位 帥,張 云,方群生
(1. 中山市水庫水電工程管理中心,廣東 中山 528400;2. 廣東河海工程咨詢有限公司,廣東 廣州 510610;3. 中山大學(xué) 地理科學(xué)與規(guī)劃學(xué)院,廣東 廣州 510275)
我國是農(nóng)業(yè)大國,也是水資源嚴(yán)重短缺的國家,農(nóng)業(yè)用水占用水總量的60%以上。長(zhǎng)期以來,農(nóng)業(yè)用水監(jiān)管力度不足以及粗放的用水方式,給水資源的節(jié)約和保護(hù)帶來極大困難[1]。農(nóng)業(yè)灌溉用水效率低下且用水量大,有限的水資源已無法滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的用水需求,區(qū)域之間爭(zhēng)水、行業(yè)之間爭(zhēng)水等一系列問題,已成為亟需解決的社會(huì)問題[2,3]。當(dāng)前,在開展農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革的大背景下,如何合理確定農(nóng)業(yè)初始水權(quán),已受到專家學(xué)者的廣泛關(guān)注。顧沁揚(yáng)通過對(duì)縣域農(nóng)業(yè)初始水權(quán)分配方法探究,指出當(dāng)前縣域農(nóng)業(yè)初始水權(quán)分配主要以水利工程的供水能力和灌溉定額確定農(nóng)業(yè)水權(quán)兩種方式[4]。王亮結(jié)合河南省農(nóng)業(yè)用水特點(diǎn),對(duì)農(nóng)業(yè)水價(jià)形成機(jī)制及綜合改革模式進(jìn)行了研究,并對(duì)井灌區(qū)和渠灌區(qū)兩種典型區(qū)農(nóng)業(yè)初始水權(quán)進(jìn)行了核定[5]。管新建等采用基尼系數(shù)法構(gòu)建了灌區(qū)農(nóng)戶間農(nóng)業(yè)初始水權(quán)分配模型,并以河套灌區(qū)烏蘭布和灌域-沈?yàn)醺汕系闹笨谇翗I(yè)隊(duì)進(jìn)行實(shí)例分析,研究農(nóng)業(yè)節(jié)水驅(qū)動(dòng)下農(nóng)戶間農(nóng)業(yè)初始水權(quán)分配問題[6]。尹慶民和劉思思指出農(nóng)業(yè)灌溉面積分配模式是流域的農(nóng)業(yè)初始水權(quán)分配的重要模式[7]?,F(xiàn)有的水權(quán)初始分配主要以建立模型為主,如可持續(xù)發(fā)展水權(quán)分配模型、模糊綜合決策理論和層次分析法相結(jié)合的模型、多層次多目標(biāo)模糊優(yōu)選模型、基于滿意度決策理論方法、綜合法配置模型、隨機(jī)相關(guān)機(jī)會(huì)多目標(biāo)規(guī)劃模型、宏觀微觀水權(quán)配置模型、拍賣模型等,以上方法模型主要用于經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展指標(biāo)變化較為規(guī)律的城市綜合初始水權(quán)分配。因農(nóng)業(yè)受土地性質(zhì)限制,農(nóng)田面積和種植結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定,不適用傳統(tǒng)的模型方法。而定額法可根據(jù)不同種植結(jié)構(gòu)和種植面積,較為精準(zhǔn)的計(jì)算分析,相較于傳統(tǒng)的模型方法計(jì)算結(jié)果較為可信。
我國農(nóng)業(yè)取水水源以天然河涌、水庫和人工水井為主,取水方式主要為渠道引水和水泵提水,取水時(shí)間取決于農(nóng)作物生長(zhǎng)對(duì)水資源的不同需求,同時(shí)受天氣變化影響較大。珠江三角洲位于廣東省中南部,水系主要由西、北江思賢滘以下、東江石龍以下的網(wǎng)河水系和注入三角洲的其他河流組成[8]??v橫交錯(cuò)的河流水系受潮汐影響,決定了流域內(nèi)農(nóng)業(yè)灌溉多以“潮排潮灌”為主,獨(dú)特的灌溉方式給用水計(jì)量造成極大困難。中山市作為珠江三角洲重要城市之一,河流水系較為發(fā)達(dá),但經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對(duì)河涌水質(zhì)也造成了污染破壞,部分兼?zhèn)涔喔裙δ艿暮佑克|(zhì)已無法滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)水質(zhì)的要求,開展農(nóng)業(yè)初始水權(quán)分配,顯得尤為重要。本文通過不同農(nóng)作物的灌溉用水定額和面積確定農(nóng)業(yè)水權(quán)的方式,對(duì)中山市24個(gè)鎮(zhèn)(區(qū))農(nóng)業(yè)初始水權(quán)進(jìn)行分配,對(duì)改善現(xiàn)有農(nóng)業(yè)用水狀態(tài),開展農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革,提升農(nóng)業(yè)水資源利用效率具有重要意義,同時(shí)可為珠江三角洲河網(wǎng)城市農(nóng)業(yè)初始水權(quán)分配提供一定參考。
中山市位于廣東省中南部,面積為1 800.14 km2,其中平原占68%,丘陵山地占25%,河流占7%,海岸線長(zhǎng)為26 km,海域面積為176 km2。地理坐標(biāo)為東經(jīng)113°09′~114°46′、北緯22°11′12″~23°46′35″。中山市屬亞熱帶季風(fēng)氣候,雨量充沛,多年平均降水量為1 710.3 mm,但降雨時(shí)空分布不均。
中山市境內(nèi)主要河流有東北部的北江水系洪奇瀝水道,中部的東海水道、西部的西江干流,還有黃圃水道、桂洲水道、平洲瀝、黃沙瀝、岐江河共1 041條(段)河涌,形成縱橫交錯(cuò)的河網(wǎng)地帶,水系情況見圖1所示。
圖1 中山市水系示意
中山市地處珠江三角洲網(wǎng)河區(qū)下游,地勢(shì)低洼,潮灌潮排,農(nóng)業(yè)灌溉水源以圍外水道過境水為主,水量充沛,且一般可自流進(jìn)入田間,個(gè)別鎮(zhèn)(區(qū))枯水期圍外水道水位較低時(shí)需要通過供水泵站提水,另有少量水庫作為冬季枯水期或秋冬季咸潮影響期的備用水源。經(jīng)統(tǒng)計(jì),中山市國有骨干農(nóng)業(yè)供水工程有水庫9座,水閘188座,引水河涌527條(段),供水泵站8座。
農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)和有效灌溉面積是農(nóng)業(yè)初始水權(quán)分配的基礎(chǔ),通過中山市24個(gè)鎮(zhèn)(區(qū))自然村級(jí)、行政村級(jí)和鎮(zhèn)(區(qū))級(jí)三級(jí)自下而上的方式對(duì)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)規(guī)模開展調(diào)查分析。由調(diào)查結(jié)果可知,中山市農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)主要由種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)組成。種植業(yè)分糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物兩類,糧食作物分水稻、番薯、玉米、大豆和其他旱糧5個(gè)小類。經(jīng)濟(jì)作物分水果、花生、蔬菜、花卉、其他經(jīng)濟(jì)作物5個(gè)小類。其中,水果又分為香蕉、荔枝、龍眼、柑桔橙和其他水果5個(gè)細(xì)類;花卉又分為綠化苗木、欣賞植物和其他花卉3個(gè)細(xì)類。種植業(yè)主要調(diào)查內(nèi)容為每個(gè)種類的種植面積和有效灌溉面積。有效灌溉面積是指有一定水源,地塊比較平整,灌溉工程或設(shè)備已經(jīng)配套,在一般年景下當(dāng)年能夠進(jìn)行正常灌溉的耕地面積。根據(jù)全市24個(gè)鎮(zhèn)(區(qū))調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),2019年,中山市總種植面積為265 634畝,其中糧食作物21 226畝,占總種植面積的7.99%;經(jīng)濟(jì)作物244 408畝,比重為92.01%。糧食作物以水稻為主,比重為56.36%;經(jīng)濟(jì)作物以花卉為主,比重為53.40%??傆行Ч喔让娣e為251 514畝,占總種植面積的比重為94.68%。
中山市養(yǎng)殖業(yè)主要以水產(chǎn)養(yǎng)殖為主,畜禽養(yǎng)殖較少,本次農(nóng)業(yè)初始水權(quán)分配不考慮畜禽養(yǎng)殖用水。中山市水產(chǎn)養(yǎng)殖主要分為魚塘養(yǎng)殖和蝦塘養(yǎng)殖,魚塘養(yǎng)殖以四大家魚為主。2019年,中山市總水產(chǎn)養(yǎng)殖面積為295 790畝,其中魚塘223 889畝,蝦塘71 901畝。2019年,中山市總灌溉面積(包括農(nóng)田有效灌溉面積和水產(chǎn)養(yǎng)殖面積)為547 304畝,灌溉面積最大的鎮(zhèn)(區(qū))是民眾鎮(zhèn),為85 331畝,其次是坦洲鎮(zhèn)、橫欄鎮(zhèn)、黃圃鎮(zhèn)、港口鎮(zhèn)和南朗鎮(zhèn),以上6個(gè)鎮(zhèn)占全市灌溉面積的56.79%。中山市總灌溉面積情況見表1,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模分布和有效灌溉面積分別見圖2和圖3。
表1 中山市灌溉面積調(diào)查數(shù)據(jù)匯總
圖2 中山市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模分布示意
圖3 中山市農(nóng)田有效灌溉面積分布示意
按照地形地貌及蓄引提灌溉用水方式的不同,將廣東省農(nóng)業(yè)用水定額分為6類區(qū)域,分別為粵西雷州半島臺(tái)地蓄井灌溉用水定額分區(qū)、粵西沿海丘陵平原蓄引灌溉用水定額分區(qū)、粵北和粵西北山區(qū)丘陵引蓄灌溉用水定額分區(qū)、粵中珠江三角洲平原蓄引提灌溉用水定額分區(qū)、粵東和粵東北丘陵山區(qū)蓄引灌溉用水定額分區(qū)和粵東沿海潮汕平原蓄引灌溉用水定額分區(qū)。其中,中山與廣州、深圳、珠海、佛山、東莞和江門同屬粵中珠江三角洲平原蓄引提灌溉用水定額分區(qū),分區(qū)范圍見表2。
表2 農(nóng)業(yè)用水定額分區(qū)
根據(jù)《廣東省用水定額》(DB44/T 1461—2014),結(jié)合中山市農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)和農(nóng)業(yè)用水實(shí)際,確定正常降水年份下的農(nóng)業(yè)灌溉用水定額。中山市糧食作物中,水稻分為早稻和晚稻,按照一年兩熟確定灌溉用水定額為746 m3/(畝·a);番薯按一年五熟確定灌溉用水定額為1 060 m3/(畝·a);玉米按一年三熟確定灌溉用水定額為405 m3/(畝·a);大豆和其他旱糧(主要為芋頭、粉葛等)按一年兩熟灌溉用水定額為308 m3/(畝·a)。經(jīng)濟(jì)作物水果類中的香蕉、荔枝、龍眼、柑桔橙、菠蘿和其他水果灌溉用水定額分別取值為415 m3/(畝·a)、247 m3/(畝·a)、335 m3/(畝·a)、346 m3/(畝·a)、312 m3/(畝·a)和170 m3/(畝·a);花生按照一年兩熟取灌溉用水定額值378 m3/(畝·a);中山市蔬菜種植葉菜類偏多,瓜果類其次,綜合取值1 284 m3/(畝·a);花卉中的綠化苗木、欣賞植物、其他花卉分別參考《廣東省用水定額》(DB44/T 1461—2014)中的觀賞苗木、園藝樹木、花卉類,分別取灌溉用水定額值386 m3/(畝·a)、663 m3/(畝·a)和500 m3/(畝·a)。中山市水產(chǎn)養(yǎng)殖中魚塘養(yǎng)殖用水定額取值1 000 m3/(畝·a);蝦塘用水定額取值3 000 m3/(畝·a)。中山市農(nóng)業(yè)用水定額取值詳見表3。
表3 中山市農(nóng)業(yè)用水定額取值 m3/(畝·a)
依據(jù)2019年中山市農(nóng)田有效灌溉面積、水產(chǎn)養(yǎng)殖面積和畜禽養(yǎng)殖數(shù)量等調(diào)查成果數(shù)據(jù),采用定額法計(jì)算得到農(nóng)業(yè)凈需水量。
中山市地處低洼地區(qū),河道縱橫貫穿,水資源豐富,農(nóng)田高程多低于外江水位高程,地下水位高,土壤過濕,田間滲漏水損失幾乎為零。根據(jù)《中山市農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算分析報(bào)告》,中山市田間水利用系數(shù)為0.940 0,末級(jí)渠系水利用系數(shù)為0.964 7,農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)為0.847 4。將農(nóng)業(yè)凈需水量除以農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù),得到農(nóng)業(yè)毛需水量。中山市農(nóng)業(yè)毛需水量為68 257.22萬m3/a,其中,種植業(yè)16 381.73萬m3/a,養(yǎng)殖業(yè)51 875.50億m3/a。種植業(yè)中糧食作物1 564.70萬m3/a,經(jīng)濟(jì)作物14 817.02萬m3/a。各鎮(zhèn)(區(qū))農(nóng)業(yè)毛需水量排名前三的依次是民眾鎮(zhèn)、南朗鎮(zhèn)和坦洲鎮(zhèn),毛需水量分別是8 593.08萬m3/a、8 010.43萬m3/a、6 661.52萬m3/a,占中山市農(nóng)業(yè)毛需水量的比重分別為12.59%、11.74%、9.76%。中山市各鎮(zhèn)(區(qū))農(nóng)業(yè)毛需水量計(jì)算成果見表4。
表4 中山市農(nóng)業(yè)毛需水量計(jì)算結(jié)果匯總 萬m3/a
中山市農(nóng)業(yè)用水由蓄水工程和引水工程供應(yīng),且以引水工程為主,蓄水工程作為備用水源。中山市引水工程主要是聯(lián)圍干堤上的引潮灌溉水閘,因河網(wǎng)地區(qū)水閘主要功能為防洪擋潮,故在宗數(shù)和寬度上都遠(yuǎn)超過農(nóng)業(yè)灌溉引水工程的實(shí)際需求,且過閘流量根據(jù)圍內(nèi)排澇要求設(shè)計(jì),亦遠(yuǎn)大于圍內(nèi)用水需求。
中山市多年平均入境水資源量為2 663億m3,是當(dāng)?shù)禺a(chǎn)水量的146倍,農(nóng)業(yè)用水水源水量充沛,主要河道型水源地現(xiàn)狀水質(zhì)基本滿足農(nóng)業(yè)用水對(duì)水質(zhì)的要求。但近年來部分河涌水質(zhì)破壞嚴(yán)重,對(duì)農(nóng)業(yè)灌溉造成一定影響。同時(shí),枯水期磨刀門水道、橫門水道受咸潮影響,部分地區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉需啟用備用水庫水源。
區(qū)域可供水量結(jié)合灌溉用水定額和灌溉面積等農(nóng)業(yè)用水現(xiàn)狀,確定農(nóng)業(yè)用水控制總量,明確農(nóng)業(yè)初始水權(quán)。農(nóng)業(yè)水權(quán)初始分配直接采用需水量計(jì)算結(jié)果,分配總量為68 257.22萬m3/a,具體分配方案見圖4所示。農(nóng)業(yè)初始水權(quán)的分配受農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)規(guī)模影響較大,民眾鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)初始水權(quán)最大,為8 593.08萬m3/a,其次為南朗鎮(zhèn),8 010.43萬m3/a,兩個(gè)鎮(zhèn)區(qū)占比為24.32%。石岐區(qū)、東區(qū)、西區(qū)和南區(qū)屬中山市主城區(qū),為經(jīng)濟(jì)、政治、文化聚集地,火炬區(qū)為國家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū),五桂山為自然生態(tài)保護(hù)區(qū),農(nóng)業(yè)面積較少且農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)多為需水量較少的經(jīng)濟(jì)作物,農(nóng)業(yè)初始水權(quán)分配較少。近年來,中山市雖未進(jìn)行農(nóng)業(yè)初始水權(quán)分配,但農(nóng)業(yè)用水一直作為最嚴(yán)格水資源管理制度考核的一個(gè)重要方面。此前,農(nóng)業(yè)用水多以估算、以電折水等方式測(cè)算,本次農(nóng)業(yè)初始水權(quán)的分配結(jié)果基本和往年農(nóng)業(yè)用水測(cè)算結(jié)果一致,對(duì)于下一步開展水權(quán)交易,促進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)水具有較高的可行性和實(shí)操性。
圖4 中山市各鎮(zhèn)區(qū)農(nóng)業(yè)初始水權(quán)分配示意
農(nóng)業(yè)初始水權(quán)的合理分配對(duì)提高農(nóng)業(yè)水資源利用效率,促進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)水具有重要意義。本文通過對(duì)珠江三角洲河網(wǎng)區(qū)水系特點(diǎn)和灌溉方式分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合中山市農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)規(guī)模,采用灌溉定額法和面積法對(duì)中山市24個(gè)鎮(zhèn)(區(qū))的農(nóng)業(yè)初始水權(quán)進(jìn)行了分配。具體結(jié)論如下:
1) 珠江三角洲河網(wǎng)區(qū)水系發(fā)達(dá),農(nóng)業(yè)灌溉以“潮排潮灌”為主,農(nóng)業(yè)用水計(jì)量難且用水缺少監(jiān)管,用水效率普遍不高。中山市作為珠江三角洲河網(wǎng)區(qū)重要城市,充沛的水源給農(nóng)業(yè)用水提供了充足的水量保障,但受經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展影響,河涌水質(zhì)破壞嚴(yán)重,水質(zhì)性缺水將成為未來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨的主要困境。
2) 中山市農(nóng)業(yè)初始水權(quán)分配量主要受農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)規(guī)模影響,農(nóng)業(yè)規(guī)模較大且結(jié)構(gòu)多為需水量大的農(nóng)作物地區(qū)初始水權(quán)分配較大,農(nóng)業(yè)規(guī)模相對(duì)較小且結(jié)構(gòu)多為需水量小的農(nóng)作物地區(qū)初始水權(quán)分配較小。
3) 為有效提高農(nóng)業(yè)用水效率,農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)應(yīng)逐步向需水量較小的經(jīng)濟(jì)作物轉(zhuǎn)移。同時(shí),探索水權(quán)交易和農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革,以經(jīng)濟(jì)作為杠桿對(duì)農(nóng)業(yè)節(jié)水也具有一定的促進(jìn)作用。