张 罡，孙 军

（山东省淄博市水利勘测设计院，255020，淄博）

近年，山东省淄博市大力发展节水农业，被水利部确定为国家节水农业示范市和节水型社会示范市。为进一步优化灌溉模式，使适宜本土的灌溉形式得到有效长久的利用，用两年时间通过试验和调查的方法，对淄博市大田喷灌、大棚蔬菜滴灌、果树微灌（以下简称“三灌”）等三种有代表性的节水灌溉工程的节水量、节能量、增产效益、省工等单项直接效益进行分析、评价，为优化灌溉模式、提高种植效率提供决策依据和重要的信息。

一、试验与调查设计

1.试验设计

以淄博市典型的大田喷灌、果树微灌、蔬菜滴灌工程为试验对象，各设1处灌溉试验点。三处灌溉试验点设计为一般灌溉试验点，采用直接对比试验法。大田喷灌试验区位于淄博市中部的张店区傅家镇南家村，试验面积0.66 hm2；蔬菜滴灌试验区位于具有“中国西红柿之乡”称号的皇城镇，面积0.057 hm2；果树微灌试验区位于临淄区凤凰镇东召西村果园，面积0.12hm2。试验时间为2005年8月至2007年10月。主要观测项目包括灌水运行记录，管理运行记录和试验效果记录等。

2.调查设计

截至2007年年底，全市已发展“三灌”工程的村庄为525个，总面积4.2万 hm2，其中大田喷灌 3.73万hm2、蔬菜滴灌 0.17万 hm2、果树微灌0.3万hm2。“三灌”工程的面积已占全市14.87万 hm2有效灌溉面积的 l／4以上。本次调查采用抽样调查方式进行，调查研究的主体为淄博市已发展“三灌”工程的525个村以及4.2万hm2工程。调查抽样采用分层抽样的方法，样本总数定为50，约占总体的10%，共计400户作为被调查对象。调查工作于2008年11月12日开始，22日结束。以大田喷灌工程为主要内容，粮食作物以冬小麦和夏玉米为调查对象，调查大田喷灌工程使用年限都在4年以上，起止年限分别为2004年和2007年。

二、节水灌溉工程试验结果及经济效益分析

本次试验历时两年，实际测试天数为496天。根据试验设计，对两季冬小麦、夏玉米，两年果树和两年蔬菜的生长全过程进行了测试。

1.大田喷灌试验结果及经济效益分析

（1）试验结果分析

①用工、水电投入。与传统的地面畦灌相比，使用喷灌工程进行灌溉，可节水44.4%，但用电量要高于地面灌48.6%。也就是说，在平原井灌区，喷灌工程节水、省工，但不省电。

②用药量。喷灌工程田间地面湿度比畦灌区低，病虫害发生机会相对减少，减少农药用量3.2%，且防治效果比畦灌区还好。

③粮食产量。喷灌科学用水，提高了地温，增强了肥效，具有明显的增产效果。小麦增产3.26%，玉米增产4.97%，综合增产4.2%。

④水分利用效率。喷灌工程按照作物不同生育阶段需水和土壤保水能力给土壤补水，避免了畦灌经常出现的灌水量过大，土壤饱和产生的深层渗漏。试验区冬小麦水分利用效率高达 2.15kg／m3。

（2）静态经济效益分析

根据试验所获得的用水、用工、用电量、农药使用量、粮食产量以及设备投入等生产投入成本，对喷灌工程静态净效益进行比较。工程投入主要包括工程的材料费、施工安装费、其他费用。根据半固定式喷灌工程决算，0.66 hm2共计总投资为3168元，每亩投资约320元。工程当年建设，当年完工，当年发挥效益。生产成本主要包括农药、用水、用工、用电的投入以及必要的设备折旧、维修。根据2007年的水价、每个工的价格、电价和农药的价格以及工程维修、折旧标准，核算喷灌工程的年运行费用112.4元，对比畦灌年运行费用95.5元。分析计算得到喷灌、畦灌的每年亩效益分别为1028.5元和999.9元，喷灌的亩净效益为28.6元。

（3）动态经济效益分析

经计算，经济内部收益率（EIRR）为16.2%，大于基准值12%；经济净现值（ENPV）为 960 元 ／hm2；经济效益费用比（EBCR）为 1.18，大于临界值 1.0。综合分析大田喷灌工程在经济上有较好的收益，财务上可行，经济上合理。

2.果园微喷试验结果及经济效益分析

（1）试验结果分析

①用工、水电投入。果园采用微灌后，平均每亩年灌溉水量113m3，节水62.33%，省工32.62%，省电51.13%。

②用药量。与畦灌相比，减少用药量15.21%，且防治效果比畦灌区还好。

③果树产量及品质。通过对试验区各100个苹果随机抽样测试，使用微灌工程的苹果直径平均比畦灌的苹果直径增大15.45%，平均单果重增加39～409 g， 单果最大重量 445～459 g。使用微灌工程的平均亩产2368 kg，增产11.07%，一级果占85%以上，是地面灌的1.5倍。

④水分利用效率。两年平均水分利用效率由地面灌的7.10元／m3提高到微喷灌的 27.82元／m3，增幅达291.8%。

（2）静态经济效益分析

工程投入主要包括工程的材料费、施工安装费、其他费用。根据微灌工程决算，0.12 hm2共计总投资1164元，每亩投资650元。工程当年完工，当年发挥效益。运行投入主要包括农药、用水、用工、用电的投入以及设备折旧、维修等。根据2007年的水价、核算微灌工程的年运行费用为225.8元，对比畦灌年运行费用为214.2元。

分析计算得到微灌、对比畦灌的每年亩效益分别为2920.2元和l917.8元，微灌的亩净效益为l002.4元。

（3）动态经济效益分析

经计算，经济内部收益率为50.7%，大于基准值12%；经济净现值为15795元／hm2；经济效益费用比为2.45，大于临界值1.0。综合分析，果树微灌工程经济回报率高，在财务上可行，经济合理。

3.大棚滴灌试验结果及经济效益分析

（1）试验结果分析

①用工、水电投入。与传统的地面畦灌相比，使用滴灌工程进行灌溉，年平均节水27.2%，省工35.9%，用电节省31.7%。

②蔬菜产量。滴灌工程与传统地面灌相比，蔬菜增产17.1%。

③用药量。与畦灌相比，减少用药9.45%，且防治效果比畦灌还好。

④水分生产率。两年平均灌溉水分生产率由27.7元／m3增加到43.92元 ／m3，增幅高达 58.56%。

⑤大棚棚温。使用滴灌灌溉后的l～7天，棚温比地面畦灌棚温高2～3℃，可以使西红柿提早上市。

⑥大棚地温。灌溉以后，滴灌棚地温在一星期之内平均要高1～2℃。由于地温高，棚内作物光合作用显著增强，作物生长速度、抗病虫的能力随之增强。

⑦大棚湿度。每次灌溉以后，滴灌棚的湿度要比地面灌棚低3%～4%，且持续的时间在10天左右，这将对蔬菜的生长和增产至关重要。

（2）静态经济效益分析

根据大棚滴灌工程投资决算，滴灌工程每亩1650元，工程当年完工，当年发挥效益。运行投入主要包括农药、用水、用工、用电的投入以及设备维修、折旧等。滴灌工程年运行费用为366.4元，对比畦灌为171.1元。净效益分析计算得到滴灌、畦灌的每年亩效益分别为18234元和15329元，滴灌的亩净效益为2905.1元。

（3）动态经济效益分析

经计算，经济内部收益率高达138%，大于基准值12%十多倍；经济净现值更是高达85020元／hm2；经济效益费用比为2.71，大于临界值1.0。综合分析，大棚滴灌工程收益高，财务上可行，经济合理。

三、节水灌溉工程调查结果及经济效益分析

1.调查情况

调查的喷灌、地面畦灌面积分别为 127.69 hm2、41.3 hm2。 其中平原区被调查的村庄为28个，被调查户224个，喷灌、地面畦灌面积80.87 hm2、30.27hm2。丘陵区被调查的村庄为13个，农户l04户，喷灌、地面畦灌面积44.67hm2、8.6hm2。 山区被调查的村庄为9个，农户64户，喷灌、地面灌面积 2.15hm2、2.5hm2。

2.大田半固定喷灌调查结果及经济效益分析

（1）调查结果分析

根据调查结果，利用效益分析指标，对喷灌工程从灌溉水量、用电量、用工量、粮食产量等4个方面进行分析。

①灌溉用水量。平原区冬小麦、夏玉米喷灌与地面灌相比，节水百分率分别为36.4%、43.3%，两季平均节水百分率为38.3%；丘陵区节水百分率分别为57%、54%，两季平均节水百分率为56.1%；山区节水百分率分别为51.6%、58.6%，两季平均节水百分率为54.3%。

②用工量。无论在平原区还是在丘陵区、山区，喷灌工程省工显著。平原区冬小麦、夏玉米喷灌节省用工率高达50%和56%，两季平均节省用工率为53%；丘陵区节省用工率为47%；山区节省用工率高达44%。

③用电量。虽然平原区被调查户普遍反映喷灌耗电量高，但通过对全市被调查村庄灌溉用电加权平均，省电率仍达14.9%。平原区冬小麦、夏玉米喷灌省电率为11%和9%，两季平均省电率为10.6%；丘陵区省电率为15.8%和24.3%，两季平均省电率为18.4%；山区省电率为25.9%和40.3%，两季平均省电率为32%。

④粮食产量。从调查情况看，在喷灌与地面灌管理次数、作物品种基本相同的条件下，喷灌在山区、丘陵区增产显著。丘陵区冬小麦、夏玉米喷灌增产率16%和19%，两季平均增产17.8%；山区增产率为34%和24%，两季平均增产28.4%；平原区增产率为9%和2%，两季平均增产5.3%。

（2）静态经济效益分析

从生产投入分析，工程投入上平原地区每亩投资约320元左右，丘陵地区每亩投资360元左右，山区每亩投资400元左右；运行投入主要计算用水、用工、用电的投入，设备折旧、维修，核算两种灌溉方式年费用。

与传统的地面畦灌相比，喷灌工程经济效益略好。扣除喷灌设备的管理、维修、折旧，在平原区、丘陵区、山区，农民每亩年可以分别多获益60.5元、210元、292元。由此可见，喷灌工程在山区效益最高，丘陵区次之，平原区最小。

（3）动态经济效益分析

通过对平原区、丘陵区、山区喷灌工程动态经济效益分析，可以得出三者经济内部收益率、经济净现值、经济效益费用比分别为17.2%、19.8%、25.7%，56、63.1、85，1.21、1.55、2.03。可以看出，大田喷灌工程在山区效益最好，丘陵区次之，平原区相对差一些。

四、试验与调查综合分析

1.试验成果与调查成果对比

①用水量、用工量基本一致，用电量虽有偏差但方向相同。试验分析得到的灌溉水量、用工量、用电量与传统灌溉比较得到的节水率、省工率、省电率分别为44.4%、33%、48.6%；调查分析得到的（平原区）节水率、省工率、省电率分别为38.3%、53%、10.6%。

②粮食产量基本一致，增产率基本相同。试验得到的粮食亩产量（小麦、玉米）与传统灌溉比较，小麦增产3.26%，玉米增产4.97%，综合增产4.2%；调查分析得到的（平原区）小麦增产9%，玉米增产2%，综合增产5.3%。

③水分利用效率差别较小。试验得到2006、2007年的小麦水分利用效率与传统灌溉相比，增长率为53.6%；调查分析（平原区）得到的增长率为38.9%。

2.试验与调查经济效益对比分析

对照静态经济效益、动态经济效益分析，两者主要年运行总投入、总产值、净效益、内部收益率和经济效益费用比等主要经济指标中，试验与调查的分析结果差别比较小，进一步验证了喷灌工程的优越性和合理性。

节水灌溉工程给淄博市带来巨大的经济效益和社会效益。目前拥有的节水灌溉工程，每年可以为淄博市节水1.4亿m3，增产粮食8.61万t以上，节电 180余万 kWh，省工 414万余个，年经济效益达到2.61亿元。

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