農業水權分配方法研究

潘少斌，劉路廣，董 葦，吳 瑕，張建濤，王麗紅，朱 梅，劉訓宏

（1.湖北省水利水電科學研究院，武漢 430070；2.湖北省節約用水研究中心，武漢 430070；3.湖北水利水電職業技術學院，武漢 430070）

0 引 言

當前我國農業灌溉用水方式還比較粗放，節水潛力較大，實施農業水權分配確權是農業水價綜合改革和農業水權轉讓的基礎[1-4]，對促進農戶采用節水灌溉技術、提高農戶節水意識、促進產業結構調整影響顯著[5,6]。

根據現有的研究成果，適用于農業水權分配的模式主要有以下幾種：一是灌溉面積分配模式，以用水戶所轄灌溉面積占水資源轄區總灌溉面積的權重來分配水量[7]，該模式的局限性在于未考慮不同作物灌溉用水需求的差異；二是灌溉需水量分配模式，根據用水戶需水量占總需水量的權重來分配水量[8,9]，該模式的局限性在于現狀種植結構不一定是最合理和公平的；三是現狀分配模式，以近一段考察期內的用水量的加權平均值為標準，在認可用水戶用水現狀的基礎上進行水權的分配，該模式難以體現現有用水的效率與公平兼顧原則，也加大潛在競爭者進入市場的障礙，阻礙了產業結構的優化完善；四是綜合分析方法，采用成熟的數學統計方法進行初始水權的分配，主要包括層次分析法、模糊優選法等[10-13]，實施的關鍵在于權重等系數的確定，而權重等系數的大小則取決于各方的談判能力和決策者偏好。

以上分配方法難以解決農業水權分配過程中存在的以下問題：一是農業灌溉需水量受降雨、蒸發等氣象因素影響較大，農業水權分配如何考慮氣象因素的影響；二是計量設施作為農業水權分配落地的硬件基礎，農業水權分配如何與計量設施計量級別相匹配。基于現狀及存在的問題，本研究選擇湖北省引丹灌區李樓鎮為例，開展農業水權分配方法研究。

1 研究區介紹

研究區為2018年度引丹灌區農業水價綜合改革試點項目區，該項目區位于老河口市李樓鎮，涉及李樓鎮李樓、傅家堤、黃龍廟等21 個村。項目區主要種植作物為中稻、玉米和小麥，其中小麥種植面積為3 524 hm2，中稻種植面積為1 487 hm2（含蝦稻共作面積244 hm2），玉米種植面積為2 037 hm2，主要采用中稻-小麥和玉米-小麥輪種方式。

項目區主要通過引丹三干渠向唐溝水庫、新黑龍溝水庫、楊山一庫、楊山二庫等水庫補水，再從水庫引水灌溉。根據水利普查成果，結合實地調研，項目區內部水庫作為引丹灌區結瓜水庫，庫容和匯流面積小，僅起一定的調蓄作用，歷年充庫水量與出庫水量基本相當，項目區實際灌溉水源為引丹三干渠。因此，本次研究項目區水權及水權分配均指項目區及不同用水戶可從引丹三干渠取水的水資源使用權。

2 項目區農業總水權確定

由于最嚴格水資源管理制度中老河口用水總量紅線指標并未劃分到行業、鄉鎮及水源，引丹灌區的取水許可也僅僅是全灌區的總量，對于本研究確定項目區用水總量控制指標指導意義不強，因此，本研究農業總水權確定采用現狀分配模式，根據引丹三干渠向項目區歷史供水量確定用水總量控制指標。

（1）引丹三干渠向項目區實際供水統計。本研究共收集了1979-2018年（缺1992、2010、2012 和2013年）共36年引丹三干渠向項目區供水資料。年供水量與年降雨量關系見圖1。據統計，引丹三干渠向項目區多年平均供水量為1 490 萬m3。由圖1可知，供水量呈現出先增加，后減少的變化趨勢，這與灌溉面積、作物類型、灌溉用水效率、氣象等因素有關。供水量與降雨量呈現一定負相關，降雨量大，供水量相對減少，但供水量與降雨相關關系并不明顯。

圖1 引丹三干渠向李樓鎮年供水量與年降雨量

（2）供水量與降雨量、干旱指數關系分析。將引丹三干渠向項目區年供水量與降雨量、干旱指數（水面蒸發與降雨量比值）進行相關關系分析。年供水量與年降雨量、主要灌溉作物水稻生育期降雨量、年干旱指數、水稻生育期干旱指數的關系分別見圖2～圖5。由圖2～圖5可知，引丹三干渠年供水量與年降雨量、水稻生育期降雨量呈現負相關；引丹三干渠年供水量與年干旱指數、水稻生育期干旱指數呈現正相關。但總體上，年供水量與降雨量、干旱指數相關性并不顯著，主要原因是供水量不僅受降雨、蒸發等氣象因素影響，也受項目區作物種植結構（特別是水稻種植面積）、灌溉面積、灌溉用水效率、管理水平等因素的影響。

圖2 年供水量與年降雨量關系

圖3 年供水量與水稻生育期降雨量關系

圖4 年供水量與年干旱指數關系

圖5 年供水量與水稻生育期干旱指數關系

（3）近10年供水量與降雨量、干旱指數關系。為了更好地反映種植結構、灌溉工程現狀，對近10年供水量與降雨量、干旱指數相關性進行對比分析。引丹三干渠向項目區近10年供水與降雨量關系見圖6；引丹三干渠向項目區近10年供水與干旱指數關系見圖7。由圖6和圖7可知，引丹三干渠近10年供水量與年降雨量成負相關，與年干旱指數呈正相關，相關性有了顯著提高。其中，引丹三干渠近10年供水量與年干旱指數的相關性更好。根據近10年供水量與年降雨量或年干旱指數的相關性，近10年供水量在一定程度上反映了現狀灌溉面積、灌溉工程及用水效率條件下的供水量。

圖6 近10年供水與年降雨量關系

圖7 近10年供水與年干旱指數關系

（4）供水量理論推導值。由于近10年供水量系列較短，為反映多年供水水平，根據近10年供水量與年降雨量、年干旱指數的關系，推求了多年（1973-2005年、2010年、2012年、2013年）的供水量，其他年份（2006-2009年、2011年、2014-2018年）采用實測值。由于2019年項目區作物種植結構發生了重大變化，244.4 hm2水田改為蝦稻共作，由于項目區缺乏蝦稻共作用水量實測資料，且蝦稻種植年限較短，本研究根據劉路廣等提出的蝦稻共作灌溉定額確定方法[14]，計算得到項目區在現狀蝦稻共作種植條件下1973-2018年逐年灌溉需水量，其多年平均灌水量將增加422 萬m3。將通過降雨量或干旱指數推求的供水量與蝦稻共作增加的供水量相加，得到了反映現狀灌溉工程及種植結構等條件下供水水平，稱為“供水量理論推導值”。供水量理論推導值與年降雨量、年干旱指數的相關關系分別見圖8和圖9。根據年降雨量推導供水量，多年均值為1 510萬m3；根據干旱指數推導供水量，多年均值為1 519 萬m3。

圖8 供水量理論推導值與年降雨量關系

圖9 供水量理論推導值與年干旱指數關系

（5）項目區農業水權。項目區農業用水總量指標，即項目區農業水權，受氣象等客觀因素影響顯著，因此采用動態控制指標，即提出項目區農業動態總水權。項目區農業用水總量指標基本值（也稱“項目區農業基本水權”）采用多年平均值；實際每年項目區農業用水總量指標（也稱“項目區農業動態水權”）采用動態值；項目區最大農業水權取85%灌溉保證率的水權（或85%降雨頻率對應的水權）。

由于本項目區干旱指數與供水量相關性更好，因此，項目區農業水權根據年干旱指數推求的供水量理論推導值確定，項目區農業基本水權取供水量理論推導值多年均值1 519 萬m3；項目區農業動態水權根據年降雨量或年干旱指數推求，項目區最大農業水權為1 708 萬m3。若項目區具有年干旱指數指標觀測資料，則建議采用干旱指數模型，具體計算模型如下：

降雨模型：

干旱指數模型：

式中：W 為項目區農業動態水權，萬m3；P為項目區年降雨量，mm；α為項目區年干旱指數，年水面蒸發量與年降雨量比值。

3 項目區農業水權分配

項目區農業水權分配應與計量設施配套建設情況相適應，根據計量設施配套情況逐級分解。目前項目區農業用水計量到村，因此，現階段項目區農業水權分配確權到村。村級農業水權同樣也采用農業動態水權，村級農業基本水權采用項目區農業基本水權進行分配。

3.1 農業水權分配方法

項目區農業水權分配首先采用灌溉面積分配模式和灌溉需水量分配模式進行分配。灌溉面積分配模式更多考慮了公平性，即相同灌溉面積應該享有相同的水權，但忽視了不同作物對水資源需求不同。灌溉需水量分配模式是基于現狀種植結構進行水量分配，考慮了不同作物需水量的不同，但現狀種植結構不一定是最合理和公平的。

綜合考慮灌溉面積分配模式和灌溉需水量分配模式優缺點，本研究提出混合分配模式，將灌溉面積分配模式和灌溉需水量分配模式分配的水權進行算術平均，確定最終的項目區村級農業基本水權。

3.2 項目區村級農業基本水權分配

（1）灌溉面積分配模式。由于項目區主要灌溉作物為水稻，旱作物灌溉較少，因此選擇水稻種植面積近似為實際灌溉面積進行分配，具體分配成果見圖10。

（2）灌溉需水量分配模式。由于項目區各用水戶供水量實測資料缺乏，本研究通過理論計算獲取用水戶長系列需水量。基于現狀種植結構，對不同村莊灌溉需水量進行計算[15]，按照灌溉需水量分配模式，對項目區農業基本水權進行分配，具體分配成果見圖10。

（3）混合分配模式。采用混合分配模式，將基于灌溉面積分配模式和灌溉需水量分配模式的分配成果進行算術平均得到了項目區最終村級農業基本水權分配成果，具體見圖10。

圖10 項目區村級農業基本水權分配

3.3 項目區村級農業動態水權

項目區村級農業水權采用動態水權。村級農業動態水權根據村級農業基本水權、年降雨量或年干旱指數進行推求。有年干旱指數觀測資料時，建議采用村級農業基本水權和年干旱指數進行推求。村級農業動態水權計算模型如下：

降雨模型：

干旱指數模型：

式中：W村為村級農業動態水權，萬m3；W基本為村級農業基本水權，萬m3。

4 結論和建議

本文結合農業灌溉用水受氣象因素影響較大的特點，提出農業水權應采用動態水權，并提出了農業動態水權計算方法。結合項目區降雨、蒸發、種植結構、歷史供水等資料，計算得到了項目區農業基本水權為1 519 萬m3，提出了基于降雨或干旱指數的農業動態水權計算模型。結合項目區農業用水計量到村的現狀，提出農業水權分配確權到村，綜合考慮灌溉面積分配模式和灌溉需水量分配模式的優缺點，提出了混合分配模式，并確定了村級農業基本水權和農業動態水權。本文的研究成果可為其他區域確定和分配農業水權提供借鑒。建議如下：

（1）隨著工程建設的不斷完善、管理水平的不斷提升、種植結構的不斷優化，農業用水效率、灌溉面積、作物的灌溉定額都在不斷變化，因此建議定期修訂農業水權。

（2）目前，在灌溉工程建設中，計量設施普遍配套不到位，不利于農業水權制度落實，因此需不斷完善計量設施配套、合理設置計量點，為農業水權的分配、管理乃至轉讓交易夯實基礎。