微潤灌技術在荒山綠化工程中應用的經濟分析

陳建CHEN Jian；陸鵬飛LU Peng-fei；杜紅磊DU Hong-lei

（①江蘇建筑職業技術學院建筑設備與市政工程學院，徐州 221116；②沂沭泗局駱馬湖水利管理局，宿遷 223800）

（①School of Construction Equipment and Municipal Engineering，Jiangsu Jianzhu Institute，Xuzhou 221116，China；②Yishusi Bureau Luoma Lake Water Conservancy Bureau，Suqian 223800，China）

0 引言

徐州市綠化荒山工程面大量廣，且綠化區域多為丘陵地帶，表層土壤貧瘠。目前農林業生產中普遍使用噴、滴灌方法，會導致工程投資成過高，水資源消耗量過大問題。因此，迫切需要找到一種適宜的灌溉技術，以創造出更大的經濟和生態效益。新型微潤灌溉技術是遼寧省水科院在2006年研發的成果。微潤灌溉技術較好地克服以上問題，特別適用于設施農業和荒山綠化灌溉。

1 微潤灌溉的原理

新型微潤灌溉系統依靠吸力式微潤灌水器上特殊材質的導水芯的毛細浸潤作用，用微量水，以緩慢釋放的方式，24h 不停地供水，使土壤濕潤，植物受到灌溉的一種新型地下灌溉新技術。在水壓較低的條件下，向作物根部土體導水，以滿足作物生長需求。

微潤灌溉的灌水器有兩種，一種是管狀的，稱微潤管；一種是袋狀的，稱為“微型水庫”。微潤管是一具有雙層結構的軟管，內層是高分子半透膜，外層是保護性透水材料。半透膜上有大量微孔，孔的數量約為10 萬個/cm，孔徑尺度為10nm-900nm，微潤管內充滿水后埋在土壤中，管內水分將在土壤水勢的驅動下，穿越管壁向土壤遷移，使植物得到灌溉，最后在土壤中形成一個以微潤灌溉管為軸心的，沿壟的長度方向伸展的圓柱形潤濕體，如圖1 所示[3]。

荒山治理是則是利用微潤灌溉技術中的“微型水庫”為荒山樹木進行灌溉。微型水庫是用高分子半透膜材料制成的袋狀結構。微型水庫亦為雙層結構設計，同微潤管一樣，依靠膜內外的勢差能驅動，使內部的水分向外遷移，進而達到灌溉目的，避免了大面積棵間裸地水分蒸發損失[1-3]。

圖1 微潤管示意圖

2 微潤灌溉應用經濟分析

2.1 微潤灌溉應用情況綜述 到2009年，微潤灌溉工程技術作為遼寧省年度央財農業科技推廣示范項目，被大量應用于高效農業、林業、城市節水綠化，在山丘地、荒漠化和鹽堿地治理中，此項技術優勢更為明顯?？偨Y微潤灌溉技術應用以來的主要成果，在節能和節水方面體現出較強的優勢，特別適用于丘陵荒山區域治理，適應性強，使用壽命長。除此之外，主要有以下幾個方面優點。

①灌溉均勻且易清除堵塞。能為植物提供連續、充分的灌溉，極端節水，解決了農業灌溉用水嚴重浪費的問題。在農作物得到充分灌溉的前提下，比國際最先進、應用最廣泛的滴灌技術還節水60%-80%，是農田、園林、城市綠地、畜牧業草場、建筑屋頂等綠化最佳的灌溉方式。②節約水資源和電能。與傳統系統不同，微潤灌溉系統不含水泵、電機、配電柜等機電設備，系統結構簡化，造價降低30-40%；系統運行不消耗電能和機械能，比滴灌節能95%以上，是荒漠化地區實施自動灌溉、恢復植被的有效技術手段。③節省管理費用。系統安裝方便、控制簡單、自動運行，不用專業人員定時定點操作控制，便于管理，不僅節省人工，降低了使用難度，也減少了人工費用。

2.2 常用節水灌溉技術的經濟分析與比較

2.2.1 評價指標及計算方法 應從工程經濟角度，分析不同節水灌溉技術的確定性指標（如總效益現值、益本比、投資回收年限、內部收益率等指標）及不確定性指標（盈虧平衡點），以確定經濟效益的高低，方便決策者做出選擇。

①確定性分析。

式中：BN—折算到基準年（投資第1年）的凈效益現值，（元）；B總—折算到基準年的總效益現值，（元）；C總—折算到基準年的年運行費用現值；K總—折算到基準年的總投資。

考慮經濟計算期n，社會折現率i，按年均收益（B年）和年運行管理費（C年），則（1）式變為：

財務內部收益率（IRR）的計算，先令BN=0，將IRR 代入計算式（2），，經求解可得IRR。

②不確定性分析。

不確定性分析重點在于找出技術方案盈利點的產量，即開始盈利時，項目或方案的最低產出量，原始計算式為

式中，CF—固定成本總額；P—產品單價；Cu—單位產品變動成本；Q—產量；B—凈收入或產品銷售凈收入；C—總成本。令B-C=0，則盈利點的產量。考慮到節水灌溉技術方案不生產具體的商品，且主要經濟指標均為年效益指標，所以在計算時令BN=0，則式（2）變形為，求解出n0，作為返本時間（即返本產量）。不同節水灌溉技術達到盈虧平衡點的時間不相同，n0值越小，表示對應的灌水技術方案不確性越小，盈利穩定性越高。

2.2.2 分析結果 本文選取徐州市荒山坡地果蔬種植試驗田資料，分別使用噴灌、滴灌、微潤灌三種節水灌溉技術，分析經濟計算期取15a，社會折現率取8%，確定性指標計算結果見表1。

表1 常用灌溉技術增產經濟效益分析表

由表1 計算數據來看，三種節水灌溉技術增產效益差別較大，微潤灌技術單位投入產出回報率最高，益本比達到1.6，工程投資雖然最大，但其凈效益高于噴、滴灌技術。在財務內部收益率上，微潤灌略低于滴灌，高于噴灌。此外，利用不確性指標來分析，微潤灌技術的盈平衡點指標，小于噴灌，略低于滴灌技術，分析結果與確定性指標分析情況相吻合，也就是說目前在徐州區綠化荒山工程中使用微潤灌溉技術盈利水平最高，技術方案盈利穩定性較高。

綜合來看，目前噴、滴灌是應用比較成熟的技術，而微潤灌尚處于試驗推廣階段，隨著微潤灌技術應用量加大，工程成本必然會有所降低，其各方面的優勢將充分發揮出來。微潤灌溉技術效益高，工程維養護成本低，投資回收期短，比噴、滴灌技術更適用于徐州的荒山治理。

3 應用前景展望

微潤灌溉技術在理論上提出了水量供給和控制的新的理念，在實踐中實現了地下供水，連續灌溉，操作簡單，運行成本較低，更易于為灌水工作人員認可和接受，為荒山綠化治理提供了一種有效的技術手段和有力的技術支撐。該項技術的推廣與應用，會帶來廣泛的經濟、社會和生態效益，在類似徐州半濕潤半干旱地區的荒山治理工程中將有廣闊的應用前景。

[1]中國深圳微潤灌溉技術有限公司.微潤地下灌溉[R].深圳：中國深圳微潤灌溉技術有限公司，2013.

[2]朱艷.高效設施農業灌溉模式研究[R].徐州：徐州水利科學研究所，2012.

[3]何玉琴，成自勇，張芮等.不同微潤灌溉處理對玉米生長和產量的影響[J].華南農業大學學報，2012（4）：567-569.

[4]張丹.新型微潤灌溉系統在遼西地區的推廣與應用[J].水利科技與經濟報，2013（5）：83-85.