2021-4-9 | 水利设施论文
作者：梁荣 徐学东 单位：山东农业大学水利土木工程学院
０引言
中央一号文件聚焦农田水利建设，提出了到２０２０年基本完成大型灌区、重点中型灌区续建配套和节水改造任务的目标，增加农田水利建设投入，大兴农田水利建设。我国原有农田水利设施多为２０世纪７０年代建造，年久失修，多年废弃，难以抗御重大自然灾害，农田水利建设投入渠道分散，难以提高使用效率和效益。对这些旧有农田水利设施是拆除重建还是改造后利用，需要对其进行经济性分析。另外，小型农田水利建设运行管护、维修机制不健全，因此，如何有效利用现有资源，节约投资，并且在评价废弃农田水利设施的再利用价值的基础上，实现农田水利设施在修复后的全生命周期费用最低，取得良好的经济效益，这是一个亟须解决的问题。
１旧有农田水利设施改造利用全生命周期成本分析
旧有农田水利设施改造利用全生命周期成本是指从旧有农田水利设施进行修复改造、运营、维护、替换及达到旧有农田水利设施的寿命周期后对其进行拆除、回收过程中总的成本。从修复改造、改造后的使用过程等环节中进行经济投入产出最大化的全过程控制，是旧有农田水利设施进行再利用的重要组成部分。因此，在对其进行分析的过程中，不仅仅局限于分析初期的再利用改造的投资，而且要着眼于整个旧有农田水利设施再利用的全生命周期。
（１）修复改造阶段。通过对旧有农田水利设施再利用价值进行评价，确定其再利用价值的基础上，选择有再利用价值的旧有农田水利设施进行修复改造。农田水利设施改造主要是对灌排渠道进行清淤、维修、加固、衬砌，改造田间配套设备及更新老化的泵站设备等。这个阶段的费用属于一次性初期建设投资，费用较高，往往会引起人们的重视，而忽略了因采用较好的修复改造措施引起运行维护费用的降低与运营年限的延长。因此，必须加强在修复改造阶段的设计与施工，周全考虑在未来运营阶段的需要，达到修复改造与运营阶段一体化。
（２）运营维护阶段。由于修复改造阶段成本的增加，旧有农田水利设施在运营过程中的成本得到降低。在运营维护阶段，要根据旧有农田水利的特点，合理制定运营及维护方案，确保旧有农田水利设施能够充分的发挥功能，节约资源，并对农田水利设施进行及时的更新改造和设备维护。例如每五年应对混凝土板水泥钩缝进行全面的专业性检查维修，及时维护，防止渗漏，延长渠道使用寿命，延长维修周期，节约维修成本［１］。
（３）废旧农田水利设施处置阶段。在旧有农田水利设施报废阶段同样需要进行详细分析，将农田水利设施进行拆除，将会产生大量的建筑垃圾，这部分建筑垃圾作为拆除后的残值，可以进行充分的回收利用，从而实现在全生命周期内的资源可循环，降低环境污染。例如石料和混凝土可以作为农村道路的优质基层材料，石料还可以作为房屋等建筑物的砌石基础、墙体和其他砌筑材料，破碎处理后还可以生产出建筑用的石子［２］。
２旧有农田水利设施改造利用成本模型
２．１成本模型旧有农田水利设施改造利用全生命周期费用组成如图１。
２．２成本分析旧有农田水利设施的改造涉及维修加固、改扩建原有设施及灌溉形式的改变等，改造的方式是多种多样的，有使用功能的改造，有结构尺寸的改造，有改变结构形式的改造［２］，因此在对旧有农田水利设施再利用进行经济性分析时，首先要将需要修复改造的建筑物分成若干个构件，然后再对每一个构件需要修复改造的工程量分别进行计算，得出修复改造成本，综合建筑物在使用周期中消耗的成本与产生的经济收益，判断该改造是否具有经济性。
２．３投资回收期计算灌区经济效益不仅与作物的种类有关，而且与农业技术措施密切相关，灌溉效益分摊系数的取值较难确定，因此在本文的计算中宜采用扣除农业生产费用法，即从农业增产的产值中扣除农业技术措施所增加的生产费用（包括种子、肥料、质保、管理等所需的费用）后，求的农业增产的净产值作为水利灌溉效益［３］。
３案例分析
某灌区原有农田水利设施，灌溉面积６６７ｈｍ２，灌区有一条干渠，长４ｋｍ，年久失修，下设３条支渠，其中有１条可以直接利用，２条已废弃，现对该灌区水利设施进行改造再利用，该项目需要的费用与全部拆除原有水利设施重新建设需要的费用进行经济性对比分析。
３．１２种方案全生命周期成本计算
方案１：改造后该灌区水利设施能够使用的生命周期为２０年，改造需要的费用８０万元，每年运营管理费用３．５万元，该水利设施达到生命周期后拆除费用为８万元，折现率ｒ＝３％。方案２：若拆除原有水利设施重新建设，该工程的生命周期为３０年，新建费用１５０万元，每年运营管理费用２万元，拆除旧有水利设施费用与该工程废弃后的拆除费用共１６万元，折现率ｒ＝３％。根据上述公式与数据得知，改造再利用方案每年的运营费用稍高于新建工程方案，但改造再利用方案中在达到工程生命周期后将水利设施进行拆除，是一次的拆除费用，而新建工程方案中拆除费用需计算２次，并且新建费用要高于改造费用，最后得到第１种方案在其生命周期内每年的平均费用为４．３１万元，第２种方案在其生命周期内每年的平均费用为５．３９万元，即改造后再利用的方案更经济。
３．２投资回收期计算
该灌区改造完毕进入运营期６年后，总的灌溉经济效益为１０８万元，求出Ｔ＝４．４ａ，即５年就能收回成本。
４结语
旧有农田水利设施改造利用的经济性分析不仅对旧有农田水利设施改造利用的各个生命周期阶段实施全生命周期评价，而且考虑农田水利设施在修复改造、运营、维护、拆除回收等各个阶段的成本与防洪、除涝、灌溉等功能的表现，能够有效的节约土地资源，保护环境，实现建筑垃圾循环再利用，达到经济效益最大化，对我国当前正在进行的灌区农田水利设施改造具有重要的意义。