提水灌区灌溉水价分析及水文年对工程收益的影响研究

邸志刚，杨路华，2，通信作者，许欣然，苟万里

（1.天津农学院 水利工程学院，天津300384；2.天津市农业水利技术工程中心，天津300384）

水资源短缺是21世纪全球资源环境所面临的主要难题，对国家经济和社会可持续发展产生重要影响。作为一个农业大国，我国农业灌溉用水量大，是用水大户，但农业用水效率低，浪费严重，造成我国水资源供需矛盾日益严重。2016年农业灌溉用水量占全国用水总量的60%以上[1]，农田灌溉水有效利用系数仅为 0.542。制定科学合理的用水价格，能够调动农民节水积极性，减少水资源浪费，实现水资源可持续利用。国内外许多学者对农业灌溉水价进行了研究，Ohab-Yazdi等[2]利用数学规划法和残值法确定农业水价，发现水价上升和配合相关激励策略在减少农户用水消费方面影响显著。Latinopoulos[3]研究发现，美国东部农业灌溉用水采用“服务成本＋用户承受能力”的定价模式。Dono等[4]从理论和实证两个角度分析了水价对灌溉用水的节水效应。孙建光等[5]基于塔里木河流域农业水价效应研究表明，水价上涨，农户承受力降低，流域粮食作物仅通过较高的水价补贴已难以保证农户水价承受力提高的需要。郭巧玲等[6]提出了补偿水利工程供水成本的水价模型，即：供水水价为资源水价、环境水价与工程成本水价之和。何寿奎[7]认为现阶段我国农业灌溉用水普遍存在的问题有：农业水价较低、水资源利用效率低、供水成本偏高、收费管理难度大以及水价没有很好地反映农民承受能力等。

本文分析提水灌区水价的构成及影响因素，计算出提水灌区农业灌溉工程全成本水价与运行成本水价，探讨农民承受能力。在采用全成本法确定灌区农业灌溉水价的基础上，分析不同水文年型对提水灌区灌溉工程收益的影响，为提水灌区农业灌溉水价制定提供理论依据。

1 我国农业灌溉水价构成及影响因素

1.1 农业灌溉水价构成

我国农业灌溉水价自建国以来，主要经历了公益性无偿供水到政策性有偿供水，以及正在实行的水价改革等阶段。国家发展与改革委员会、水利部2003年颁布的《水利工程供水价格管理办法》中规定：“水利工程供水价格由供水生产成本、费用、利润和税金构成；农业用水价格按补偿供水生产成本、费用的原则核定，不计利润和税金”。供水成本一般指资源成本、工程成本和环境成本。目前我国许多地区对农业用水暂未征收资源成本，而且科学合理的农业灌溉对环境影响较小，所以目前我国农业灌溉水价主要由工程成本构成。

1.2 影响因素分析

影响农业灌溉水价因素较多，包括水源条件、工程规模投资、运行管理、政策、农民承受能力等。其中灌区规模、政策因素和农民承受能力等都会对农业水价有较大影响。

对于不同灌区规模，灌区前期工程资金投入存在很大差异，运行成本也存在一定差异，工程成本不同导致水价存在较大差异。国家出台不同政策也会对水价造成影响，农业作为基础产业和弱质产业，政府直接对水价进行补贴，降低水价，减轻农民负担。政府对供水工程实行优惠投融资和信贷政策会降低供水成本，也会导致水价降低。农民对水价承受能力对水价也会产生一定影响，农民水价承受能力指农民对水费的支付能力，并且在支付水费后农民的生存与农业生产不会受到太大影响。水价高于农民用水承受能力，会降低农民购水意愿，虽然能够大幅度节约用水，但粮食产量会受到严重影响。

2 农业灌溉水价测算

农业灌溉水价制定的常规方法有边际成本定价法、影子价格定价法和全成本法。本文采用以工程成本为主体的全成本法计算我国农业灌溉水价。

2.1 灌溉用水总量

根据《水利工程供水价格核算规范（试行）》（SL470—2007），农业多年平均供水量一般按照最近5年平均实际供水量确定。本文通过平水年（设计保证率50%）作物灌溉用水定额计算提水灌溉工程年平均供水量，由于作物的需水特性、土壤性质、气象条件和灌溉用水方式的差异，不同种类作物的灌溉定额有很大差别。同时考虑灌区灌水从水源到田间输送过程中各级渠道的水量损失，确定灌溉水有效利用系数。综合计算出灌区多年平均灌溉的用水总量。

灌区灌溉用水总量计算见公式（1）：

式中：W—灌溉用水量，m3；M—作物灌溉定额，m3/hm2；A—灌溉面积，hm2；η—灌溉水有效利用系数。

2.2 农业灌溉水价

工程成本指开采水资源所投入的必要成本，提水灌区灌溉用水的工程成本包括工程投资、工程运行维护等费用，具体可分为固定资产折旧费用、运行维修养护费、人员劳动补助以及燃料动力费。

（1）固定资产折旧费用是指固定资产在使用过程中会受到磨损，其价值损失通常是通过提取折旧的方式得以补偿。固定资产折旧是按各类固定资产原值、折旧年限，分类核算，一般采用平均年限法分类计提。

固定资产原值是指项目投资时（达到预定可使用状态）按规定由投资形成固定资产的部分。固定资产原值的确定，根据所查资料以及经过简单概算，固定资产形成率取85%，即固定资产原值为工程总投资的85%。残值是指预计在资产使用寿命的期末处置一项长期资产可能获得的价值。固定资产的预计净残值率一般为3%～5%，可根据具体情况调整。

固定资产年折旧费用计算如公式（2）：

式中：F1—年折旧额，元；K—应计折旧的固定资产原值，元；S—残值，元；T—折旧年限，年；Ψ—残值率。

（2）工程运行维修养护费是指为了保持灌区灌溉工程原设计功能、规模和标准而每年开展的日常维护、局部整修和岁修所需投入的资金。维修养护费可按照《小型农田水利工程维修养护定额（试行）》（SL315—2015）来确定工程维修养护定额。

维修养护费用计算如公式（3）：

式中：F2—工程维修养护费，元；h—维修养护定额，元/（hm2·年）。

（3）工程运行人员劳动补助指水管单位在生产经营过程中以直接支付方式或间接支付方式用于职工的全部费用。主要指管理人员的工资，人员劳动补助要结合当地基本工资情况来确定。

人员劳动补助计算见公式（4）：

式中：F3—人员劳动补助，元；b—人员劳动补助标准，元/（hm2·年）。

（4）燃料动力费指供水工程运行和供水生产经营过程中消耗的燃料、动力及其他直接材料所产生的费用，主要指灌溉期间泵站提水灌溉所用的电费。当已知灌溉用水总量、提水泵站泵的流量、泵站电机的功率、变压器的效率和当地电费，即可得电费的计算公式，见公式（5）。

式中：F4—燃料动力费，元；q—泵站流量，m3/h；P—泵站电机功率，kW；ξ—变压器效率；f—电费，元。

综上，工程成本水价PW的计算公式为：

将公式（1）～公式（5）带入公式（6）得到工程成本水价的计算公式为：

工程运行成本水价PO计算如公式（8）：

将公式（1）～公式（5）带入公式（8）得到工程成本水价的计算公式为：

3 嘉善县天凝镇小型提水灌区工程收益实证研究

3.1 基本情况

天凝镇农业水价改革试点区为一小型提水灌区，位于浙江省嘉善县西北部，地势平坦，河网密布。灌区灌溉水源为附近河网水系，可用水量丰富，水质为Ⅲ～Ⅳ类水，符合灌溉标准，作物种植以单季稻为主，灌溉方式为小型机埠。该灌区采用管道输水灌溉，不同管径的灌溉管道总长度3 585 m，灌溉面积29.33 hm2。2017年试点区已经进行工程量水设施的配套工作，在各级渠道、管道都建立量水设施，实现了灌溉用水的精准计量。

3.2 灌溉用水总量计算

参照省定额标准《浙江省取用水定额》（DB33/T769—2016），根据区域农业种植结构，确定灌区多年平均灌溉用水定额为4 950 m3/hm2。根据《2016年度嘉善县农田灌溉水有效利用系数测算分析成果报告》，天凝镇为管道灌溉，综合考虑从水源到田间的输水损失，灌溉水有效利用系数为0.71。利用公式（1）可计算出灌区多年平均灌溉用水总量为20.488万m3。

3.3 农业灌溉水价的核定

3.3.1 固定资产年折旧费用

根据《水利工程管理单位财务制度》中的水利工程管理单位固定资产分类折旧年限表和《水利建设项目经济评价规范》（SL72—2013）中规定，一般土建工程的折旧年限为30～50年，机电设备折旧年限为20～25年，输水管道采用PE管，其折旧年限一般为20～25年。综合考虑灌区的土建工程与机电设备及输水管道等，折旧年限取25年。灌区固定资产折旧费用见表1。

表1 嘉善县天凝镇灌区固定资产年折旧费用表

3.3.2 工程运行维修养护费用与人员劳动补助费用

根据《小型农田水利工程维修养护定额（试行）》（SL315—2015），天凝镇为管道输水灌溉，维修养护费用标准为423.000元/（hm2·年）。根据浙江省嘉善县当地基本工资，并进行实地调查确定灌区灌溉人员劳动补助为272.565元/（hm2·年）。灌区维修养护费与人员劳动补助见表2。

表2 嘉善县天凝镇灌区维修养护费及人员劳动补助

3.3.3 燃料动力费

燃料动力费主要指供水动力成本即电费。用电量的多少要根据泵站抽水的总量以及泵站配套电机的功率和效率来确定。该提水泵站水泵型号为300ZB-4B，流量为817.2 m3/h，配套电机型号为YP2-160m-4，其功率为11 kW，效率为63%，电费按0.75元/kWh，用电总量乘以当地电费即为用电总费用。灌区燃料动力费见表3。

表3 嘉善县天凝镇灌区燃料动力费

利用公式（6）～公式（9），可得出灌区农业灌溉工程成本水价与工程运行成本水价，见表4。

表4 嘉善县天凝镇灌区工程成本水价与运行成本水价

3.4 农民承受能力分析

在《关于改革水价促进节约用水的指导意见》（[2000]1702）中强调，“逐步将农业水价提高到供水成本水平的同时，充分考虑农民的承受能力”，这里的“承受能力”主要指农民在经济方面的承受能力。农民水费承受能力一般以水费占每公顷产值的5%～8%或占每公顷纯收益的10%～13%为限[8]。浙江省嘉善县主要种植水稻，种植结构为单季水稻。通过实地调查收集3年资料，可得水稻一年生产成本构成与每公顷收益，见表5。试点区1年产值约24 300元/hm2，为鼓励农民种粮积极性，在计算农民对水价承受能力时，比例取下限为宜，农民的承受能力以水费占每公顷产值的5%来衡量。则农民承受能力为1 215元/hm2，即0.245元/m3。根据与表3中数据对比分析发现，农民承受能力小于工程全成本水价，但大于运行成本水价。

表5 嘉善县天凝镇灌区水稻一年生产成本构成与收益表

3.5 水文年对提水灌溉工程收益影响分析

对于不同水文年型，越干旱的水文年型（设计保证率越大），灌溉需水量越大。根据泵站设计规范，提水灌区泵站设计保证率一般为90%，即在不同水文年型都可保证灌区有充足灌水量，参照《浙江省取用水定额》（DB33/T769—2016），根据灌区农业种植结构，确定试点区平水年、偏旱年、干旱年不同灌溉用水定额，计算不同水文年型提水灌区收取水费，见表6。

表6 不同水文年型对应的工程收取水费

由表4可知，试点灌区年全工程成本费用为9.025万元，年运行成本费用为2.369万元。结合表6可知，在平水年（保证率为50%）时，以工程全成本水价计收的工程全成本水费收益与工程全成本费用相等；同样，以工程运行成本水价计收的工程运行成本水费收益同工程运行成本费用相等。在偏旱年（保证率为75%），工程全成本水费高于年工程全成本费用3.008万元，工程运行成本水费收益高于年运行成本费用0.79万元；在干旱年（保证率为90%）时，工程全成本水费收益高于年工程全成本费用4.102万元，工程运行成本水费收益高于年运行成本费用1.077万元。

在偏旱年（保证率为75%），工程全成本水费收益与工程运行成本水费收益分别为各自工程成本的1.33倍；在干旱年（保证率为90%），工程全成本水费收益与工程运行成本水费收益分别为各自工程成本的1.45倍。

4 结论

通过本研究可知，不同水文年型灌区农业灌溉用水量不同，灌区提水工程收取水费也不同。在平水年工程年收益与年投资持平；在偏旱年工程年收益为年投资的1.33倍；在干旱年工程年收益为年投资的1.45倍。综合考虑，不同水文年型的发生频率、灌区提水灌溉工程能够满足自身正常的运行维护，但考虑到用水户对水价的承受能力，当以工程全成本水价收取水费时会超过农民承受能力，为了减轻农民负担，在我国现行政策体制下，工程前期投入应当由政府投资，农业灌溉水价应取运行成本水价。