淄博市節水灌溉模式調查及效益分析

張 罡，孫 軍

（山東省淄博市水利勘測設計院，255020，淄博）

近年，山東省淄博市大力發展節水農業，被水利部確定為國家節水農業示范市和節水型社會示范市。為進一步優化灌溉模式，使適宜本土的灌溉形式得到有效長久的利用，用兩年時間通過試驗和調查的方法，對淄博市大田噴灌、大棚蔬菜滴灌、果樹微灌（以下簡稱“三灌”）等三種有代表性的節水灌溉工程的節水量、節能量、增產效益、省工等單項直接效益進行分析、評價，為優化灌溉模式、提高種植效率提供決策依據和重要的信息。

一、試驗與調查設計

1.試驗設計

以淄博市典型的大田噴灌、果樹微灌、蔬菜滴灌工程為試驗對象，各設1處灌溉試驗點。三處灌溉試驗點設計為一般灌溉試驗點，采用直接對比試驗法。大田噴灌試驗區位于淄博市中部的張店區傅家鎮南家村，試驗面積0.66 hm2；蔬菜滴灌試驗區位于具有“中國西紅柿之鄉”稱號的皇城鎮，面積0.057 hm2；果樹微灌試驗區位于臨淄區鳳凰鎮東召西村果園，面積0.12hm2。試驗時間為2005年8月至2007年10月。主要觀測項目包括灌水運行記錄，管理運行記錄和試驗效果記錄等。

2.調查設計

截至2007年年底，全市已發展“三灌”工程的村莊為525個，總面積4.2萬 hm2，其中大田噴灌 3.73萬hm2、蔬菜滴灌 0.17萬 hm2、果樹微灌0.3萬hm2。“三灌”工程的面積已占全市14.87萬 hm2有效灌溉面積的 l／4以上。本次調查采用抽樣調查方式進行，調查研究的主體為淄博市已發展“三灌”工程的525個村以及4.2萬hm2工程。調查抽樣采用分層抽樣的方法，樣本總數定為50，約占總體的10%，共計400戶作為被調查對象。調查工作于2008年11月12日開始，22日結束。以大田噴灌工程為主要內容，糧食作物以冬小麥和夏玉米為調查對象，調查大田噴灌工程使用年限都在4年以上，起止年限分別為2004年和2007年。

二、節水灌溉工程試驗結果及經濟效益分析

本次試驗歷時兩年，實際測試天數為496天。根據試驗設計，對兩季冬小麥、夏玉米，兩年果樹和兩年蔬菜的生長全過程進行了測試。

1.大田噴灌試驗結果及經濟效益分析

（1）試驗結果分析

①用工、水電投入。與傳統的地面畦灌相比，使用噴灌工程進行灌溉，可節水44.4%，但用電量要高于地面灌48.6%。也就是說，在平原井灌區，噴灌工程節水、省工，但不省電。

②用藥量。噴灌工程田間地面濕度比畦灌區低，病蟲害發生機會相對減少，減少農藥用量3.2%，且防治效果比畦灌區還好。

③糧食產量。噴灌科學用水，提高了地溫，增強了肥效，具有明顯的增產效果。小麥增產3.26%，玉米增產4.97%，綜合增產4.2%。

④水分利用效率。噴灌工程按照作物不同生育階段需水和土壤保水能力給土壤補水，避免了畦灌經常出現的灌水量過大，土壤飽和產生的深層滲漏。試驗區冬小麥水分利用效率高達 2.15kg／m3。

（2）靜態經濟效益分析

根據試驗所獲得的用水、用工、用電量、農藥使用量、糧食產量以及設備投入等生產投入成本，對噴灌工程靜態凈效益進行比較。工程投入主要包括工程的材料費、施工安裝費、其他費用。根據半固定式噴灌工程決算，0.66 hm2共計總投資為3168元，每畝投資約320元。工程當年建設，當年完工，當年發揮效益。生產成本主要包括農藥、用水、用工、用電的投入以及必要的設備折舊、維修。根據2007年的水價、每個工的價格、電價和農藥的價格以及工程維修、折舊標準，核算噴灌工程的年運行費用112.4元，對比畦灌年運行費用95.5元。分析計算得到噴灌、畦灌的每年畝效益分別為1028.5元和999.9元，噴灌的畝凈效益為28.6元。

（3）動態經濟效益分析

經計算，經濟內部收益率（EIRR）為16.2%，大于基準值12%；經濟凈現值（ENPV）為 960 元 ／hm2；經濟效益費用比（EBCR）為 1.18，大于臨界值 1.0。綜合分析大田噴灌工程在經濟上有較好的收益，財務上可行，經濟上合理。

2.果園微噴試驗結果及經濟效益分析

（1）試驗結果分析

①用工、水電投入。果園采用微灌后，平均每畝年灌溉水量113m3，節水62.33%，省工32.62%，省電51.13%。

②用藥量。與畦灌相比，減少用藥量15.21%，且防治效果比畦灌區還好。

③果樹產量及品質。通過對試驗區各100個蘋果隨機抽樣測試，使用微灌工程的蘋果直徑平均比畦灌的蘋果直徑增大15.45%，平均單果重增加39～409 g， 單果最大重量 445～459 g。使用微灌工程的平均畝產2368 kg，增產11.07%，一級果占85%以上，是地面灌的1.5倍。

④水分利用效率。兩年平均水分利用效率由地面灌的7.10元／m3提高到微噴灌的 27.82元／m3，增幅達291.8%。

（2）靜態經濟效益分析

工程投入主要包括工程的材料費、施工安裝費、其他費用。根據微灌工程決算，0.12 hm2共計總投資1164元，每畝投資650元。工程當年完工，當年發揮效益。運行投入主要包括農藥、用水、用工、用電的投入以及設備折舊、維修等。根據2007年的水價、核算微灌工程的年運行費用為225.8元，對比畦灌年運行費用為214.2元。

分析計算得到微灌、對比畦灌的每年畝效益分別為2920.2元和l917.8元，微灌的畝凈效益為l002.4元。

（3）動態經濟效益分析

經計算，經濟內部收益率為50.7%，大于基準值12%；經濟凈現值為15795元／hm2；經濟效益費用比為2.45，大于臨界值1.0。綜合分析，果樹微灌工程經濟回報率高，在財務上可行，經濟合理。

3.大棚滴灌試驗結果及經濟效益分析

（1）試驗結果分析

①用工、水電投入。與傳統的地面畦灌相比，使用滴灌工程進行灌溉，年平均節水27.2%，省工35.9%，用電節省31.7%。

②蔬菜產量。滴灌工程與傳統地面灌相比，蔬菜增產17.1%。

③用藥量。與畦灌相比，減少用藥9.45%，且防治效果比畦灌還好。

④水分生產率。兩年平均灌溉水分生產率由27.7元／m3增加到43.92元 ／m3，增幅高達 58.56%。

⑤大棚棚溫。使用滴灌灌溉后的l～7天，棚溫比地面畦灌棚溫高2～3℃，可以使西紅柿提早上市。

⑥大棚地溫。灌溉以后，滴灌棚地溫在一星期之內平均要高1～2℃。由于地溫高，棚內作物光合作用顯著增強，作物生長速度、抗病蟲的能力隨之增強。

⑦大棚濕度。每次灌溉以后，滴灌棚的濕度要比地面灌棚低3%～4%，且持續的時間在10天左右，這將對蔬菜的生長和增產至關重要。

（2）靜態經濟效益分析

根據大棚滴灌工程投資決算，滴灌工程每畝1650元，工程當年完工，當年發揮效益。運行投入主要包括農藥、用水、用工、用電的投入以及設備維修、折舊等。滴灌工程年運行費用為366.4元，對比畦灌為171.1元。凈效益分析計算得到滴灌、畦灌的每年畝效益分別為18234元和15329元，滴灌的畝凈效益為2905.1元。

（3）動態經濟效益分析

經計算，經濟內部收益率高達138%，大于基準值12%十多倍；經濟凈現值更是高達85020元／hm2；經濟效益費用比為2.71，大于臨界值1.0。綜合分析，大棚滴灌工程收益高，財務上可行，經濟合理。

三、節水灌溉工程調查結果及經濟效益分析

1.調查情況

調查的噴灌、地面畦灌面積分別為 127.69 hm2、41.3 hm2。 其中平原區被調查的村莊為28個，被調查戶224個，噴灌、地面畦灌面積80.87 hm2、30.27hm2。丘陵區被調查的村莊為13個，農戶l04戶，噴灌、地面畦灌面積44.67hm2、8.6hm2。 山區被調查的村莊為9個，農戶64戶，噴灌、地面灌面積 2.15hm2、2.5hm2。

2.大田半固定噴灌調查結果及經濟效益分析

（1）調查結果分析

根據調查結果，利用效益分析指標，對噴灌工程從灌溉水量、用電量、用工量、糧食產量等4個方面進行分析。

①灌溉用水量。平原區冬小麥、夏玉米噴灌與地面灌相比，節水百分率分別為36.4%、43.3%，兩季平均節水百分率為38.3%；丘陵區節水百分率分別為57%、54%，兩季平均節水百分率為56.1%；山區節水百分率分別為51.6%、58.6%，兩季平均節水百分率為54.3%。

②用工量。無論在平原區還是在丘陵區、山區，噴灌工程省工顯著。平原區冬小麥、夏玉米噴灌節省用工率高達50%和56%，兩季平均節省用工率為53%；丘陵區節省用工率為47%；山區節省用工率高達44%。

③用電量。雖然平原區被調查戶普遍反映噴灌耗電量高，但通過對全市被調查村莊灌溉用電加權平均，省電率仍達14.9%。平原區冬小麥、夏玉米噴灌省電率為11%和9%，兩季平均省電率為10.6%；丘陵區省電率為15.8%和24.3%，兩季平均省電率為18.4%；山區省電率為25.9%和40.3%，兩季平均省電率為32%。

④糧食產量。從調查情況看，在噴灌與地面灌管理次數、作物品種基本相同的條件下，噴灌在山區、丘陵區增產顯著。丘陵區冬小麥、夏玉米噴灌增產率16%和19%，兩季平均增產17.8%；山區增產率為34%和24%，兩季平均增產28.4%；平原區增產率為9%和2%，兩季平均增產5.3%。

（2）靜態經濟效益分析

從生產投入分析，工程投入上平原地區每畝投資約320元左右，丘陵地區每畝投資360元左右，山區每畝投資400元左右；運行投入主要計算用水、用工、用電的投入，設備折舊、維修，核算兩種灌溉方式年費用。

與傳統的地面畦灌相比，噴灌工程經濟效益略好。扣除噴灌設備的管理、維修、折舊，在平原區、丘陵區、山區，農民每畝年可以分別多獲益60.5元、210元、292元。由此可見，噴灌工程在山區效益最高，丘陵區次之，平原區最小。

（3）動態經濟效益分析

通過對平原區、丘陵區、山區噴灌工程動態經濟效益分析，可以得出三者經濟內部收益率、經濟凈現值、經濟效益費用比分別為17.2%、19.8%、25.7%，56、63.1、85，1.21、1.55、2.03。可以看出，大田噴灌工程在山區效益最好，丘陵區次之，平原區相對差一些。

四、試驗與調查綜合分析

1.試驗成果與調查成果對比

①用水量、用工量基本一致，用電量雖有偏差但方向相同。試驗分析得到的灌溉水量、用工量、用電量與傳統灌溉比較得到的節水率、省工率、省電率分別為44.4%、33%、48.6%；調查分析得到的（平原區）節水率、省工率、省電率分別為38.3%、53%、10.6%。

②糧食產量基本一致，增產率基本相同。試驗得到的糧食畝產量（小麥、玉米）與傳統灌溉比較，小麥增產3.26%，玉米增產4.97%，綜合增產4.2%；調查分析得到的（平原區）小麥增產9%，玉米增產2%，綜合增產5.3%。

③水分利用效率差別較小。試驗得到2006、2007年的小麥水分利用效率與傳統灌溉相比，增長率為53.6%；調查分析（平原區）得到的增長率為38.9%。

2.試驗與調查經濟效益對比分析

對照靜態經濟效益、動態經濟效益分析，兩者主要年運行總投入、總產值、凈效益、內部收益率和經濟效益費用比等主要經濟指標中，試驗與調查的分析結果差別比較小，進一步驗證了噴灌工程的優越性和合理性。

節水灌溉工程給淄博市帶來巨大的經濟效益和社會效益。目前擁有的節水灌溉工程，每年可以為淄博市節水1.4億m3，增產糧食8.61萬t以上，節電 180余萬 kWh，省工 414萬余個，年經濟效益達到2.61億元。

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