興化市脫水蔬菜行業(yè)用水定額研究

崔冬梅

(泰州市水資源管理處， 江蘇 泰州 225300)

脫水蔬菜是經(jīng)洗刷、清洗、切型、漂燙或不漂燙等預(yù)處理，采用熱風(fēng)干燥或低溫冷凍干燥等工藝制成的蔬菜制品，高度保鮮，方便貯藏與運(yùn)輸[1]。脫水蔬菜生產(chǎn)是高度專業(yè)化的現(xiàn)代農(nóng)副食品加工產(chǎn)業(yè)，具有品類清晰、用水量較大的特點(diǎn)。主要生產(chǎn)用水環(huán)節(jié)包括：清洗、燙煮、冷卻、消毒、烘干、車間和設(shè)備清洗等[2]。用水定額指在一定時(shí)期內(nèi)用水戶單位用水量的限定值，是水資源和節(jié)約用水管理工作的基礎(chǔ)依據(jù)[3]。目前，全國已有江蘇省、浙江省、云南省等省編制并發(fā)布了脫水蔬菜的用水定額(表1)，由于地域特點(diǎn)、生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)流程的不同，定額值呈現(xiàn)出一定的差異，變化幅度在6～40 m3/t之間。

表1 江蘇省、浙江省、云南省的脫水蔬菜用水定額

江蘇省興化市是我國最大的脫水蔬菜生產(chǎn)基地，在生產(chǎn)模式、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)品類等方面具有明顯的地方代表性和產(chǎn)業(yè)多樣性。目前，興化市對(duì)于脫水蔬菜行業(yè)的用水管理依據(jù)的是江蘇省的脫水蔬菜用水定額。但在日常管理中，存在部分企業(yè)的脫水蔬菜的單位用水量超用水定額。經(jīng)分析，絕大多數(shù)單位用水量超用水定額的企業(yè)，通過“訂單式農(nóng)業(yè)”政策，采用收購或自種的未經(jīng)處理的新鮮蔬菜進(jìn)行加工，將新鮮蔬菜從菜地直接送到生產(chǎn)車間。與購買經(jīng)過清洗的預(yù)處理的蔬菜進(jìn)行加工的脫水蔬菜企業(yè)不同，新鮮蔬菜附著大量泥土，需要更多的清洗蔬菜的用水，因而購買新鮮蔬菜的企業(yè)的用水量和單位用水量比購買預(yù)處理蔬菜的企業(yè)高。

本文對(duì)興化市脫水蔬菜用水定額進(jìn)行研究，通過對(duì)企業(yè)進(jìn)行用水調(diào)查，分析計(jì)算單位用水量，采用典型單位調(diào)查法、二次平均法、冒泡排序法、概率分析法等定額修訂方法，同時(shí)考慮不同生產(chǎn)模式下的用水差異，綜合分析得出興化市脫水蔬菜的用水定額的通用值和先進(jìn)值。

1 基本情況

興化市位于江蘇省泰州市，是全國著名的農(nóng)業(yè)基地、江蘇省首家出口蔬菜質(zhì)量安全示范區(qū)、江蘇省脫水蔬菜出口基地、省級(jí)果蔬食品加工集中區(qū)，年消化各類蔬菜達(dá)100萬t，脫水蔬菜年出口量占江蘇省出口總量的90%以上。興化市脫水蔬菜主要包括蘿卜、胡蘿卜等根菜，馬鈴薯、洋蔥、大蒜等莖菜，大蔥、香蔥、香菜、芹菜、菠菜、青梗菜、高麗菜等葉菜，南瓜、番茄、辣椒等果菜。興化市脫水蔬菜行業(yè)生產(chǎn)模式分兩種，全流程自主生產(chǎn)的自加工脫水蔬菜企業(yè)和委外加工后專攻質(zhì)量管控的外加工脫水蔬菜企業(yè)，其中自加工企業(yè)是興化市脫水蔬菜行業(yè)的主要模式，產(chǎn)量占泰州市脫水蔬菜行業(yè)總產(chǎn)量的80%左右。自加工企業(yè)通過“訂單式農(nóng)業(yè)”，直接從種植地獲取新鮮蔬菜，運(yùn)送至生產(chǎn)車間進(jìn)行加工，企業(yè)負(fù)責(zé)脫水蔬菜生產(chǎn)的全流程，用水環(huán)節(jié)包括新鮮蔬菜的清洗、脫水蔬菜的加工、產(chǎn)品篩選和包裝、車間和設(shè)備清洗等。外加工脫水蔬菜企業(yè)直接采購成品脫水蔬菜進(jìn)行篩選、分類和包裝，主要用水環(huán)節(jié)為車間和設(shè)備清洗。

2 研究方法

2.1 單位用水量

在一定時(shí)間內(nèi)，一定條件下，企業(yè)生產(chǎn)單位產(chǎn)品需要從各種水源提取的水量。表達(dá)式[4]為

Vui=Vi/Q

(1)

式中：Vui為某種產(chǎn)品的單位產(chǎn)品用水量， m3；Vi為在一定的計(jì)量時(shí)間內(nèi)，生產(chǎn)過程中用水量， m3；Q為在一定的單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)品產(chǎn)量。

2.2 典型單位調(diào)查法

選取用水典型單位，開展水平衡測(cè)試和用水調(diào)查，計(jì)算其單位用水量，作為同類型用水單位和產(chǎn)品用水定額制訂的參考依據(jù)。在此基礎(chǔ)上，考慮其他外在因素的影響，對(duì)其進(jìn)行修正，最終確定用水定額[3]。

2.3 二次平均法

在取得一定數(shù)量的單位用水量后，采用倒二次平均法計(jì)算用水定額[3]。

2.4 冒泡排序法

按照從低到高的順序?qū)挝挥盟窟M(jìn)行排序，分別按照20%的通過率和80%的通過率確定用水定額的先進(jìn)值和通用值[5]。

2.5 概率測(cè)算法

預(yù)先假設(shè)用水定額的可能性，然后求出用水定額的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的方法。樣本量較大時(shí)，根據(jù)中心極限定理可知單位用水量的分類數(shù)據(jù)近似服從正態(tài)分布。分別按照20%的通過率和80%的通過率確定用水定額的先進(jìn)值和通用值[6]。

3 用水定額研究

3.1 典型單位用水調(diào)查

2019年興化市有21家脫水蔬菜企業(yè)在產(chǎn)，其中，外加工脫水蔬菜企業(yè)6家，自加工脫水蔬菜企業(yè)15家。通過典型單位調(diào)查法，搜集整理2016—2019年企業(yè)的產(chǎn)品、產(chǎn)量、用水量等相關(guān)材料，根據(jù)每年用水量和產(chǎn)量分析計(jì)算企業(yè)脫水蔬菜的年度單位用水量。

3.2 單位用水量分析

經(jīng)分析企業(yè)年度單位用水量，確定15家自加工企業(yè)為典型單位，有59個(gè)單位用水量數(shù)據(jù)；6家外加工企業(yè)為典型單位，有24個(gè)單位用水量數(shù)據(jù)。自加工企業(yè)和外加工企業(yè)的脫水蔬菜單位用水量見表2，自加工企業(yè)和外加工企業(yè)的脫水蔬菜單位用水量年度均值見表3。

表2 脫水蔬菜單位用水量 單位： m3/t

表3 脫水蔬菜單位用水量年度均值 單位： m3/t

根據(jù)表2和表3可知，外加工企業(yè)的脫水蔬菜的單位用水量明顯小于自加工企業(yè)的單位用水量，故按照外加工企業(yè)和自加工企業(yè)分別研究計(jì)算脫水蔬菜用水定額。

3.3 用水定額計(jì)算和分析

采用二次平均法、冒泡法、概率測(cè)算法分別計(jì)算自加工企業(yè)和外加工企業(yè)的脫水蔬菜用水定額。

(1)二次平均法

59個(gè)自加工企業(yè)的單位用水量的一次平均值為53.8 m3/t，倒二次平均值為72.8 m3/t，即通過二次平均法計(jì)算出自加工企業(yè)脫水蔬菜用水定額通用值為72.8 m3/t。

24個(gè)外加工企業(yè)的單位用水量的一次平均值為6 m3/t，倒二次平均值為6.69 m3/t，即通過二次平均法計(jì)算出外加工企業(yè)脫水蔬菜用水定額通用值為6.69 m3/t。

(2)冒泡排序法

對(duì)59個(gè)自加工企業(yè)的單位用水量進(jìn)行從小到大的排序，前80%的單位用水量小于第47位的69 m3/t，前20%單位用水量小于第12位的36.6 m3/t。即通過冒泡排序法計(jì)算出自加工企業(yè)脫水蔬菜用水定額通用值為69 m3/t、先進(jìn)值為36.6 m3/t。

對(duì)24個(gè)外加工企業(yè)的單位用水量進(jìn)行從小到大的排序，前80%的單位用水量小于第19位的6.4 m3/t，前20%的單位用水量小于第5位的4.9 m3/t。即通過冒泡排序法計(jì)算出外加工企業(yè)脫水蔬菜用水定額通用值為6.4 m3/t、先進(jìn)值為4.9 m3/t。

(3)概率分析法

假設(shè)59個(gè)自加工企業(yè)的單位用水量的數(shù)據(jù)分布近似符合正態(tài)分布，求得單位用水量的平均值為53.8 m3/t，標(biāo)準(zhǔn)差為20.95 m3/t，根據(jù)Excel自帶的NORMINV函數(shù)[7]，80%通過率時(shí)，NORMINV(0.8,53.8,20.95)值為71.4 m3/t；20%通過率時(shí)，NORMINV(0.2,53.8,20.95)值為36.1 m3/t。即通過正態(tài)分布概率分析法計(jì)算出自加工企業(yè)用水定額通用值為71.4 m3/t、先進(jìn)值為36.1 m3/t。

假設(shè)24個(gè)外加工企業(yè)的單位用水量的數(shù)據(jù)分布近似符合正態(tài)分布，求得單位用水量的平均值為6.05 m3/t，標(biāo)準(zhǔn)差為0.96 m3/t。根據(jù)Excel自帶的NORMINV函數(shù)，80%通過率時(shí)，NORMINV(0.8,6.05,0.96)值為6.86 m3/t；20%通過率時(shí)，NORMINV(0.2,6.05,0.96)值為5.24 m3/t。即通過正態(tài)分布概率分析法計(jì)算出外加工企業(yè)脫水蔬菜用水定額通用值為6.86 m3/t、先進(jìn)值為5.24 m3/t。不同方法計(jì)算的自加工企業(yè)和外加工企業(yè)的脫水蔬菜定額見表4。

表4 不同方法計(jì)算的脫水蔬菜定額 單位： m3/t

根據(jù)表4可知，3種方法計(jì)算的用水定額值相差不大。由于調(diào)查的脫水蔬菜的單位用水量反映的是過去已經(jīng)達(dá)到的用水水平，最終確定用水定額時(shí)，通用值向平均數(shù)靠近，先進(jìn)值向最小值靠近；同時(shí)，為便于實(shí)際應(yīng)用中的定額計(jì)算，將定額值適當(dāng)取整，最終確定自加工企業(yè)的脫水蔬菜的用水定額的通用值為70 m3/t、先進(jìn)值為36 m3/t；外加工企業(yè)的脫水蔬菜的用水定額的通用值為6.7 m3/t、先進(jìn)值為5 m3/t。

4 結(jié) 語

(1)本文通過對(duì)興化市脫水蔬菜企業(yè)進(jìn)行調(diào)查分析，測(cè)算脫水蔬菜的單位用水量，采用典型單位調(diào)查法、二次平均法、冒泡排序法、概率分析法等方法計(jì)算用水定額，綜合分析后確定脫水蔬菜的用水定額。

(2)根據(jù)興化市脫水蔬菜行業(yè)的特點(diǎn)，考慮不同生產(chǎn)模式下用水環(huán)節(jié)的不同，對(duì)脫水蔬菜企業(yè)進(jìn)行分類，分為全流程自主生產(chǎn)的自加工脫水蔬菜企業(yè)和委外加工后專攻質(zhì)量管控的外加工脫水蔬菜企業(yè)，分別計(jì)算自加工企業(yè)和外加工企業(yè)的脫水蔬菜用水定額，體現(xiàn)了用水定額的公平性和公正性。

(3)研究確定興化市脫水蔬菜用水定額的通用值和先進(jìn)值。自加工企業(yè)的脫水蔬菜的用水定額的通用值為70 m3/t、先進(jìn)值為36 m3/t；外加工企業(yè)的脫水蔬菜的用水定額的通用值為6.7 m3/t、先進(jìn)值為5 m3/t。

(4)興化市脫水蔬菜用水定額的研究成果可供相關(guān)水行政主管部門和脫水蔬菜企業(yè)在水資源論證、取水許可、計(jì)劃用水、節(jié)水評(píng)價(jià)、節(jié)水型載體創(chuàng)建、水權(quán)交易等各項(xiàng)用水和節(jié)水工作中參考使用。

(5)為了使興化市脫水蔬菜的用水定額值更加合理，便于指導(dǎo)實(shí)踐，還需定期調(diào)查，開展水平衡測(cè)試，建立脫水蔬菜用水管理數(shù)據(jù)庫，開展用水預(yù)測(cè)課題研究，為后續(xù)用水定額修編提供依據(jù)。