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        高原農(nóng)業(yè)高效節(jié)水減排工程規(guī)劃及經(jīng)濟分析

        2017-04-19 23:57:24阮明艷
        現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技 2017年5期
        關(guān)鍵詞:經(jīng)濟分析工程規(guī)劃

        阮明艷

        摘要 以云南中部高原特色林果藍莓高效節(jié)水減排工程項目為例,通過典型工程設(shè)計和總投資預(yù)算進行經(jīng)濟評價。結(jié)果表明:高原農(nóng)業(yè)高效節(jié)水減排工程一次投入高,但收益率較高,經(jīng)濟效益好,投資回收快,適宜在南方大面積推廣應(yīng)用。

        關(guān)鍵詞 高原農(nóng)業(yè);節(jié)水減排;工程規(guī)劃;經(jīng)濟分析

        中圖分類號 S277 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739(2017)05-0157-02

        隨著水利部全力推動?xùn)|北節(jié)水增糧、西北節(jié)水增效、華北節(jié)水壓采和南方節(jié)水減排等節(jié)水灌溉發(fā)展戰(zhàn)略部署,我國高效節(jié)水灌溉進入規(guī)?;l(fā)展的快車道。云南作為南方農(nóng)業(yè)高效節(jié)水減排改革先行先試省份,以節(jié)水促減排,以減排強保護,積極探索南方農(nóng)業(yè)高效節(jié)水減排改革的經(jīng)驗,本文以云南中部高原特色林果藍莓高效節(jié)水減排工程項目為例,通過典型設(shè)計和總投資預(yù)算進行效益分析和經(jīng)濟評價,旨在為農(nóng)業(yè)高效節(jié)水減排工程在南方的推廣應(yīng)用提供參考依據(jù)。

        1 工程概況

        1.1 項目區(qū)基本情況

        工程所在地為云南中部低緯高原,屬北亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),冬暖夏涼、四季如春,年平均氣溫15.6 ℃,年蒸發(fā)量1 600~1 700 mm,干濕季分明,年降水量930 mm,降雨在時間上分布極不均勻,雨季(5—10月)降水量占全年總降水量的85%以上。年日照時數(shù)2 000~2 200 h,干季(11月至次年4月)天氣晴朗、日照充足、氣溫高。工程建設(shè)地塊總面積90 hm2,土壤以黏土為主,種植作物為藍莓。

        1.2 工程規(guī)劃

        1.2.1 灌溉模式方案比選。從節(jié)約用水和最經(jīng)濟角度分析,當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有3種節(jié)水灌溉模式,即低壓管道灌溉、噴灌、微噴灌。低壓管道灌溉比噴灌、微灌節(jié)能且投資較低,但田間采用畦灌或溝灌,水利用系數(shù)比微灌低,特別是坡度較大的坡耕地,易造成水土流失,不適宜高原農(nóng)業(yè)。噴灌省水、省工、省地,但耗能較大,投資較高,蒸發(fā)損失大,且受風(fēng)和空氣濕度影響大,遇4級以上風(fēng)時,會使灌溉均勻性大大降低。結(jié)合藍莓生產(chǎn)要求實際情況,優(yōu)選微噴灌。

        微噴灌按作物需水要求適時適量灌水,僅濕潤根區(qū)附近的土壤,因而顯著減少了灌溉水損失,省工、省水、節(jié)能,水均勻度高,一般可達85%以上[1-2]。微噴灌便于水肥一體化技術(shù)的推廣,以實現(xiàn)自動控制,能適時適量地向作物根區(qū)供水供肥,為作物根系活動層土壤創(chuàng)造良好的水、熱、氣、養(yǎng)分環(huán)境,以實現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn),提高產(chǎn)品質(zhì)量。微噴灌采用壓力管道將水輸送到每株作物根部附近,可以在任何復(fù)雜的地形條件下有效工作,對土壤和地形的適應(yīng)性強。相比低壓管灌和噴灌,微噴灌灌水器容易堵塞,投資較高。

        1.2.2 工程設(shè)計。設(shè)計依據(jù)《微灌工程技術(shù)規(guī)范》(GB/T 50485—2009)、《農(nóng)田低壓管道輸水灌溉工程技術(shù)規(guī)范》(GB/T 20203—2006)、《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》(GB 50288—99)的規(guī)定。本次規(guī)劃現(xiàn)狀基準(zhǔn)年為2015年,現(xiàn)狀灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)為0.53,2026年設(shè)計水平年,隨著項目區(qū)管網(wǎng)全部配套完畢,高效節(jié)水農(nóng)業(yè)的推廣,水土保持等措施的實施,灌溉水利用系數(shù)提高到0.9[3]。

        設(shè)計灌水定額:m=mmax/η=0.001γzp(θmax-θmin)/η

        式中:m—設(shè)計灌水定額;mmax—最大凈灌水定額(mm);γ—土壤容重(g/cm3);黏土取值1.4 g/cm3;z—計劃濕潤土層深度,取值50 cm;p—土壤濕潤比(%),取值70%;適宜土壤含水量上下限(重量百分比)分別取值90%和70%,田間持水率取25%;θmax、θmin—適宜土壤含水率上下限(占干土重量的百分比),上限為90%×25%=22.5%,下限為70%×25%=17.5%;η—灌溉水利用系數(shù),微噴灌取90%。

        通過計算,mmax=24.5 mm,m=27.2 mm。根據(jù)藍莓灌片自然條件、水源條件、種植作物的生長特性及實際管理經(jīng)驗,確定藍莓在整個生育期內(nèi)灌水11次,具體灌水時間為旱季每月灌溉1~2次,單位面積灌水定額270 m3/hm2。

        設(shè)計灌水周期:T≤Tmax=■

        式中:T—灌水周期(d);Ea—作物最大耗水強度(mm/d)。藍莓綜合日耗水強度為3.5 mm。計算得T取7 d。

        灌溉設(shè)計流量:Q=■

        式中Q—系統(tǒng)灌溉設(shè)計流量(m3/h);A—項目區(qū)面積;td—每天運行時間,取20 h;計算得Q=291 m3/h。

        管徑計算:D=■

        式中:D—管道內(nèi)徑(mm);Qn—支管流量(m3/h);v—經(jīng)濟流速(m/s)。按規(guī)范規(guī)定,出水管道流速可取v=1.0~1.5 m/s。根據(jù)計算可選用的管徑范圍在90~355 mm,采用0.63~1.00 MPa PE管道,輸水主管、干管、分干管、支管均設(shè)于地下[4]。

        2 投資預(yù)算

        2.1 工程預(yù)算依據(jù)

        工程總概算組成、項目分劃、費用構(gòu)成及計算標(biāo)準(zhǔn)等執(zhí)行水利部水總〔2002〕116號文、云南省水利廳、云南省發(fā)展和改革委員會云水規(guī)計〔2005〕116號文和〔2013〕157號文。

        2.2 費用構(gòu)成

        工程主要建設(shè)水源工程和配套管理房1座,開挖回填土方23 560 m3,修筑閘閥井5座。安裝管道24.7 km,安裝射頻IC卡灌溉供水計量收費管理系統(tǒng)320套,總投資為431.43萬元,其中建安工程費用117.67萬元,設(shè)備與材料購置費292.68萬元,獨立費用21.06萬元。

        建筑工程包括取水點建設(shè)、閘閥井修筑,以及井房、管溝的開挖、回填等,費用小計75.84萬元;設(shè)備安裝工程包括水泵、過濾器、PE管、管件及控制測量設(shè)備及附件的安裝,費用小計322.56萬元;施工臨時費用按建筑和設(shè)備安裝工程的1%計取,共11.95萬元;獨立費用按照建安與臨時費用之和的0.5%~4.0%計取。

        3 工程效益分析及經(jīng)濟評價

        3.1 經(jīng)濟效益

        工程實施后,將徹底改變項目區(qū)灌溉條件,保灌面積顯著提高,作物產(chǎn)量和品質(zhì)明顯提高。按項目實施前后農(nóng)作物產(chǎn)量水平分析計算,藍莓實施高效節(jié)水后年增加產(chǎn)量108 t,增加經(jīng)濟效益總值410.4萬元。灌溉效益分?jǐn)傁禂?shù)扣除農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本,其值取0.3,則高效節(jié)水減排凈增效益123.12萬元,經(jīng)濟效益好。

        3.2 社會效益與生態(tài)效益

        工程項目的實施,夯實了農(nóng)業(yè)基礎(chǔ),提高了水資源的利用效率,凸顯了省水、省地、省工、增產(chǎn)、增收的效果,為當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整及群眾增收、農(nóng)民致富創(chuàng)造了條件,同時有利于促進當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟和項目區(qū)種植結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展,為經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整發(fā)揮示范和輻射帶動作用。高效節(jié)水減排技術(shù)實現(xiàn)了水肥同步,提高了水肥利用率,有效減少了農(nóng)業(yè)灌溉用水和化肥施用量,避免了溝灌開溝追肥因揮發(fā)、深層滲漏造成的肥料損失,減少了農(nóng)業(yè)面源對地下水的污染,促進了高原特色農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

        3.3 工程經(jīng)濟評價

        按照《水利建設(shè)項目經(jīng)濟評價規(guī)范》(SL72-94)進行國民經(jīng)濟評價。灌溉工程的經(jīng)濟適用年限為20年,工程年運行費用按項目總預(yù)算投資的5%計為21.57萬元,當(dāng)社會折現(xiàn)率為8%時,經(jīng)計算國民經(jīng)濟內(nèi)部收益率21.24%,大于8%;經(jīng)濟凈現(xiàn)值為523.71萬元,大于0;經(jīng)濟效益費用比1.24,大于1.0;投資回收期為6.41年。各項經(jīng)濟評價指標(biāo)均符合國家規(guī)定指標(biāo),說明該項目工程經(jīng)濟合理。

        4 參考文獻

        [1] 葉壽仁,吳志平,孫志,等.強化農(nóng)業(yè)節(jié)水管理 減少農(nóng)村面源污染:關(guān)于太湖流域農(nóng)業(yè)節(jié)水減排的調(diào)研報告[J].中國水利,2012(11):27-30.

        [2] 王洪亮,李玉起,王祖強.淺議南方地區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水減排面臨的問題及對策[J].人民珠江,2015(2):103-106.

        [3] 唐致遠,解桂英,李磊,等.南方地區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水減排試點研究[J].農(nóng)學(xué)學(xué)報,2015(5):62-66.

        [4] 翟航,盧文喜,鮑新華,等.北方缺水地區(qū)節(jié)水灌溉的動態(tài)規(guī)劃模型[J].東北水利水電,2006(12):53-55.

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