燈塔灌區(qū)節(jié)水潛力與農(nóng)業(yè)水價承受能力分析

張建華

(燈塔市水利灌溉服務(wù)中心，遼寧 燈塔 111300)

水資源是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)性自然資源，未來相當長的時期內(nèi)仍需要通過節(jié)水來解決我國的缺水問題[1-3]。隨著水資源管理和國內(nèi)市場經(jīng)濟體制改革的不斷深化，從市場的角度如何提升全民節(jié)水意識、實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用逐漸引起學術(shù)界的廣泛關(guān)注。農(nóng)業(yè)水價改革是提高灌溉用水效率，加強水資源管理的根本途徑，張建國等提出要利用經(jīng)濟手段及科學技術(shù)用好水、管好水，管理在一定程度上決定了灌溉節(jié)水潛力[4]。在貫徹落實“三條紅線”和最嚴格水資源管理制度的背景下，以促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、實現(xiàn)地區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水為目標，燈塔市制定了適用于當?shù)氐霓r(nóng)業(yè)水價改革實施方案，并要求水價要考慮用戶承受力、水資源稀缺程度、供水成本等因素，在用戶承受能力強且水資源稀缺的地區(qū)逐步將農(nóng)業(yè)水價提高至完全成本水價。以色列等國外發(fā)達國家的農(nóng)業(yè)水價非常昂貴，對超過管理定額的實行懲罰性的2.0-3.5倍農(nóng)業(yè)水價，其灌溉水利用率超過80%，而國內(nèi)還不足50%[5-6]。我國大多數(shù)地區(qū)的現(xiàn)行水費遠遠低于成本水價，既不利于資源性缺水灌區(qū)的良性循環(huán)，也難以調(diào)動用水戶節(jié)水的積極性。

農(nóng)業(yè)灌溉水價的合理制定并非對成本價格的簡單核算，還要考慮農(nóng)民承受力、區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平以及水資源條件等因素的影響。農(nóng)業(yè)水價成本測算是加快形成農(nóng)業(yè)完全成本水價的第一步，后期執(zhí)行過程中既要提升農(nóng)民節(jié)水意識，又要不增加農(nóng)民負擔順應(yīng)新形勢發(fā)展要求，故研究重點是合理分析農(nóng)戶水價承受力。王建浩等提出農(nóng)民承受力主要取決于收入的高低，收入問題是農(nóng)民支付能力的關(guān)鍵影響因素；陳德柱等認為農(nóng)業(yè)灌溉水價核算，要設(shè)定最高的限度；葉得明等提出水費支付能力的基礎(chǔ)是農(nóng)業(yè)純收入中水價所占的比例；喬旭寧等指出要充分考慮用水戶的承受力，在該條件下加快完善水價形成機制[7-10]。水利部發(fā)展研究中心認為，我國農(nóng)業(yè)水費占產(chǎn)值比重的5%-15%、占凈收益比重的10%-20%、占農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本的20%-30%比較合理[11]。以博弈論和經(jīng)濟學相關(guān)理論為基礎(chǔ)，國內(nèi)部分學者運用博弈節(jié)水模型探究了不同水價下的節(jié)水效益，適當提高水價能夠激發(fā)用水戶節(jié)水主動性，迫使其主動節(jié)水[12-14]。本研究結(jié)合燈塔灌區(qū)完全水價成本測算值，運用水價-水量節(jié)水博弈模型和意愿調(diào)查法評估分析該灌區(qū)的節(jié)水潛力、用水戶灌溉水價承受力，以期為水權(quán)市場建設(shè)以及燈塔市農(nóng)業(yè)水價綜合改革提供科學依據(jù)。

1 灌區(qū)概況

1.1 基本情況

燈塔灌區(qū)地處遼寧省中部，總面積420km2，包括12個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，批復(fù)灌溉范圍2.6萬hm2，實灌面積2.05萬hm2，其中小麥1000hm2，水田1.65萬hm2，蔬菜大棚1333hm2，菜田1000hm2，其它經(jīng)濟作物667hm2。地勢西低東高，西部為北沙河、太子河沖積平原，東部丘陵起伏，境內(nèi)較大的河流有馬峰河、戈西河均屬北沙河支流。灌區(qū)內(nèi)多年平均降水量為741mm，蒸發(fā)量1367mm，年內(nèi)降雨量分布不均，其中7-8月降水量481.0mm。燈塔灌區(qū)屬于北溫帶大陸性氣候，四季分明，春夏秋多西南、東南風，冬季多西北風，平均氣溫7℃，無霜期160d，年日照時數(shù)2541h，平均凍土深度1.2m。

燈塔灌區(qū)位于太子河流域，渠首以上多年平均徑流量為22.85億m3，過境水量15.61為億m3，可利用量2.69億m3，75%年可供水量2.29億m3；灌區(qū)內(nèi)五條河流多年平均徑流量0.133億m3，總利用量0.1079億m3，75%年可利用量0.074億m3；1996年至1998年三年平均灌區(qū)回歸水量0.380億m3，實際利用量0.370億m3，地下水資源量0.676億m3，可開發(fā)淺層淡水量為0.386億m3，1996年至1998年實際開采量0.201億m3，灌區(qū)75%年需水量2.74億m3。

燈塔灌區(qū)有效灌溉面積2.17萬hm2，其中自流灌溉1.76萬hm2，揚水灌溉3400hm2，井灌667hm2。灌區(qū)內(nèi)種植作物以水稻為主，還有部分小麥、菜田、大棚蔬菜、果樹、葡萄、西瓜，其中只有大棚蔬菜用地下水灌溉，其余小麥、菜田、果樹、葡萄、西瓜用灌區(qū)內(nèi)徑流水灌溉，水稻用大庫水灌溉，由渠首引水通過總干渠進行灌溉。文章選擇燈塔灌區(qū)邵二臺鄉(xiāng)、西馬峰鄉(xiāng)、大河南鄉(xiāng)、燈塔鎮(zhèn)、西大窯鄉(xiāng)5個樣本區(qū)開展實地調(diào)研，并采用水價-水量節(jié)水博弈模型和意愿調(diào)查法評估分析該灌區(qū)的節(jié)水潛力、用水戶灌溉水價承受力。

1.2 數(shù)據(jù)來源

根據(jù)相關(guān)學者研究資料和灌區(qū)實地調(diào)研情況，采用意愿調(diào)查法收集家庭經(jīng)濟狀況、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程兩個準則層的數(shù)據(jù)。參與調(diào)查的指標有農(nóng)戶對水權(quán)水價改革的認知程度、水稻銷售價格及畝均產(chǎn)量、田塊與農(nóng)戶個人基本信息、水稻價格及品種、滴灌設(shè)施費、人工機械費、化肥農(nóng)藥費及灌溉水費等。在2020年5月-9月，不間斷收集全灌區(qū)各樣本點水稻的返青期、分蘗初、分蘗盛、分蘗末、撥節(jié)孕穗等生育階段數(shù)據(jù)[15]。本次發(fā)放問卷185份，收回有效問卷181份，其中邵二臺鄉(xiāng)36份，西馬峰鄉(xiāng)31份，大河南鄉(xiāng)40份，燈塔鎮(zhèn)46份，西大窯鄉(xiāng)28份。

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)業(yè)水價核算

實踐表明，科學合理的核算農(nóng)業(yè)水價是加快深化水價改革的重要依據(jù)。根據(jù)燈塔市農(nóng)業(yè)水價改革方案各灌區(qū)實行同一水價，即最終測算的水價就等于燈塔農(nóng)業(yè)水價。按照供水價格核算規(guī)范，利潤、稅金、供水生產(chǎn)成本與費用為水利工程供水價格構(gòu)成要素，農(nóng)業(yè)水價不計稅金與利潤，核算過程中遵循補償供水生產(chǎn)成本、費用的原則[16]。以2015-2020年最近5a的平均實際供水量核算農(nóng)業(yè)供水量，利用以下公式計算單方完全成本水價，即：

C=U/W

(1)

式中：W、U為年供水量，萬m3和水利工程供水成本，萬元；C為單位供水成本，元/m3。

考慮供水成本各項費用數(shù)據(jù)與灌區(qū)農(nóng)業(yè)供水實際情況，可以確定燈塔灌區(qū)的農(nóng)業(yè)供水總成本為11 535.75萬元，現(xiàn)有水利工程農(nóng)業(yè)供水量29762.0萬m3，利用公式(1)可以確定單方完全成本水價0.3876元/m3，灌區(qū)現(xiàn)執(zhí)行水價(0.25元/m3)僅有測算完全成本水價的65%。

2.2 農(nóng)戶水價承受力

為保障農(nóng)業(yè)水價改革的順利實施必須制定合理水價，制定水費及水價體制時必須考慮水的社會、環(huán)境、經(jīng)濟效益以及農(nóng)戶的經(jīng)濟承受力。水費支出水平綜合反映了節(jié)約用水、心理影響、物質(zhì)承受力等因素，一般用水費與用戶產(chǎn)值或?qū)嶋H收入的比值來衡量，即農(nóng)業(yè)水費占家庭總收入、凈收益、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本等各指標的比重。

結(jié)合灌區(qū)實地調(diào)研情況和農(nóng)業(yè)灌溉水費占各指標的比重構(gòu)建水費支出水平承受力模型，其數(shù)學表達式為：

R=PC/E

(2)

式中：P、C為供水價格(元/m3)和實際供水量(m3)；E、R為用戶實際收入(元)與水費支出水平，R就等于各指標中水費的比重[19]。

根據(jù)已確定的單方完全成本水價0.3876元/m3和灌區(qū)現(xiàn)執(zhí)行水價0.25元/m3，可以獲取提價系數(shù)d=0.3875/0.25=1.5504。借鑒文獻資料和表1中的調(diào)研數(shù)據(jù)，采用以上構(gòu)建的水費支出水平承受力模型計算灌區(qū)達到完全成本水價時各因素所占比重見圖1，在此基礎(chǔ)上深入分析灌區(qū)用水戶承受力水價，以此為基準獲取最高承受水價如圖2所示。

圖2 最高承受力水價

表1 各樣本點統(tǒng)計數(shù)據(jù) 元/hm2

圖1 完全成本水價時各因素比重

根據(jù)公式(2)分析燈塔灌區(qū)的實地調(diào)研數(shù)據(jù)，農(nóng)業(yè)畝均水費占家庭總收入的6.79%處于比較理想的狀態(tài)，占凈收益的12.06%處于合理范圍之內(nèi)，占農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本的15.56%低于下限20%。由圖1可以看出，將現(xiàn)行水價提高至0.3876元/m3時農(nóng)業(yè)水費占凈收益、家庭總收入、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本的比值均低于20%、15%、30%的合理范圍。圖2反映了水費占凈收益、家庭總收入、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本比例最大時，所對應(yīng)的水價為0.453元/m3、0.519元/m3、0.603元/m3，均明顯高于0.3876元/m3。總體而言，燈塔灌區(qū)現(xiàn)狀農(nóng)業(yè)水費占凈收益、家庭總收入、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本的比重處于偏低水平，農(nóng)業(yè)水費均未超出用水戶承受能力，特別是占農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本低于下限值，水價具有一定的上升空間，在不增大農(nóng)民負擔的條件下可以按3個中的最低價0.453元/m3作為最高承受力水價。

2.3 農(nóng)業(yè)水價節(jié)水潛力

文章以經(jīng)濟學分析工具—博弈論為手段，準確揭示節(jié)水效益與農(nóng)業(yè)灌溉水價間的關(guān)系。通過對比分析實地調(diào)研現(xiàn)狀灌溉水量與承受力水價、完全成本水價下的計算灌水量，進一步探究灌區(qū)的最大節(jié)水潛力。

1)水量-水價節(jié)水博弈模型。該模型應(yīng)符合以下假設(shè)：①最大承受力水價P2要大于完全成本水價P1；②在P1、P2條件下農(nóng)戶的用水量用I1、I2表示；③綜合考慮灌區(qū)灌溉模式，認為固定投資成本C在生產(chǎn)前后保持不變；④農(nóng)民收益U不會受水價提高的影響，即符合條件U1=U2=U3=U4，各種水價與水量組合并不改變農(nóng)民收益。以兩年平均值作為商品價格F。

首先，按照以上假設(shè)條件建立水量I、水價P和農(nóng)戶收益的關(guān)系矩陣，如表2所示。水價過低不利于用水戶主動節(jié)水，考慮研究目標、實地調(diào)研數(shù)據(jù)和假設(shè)條件計算P1、P1條件下的節(jié)水效益。實際上，按照運籌學相關(guān)知識該方程就是尋求節(jié)水量與水價間的最優(yōu)關(guān)系。設(shè)定理性人為農(nóng)戶，在提高水價的情況下會農(nóng)戶采取節(jié)水措施，并且在不改變農(nóng)戶收益的情況下，在承受力范圍內(nèi)逐步提高農(nóng)業(yè)水價，其表達式為：

表2 用水戶收益矩陣

U=FQ-C-PI

(3)

式中：F、Q為水稻銷售價格，元/kg與水稻產(chǎn)量，kg；P、I為水價，元/m3以及灌溉水量，m3/hm2；C、U為除水費以外的固定投資成本，元 及近兩年農(nóng)戶平均收益，元。

2)灌區(qū)節(jié)水潛力分析。以斗口出水量作為燈塔灌區(qū)現(xiàn)狀農(nóng)業(yè)供水方式，該供水方式下的出水量為0.336m3/s，每月按30d計，則一個斗口連續(xù)供水3個月的供水量達到261.27萬m3。農(nóng)田灌溉時水稻的出苗水、夏灌水、茬灌水取780m3/hm2、3518m3/hm2、470m3/hm2、則畝均凈灌水量達到4768m3/hm2，實況毛灌定額按灌溉水利用系數(shù)0.665計算時為7169.9m3/hm2。在不減少農(nóng)民收益的條件下，結(jié)合實地調(diào)研數(shù)據(jù)和利用公式(3)，計算承受力水價P2為0.453元/m3、完成成本水價0.3876元/m3兩種情況下，農(nóng)戶用水量I2為5488.30m3/hm2、I1為6024.74m3/hm2。

綜上所述，在不改變農(nóng)戶收益的情況下提高水價有利于促進節(jié)水。將農(nóng)業(yè)水價增加至完全成本水價時平均灌水量，相對于實際灌水量能夠節(jié)約1145.16m3/hm2，節(jié)約率達到15%；將農(nóng)業(yè)水價增加至承受力水價時平均灌水量，相對于實際灌水量能夠節(jié)約1681.6m3/hm2，節(jié)約率達到25%；在定額管控下的毛灌水量與完全成本水價下50%灌溉保證率的畝均用水量趨于一致。可見，現(xiàn)行水價并未充分調(diào)動農(nóng)民節(jié)水的主動性，完全成本水價下具有巨大的節(jié)水潛力。

3 結(jié) 論

1)文章結(jié)合燈塔灌區(qū)實際情況和燈塔市農(nóng)業(yè)水價改革實施方案，經(jīng)計算確定單方完全成本水價0.3876元/m3，灌區(qū)現(xiàn)執(zhí)行水價(0.25元/m3)僅有測算完全成本水價的65%。然后，從農(nóng)業(yè)水費占凈收益、家庭總收入、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本比重的角度構(gòu)建水費支出水平承受力模型，計算得到在不增大農(nóng)民負擔的條件下可以按最低價0.453元/m3作為最高承受力水價。現(xiàn)行水價低于承受力水價和完全成本水價，具有一定的農(nóng)業(yè)水價提升空間。

2)以博弈論為依據(jù)構(gòu)建水量-水價模型，在不損害農(nóng)民收益的情況下提升現(xiàn)行水價至完全成本水價，定額管控水量與灌溉水量均低于實際灌水量，節(jié)約率可以達到15%以上。

3)為了增強數(shù)據(jù)的大眾化程度剔除了個別貧困戶，對貧困用水戶建議執(zhí)行一戶一議政策，在提高水價后政府水管部門適當安排補助資金。文章結(jié)合實際情況和相關(guān)要求，對工程水價岸斗口計量點進行測算，該過程未統(tǒng)計末級渠系，應(yīng)加快完善終端計量設(shè)施和末級渠系建設(shè)，為更加全面系統(tǒng)的測算后續(xù)水價提供條件。在不斷深化農(nóng)業(yè)水價改革時，仍需進一步研究農(nóng)業(yè)節(jié)水獎勵與補償機制，為實現(xiàn)資源性缺水地區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展必須實時實地的建立市場化補償機制。