高效節水灌溉一體化管理水平及效率的實證分析

中圖分類號：S273 文獻標志碼：A 文章編號：1001-4330（2025）02-0510-11

0 引言

【研究意義】建立一體化管理體系可對不同體系管理過程優化整合，對各主體之間進行相互補充完善，以此提高管理效率[1]，其中水資源的一體化管理是對整個管理過程中涉及的各個主體和各個要素之間建立協調有效的運行機制2，建立一體化水資源管理可以評估當地的水資源、用水情況及水管理者[3-4]，利于建立完善相關管理制度，加強機構之間的相互作用[5-6]。新疆是干旱區，通過實施“總量控制，定額管理”用水管理辦法，對加快推動新疆高效節水灌溉一體化管理發展有實際意義。【前人研究進展】目前針對關于高效節水灌溉管理方面的研究較少，迫切需要構建科學完善的農業水利灌溉管理體系[7]。針對農業灌溉管理主要體現在提高農業用水管理效率方面[8-9]。提高農業灌溉用水管理效率，可以選取隨機前沿生產函數或數據包絡法進行測算，并采用Tobit模型或者線性非效率模型分析影響因素[10-12]。關于測算農業水利和農業用水管理效率時，資本、勞動、土地、機械、化肥、農藥、農膜、農業用水為普遍投入變量，并且大多數研究選擇農業生產總值作為產出變量[13]。關于農田水利管理效率和農業用水效率影響因素研究，借鑒已有的文獻，在指標選擇方面多數研究從水資源稟賦、種植結構、供需水結構、經濟因素、灌溉技術、灌溉水費以及管理水平分析[14-15]。【本研究切入點】多數研究在節水管理時，主要是從供水單位、用水戶的角度等進行考慮，對各主體之間相互影響相互作用鮮有研究，未深入挖掘高效節水灌溉管理者、供水者和用水者之間的關系。【擬解決的關鍵問題】定量研究高效節水灌溉一體化管理水平及效率，運用實證研究分析高效節水灌溉一體化管理水平與效率之間的關聯以及影響程度。

一 材料與方法

1.1材料

1. 1.1 研究區概況

新疆沙雅縣總面積 ，屬大陸性暖溫帶干旱氣候。全縣總人口 人，其中農業人口 人，占總人口比重約為 7 6 % 。沙雅縣主要種植作物為棉花、玉米和小麥等作物，該縣主要采取的節水灌溉類型為滴灌。全縣累計平整土地 ，節水灌溉面積占總耕地面積約為 5 8 % ，灌溉水利用系數由2017年的0.490提高到現在的0.680。

1. 1. 2 高效節水灌溉一體化管理運行機制

高效節水灌溉一體化運行機制中主要包括管理者、供水者和用水者三個主體，并且三個主體分別擔任不同的角色，其中水權和水價是連接三者的重要管理機制，主要體現在分配水權、農業用水和收取水費等方面。圖1，圖2

管理者制定用水總量控制方案，并分解到鄉、村，執行定額管理。

供水者主要是水管站等管理機構，主要職責是管理農業灌溉用水，包括合理調配水資源、傳達當年水費收取標準、核算農戶用水量、收繳水費、檢修灌溉設施等[16]。沙雅縣引導用水戶參與灌溉管理，農戶用水之前，供水者為用水戶制定配水計劃，保證均有充足的用水量。其中沙雅縣為健全基層用水管理體系，由水管站審核通知農民用水合作社，并按資金核定，返末級渠系維護費，用于工資發放和工程運行管護。

用水者主要是農戶和新型經營主體，是農業高效節水灌溉的終端用戶，其更多關注的是產出和收益。用水戶進行取水權確認，按照取水許可制度，從水管部門獲取取水許可證，與農民用水合作社簽訂田間灌溉服務協議，農田灌溉用水的水費是由農民用水協會向用水者征收后上繳到水管站，用水者在用水的同時需要按照規定及時繳納水費。沙雅縣形成了“合作社 + 農民”、“企業 + 農民”家庭農場和社會化運行管理模式。

1.1. 3 調研數據

所用數據及相關信息參考沙雅縣 2 0 2 0 ～ 2021年統計年鑒、國民經濟和社會發展統計公報、實地調研獲取。實地調研主要于2022年7月和2023年8月對沙雅縣渭干河灌區（包括英買力鎮、央塔克協海爾鄉、紅旗鎮、海樓鄉、努爾巴克鎮、托依堡鎮、古勒巴格鎮）進行數據獲取。

1.2 方法

1.2.1 高效節水灌溉一體化管理水平模型構建

1. 2. 1.1 指標體系構建

構建一個符合沙雅縣實際情況、相對客觀、覆蓋范圍盡可能全面、比較科學的評價指標體系，反映沙雅縣高效節水灌溉一體化管理水平的實際情況[17]剖析管理者、供水者和用水者一體化運行機制，并參考現有的研究成果[18-20]，建立一套符合本研究的高效節水灌溉一體化管理水平測算指標體系，共選取12個指標。表1

1. 2. 1. 2 協調度模型

協調度模型一般用于分析協調過程中各事物間的協調程度及協調發展水平，通過量化和分析協調過程中各個要素，了解協調情況，做出相應的調整和改進[2I]，因此需要定量高效節水灌溉一體化發展水平，其核心是測算管理者、供水者和用水者三個子系統的協調發展水平，通過構建指標體系，并利用協調度模型進行分析[22]

（1）數據標準化及權重

正向指標的處理公式如式：

逆向指標的處理公式如式：

式（1）（2）中， 為標準化數據， 為原始數據， 為各個指標的最大值，（20 為各個指標的最小值。

求出各個原始指標的相關系數矩陣， 為矩陣第 i 行第 j 列的相關系數。

為第 j 個指標所包含的信息量

式（4）中， 為各個指標的標準差。 越大，表示該指標越重要，第 j 個指標的權重為：

（2）綜合評價指數

綜合評價指數用來量化管理者、供水者和用水者三者的發展質量，

式（6）（7）（8）中， 表示第 i 年管理者、供水者和用水者的綜合指數，該指數越高說明各主體的發展質量越好， 為各子系統第 j 項指標權重， 為各子系統第 i 年第 j 項指標的標準化數值。

（3）耦合度

式（9）中， D 為耦合度， 0 ? D ? 1 ，表示管理者、供水者和用水者三者的密切關系程度， D 值越大，三者之間依賴關系越強。

（4）協調度

協調度可以說明高效節水灌溉管理機制整體的協調水平。

式（10）（11）中， N 為協調度， 0 ? N ? 1 5 D 為耦合度； G 為綜合評價指數 表示管理者、供水者和用水者的綜合指數； α ， β ， γ 為系數，反映其重要程度;由于三者在整個一體化系統中缺一不可，設定管理者、供水者和用水者同等重要，故 α = β = γ = 1 / 3 借鑒相關研究對協調度做以下分類[23]。表2

1.2.2 隨機前沿生產函數模型

管理效率是指農業灌溉管理活動中投入和產出的比例關系，可以采用技術效率體現管理效率。目前測算技術效率使用的方法包括兩類：第一大類是數據包絡分析法（DEA），第二大類是隨機前沿分析法（SFA）[24]。其中隨機前沿分析法考慮了隨機誤差的存在對結果造成的影響，而數據包絡法則不需要對誤差項進行建模。結合沙雅縣實際情況，采用隨機前沿生產函數模型進行計算，構建模型為：

式（12）中， 為產出因素， 為投入因素， β 為待估參數， 為隨機沖擊項 為技術無效率項。

其中投入因素 為高效節水灌溉工程資金投入（包括實施高效節水灌溉的土地平整、渠系、計量設施等資金投人） 為勞動力人數（指鄉村人口中能夠參加生產經營活動的人員） 為農業機械投入（包括耕作、播種和收獲），其中產出因素為 農業生產總值（以各農產品產量和市場價計算）。

計算沙雅縣7個鄉鎮的一體化管理效率。

式（14）和（15）中，引入 技術無效率， 表示技術無效率項對產出的影響，是由 δ （ t ） 和 組成， 是技術效率隨時間變化的特點， η 是待估計的時變系數，反應技術效率變化率的大小。

式（16）中， γ 表示分析模型誤差項的數量結構， γ 越趨近于1，越說明采用隨機前沿生產函數模型進行估計就越合適。

1. 2.3 Tobit模型

因為測算的一體化管理效率介于0至1之間，屬于截斷數據類型。如果使用最小二乘法（OLS）進行估計，非線性項會被納入擾動項中，導致估計結果不一致[25]。選用Tobit回歸模型利用最大似然法對參數進行估計，回歸函數為：

式（17）中， X 為自變量， Y 為因變量 為截距， β 為未知參數 ε 為擾動項。 Y 表示沙雅縣7個鄉鎮的高效節水灌溉一體化管理效率值， X 表示5個影響一體化管理效率的因素，主要從管理水平、供水結構、用水結構、水價政策和經濟因素5個方面進行自變量選取，其中管理水平利用高效節水灌溉一體化管理水平（ ）體現、供水結構選用指標用地表水占比（ ）、用水結構選用指標農業用水占比（ ）、水價政策選用單位面積灌溉水費（ ）體現、經濟因素選取農民人均收入（ ）體現。

1.3 數據處理

運用Frontier4.1和Stata軟件，進行高效節水灌溉一體化管理效率統計分析。

2 結果與分析

2.1 高效節水灌溉一體化管理水平

研究表明，管理者系統的綜合指數為0.513，其中英買力鎮、央塔克協海爾鄉、努爾巴格鎮均低于均值，該縣水資源使用以農業用水為主，其中努爾巴格鎮較其他鄉鎮滴灌面積范圍小，用水總量少，因此關于用水補貼及相關補助費用也較少。供水者系統的綜合指數為0.495，其中紅旗鎮、海樓鄉、托依堡勒迪鎮均低于均值，3個鄉鎮的滴灌設備故障較多，設備老化，灌溉條件較差尤其是托依堡勒迪鎮水資源使用超出限額，農業用水需求大，水費收取高。用水者系統的綜合指數為0.561，其中英買力鎮和央塔克協海爾鄉低于均值。

沙雅縣管理者-供水者-用水者系統中用水者綜合指數結果最佳，其次是管理者系統，最后是供水者系統。沙雅縣管理者-供水者-用水者系統內部存在較強耦合關系。表3～4

沙雅縣總體屬于基本協調類，僅有古勒巴格鎮屬于優質協調。對沙雅縣高效節水灌溉一體化管理水平進行測度，其中鄉鎮的耦合度均值為0.942，而協調度均值為0.700，耦合度與協調度之間存在較大差異，管理者、供水者和用水者3個子系統之間的相互作用強，但各子系統之間不能很好的協同工作，容易出現沖突和問題，其中協調度值并未達到預期效果，各主體之間相互配合工作仍需改進。表5

2.2 高效節水灌溉一體化管理效率

研究表明，根據系數和 檢驗值，沙雅縣高效節水灌溉工程資金投人對農業生產總值有顯著正向影響，其彈性系數為2.628，農業機械投入對農業生產總值有顯著正向影響，其彈性系數為0.981，而沙雅縣各個鄉鎮的勞動力人數對農業生產總值的呈顯著負向影響，其彈性系數為-2.623，符合經濟學原理，其中高效節水灌溉工程資金投入選取指標中系數最大，其對農業生產總值具有重要的影響，其次是勞動力人數、農業機械投入。表6

由于 表示技術無效率的方差項在 1 % 的顯著性水平上顯著，沙雅縣存在一體化管理效率低下的問題， γ = 0 . 9 9 9 趨近于1并通過顯著性檢驗，實際生產與前沿生產的差距主要因為技術非效率[26] 為技術非效率項，通過顯著性檢驗，代表生產點距離生產前沿面的距離，模型的擬合度良好。因此可以采用該模型估計沙雅縣7個鄉鎮的一體化管理效率估計值。

沙雅縣高效節水灌溉一體化管理效率均值為0.910，其中努爾巴格鎮效率值為0.998，是其中效率值最高，塔克協海爾鄉效率值為0.768，是其中效率值最低，表7

2.3 高效節水灌溉一體化管理水平對效率影響

研究表明，高效節水灌溉一體化管理水平（ ）對一體化管理效率有顯著正向影響（ P lt; 0.01）。其中高效節水灌溉一體化管理水平的回歸系數最大，說明其對效率的影響程度最大，起到了重要促進作用，各主體之間協作能力越強，越能充分利用有限資源，并形成集合協同優勢，實現高效、協同、協調的管理方式。

地表水占比（ 對一體化管理效率有顯著負向影響（ P lt; 0 . 0 1 ）。沙雅縣大面積采取高效節水灌溉技術，多利用地表水，地表水灌溉會增加了輸水過程中的損失，采用地表水進行灌溉會增加渠系利用，并且增加輸水時間和水資源的浪費，且地表水價格比地下水價格低，會增加用水量的使用，因此會降低效率。

農業用水占比（ ）對一體化管理效率有顯著正向影響（ P lt; 0 . 0 1 ） 。因為沙雅縣屬于干旱缺水地區，經濟發展較不發達，以農業為主導產業，多采用節水灌溉方式，相比較水資源多的地區，對用水結構管理方面更為重視且更為精細，因此對一體化管理效率具有促進作用。

單位面積灌溉水費（ ）對一體化管理效率有顯著負向影響（ P lt; 0 . 0 1 。

農民人均收入（ ）對一體化管理效率有正向影響，但不顯著。表8

3討論

3.1絕大多數研究將關注的重點考慮到灌溉技術層面，主要是從水利灌溉技術的研發、優化、宏觀政策的執行和效果等角度分析[27-28]，較少有研究在管理方面進行分析，研究則是通過管理手段來提高效率。

3.2研究基于高效節水灌溉一體化運行機制，對高效節水灌溉一體化管理水平進行測算分析，需要定量分析管理者、供水者和用水者之間的關系，利用協調度模型進行分析。對沙雅縣高效節水灌溉一體化管理水平測度，其總體處于基本協調階段，但管理者、供水者和用水者之間的協作能力并未達到預期，仍有提升空間。沙雅縣高效節水灌溉一體化管理效率均值為0.910，高于一些學者的研究結果[29-30]，可能原因是研究區域及設置的投入產出不同。

3.3將高效節水灌溉一體化管理水平納人效率的影響因素，得出高效節水灌溉一體化管理水平對效率有顯著正向影響，與預期結果一致。因該縣多使用渠系灌溉，會降低用水效率[31]，所以地表水占比對一體化管理效率有顯著負向影響。其中農業用水占比對一體化管理效率有顯著正向影響，與一些研究觀點存在分歧[32]，可能因為該地屬于干旱缺水地區，更為注重用水結構，且管理更為精細。合理的水價會優化水資源的配置具有促進作用[33]

4結論

4.1對高效節水灌溉一體化管理水平的測度，管理者、供水者和用水者之間耦合度均值為0.942，協調度均值為0.700，耦合度和協調度差距較大，各主體之間相互作用強，但協作能力一般，仍有提高空間。

4.2對高效節水灌溉一體化管理效率的測度，其中努爾巴格鎮效率值最高，為0.998，塔克協海爾鄉效率值最低，為0.768。

4.3高效節水灌溉一體化管理水平對一體化管理效率有顯著正向影響，且高效節水灌溉一體化管理水平回歸系數最大，通過提高高效節水灌溉一體化管理水平，可以提高一體化管理效率。4.4單位面積灌溉水費對一體化管理效率有顯著負向影響。地表水占比對一體化管理效率有顯著負向影響，對地表水的利用更需要調整與分配。

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An empirical study on the level and efficiency of efficient water - saving irrigation integrated management

LIU Xiaomei， GUAN Quanli，QIN Xiangyu， ZHANG Siyuan （Collage of Economics and Mangegment Xinjiang Agricultural University， Urumqi 83oo52，China）

Abstract：【Objective】 This project aims to study the application of integrated management in efficient water-saving irrigation，and realize the integrated construction and management of managers，water suppliers and water users of eficient water -saving irrigation by improving relevant management mechanisms and methods so as to provide references for improving the management efficiency and promoting the integrated development of efficient water-saving irrigation.【Methods】Field research was carried out in Xayar County，Xinjiang，where eficient water-saving irrigation was implemented. By introducing the concept of integrated management，the whole operation mechanism of efficient water-saving irrigation was analyzed，a coordination degree model and a stochastic frontier production function model were constructed，and the integrated management level and eficiency of efficient water-saving irigation were calculated respectively.Based on this，the Tobit model was used and the influence of integrated management level of eficient water-saving irigation on efficiency was further analyzed.【Results】In Xayar County，the interaction between managers，water suppliers and water users was strong，but the cooperation ability was generaly in the basic coordination stage，and there were great differences in management eficiency among individual towns，needing to improve the overall management efficiency.【Conclusion】The integrated management level of efficient water-saving irigation had significant positive impact on integrated management level of highly efficient and water-saving irrigation.

Key words：efficient water -saving irrigation; integrated management; level; efficiency; operation mechanism