井灌区地下水位变化对灌溉成本水价的影响

宰松梅，仵 峰，王 亮，罗 昕，张梦瑶

（1.华北水利水电大学 水利学院，河南 郑州450046；2.河南省节水农业重点实验室，河南 郑州450046）

20世纪50年代以来，中国工农业用水量急剧增加，而地表水资源不足，许多地方开始发展机井灌溉。鉴于地下水资源量稳定、输水线路短、投资见效快、灌溉保证率高、灌溉水利用率高等优点，井灌区面积增长很快。特别是六七十年代，北方地区持续干旱，修建了大量的机井。20世纪80年代以来，部分区域过量开采地下水，破坏了地下水的收支平衡，造成地下水位持续下降，形成地下水位降落漏斗，出现了地面沉降、水质恶化等现象，并引发了一系列的生态与环境地质问题，危及了社会安全、供水安全和生态安全，严重制约了经济社会的可持续发展［1］。

河南省是农业大省，人均水资源占有量为全国平均水平的1/5，水资源短缺，豫北和豫东地区缺水尤其严重。近年来，广泛采用“井灌+管道输水”的灌溉模式，同时，在渠灌区中打井，推行“井渠结合”灌溉，不仅解决了农业用水需求问题，还起到了控制和降低地下水位、预防和改良盐碱地的作用［2］。可以说，井灌对河南省的粮食增产功不可没，但这种作用在一定程度上是以牺牲地下水资源为代价的。2015年，河南省首次公布了地下水超采区范围，超采区总面积4.4万km2，约占全省面积的1/4。郑州市作为河南省的省会城市，地下水超采现象尤为突出。1972—2013年，郑州市地下水位平均下降22.53 m，下降速度约为0.55 m/a，其中下降幅度最大的新密市平均下降29.81 m，降速达0.73 m/a。1965—2017年，安阳市区大部分区域地下水位下降幅度超过35 m，下降速度约为0.67 m/a。地下水位大幅下降造成了机井报废、泉水枯竭、湿地萎缩、土地沙化等生态环境问题，给人民财产造成了极大的损失［3］。

地下水位的下降不仅引发了一系列的生态环境问题［4］，而且对以地下水为主要灌溉水源的华北地区来说，必将增加灌溉的用水成本，进而增加农业的生产成本［5-6］。考虑到井灌用水主要以单井灌溉为主，多为用户自用，在计算成本水价时暂不考虑相关利润，以此来分析井灌区地下水位的变化对灌溉成本水价的影响，探索成本水价的变化情况，以期为制定合理的农业水价提供理论依据，推动农业水价综合改革，节约水资源，保证农业生产的可持续发展以及生态环境的健康。

1 研究区概况

河南省地处黄河中下游、华北平原南部。据调查，2015年全省地下水超采区总面积44 393 km2，其中:浅层地下水超采区面积14 195 km2，主要分布在郑州市、开封市、平顶山市、安阳市、鹤壁市、新乡市、焦作市、濮阳市、许昌市、漯河市、南阳市、商丘市、驻马店市和济源市，均属一般超采区；深层承压水超采区面积27 996 km2，其中一般超采区26 788 km2、严重超采区1 208 km2，主要分布在郑州市、开封市、濮阳市、许昌市、漯河市、商丘市和周口市；岩溶水超采区面积5 471 km2，其中一般超采区面积935 km2、严重超采区面积4 536 km2，主要分布在郑州市、平顶山市、安阳市、鹤壁市、新乡市和许昌市。浅层地下水超采区与深层承压水超采区重叠面积3 269 km2。

研究区位于郑州市中牟县北部，东邻狼城岗镇，南接大孟镇，西连万滩镇，北靠黄河，共涉及张庄村、太平庄村、司口村、闫砦村、小店村、朱固村、孙拔庄村、东漳西村、东漳东村、杏街村、丁村、韩寨村等12个行政村的51个村民组5 062户农民。地势西南高、东北低，平均高程80.3 m，落差5 m左右；属北温带大陆性季风气候区，全年平均气温15.6℃，平均降水量542.15 mm，多年平均无霜期209 d，日照时间约为1 869.7 h。粮食作物以小麦和玉米为主，经济作物以大蒜、花生和蔬菜为主。研究区现有有效灌溉面积3 600 hm2，其中低压管道输水灌溉面积3 320 hm2、滴灌面积280 hm2。现有机井1 380眼，设计井深50 m，静水位埋深35 m，动水位埋深40 m。长期以来采用“井灌+低压管道输水”的灌溉模式，造成地下水补给量减少，地下水位不断下降。

2 成本水价计算

供水生产成本是指正常供水生产过程中发生的直接工资、直接材料费、其他直接支出以及固定资产折旧费、修理费、水资源费等费用。由于目前井灌区农业用水没有具体计量，因此在计算过程中不计水资源费。农业供水成本测算按照《水利工程供水价格管理办法》（国家发展改革委、水利部令第4号）、《水利工程供水价格核算规范（试行）》（水财经〔2007〕470号文）、《水利工程供水定价成本监审办法（试行）》《水利建设项目经济评价规范》（SL 72—2013）等有关规定，综合考虑井灌区农业供水工程成本、水资源稀缺程度以及用户承受能力等因素。

2.1 年固定资产折旧费

固定资产主要包括成井费、水泵电机及配套电力设施费用，体现为固定资产投资，由新增固定资产原值与原有工程固定资产净残值组成。

2.1.1 新增固定资产原值

研究区地处2016年度和2017年度高效节水灌溉试点项目区。2016年度工程投资2 409.07万元，其中固定资产原值2 330.07万元；2017年度工程投资2 410.57万元，其中固定资产原值2 308.37万元。两年合计固定资产原值4 638.44万元。

另外，项目区新增投资74.60万元用于供水计量设施建设，投资19.20万元用于用水户协会硬件设施建设，投资10.00万元用于农业用水信息化管理平台建设，上述投资全部计入固定资产，合计103.80万元。

2.1.2 原有工程固定资产净残值

研究区内老井利用现状复杂，使用年限不一，且原有工程的投资资料缺失。因此，采用实地调查法确定研究区内老井利用情况和打井成本，测算原有工程的固定资产原值，并采用平均年限法累计折旧，确定原有工程的固定资产净残值。

（1）原有工程剩余净残值率。经实地调查，研究区内原有工程（老井）多建于2007年前后，为便于计算，老井建设时间统一确定为2007年。原有工程竣工交付使用至今已达10 a。依照《水利建设项目经济评价规范》（SL 72—2013）的相关要求，浅井折旧年限为15 a，取原有工程的固定资产年折旧率为6.67%，剩余净残值率为33.33%。

（2）原有工程固定资产原值。在实地调查基础上，参考同类地区当年农田水利工程设计，确定当年研究区新建水源工程需固定资产投资1.20万元/座。项目区共利用老井1 048眼，则原有工程的固定资产原值为1.20万元×1 048=1 257.60万元。

（3）原有工程固定资产净残值。其计算方法为固定资产净残值=固定资产原值×残值率=1 257.60万元×33.33%=419.16万元

根据上述计算，研究区固定资产（包括新增固定资产）合计5 161.40万元。

依照《水利建设项目经济评价规范》（SL 72—2013）的相关要求，各类固定资产折旧采用平均年限法计提。计算得研究区各类固定资产的综合平均折旧年限为15.7 a，取整数为16 a。

年固定资产折旧费计算公式如下:

年固定资产折旧费=固定资产原值×（1-预计净残值率）÷综合平均折旧年限

综合考虑工程类型，项目区的机井为老井，在原有工程固定资产残值折算中已考虑了工程折旧，故对应的固定资产原值取固定资产合计值，预计净残值率取0，计算得出年均折旧资产为322.59万元。

2.2 运行维护成本

（1）提水动力费。研究区有效灌溉面积为3 600 hm2，机井1 380眼。以200QJ32-52/4潜水泵为例，电机功率为9.2 kW，出水量为32 m3/h，计算得出动水位下潜水泵的动力消耗为3.48 m3/（kW·h）。研究区终端电价不统一，按照《关于2015年电价调整有关问题的通知》（豫发改价［2015］67号），取农业用电电价为0.484元/（kW·h），计算得出机井出水口的提水成本为0.139元/m3。

在50%灌溉保证率条件下，综合灌溉定额按照2 367 m3/hm2计算，得出年均提水动力费为118.47万元。

（2）维护费。维护费以工程大修费为主。按照《水利工程供水价格核算规范（试行）》（水财经〔2007〕470号文）要求，大修费按照审核后固定资产价值的1.4%核算，则年均维护费为72.26万元。

（3）人员经费。人员经费包括工作人员的劳动补贴。根据《水利工程供水价格核算规范（试行）》第十一条“供水经营者的人员数量应符合国家规定的定员标准，实际人员数量超过定员标准上限的，按定员标准上限核算；实际人员数量小于定员标准下限的，按定员标准的下限核算”，由于乡镇井灌区没有相应的定员标准，因此采用实际的工作人员数量计算。研究区有1个农民用水户协会总会，下设12个分会。农民用水户协会总会有4名成员；根据行政村耕地面积、农户数、机井数量等情况综合考虑，每个分会酌情设置2～4名成员。按每个分会3名成员计，农民用水户协会工作人员共计40人。劳动补贴标准为1 200元/（月·人），按照人均每年工作9个月计，则研究区年均人员经费为43.20万元。

（4）管理费。管理费用包括办公费、邮电费、差旅费、培训费等，按每人1 500元/a计，则每年研究区协会管理费用为6.00万元。

经以上计算，在50%保证率下，研究区农业供水运行维护成本合计239.93万元。

根据河南省实行最严格水资源管理制度工作领导小组办公室《关于征求＜2017—2020年度河南省实行最严格水资源管理制度考核工作实施方案＞意见的通知》（豫水资领办〔2017〕10号）中关于用水总量控制目标的相关要求，将当年用水总量折算成平水年用水总量852.40万m3进行考核。研究区为井灌区，灌溉保证率取50%，可知研究区年运行维护成本水价为0.281元/m3。

2.3 全成本水价核算

根据相关规定，农业供水全成本核算应结合实际情况，在运行维护成本的基础上计入固定资产折旧费。经计算，在50%保证率下，研究区农业供水全成本合计为562.52万元，农业供水全成本水价为0.66元/m3。

3 地下水位对井灌区成本水价的影响

3.1 影响因素

井灌区成本水价由农业供水全成本决定，地下水位变化将会对灌溉动力费用、设施维护费用、固定资产折旧等构成影响，造成井灌区成本水价变化。假设地下水位分别下降20、40 m和上涨20 m，然后探讨地下水位下降对井灌区成本水价的影响。

3.2 地下水位变化与成本水价计算

3.2.1 固定资产折旧费

（1）成井费。成井费随井深和地区不同而不同，河南省不同地区的成井费用（含打井、下管、滤料、洗井、黏土球封顶、井台费）见表1。一般情况下，井深在80 m以内，每增加1 m，费用增加约300元；超过80 m后，则费用增加800元/m。

表1 不同地区成井费用

（2）配套动力费。当地下水位变化时，配备水泵型号将随之改变。如果不考虑变压器费用，动水位埋深在80 m以内，固定资产及年折旧费变化见表2。

3.2.2 运行维护成本

（1）运行费。当水位变化时，配备的潜水泵型号不同，功率也不相同，提水动力费变化见表3。

（2）维护费。维护费以工程大修费为主。按照《水利工程供水价核算规范（试行）》（水财经〔2007〕470号文）要求，大修费按照审核后固定资产价值的1.4%核算。当地下水位变化时，研究区年均维护费变化见表3。

表2 不同水位机井固定资产及折旧费

表3 研究区不同地下水位成本水价计算

当地下水位变化时，人员经费与管理费不发生改变。经计算，在50%保证率下，研究区用水总量目标为852.40万m3，农业供水运行维护成本变化见表3。

3.3 水位变化后成本水价核算

地下水位变化后直接费与间接费都产生变化，不同水位地下水对应的农业供水全成本水价详见表3。

由表3可知，当地下水位上升到距地表20 m时，年供水全成本将减少145.87万元，农业供水全成本水价减少0.171元/m3。当地下水位下降到距地表60 m时，则年供水全成本将增加95.32万元，农业供水全成本水价增加0.112元/m3；下降到距地表80 m时，年供水全成本将增加253.4万元，农业供水全成本水价增加0.297元/m3。

4 农户对水价的经济承受能力分析

农业水价制定是否合理，除了要考虑水工程成本与末级渠系的管理、修理费用等因素外，农户对水价的承受力也是一个重要因素。因此，水价核定与水费计收必须考虑用水户的经济承受能力。

由于农户水费支付能力在很大程度上取决于人均总收入，因此人均总收入和人均农业纯收益也是要考虑的因素［6-7］。鉴于缺少农户家庭总收入的统计资料，结合当地生产实际，拟选择2016年研究区农民人均可支配收入16 047元和人均农业纯收益进行测算。当水费占农民人均可支配收入的5%～12%或占人均农业纯收益的20%～30%时，水价就处于农户的承受力之内。

2017年9月8日对研究区农户收支情况进行调查，结果见表4。

由表4可知，研究区年平均产值为32 079.3元/hm2，年平均生产成本为9 510元/hm2，年平均纯收益为22 569.3元/hm2，人均纯收益为7 521.0元/（hm2·人）。根据承受能力条件可知，当水费超过人均农业纯收益的30%（22 56.3元/hm2）时，超过农民的经济承受能力。

表4 研究区某典型农户年均收支情况调查

由表3可知，当地下水位下降到距地表80 m时，平均水费将达到2 265.75元/hm2，超过农民的经济承受能力。

5 结论与讨论

水价成本核算是农业水价综合改革的重要一环。以郑州市中牟县井灌区为例，计算了不同地下水位条件下农业用水的直接费、间接费，分析了不同水位条件下地下水开采对农业用水成本水价的影响，并与农户对水价的经济承受能力进行了比较，得出以下主要结论。

（1）中牟县现状地下水位埋深40 m，农业供水全成本水价为0.66元/m3，农业用水平均成本水费为1 562.10元/hm2。

（2）当地下水位下降到距地表60 m时，农业供水全成本水价增加0.112元/m3，平均成本水费为1 826.70元/hm2；地下水位下降到距地表80 m时，农业供水全成本水价增加0.297元/m3，平均成本水费为2 265.75元/hm2，将超过农民的经济承受能力。

农业水价综合改革是一个全方位、多视角的水价改革过程，本研究仅就地下水位变化对井灌区的水价成本核算的影响进行了初步分析，尚未考虑过度开采地下水后引起的生态、环境一系列效应及相应的影响［8］。可以看出，地下水位下降将直接影响农业的成本水价。农业水价综合改革应从资源、市场及社会等全方位考量，建立既体现水资源稀缺程度、又向农业和粮食倾斜的农业水价形成机制。改变“农业用水价格补偿供水成本”这种“以农补农”的水价核定原则，建议修改为“农业用水价格以补偿供水工程运行维护为原则”，即主要固定资产和人员费用由集体或国家承担，明确基础水利工程（如机井等）建设全部由国家负担，乡镇农业用水协会按规定的定员标准给予相应的编制和经费，不再从水费中提取。在减免基础工程水费的同时，建立阶梯水费、电费等相应的激励和约束机制，以有利于节约用水。此外，针对不同的水资源稀缺程度和农业种植结构，制定不同的水价政策，如不同作物可以采取不同的水价，适当提高效益较高的经济作物的用水水价，给予粮食作物水价优惠等，充分发挥水价的经济杠杆作用，促进水资源的合理利用和经济社会的健康发展。