hm2，較無灌溉水平均產(chǎn)量4 255.5 kg/hm2，相比增加2 179.5 kg/hm2，分?jǐn)傁禂?shù)0.338。玉米水分生產(chǎn)函數(shù)藁城實(shí)驗(yàn)站[9]無灌水產(chǎn)量為4 999.5 kg/hm2，與灌水后平均產(chǎn)量7 515 kg/hm2相比增加2 509.5 kg/hm2，分?jǐn)傁禂?shù)0.334。選取農(nóng)業(yè)計(jì)量水量70%保證率理論值Q理= 3 946 萬m3作為計(jì)算基準(zhǔn)，由公式(6)～(8)可得，冬小麥水價(jià)為：元/m3，夏玉米水價(jià)為：元/m3，70%保證率年農(nóng)業(yè)水費(fèi)收入為818.309 萬元，按小麥和玉米種植結(jié)構(gòu)的綜合計(jì)量水價(jià)為818.309/3 946=0.207 元/m3，見表4。

表4 70%保證率農(nóng)業(yè)計(jì)量水價(jià)及年收入Tab.4 70%guarantee rate of agricultural measured water price and annual income

骨干渠系滲漏水量補(bǔ)充地下水收益，類比南水北調(diào)中線工程向石家莊市滹沱河生態(tài)補(bǔ)水價(jià)格，以出口計(jì)價(jià)0.21 元/m3計(jì)算，采用表1 中近10年平均計(jì)量水量4 523 萬m3作為基準(zhǔn)水量，由公式（9）、（10）可得：

Q滲= 3 143.102 萬m3

G3= 660.051 萬元

經(jīng)以上計(jì)算，按平衡水價(jià)理論，冶河灌區(qū)70%保證率年總收入為：G2+G3= 1478.36萬元。

3.4 田間工程的運(yùn)行管理

田間工程滲漏損失由農(nóng)戶承擔(dān)較為合理。大中型灌區(qū)骨干渠系以上多采取續(xù)灌，由于輸水時(shí)間較長，輸水時(shí)能夠接近或達(dá)到側(cè)向滲漏，滲漏水量可直接進(jìn)入地下水循環(huán)；田間斗農(nóng)渠多為輪灌，以發(fā)生垂向滲漏為主，滲漏水量多補(bǔ)充至田間持水。這部分滲漏由農(nóng)戶承擔(dān)，可促使農(nóng)戶自覺優(yōu)化灌溉方式、保護(hù)田間工程設(shè)施，以節(jié)省自身水費(fèi)支出。

建立以村集體為主與政府專項(xiàng)資金補(bǔ)貼相結(jié)合的田間工程管理模式，可降低田間工程供水成本。大量的田間工程散布于農(nóng)戶田塊地頭，容易被日常勞作、機(jī)械耕種、田塊改造破損，若由水管單位管理，將水量計(jì)量到農(nóng)戶，所產(chǎn)生的額外成本將是農(nóng)戶無法接受的。田間工程須由村集體或農(nóng)民用水戶協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)日常管理維護(hù)，政府以專項(xiàng)資金形式進(jìn)行補(bǔ)貼激勵(lì)，是目前較合適的選擇。對(duì)農(nóng)戶的水費(fèi)收取，經(jīng)濟(jì)可行的辦法是以水量和灌溉面積相結(jié)合的方式：即以各村斗口計(jì)量點(diǎn)水量，確定該村用水量和應(yīng)繳水費(fèi)總額，再按實(shí)灌面積將水費(fèi)分?jǐn)傊粮鬓r(nóng)戶。

3.5 創(chuàng)新灌區(qū)管理機(jī)制和水費(fèi)征收方法

探索以大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的灌區(qū)農(nóng)業(yè)水費(fèi)征收方法，是解決收費(fèi)難的可行途徑。劃分以村為單位的農(nóng)業(yè)用水單元，建立農(nóng)戶耕地?cái)?shù)據(jù)庫，利用大數(shù)據(jù)、信息技術(shù)等對(duì)實(shí)灌面積和用水量動(dòng)態(tài)管理，減少水費(fèi)征收中間環(huán)節(jié)，保障水價(jià)精準(zhǔn)落地。具體方法是：①依托國土部門耕地資料，建立水管單位、村級(jí)用水組織、農(nóng)戶確認(rèn)的水費(fèi)收繳基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，按年度動(dòng)態(tài)更新；②灌水結(jié)束后，將用水量、灌溉面積數(shù)、應(yīng)繳水費(fèi)等信息通知用水農(nóng)戶，接受農(nóng)戶監(jiān)督；③建立由財(cái)政部門監(jiān)管的專用水費(fèi)賬戶，為農(nóng)戶提供支付寶、微信、銀行轉(zhuǎn)賬等多種支付手段，方便農(nóng)戶繳納水費(fèi)；④根據(jù)農(nóng)戶年度水費(fèi)收取率，給予用水戶協(xié)會(huì)或村集體獎(jiǎng)勵(lì)；⑤依法收費(fèi)。與之同步，還應(yīng)引入社會(huì)化供水服務(wù)和市場化維修養(yǎng)護(hù)機(jī)制，逐步縮減水管單位管理成本，提高灌區(qū)綜合服務(wù)效率，實(shí)現(xiàn)水管單位收支平衡。

4 結(jié)語

（1）灌區(qū)農(nóng)業(yè)平衡水價(jià)理論實(shí)質(zhì)是以合理獲益逆向控制所需成本，進(jìn)而推算水價(jià)，最終實(shí)現(xiàn)政府、農(nóng)戶、水管單位公平負(fù)擔(dān)成本和均衡獲益。該理論方法能避免將固定資產(chǎn)和管理維護(hù)等費(fèi)用，作為農(nóng)業(yè)供水成本直接分?jǐn)偟接?jì)量用水量的局限性，既對(duì)水管單位管理成本起到約束作用，又能促進(jìn)農(nóng)戶自覺采取節(jié)水措施，降低田間用水浪費(fèi)。

（2）灌區(qū)農(nóng)業(yè)水價(jià)改革的痛點(diǎn)是水管單位的效率。造成供水成本增加的主要因素是運(yùn)管費(fèi)用的過快增長和糧食種植的長期低收益。不管是過去、現(xiàn)在、還是將來，政府依然會(huì)投資于灌區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，這一點(diǎn)不會(huì)改變，需要改變的是灌區(qū)運(yùn)行管理方式，使之更高效服務(wù)于農(nóng)業(yè)糧食生產(chǎn)，這是灌區(qū)農(nóng)業(yè)平衡水價(jià)測算理論題中應(yīng)有之意。

（3）創(chuàng)新灌區(qū)管理模式，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)農(nóng)業(yè)水費(fèi)征管的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，是保障水價(jià)落地達(dá)效的重要條件。如何利用大數(shù)據(jù)、信息技術(shù)等，建立農(nóng)戶實(shí)灌面積數(shù)據(jù)庫，實(shí)時(shí)精準(zhǔn)監(jiān)測灌溉用水情勢，還有待深入剖析。