敦化灌区节水改造必要性和效益评价研究

张 艳

（太原市水利勘测设计院，山西 太原 030012）

敦化灌区是山西省清徐县的粮食主产区，也是太原市的粮食主产区之一。灌区位于汾河二坝东部，属冲积平原型灌区，总灌溉面积6 973 hm2，其泵站为山西省中型泵站，也是太原市最大的提水泵站。敦化灌区始建于1964 年，位于清徐县西谷乡北云支村，具有悠久的历史，几十年来，灌区工程为受益区的农业增长、农民增收作出了巨大贡献。如今，加快实施敦化灌区节水全面配套改造，有利于改善灌区农业生产条件，补齐敦化灌区区域农田水旱灾害短板，极大促进粮食产量产能提升，对推动清徐县区域“三农”事业现代化、加快新时代背景下乡村振兴意义深远［1］。

1 灌区骨干工程存在的主要问题

敦化灌区建成年代久远，长期为山西省清徐县粮食主产区生产生活提供水资源支撑，灌区工程效益和综合效益十分明显。灌区现拥有干支渠道10 条，总长48.436 km，其中：干渠6 条，总长18.143 km，已防渗6.51 km；支渠4条，总长30.293 km，已防渗11.992 km；排退水渠3 条，总长44.65 km。干支渠系配套建筑物共有桥48 座，节制闸32 座，渡槽14 座，涵洞1 座，跌水1 座，量水建筑物10 处，放水口49 处。灌区于2012 年对部分干支渠进行了防渗，渠道完好率43.6%。目前，敦化灌区主要存在以下问题。

（1）灌区主要水工建筑物年久老化，破损严重，与已更新完成的构筑物格格不入；灌区早在2012 年实施部分工程升级改造，但是受资金限制，更新完成的部分与未改造的无法匹配使用，工程运行管理工作效率较低。

（2）灌溉水有效利用系数低，输送过程中损失较大。经过实地测算分析，全灌区渠系水有效利用系数为0.45，灌溉水有效利用系数为0.407，由此可见敦化灌区灌溉水有效利用系数低，主要有两方面原因：①灌溉渠系防渗率和工程配套水平低，全灌区共有固定渠道414.69 km，但仅有防渗渠道23.24 km，而且至今已有十几年的运行史，支渠以下的斗农渠大部分是土渠，且基本没有配备渠系建筑物，从而灌水配水过程中出现渗水、漏水、跑水现象，造成灌溉水量损失；②灌区现场表面平整度较差，项目区域位于山西太行山盆地，地势局部高低起伏较大，导致边田不均，另外畦块过长、过大，土地平整程度和畦块规格达不到田间灌溉网设计标准。

（3）灌区土地盐碱化持续恶化，风险较高。近一段时间以来，因气候和生态环境条件改善，土地盐碱化范围和面积没有增长，但由于灌区地下水较高，区域土地盐碱化风险较大，急需综合施策治理该问题。

（4）受冻融气候影响，低温寒冬条件下输水渠道冻胀损坏。灌区作物浇水大多在低温秋冬季进行，渠道低温条件工作时间较长，面临冻融破坏风险较高［2］。

（5）泵站的单位效率较低。敦化灌区的一级泵站早在2014 年完成升级，设备工作效率和安全运行非常稳定。然而，部分二级站和三级站的泵站设备未实施升级改造，因为泵站从水质较差、含沙量较大的汾河抽水，其机电设备容易受损，运行效率大打折扣，能耗大大提高。为了改善灌区机电设备现状，迫切需要对部分二级站和三级站的泵站设备升级换代。

随着社会主义市场经济的不断发展和农业产业结构调整的不断深入，灌区现单一的粮食种植结构和大水漫灌的灌溉方式已不适应市场经济和节水灌溉实现水资源可持续利用的要求。若要提高农业生产力，就必须以增强生产效率为抓手，大力发展科技化、生态化和可持续化新型农业，实行机、井、电、管、田、林、路、技八配套的农业综合开发土地治理［3，4］。灌区工程硬件设施要全面升级改造，提高水资源利用效率，增加有效灌溉，建设现代化高效农业灌区。

2 项目建设的必要性

2.1 优化农业产业结构，向综合效益发展

农业作为国民经济的基础产业，肩负着为国家提供粮食和保护生态环境的双重使命，在国民经济建设和社会进步中发挥着重要作用。现代农业是标准化农业，不仅要求农产品品种、生产技术、生产管理标准化，还要彻底摒弃粗放无序的小农经济模式，以工业的理念发展农业。现代化农业是生态农业，不仅注重经济社会效益，也要注重生态环境效益，降低资源消耗量，提高生态贡献率，最终实现农业和农村经济的可持续发展［5］。加快农业产业结构调整是发展现代农业的必然要求。本次设计使灌区全面配套，不断完善水利工程设施，可以加快改变敦化灌区陈旧落后的面貌，增强农业生产现代化能力，推动农业产业结构转型发展，助力旧式农业向现代农业跨越发展。

2.2 充分利用水资源，改善生态环境

我国是一个人均水资源相对贫乏的国家，借鉴世界缺水地区的灌溉经验，节水灌溉是一个好的发展方向。节水灌溉不但解决水资源短缺问题，还能改善生态环境，达到对资源的整合和有效利用的目的，且符合节约型社会的发展方向。敦化灌区土地资源丰富，具有良好的水源条件，但水土资源利用率较低。本次设计将充分发挥水土资源优势，通过灌区全面配套建设，在改善生态环境的同时，对于当地农民脱贫致富走出困境、增强实力、繁荣区域经济、提高人民生活水平具有现实意义。

2.3 促进灌区良好运行，实现灌区管理现代化

项目投入运营后，敦化灌区按“统一领导，分级负责，水权集中，均衡受益”的原则进行运行管理，灌区工程管理单位集中全灌区水权，联合运行调度，按照每年河流来水资源条件，科学分配引用水指标，配备精度较高的量测水设备，按核定面积比例分水。斗农渠由农户组成的用水协会负责管理，用水实行“按方收费，计划用水”的管理办法［6］，超用加价，达到按需用水、节约用水的目的。围绕理顺管理体制、加强灌区工程全面配套建设，完善运行机制，加强灌区管理，实现水资源优化配置，发挥灌区工程综合效益，从而促进本地区经济的发展。

2.4 改善农业生产条件，实现农民增收的需要

敦化灌区开发较早，因投资所限，大部分建筑物工程采用浆砌石结构，经过多年运行，跑、冒、漏水现象严重，渠道输送的水沿途大量损失，水资源输送效率低，灌区功能发挥不足。同时，部分渠道严重破损，年年维修不断，使得生产成本逐年增加，加重了农民负担，阻碍了区内水田的发展。且灌区没有先进的灌溉制度，灌溉水利用系数低，水量浪费较大。灌区节水全面配套改造，可以加强灌区的水利基础设施，改善现有的生产条件，减少农业生产投入成本，提高粮食单产和品质，从而增加农民收入。

综上所述，本项目的实施可以使灌区工程全面配套，优化水资源调度，改善生态环境，是农业可持续发展的必要途径，因而项目的建设是非常必要的。

3 工程总体布置及建设标准

3.1 总体布置

本工程涉及清徐县敦化灌区6 973 hm2灌溉面积，灌区水源来自汾河二坝，总引水渠引水至敦化一级站，提水分别进入高渠和低渠，低渠向电一支渠和枫林干渠供水；高渠通过电二支输水渠分别向电二支渠和王答引水渠供水。王答引水渠引水至王答二级站，提水分别进入高支和低支，高支向北布置进行灌溉；低支为电三支渠。在枫林干渠上建有友谊三级站，提水向北部的枫干一斗供水；在电三支渠末端建有南关三级站，灌溉象峪河南部的耕地。本工程为节水配套改造项目，基本维持现有的渠道、渠系建筑物，泵站位置不变。

3.2 等级标准

按照《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）有关要求，本工程设计灌溉面积6 973 hm2，属Ⅲ等工程，工程规模为中型。渠道及建筑物级别根据设计流量确定。本次改造干支渠设计流量均小于5.0 m3/s，按照规范要求渠道工程及其建筑物均属5级。

3.3 投资估算

经过测算，敦化灌区节水改造工程投资估算为1 500 万元。其中，建筑工程1 092.52 万元，机电设备及安装工程80.18 万元，金属结构及安装工程91.10 万元，施工临时工程33.24 万元，独立费用159.27 万元，基本预备费43.69 万元。工程建设资金主要来自于中央财政、地方财政、地方水利自筹等。受财政资金所限，灌区建设单位积极引导受益乡镇和种植户以筹钱、劳力的方法支持灌区节水改造。

该工程总投资1 500 万元，其中中央财政资金1 000 万元、省级财政资金480 万元、市级财政资金30万元、其余70万元由清徐县县财政及太原市敦化扬水工程管理处自筹。工程建设计划工期2 a，第一年计划投资700万元，第二年计划投资800万元。

4 项目效益及经济评价

4.1 改善农业生产条件

该项目主要是根据敦化灌区基本条件，充分释放灌区潜力，发展节水灌溉，使灌区作物供水保证程度有所提高，并使灌区范围内的生活用水和工业用水得到满足，为保障区域农业生产生活奠定水资源基础。主要工程内容包括：干支渠道衬砌防渗9.266 km（其中低干渠0.8 km、王答引渠0.316 km、二支输水干渠0.4 km、电一支渠3.09 km、电三支渠4.66 km）；支渠渠系建筑物兴建8 座；泵站改建1 座（王答二级站）；工程管护设施新建更换2处（新建王答二级站管理房120 m2、更换电一支管理站50 kVA变压器1 台）；量水设施2 套及信息系统工程。项目投入运营后，可改善灌溉面积4733.3 hm2，年增节水量55 万m3，渠系水利用系数由原来的0.55 增长到0.65，增加了0.1。

4.2 新增农产品生产能力和产值

项目投入运营后，敦化灌区内农业生产硬件设施全面升级，产业结构得到进一步改善，灌区内粮经比由原来的8.3∶1 变成6.8∶1，增强了农业综合开发生产能力。

4.3 提升社会效益和生态环境效益

项目投入运营后，农业硬件设施得到升级，经济作物可进一步扩大栽植面积，一方面增加地区经济生产总值，另一方面可以提高种植户年收益。灌区农业种植结构得到调整优化，再辅以一部分的工程措施、农业措施、技术措施和管理措施，可以打造出节水高效、生产高效、管理高效的现代农业科技产业园。同时，增加了土壤肥力，降低了区域水土流失，改善了区域生态环境。敦化灌区抗旱、防涝、耐碱情况得到改善，项目发挥的社会效益和生态环境效益十分明显。

4.4 经济评价

4.4.1 评价依据

评价依据是《水利建设项目经济评价规范》（SL72-1994）。经济指标计算的基准点选择建设期的第一年年初，结合灌区现状基本条件，按照规范计算规则，计算期选用30 a，建设期为2 a。经工程估算，该项目总投资1 500万元（第一年699万元，第二年801 万元），水利工程固定资产形成率取90%，依此计算形成固定资产投资1 350万元。

4.4.2 国民经济评价

（1）效益计算。按照灌区基本条件，其效益主要为灌溉效益、节能效益与管理效益［7］。按照规范计算规则，效益采用“有无对比法”实施测算。

（2）节水效益。项目投入运营后，可改善灌溉面积4 733.3 hm2，年增节水量55 万m3，单方水效益按0.25元计，每年的节水效益为13.75万元。

（3）灌溉效益。项目投入运营后，灌区灌溉亩次大大增加，经济作物产量得到极大提升。灌溉效益计算结果，详见表1。

表1 灌溉效益计算

水利分摊系数取0.4，经计算，农业灌溉效益为237.32 万元。年运行费取总投资的3%，为45.87 万元。流动资金按年运行费的30%计算，为13.76 万元。社会折现率按8%计算，通过计算分析，项目国民经济评价结果如下：经济内部收益率EIRR=13.89%>8%；经济净现值ENPV=775.98 万元>0；经济效益费用比EBCR=1.867>1。

4.4.3 综合评价

项目实施后，年农业灌溉效益为237.32万元，年节水效益为13.75万元，国民经济评价各项指标维持在较高水平，经济内部回收率13.89%、高于规范取值8%，经济净现值775.98 万元大于0，经济效益费用比1.867、高于规范取值1。各项评价指标均满足规范取值。

5 结语

按照国家对农业灌区节水改造工程的有关标准，必须考虑清徐县区域的水土结构、生态资源、栽植模式、经济发展水平等多个因素，经综合比较分析，合理确定灌区节水配套改造项目的建设范围、规模、建设内容及工期等。经过对项目区的现状、水质、效益等因素进行可行性研究，项目区内土地资源丰富，水源充足，水质符合农田灌溉要求，而现有工程存在大量弊端，灌区节水改造宜尽快实施。项目实施后，各项评价指标均符合有关规范要求，对改善项目区农业生产条件作用明显，有利于促进农业生产的稳定发展和受益区农民收入水平的提高，对灌区的长期可持续发展有着重要意义。