魏 歡，馮克鵬，2，3，田軍倉，2，3*

（1.寧夏大學(xué)土木與水利工程學(xué)院，寧夏銀川 750021；2.寧夏節(jié)水灌溉與水資源調(diào)控工程技術(shù)研究中心，寧夏銀川 750021；3.旱區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)水資源高效利用教育部工程研究中心，寧夏 銀川 750021）

目前我國水資源短缺問題十分嚴(yán)重，寧夏當(dāng)?shù)厮Y源尤為匱乏。寧夏經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展主要依靠黃河水，根據(jù)黃河水“八七”分水方案，國家分配寧夏僅40 億m3耗水量。然而，在南水北調(diào)工程西線工程未完成和用水指標(biāo)無法增加的情況下，通過節(jié)水灌溉壓縮農(nóng)業(yè)用水，進(jìn)行農(nóng)業(yè)向工業(yè)水權(quán)交易，是解決工業(yè)用水的重要途徑之一。計算水權(quán)價格則是水權(quán)交易的核心內(nèi)容。

國外的研究主要集中在水權(quán)交易中如何定價以及水價的成因討論和研究。B.G.Colby 等[1]基于對多個案例的分析，總結(jié)出水權(quán)轉(zhuǎn)換的特性；通過進(jìn)一步的經(jīng)濟(jì)分析，將水價與時間順序、空間分布以及參與者活躍度之間建立了線性相關(guān)關(guān)系。J.Y.SHEN 等[2]提出了標(biāo)準(zhǔn)水（SW）的概念，基于對投入產(chǎn)出的研究，借助影子價格模型得到交換水的原始價值，進(jìn)而建立了利潤或成本模型。國內(nèi)的研究主要集中在對水權(quán)概念的剖析、制度成因、水價變化機(jī)制和水權(quán)交易價格計算方法等方面。吳季松[3]認(rèn)為，在農(nóng)業(yè)水權(quán)轉(zhuǎn)換中水價計算公式為Pw=Pr+Pe+Pn，其中，Pw代表水價；Pr代表單位水量的水資源費(fèi)（稅），Pe代表工程水價，Pn代表環(huán)境水價。李肅清[4]提出水權(quán)轉(zhuǎn)換價格由7 項內(nèi)容構(gòu)成，即水權(quán)水價、工程管理補(bǔ)償水價、新建工程造價水價、新建工程運(yùn)行管理成本水價、新建工程更新改造投入水價、農(nóng)灌風(fēng)險補(bǔ)償水價和生態(tài)補(bǔ)償水價。裴勇等[5]認(rèn)為水權(quán)轉(zhuǎn)換的價格由以下5 部分組成，即水資源價值的容量價格、水資源價值的計量價格（即目前征收的水資源費(fèi)）、水權(quán)轉(zhuǎn)換的成本價格、水權(quán)轉(zhuǎn)換的合理利潤和水權(quán)轉(zhuǎn)換的稅金。汪恕誠[6]認(rèn)為水價由三個部分組成，即資源水價、工程水價和環(huán)境水價。資源水價是水資源費(fèi)或者水權(quán)費(fèi)，工程水價是生產(chǎn)的成本和產(chǎn)權(quán)收益，環(huán)境水價指水污染處理費(fèi)。張建斌等[7]認(rèn)為當(dāng)前在水權(quán)交易的整個過程里，水量的交易普遍占絕對比重，水質(zhì)角度的約束和要求較為匱乏，往往會使交易存在風(fēng)險，建議從推進(jìn)“二維水權(quán)”的初始界定和統(tǒng)一配置，統(tǒng)籌并制定水量水質(zhì)和水權(quán)交易價格，此外還需要補(bǔ)充建設(shè)相當(dāng)批量的計量監(jiān)測設(shè)備以完善對交易水資源的管理。但是針對現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)的水權(quán)交易價格的計算方法和工程實例鮮見。因此，本文以賀蘭縣為例，就寧夏現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)水權(quán)交易價格進(jìn)行計算確定，以便為水權(quán)由農(nóng)業(yè)向工業(yè)交易提供理論依據(jù)。

1 研究方法

1.1 賀蘭縣現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)水權(quán)概況

賀蘭縣地處寧夏青銅峽灌區(qū)中部，四大干渠漢延渠、惠農(nóng)渠、唐徠渠、西干渠從中穿過，2020 年灌溉面積4 萬hm2，有效灌溉面積3.9 萬hm2。2020 年賀蘭縣取水總量5.550 億m3，確權(quán)用水總量（紅線指標(biāo)）為4.693 億m3，其中農(nóng)業(yè)用水量4.320 億m3、生態(tài)用水量0.093 億m3、工業(yè)用水量0.180 億m3、生活用水量0.100 億m3；分配可耗用黃河地表水（初始水權(quán)）2.780 億m3。

1.2 現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)水權(quán)交易的范圍和期限

目前寧夏現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)水權(quán)交易的范圍限于黃河干流取水交易，水權(quán)流轉(zhuǎn)方向只可向高效益農(nóng)業(yè)或由農(nóng)業(yè)向第二產(chǎn)業(yè)流轉(zhuǎn)，并且要在滿足法律法規(guī)、可持續(xù)發(fā)展要求的前提下流轉(zhuǎn)。黃河流域水權(quán)交易年限基本為20～30 a。寧夏現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)的水權(quán)交易項目主要是指現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)與工業(yè)之間進(jìn)行的水量交易，工業(yè)用水往往需要相對比較久的流量時間序列來滿足用水需要，工業(yè)工程設(shè)施運(yùn)行年限為15～25 a。根據(jù)賀蘭縣現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)的實際情況，本文中水權(quán)交易的年限確定為25 a（根據(jù)《水利部關(guān)于開展水權(quán)試點(diǎn)工作的通知》（水資源[2014]222 號）、《黃河水權(quán)交易管理實施辦法》（水政法[2016]156 號）文件）。

1.3 水權(quán)交易價格的費(fèi)用構(gòu)成與計算方法[8]

總價計算公式為

式中：C 為現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)水權(quán)交易總價格，元；Cj為現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)工程建設(shè)費(fèi)用，元；Cy為現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)工程運(yùn)行維護(hù)費(fèi)，元；Cx為現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)工程更新改造費(fèi)用，元；Cm為農(nóng)業(yè)風(fēng)險補(bǔ)償費(fèi)，元；Cb為生態(tài)補(bǔ)償費(fèi)，元。

年交易價格計算公式為

式中：P 為年交易價格，元/（m3·a）；W 為總交易水量，m3；T 為水權(quán)交易時間，a。

1.3.1 現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)工程建設(shè)費(fèi) 節(jié)水工程建設(shè)費(fèi)用計算公式為

式中：Cj為節(jié)水工程建設(shè)費(fèi)，萬元；Tg為節(jié)水工程建設(shè)估算投資，萬元；Wj為水權(quán)工程估算交易水量，萬m3；Wz為可交易水量，萬/m3。

1.3.2 現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)運(yùn)行維護(hù)費(fèi) 節(jié)水工程和量水設(shè)施的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)計算公式為

式中：Cy為節(jié)水工程和量水設(shè)施的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)，萬元；k 為運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用的估算系數(shù)（2%～3%）；Cj為節(jié)水工程建筑費(fèi)，萬元。

根據(jù)賀蘭縣現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)的現(xiàn)狀，參考政策法規(guī)，節(jié)水工程的維護(hù)費(fèi)可以按照節(jié)水工程建設(shè)費(fèi)的2.0%計算，水權(quán)交易的年限為25 a。

1.3.3 現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)更新改造費(fèi) 根據(jù)《水利水電工程合理使用年限及耐久性設(shè)計規(guī)范》（SL 654—2014）與《灌溉與排水工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50288—2018），結(jié)合試驗觀測和調(diào)查結(jié)果，現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)干渠襯砌后為4 級建筑物，合理使用年限為30 a，支斗渠襯砌后為5 級建筑物，合理使用年限為20 a，測控一體化閘門和田間灌溉管道系統(tǒng)的合理使用年限均為20 a。水權(quán)交易的期限小于工程使用壽命時，不涉及節(jié)水工程的更新改造費(fèi)用。在本次設(shè)計中干渠、支斗渠不進(jìn)行更新改造，測控一體化閘門和田間節(jié)水灌溉工程均進(jìn)行更新改造。

1.3.4 現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)農(nóng)業(yè)風(fēng)險補(bǔ)償費(fèi) 農(nóng)業(yè)風(fēng)險補(bǔ)償費(fèi)計算公式為

式中：As為灌溉保證率變化引起農(nóng)業(yè)減少的灌溉面積，667 m2；Ws為水權(quán)交易合同期內(nèi)工業(yè)用水?dāng)D占農(nóng)業(yè)用水量，m3；Dj為節(jié)水改造后農(nóng)業(yè)綜合灌溉定額，m3/667 m2；Cm為水權(quán)交易的農(nóng)業(yè)風(fēng)險補(bǔ)償費(fèi)，萬元；Bc為單位面積平均農(nóng)業(yè)作物灌水與不灌水的收入差值，萬元。

1.3.5 現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)生態(tài)補(bǔ)償費(fèi) 灌區(qū)進(jìn)行節(jié)水改造以后，地下水位基本呈下降趨勢，通過監(jiān)測地下水位的變化，將生態(tài)系統(tǒng)受到破壞的程度與不進(jìn)行節(jié)水改造的時候的生態(tài)情況進(jìn)行對比，來確定生態(tài)補(bǔ)償系數(shù)。在水權(quán)交易工作中，生態(tài)補(bǔ)償費(fèi)往往由節(jié)水工程建設(shè)費(fèi)和生態(tài)補(bǔ)償系數(shù)的乘積來確定。生態(tài)補(bǔ)償費(fèi)按如下公式計算：

式中：Cb為生態(tài)補(bǔ)償費(fèi)，萬元；m 為生態(tài)補(bǔ)償系數(shù)；Cj為節(jié)水工程建設(shè)費(fèi)，萬元。

1.4 可交易水量的計算方法

可交易水量計算公式為

式中：Wz為可交易水量，m3；ΔWj為節(jié)約的水量，m3；δ 為交易系數(shù)，參考賀蘭縣渠道的耗水系數(shù)，取交易系數(shù)為0.49。

現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)工程包括渠道襯砌工程、測控一體化閘門、田間高效節(jié)水灌溉工程，每個工程環(huán)節(jié)可交易水量計算如下。

1.4.1 渠道襯砌工程節(jié)約水量的計算[9]

（1）渠道斷面的平均流量Qp的確定：

式中：Qp為渠道斷面流量，m3/s；W引為渠段的平均引水量（取2016—2018 年平均值），m3；T 為渠道行水時間，s。

（2）渠道未砌護(hù)輸水損失量：

式中：S1為有地下水頂托影響的未砌護(hù)輸水損失量，m3；γ 為地下水頂托修正系數(shù)，按渠道流量和地下水埋深選??；Ql為渠道輸水損失流量，m3/s；σ 為每公里渠道輸水損失系數(shù)；L 為渠道長度，km；Qp為渠道斷面流量，m3/s；A 為渠床土壤透水系數(shù)，砂壤土取3.4；m 為渠床土壤透水指數(shù)，砂壤土取0.4[8]。

（3）渠道砌護(hù)后輸水損失量：

式中：S2為砌護(hù)后的輸水損失量，m3；β 為采取防治措施后渠床滲漏水量的折減系數(shù)，襯砌后為混凝土護(hù)坡及護(hù)底，折減系數(shù)查表后選為0.1。

（4）通過渠道砌護(hù)節(jié)約的水量：

式中：ΔWj為節(jié)約的水量，m3；T 為行水天數(shù)，干渠行水天數(shù)處于150～180 d，取180 d，支渠行水天數(shù)處于30～60 d，取50 d。

1.4.2 安裝測控一體化閘門工程的節(jié)約水量 通過閘門調(diào)度節(jié)約的水量為

式中：ΔWzj為通過閘門調(diào)度節(jié)約的水量，m3；W引為渠段（2016—2018 年）的平均引水量，m3；ε 為閘門節(jié)約水量系數(shù)。

1.4.3 實施田間高效節(jié)水灌溉工程的節(jié)約水量 田間最終節(jié)約的水量為

式中：ΔWtj為田間最終節(jié)約的水量，m3；W引為渠段（2016—2018 年）的平均引水量，m3；η 為高效灌溉工程節(jié)約引水量系數(shù)。

據(jù)對寧夏水利廳、賀蘭縣水務(wù)局、漢延渠管理處、唐徠渠管理處、惠農(nóng)渠管理處、西干渠管理處的調(diào)查資料分析，可得閘門節(jié)約水量系數(shù)為0.05，田間高效節(jié)水灌溉工程節(jié)約引水量系數(shù)為0.20。

1.4.4 節(jié)水潛力的計算 農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力可以按照下式進(jìn)行計算：

式中：W 為農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力，m3；A0為灌區(qū)現(xiàn)狀年實際灌溉面積，667 m2；I實為灌區(qū)現(xiàn)狀年實際灌溉定額，m3/667 m2；η0為灌區(qū)現(xiàn)狀年灌溉水利用系數(shù)；η1為灌區(qū)規(guī)劃年灌溉水利用系數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 賀蘭縣現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)水權(quán)交易量結(jié)果分析

2.1.1 干渠節(jié)約水量與可交易水量計算 根據(jù)2016—2018 年各干渠段平均引水量與公式（8）～（14），計算得出現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)各干渠的年可交易水量，見表1。

表1 賀蘭縣灌域各干渠段節(jié)水量和可交易水量計算值

2.1.2 支斗渠節(jié)約水量與可交易水量計算 賀蘭縣灌域唐徠渠有74 條支斗渠，漢延渠有61 條支斗渠，惠農(nóng)渠有92 條支斗渠，西干渠有9 條支斗渠。支斗渠節(jié)水量根據(jù)支斗渠近三年平均引水量計算。根據(jù)2016—2018 年平均引水量與公式（8）～（14），計算得出現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)各支斗渠與農(nóng)渠的年可交易水量，分別見表2 和表3。

表2 賀蘭縣灌域支斗渠節(jié)水量和可交易水量計算值

表3 賀蘭縣灌域農(nóng)渠節(jié)水量和可交易水量計算值

2.1.3 農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力計算 根據(jù)各渠道的干渠、支斗渠、農(nóng)渠水利用系數(shù)和田間水利用系數(shù)，可以計算出各級渠道之間的損失量如表4 所示，其中干渠首水量減去田間凈耗水量的值（損失量）為2.37 億m3，支斗渠首水量減去田間凈耗水量的值（損失量）為1.72 億m3，支斗農(nóng)渠末水量減去田間凈耗水量的值（損失量）為0.52 億m3。如果要繼續(xù)增加節(jié)水潛力，就需要進(jìn)一步減少田間凈耗水量。

按公式（17）計算，2016—2018 年平均現(xiàn)狀灌溉定額為798 m3/（667 m2），實際灌溉面積為3.9 萬hm2，灌溉水利用系數(shù)為0.511，交易期末即25 a后，預(yù)計灌溉水利用系數(shù)為0.638，則得出農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力為1.83 億m3。

2.1.4 測控一體化閘門實施后的節(jié)約水量與可交易水量計算 根據(jù)公式（8）與公式（15），計算得到唐徠渠支斗渠實施測控一體化閘門后年可交易水量為965 萬m3，漢延渠的年可交易水量為342 萬m3，惠農(nóng)渠的年可交易水量為679 萬m3，西干渠的年可交易水量為39 萬m3，合計2 025 萬m3（表4）。

2.1.5 田間高效節(jié)水灌溉工程實施后的節(jié)約水量與可交易水量計算 根據(jù)公式（8）與公式（16），計算得到高效節(jié)水灌溉工程實施后唐徠渠的年可交易水量為2 453 萬m3，漢延渠的年可交易水量為859 萬m3，惠農(nóng)渠的年可交易水量為1 723 萬m3，西干渠的年可交易水量為97 萬m3，合計5 132 萬m3（表4）。

表4 賀蘭縣2016—2018 年各級渠道平均節(jié)水潛力計算值

2.2 測控一體化閘門節(jié)水交易價格

根據(jù)公式（1）～（7），計算得到賀蘭縣灌域測控一體化閘門安裝后的年水權(quán)交易價格，結(jié)果如表5所示。

2.3 田間高效節(jié)水灌溉工程節(jié)水交易價格

根據(jù)公式（1）～（7），計算得到賀蘭縣灌域田間高效節(jié)水灌溉工程實施后的年水權(quán)交易價格，結(jié)果如表6 所示。

2.4 水權(quán)交易總價格分析

本次計算的水權(quán)交易價格不包括賀蘭縣干渠、支斗渠和農(nóng)渠襯砌工程的水權(quán)交易。根據(jù)表5～表6的水權(quán)交易價格計算結(jié)果，可以得到賀蘭縣現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)的綜合水權(quán)交易價格，結(jié)果見表7。由表7可知，安裝測控一體化閘門后節(jié)水的水權(quán)交易價格為0.25 元/（m3·a），高效節(jié)水灌溉工程實施后節(jié)水的水權(quán)交易價格為1.54 元/（m3·a），現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)綜合水權(quán)交易價格為1.79 元/（m3·a）。

表5 賀蘭縣灌域安裝測控一體化閘門后水權(quán)交易價格計算值

表6 賀蘭縣灌域?qū)嵤┨镩g高效節(jié)水灌溉工程后水權(quán)交易價格計算值

表7 賀蘭縣灌域綜合水權(quán)交易價格計算值

根據(jù)寧夏水資源公報，賀蘭縣2018，2019，2020年總?cè)∷糠謩e為4.690，6.032，5.592 億m3，其中地下水取水量分別為0.644，0.867，0.549 億m3，總?cè)∷繙p去地下水的值（地表水量）分別為4.05，5.17，5.04 億m3，計算可得賀蘭縣2018—2020 年現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)綜合水權(quán)交易價格為1.06 元/（m3·a），比2016—2018 年綜合水權(quán)交易價格1.79 元/（m3·a）減少41%，其原因主要在于2019 年與2020 年賀蘭縣引水量的大幅度增加。

3 結(jié)論

本文計算分析了賀蘭縣引黃現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)內(nèi)唐徠渠、漢延渠、惠農(nóng)渠和西干渠及其支斗渠（唐徠渠74 條、漢延渠61 條、惠農(nóng)渠92 條、西干渠9 條）、農(nóng)渠襯砌的節(jié)水量、可交易水量，安裝測控一體化閘門和實施田間高效節(jié)水灌溉后的節(jié)水量、可交易水量、工程建設(shè)費(fèi)等，基于2016—2018 年灌溉資料，得出唐徠渠、漢延渠、惠農(nóng)渠、西干渠實施測控一體化閘門和田間高效節(jié)水灌溉工程后可交易水量分別為3 148，1 201，2 402，1 363 萬m3，水權(quán)交易價格分別為1.05，2.67，1.17，4.45 元/（m3·a），按各干渠段灌溉面積加權(quán)平均的綜合水權(quán)交易價格為1.79 元/（m3·a）?；?018—2020 年灌溉資料，得出賀蘭縣現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)綜合水權(quán)交易價格為1.06 元/（m3·a）。研究結(jié)果可為寧夏地區(qū)編制水權(quán)交易辦法提供理論

依據(jù)和重要參考。