敦化灌區(qū)節(jié)水改造必要性和效益評價研究

張 艷

（太原市水利勘測設(shè)計院，山西 太原 030012）

敦化灌區(qū)是山西省清徐縣的糧食主產(chǎn)區(qū)，也是太原市的糧食主產(chǎn)區(qū)之一。灌區(qū)位于汾河二壩東部，屬沖積平原型灌區(qū)，總灌溉面積6 973 hm2，其泵站為山西省中型泵站，也是太原市最大的提水泵站。敦化灌區(qū)始建于1964 年，位于清徐縣西谷鄉(xiāng)北云支村，具有悠久的歷史，幾十年來，灌區(qū)工程為受益區(qū)的農(nóng)業(yè)增長、農(nóng)民增收作出了巨大貢獻。如今，加快實施敦化灌區(qū)節(jié)水全面配套改造，有利于改善灌區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，補齊敦化灌區(qū)區(qū)域農(nóng)田水旱災(zāi)害短板，極大促進糧食產(chǎn)量產(chǎn)能提升，對推動清徐縣區(qū)域“三農(nóng)”事業(yè)現(xiàn)代化、加快新時代背景下鄉(xiāng)村振興意義深遠［1］。

1 灌區(qū)骨干工程存在的主要問題

敦化灌區(qū)建成年代久遠，長期為山西省清徐縣糧食主產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)生活提供水資源支撐，灌區(qū)工程效益和綜合效益十分明顯。灌區(qū)現(xiàn)擁有干支渠道10 條，總長48.436 km，其中：干渠6 條，總長18.143 km，已防滲6.51 km；支渠4條，總長30.293 km，已防滲11.992 km；排退水渠3 條，總長44.65 km。干支渠系配套建筑物共有橋48 座，節(jié)制閘32 座，渡槽14 座，涵洞1 座，跌水1 座，量水建筑物10 處，放水口49 處。灌區(qū)于2012 年對部分干支渠進行了防滲，渠道完好率43.6%。目前，敦化灌區(qū)主要存在以下問題。

（1）灌區(qū)主要水工建筑物年久老化，破損嚴重，與已更新完成的構(gòu)筑物格格不入；灌區(qū)早在2012 年實施部分工程升級改造，但是受資金限制，更新完成的部分與未改造的無法匹配使用，工程運行管理工作效率較低。

（2）灌溉水有效利用系數(shù)低，輸送過程中損失較大。經(jīng)過實地測算分析，全灌區(qū)渠系水有效利用系數(shù)為0.45，灌溉水有效利用系數(shù)為0.407，由此可見敦化灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)低，主要有兩方面原因：①灌溉渠系防滲率和工程配套水平低，全灌區(qū)共有固定渠道414.69 km，但僅有防滲渠道23.24 km，而且至今已有十幾年的運行史，支渠以下的斗農(nóng)渠大部分是土渠，且基本沒有配備渠系建筑物，從而灌水配水過程中出現(xiàn)滲水、漏水、跑水現(xiàn)象，造成灌溉水量損失；②灌區(qū)現(xiàn)場表面平整度較差，項目區(qū)域位于山西太行山盆地，地勢局部高低起伏較大，導(dǎo)致邊田不均，另外畦塊過長、過大，土地平整程度和畦塊規(guī)格達不到田間灌溉網(wǎng)設(shè)計標準。

（3）灌區(qū)土地鹽堿化持續(xù)惡化，風(fēng)險較高。近一段時間以來，因氣候和生態(tài)環(huán)境條件改善，土地鹽堿化范圍和面積沒有增長，但由于灌區(qū)地下水較高，區(qū)域土地鹽堿化風(fēng)險較大，急需綜合施策治理該問題。

（4）受凍融氣候影響，低溫寒冬條件下輸水渠道凍脹損壞。灌區(qū)作物澆水大多在低溫秋冬季進行，渠道低溫條件工作時間較長，面臨凍融破壞風(fēng)險較高［2］。

（5）泵站的單位效率較低。敦化灌區(qū)的一級泵站早在2014 年完成升級，設(shè)備工作效率和安全運行非常穩(wěn)定。然而，部分二級站和三級站的泵站設(shè)備未實施升級改造，因為泵站從水質(zhì)較差、含沙量較大的汾河抽水，其機電設(shè)備容易受損，運行效率大打折扣，能耗大大提高。為了改善灌區(qū)機電設(shè)備現(xiàn)狀，迫切需要對部分二級站和三級站的泵站設(shè)備升級換代。

隨著社會主義市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的不斷深入，灌區(qū)現(xiàn)單一的糧食種植結(jié)構(gòu)和大水漫灌的灌溉方式已不適應(yīng)市場經(jīng)濟和節(jié)水灌溉實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用的要求。若要提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，就必須以增強生產(chǎn)效率為抓手，大力發(fā)展科技化、生態(tài)化和可持續(xù)化新型農(nóng)業(yè)，實行機、井、電、管、田、林、路、技八配套的農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)土地治理［3，4］。灌區(qū)工程硬件設(shè)施要全面升級改造，提高水資源利用效率，增加有效灌溉，建設(shè)現(xiàn)代化高效農(nóng)業(yè)灌區(qū)。

2 項目建設(shè)的必要性

2.1 優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，向綜合效益發(fā)展

農(nóng)業(yè)作為國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，肩負著為國家提供糧食和保護生態(tài)環(huán)境的雙重使命，在國民經(jīng)濟建設(shè)和社會進步中發(fā)揮著重要作用?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)是標準化農(nóng)業(yè)，不僅要求農(nóng)產(chǎn)品品種、生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)管理標準化，還要徹底摒棄粗放無序的小農(nóng)經(jīng)濟模式，以工業(yè)的理念發(fā)展農(nóng)業(yè)?，F(xiàn)代化農(nóng)業(yè)是生態(tài)農(nóng)業(yè)，不僅注重經(jīng)濟社會效益，也要注重生態(tài)環(huán)境效益，降低資源消耗量，提高生態(tài)貢獻率，最終實現(xiàn)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展［5］。加快農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整是發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的必然要求。本次設(shè)計使灌區(qū)全面配套，不斷完善水利工程設(shè)施，可以加快改變敦化灌區(qū)陳舊落后的面貌，增強農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化能力，推動農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型發(fā)展，助力舊式農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)跨越發(fā)展。

2.2 充分利用水資源，改善生態(tài)環(huán)境

我國是一個人均水資源相對貧乏的國家，借鑒世界缺水地區(qū)的灌溉經(jīng)驗，節(jié)水灌溉是一個好的發(fā)展方向。節(jié)水灌溉不但解決水資源短缺問題，還能改善生態(tài)環(huán)境，達到對資源的整合和有效利用的目的，且符合節(jié)約型社會的發(fā)展方向。敦化灌區(qū)土地資源豐富，具有良好的水源條件，但水土資源利用率較低。本次設(shè)計將充分發(fā)揮水土資源優(yōu)勢，通過灌區(qū)全面配套建設(shè)，在改善生態(tài)環(huán)境的同時，對于當?shù)剞r(nóng)民脫貧致富走出困境、增強實力、繁榮區(qū)域經(jīng)濟、提高人民生活水平具有現(xiàn)實意義。

2.3 促進灌區(qū)良好運行，實現(xiàn)灌區(qū)管理現(xiàn)代化

項目投入運營后，敦化灌區(qū)按“統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)，分級負責(zé)，水權(quán)集中，均衡受益”的原則進行運行管理，灌區(qū)工程管理單位集中全灌區(qū)水權(quán)，聯(lián)合運行調(diào)度，按照每年河流來水資源條件，科學(xué)分配引用水指標，配備精度較高的量測水設(shè)備，按核定面積比例分水。斗農(nóng)渠由農(nóng)戶組成的用水協(xié)會負責(zé)管理，用水實行“按方收費，計劃用水”的管理辦法［6］，超用加價，達到按需用水、節(jié)約用水的目的。圍繞理順管理體制、加強灌區(qū)工程全面配套建設(shè)，完善運行機制，加強灌區(qū)管理，實現(xiàn)水資源優(yōu)化配置，發(fā)揮灌區(qū)工程綜合效益，從而促進本地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展。

2.4 改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，實現(xiàn)農(nóng)民增收的需要

敦化灌區(qū)開發(fā)較早，因投資所限，大部分建筑物工程采用漿砌石結(jié)構(gòu)，經(jīng)過多年運行，跑、冒、漏水現(xiàn)象嚴重，渠道輸送的水沿途大量損失，水資源輸送效率低，灌區(qū)功能發(fā)揮不足。同時，部分渠道嚴重破損，年年維修不斷，使得生產(chǎn)成本逐年增加，加重了農(nóng)民負擔，阻礙了區(qū)內(nèi)水田的發(fā)展。且灌區(qū)沒有先進的灌溉制度，灌溉水利用系數(shù)低，水量浪費較大。灌區(qū)節(jié)水全面配套改造，可以加強灌區(qū)的水利基礎(chǔ)設(shè)施，改善現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入成本，提高糧食單產(chǎn)和品質(zhì)，從而增加農(nóng)民收入。

綜上所述，本項目的實施可以使灌區(qū)工程全面配套，優(yōu)化水資源調(diào)度，改善生態(tài)環(huán)境，是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必要途徑，因而項目的建設(shè)是非常必要的。

3 工程總體布置及建設(shè)標準

3.1 總體布置

本工程涉及清徐縣敦化灌區(qū)6 973 hm2灌溉面積，灌區(qū)水源來自汾河二壩，總引水渠引水至敦化一級站，提水分別進入高渠和低渠，低渠向電一支渠和楓林干渠供水；高渠通過電二支輸水渠分別向電二支渠和王答引水渠供水。王答引水渠引水至王答二級站，提水分別進入高支和低支，高支向北布置進行灌溉；低支為電三支渠。在楓林干渠上建有友誼三級站，提水向北部的楓干一斗供水；在電三支渠末端建有南關(guān)三級站，灌溉象峪河南部的耕地。本工程為節(jié)水配套改造項目，基本維持現(xiàn)有的渠道、渠系建筑物，泵站位置不變。

3.2 等級標準

按照《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL252-2000）有關(guān)要求，本工程設(shè)計灌溉面積6 973 hm2，屬Ⅲ等工程，工程規(guī)模為中型。渠道及建筑物級別根據(jù)設(shè)計流量確定。本次改造干支渠設(shè)計流量均小于5.0 m3/s，按照規(guī)范要求渠道工程及其建筑物均屬5級。

3.3 投資估算

經(jīng)過測算，敦化灌區(qū)節(jié)水改造工程投資估算為1 500 萬元。其中，建筑工程1 092.52 萬元，機電設(shè)備及安裝工程80.18 萬元，金屬結(jié)構(gòu)及安裝工程91.10 萬元，施工臨時工程33.24 萬元，獨立費用159.27 萬元，基本預(yù)備費43.69 萬元。工程建設(shè)資金主要來自于中央財政、地方財政、地方水利自籌等。受財政資金所限，灌區(qū)建設(shè)單位積極引導(dǎo)受益鄉(xiāng)鎮(zhèn)和種植戶以籌錢、勞力的方法支持灌區(qū)節(jié)水改造。

該工程總投資1 500 萬元，其中中央財政資金1 000 萬元、省級財政資金480 萬元、市級財政資金30萬元、其余70萬元由清徐縣縣財政及太原市敦化揚水工程管理處自籌。工程建設(shè)計劃工期2 a，第一年計劃投資700萬元，第二年計劃投資800萬元。

4 項目效益及經(jīng)濟評價

4.1 改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件

該項目主要是根據(jù)敦化灌區(qū)基本條件，充分釋放灌區(qū)潛力，發(fā)展節(jié)水灌溉，使灌區(qū)作物供水保證程度有所提高，并使灌區(qū)范圍內(nèi)的生活用水和工業(yè)用水得到滿足，為保障區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活奠定水資源基礎(chǔ)。主要工程內(nèi)容包括：干支渠道襯砌防滲9.266 km（其中低干渠0.8 km、王答引渠0.316 km、二支輸水干渠0.4 km、電一支渠3.09 km、電三支渠4.66 km）；支渠渠系建筑物興建8 座；泵站改建1 座（王答二級站）；工程管護設(shè)施新建更換2處（新建王答二級站管理房120 m2、更換電一支管理站50 kVA變壓器1 臺）；量水設(shè)施2 套及信息系統(tǒng)工程。項目投入運營后，可改善灌溉面積4733.3 hm2，年增節(jié)水量55 萬m3，渠系水利用系數(shù)由原來的0.55 增長到0.65，增加了0.1。

4.2 新增農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)能力和產(chǎn)值

項目投入運營后，敦化灌區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)硬件設(shè)施全面升級，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)得到進一步改善，灌區(qū)內(nèi)糧經(jīng)比由原來的8.3∶1 變成6.8∶1，增強了農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)生產(chǎn)能力。

4.3 提升社會效益和生態(tài)環(huán)境效益

項目投入運營后，農(nóng)業(yè)硬件設(shè)施得到升級，經(jīng)濟作物可進一步擴大栽植面積，一方面增加地區(qū)經(jīng)濟生產(chǎn)總值，另一方面可以提高種植戶年收益。灌區(qū)農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)得到調(diào)整優(yōu)化，再輔以一部分的工程措施、農(nóng)業(yè)措施、技術(shù)措施和管理措施，可以打造出節(jié)水高效、生產(chǎn)高效、管理高效的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技產(chǎn)業(yè)園。同時，增加了土壤肥力，降低了區(qū)域水土流失，改善了區(qū)域生態(tài)環(huán)境。敦化灌區(qū)抗旱、防澇、耐堿情況得到改善，項目發(fā)揮的社會效益和生態(tài)環(huán)境效益十分明顯。

4.4 經(jīng)濟評價

4.4.1 評價依據(jù)

評價依據(jù)是《水利建設(shè)項目經(jīng)濟評價規(guī)范》（SL72-1994）。經(jīng)濟指標計算的基準點選擇建設(shè)期的第一年年初，結(jié)合灌區(qū)現(xiàn)狀基本條件，按照規(guī)范計算規(guī)則，計算期選用30 a，建設(shè)期為2 a。經(jīng)工程估算，該項目總投資1 500萬元（第一年699萬元，第二年801 萬元），水利工程固定資產(chǎn)形成率取90%，依此計算形成固定資產(chǎn)投資1 350萬元。

4.4.2 國民經(jīng)濟評價

（1）效益計算。按照灌區(qū)基本條件，其效益主要為灌溉效益、節(jié)能效益與管理效益［7］。按照規(guī)范計算規(guī)則，效益采用“有無對比法”實施測算。

（2）節(jié)水效益。項目投入運營后，可改善灌溉面積4 733.3 hm2，年增節(jié)水量55 萬m3，單方水效益按0.25元計，每年的節(jié)水效益為13.75萬元。

（3）灌溉效益。項目投入運營后，灌區(qū)灌溉畝次大大增加，經(jīng)濟作物產(chǎn)量得到極大提升。灌溉效益計算結(jié)果，詳見表1。

表1 灌溉效益計算

水利分攤系數(shù)取0.4，經(jīng)計算，農(nóng)業(yè)灌溉效益為237.32 萬元。年運行費取總投資的3%，為45.87 萬元。流動資金按年運行費的30%計算，為13.76 萬元。社會折現(xiàn)率按8%計算，通過計算分析，項目國民經(jīng)濟評價結(jié)果如下：經(jīng)濟內(nèi)部收益率EIRR=13.89%>8%；經(jīng)濟凈現(xiàn)值ENPV=775.98 萬元>0；經(jīng)濟效益費用比EBCR=1.867>1。

4.4.3 綜合評價

項目實施后，年農(nóng)業(yè)灌溉效益為237.32萬元，年節(jié)水效益為13.75萬元，國民經(jīng)濟評價各項指標維持在較高水平，經(jīng)濟內(nèi)部回收率13.89%、高于規(guī)范取值8%，經(jīng)濟凈現(xiàn)值775.98 萬元大于0，經(jīng)濟效益費用比1.867、高于規(guī)范取值1。各項評價指標均滿足規(guī)范取值。

5 結(jié)語

按照國家對農(nóng)業(yè)灌區(qū)節(jié)水改造工程的有關(guān)標準，必須考慮清徐縣區(qū)域的水土結(jié)構(gòu)、生態(tài)資源、栽植模式、經(jīng)濟發(fā)展水平等多個因素，經(jīng)綜合比較分析，合理確定灌區(qū)節(jié)水配套改造項目的建設(shè)范圍、規(guī)模、建設(shè)內(nèi)容及工期等。經(jīng)過對項目區(qū)的現(xiàn)狀、水質(zhì)、效益等因素進行可行性研究，項目區(qū)內(nèi)土地資源豐富，水源充足，水質(zhì)符合農(nóng)田灌溉要求，而現(xiàn)有工程存在大量弊端，灌區(qū)節(jié)水改造宜盡快實施。項目實施后，各項評價指標均符合有關(guān)規(guī)范要求，對改善項目區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件作用明顯，有利于促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定發(fā)展和受益區(qū)農(nóng)民收入水平的提高，對灌區(qū)的長期可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。