賀天明，王春霞，何新林，李鵬飛，張 佳，汪宗蘭

（1.石河子大學水利建筑工程學院，現(xiàn)代節(jié)水灌溉兵團重點實驗室，新疆石河子832000；2.新疆建設兵團第八師水利局，新疆石河子832000）

0 引 言

水資源作為21世紀各國經(jīng)濟發(fā)展的重要資源之一，未來相當長的時期內(nèi)，中國的缺水問題需要通過節(jié)水來解決[1，2]。隨著國內(nèi)市場經(jīng)濟和水資源管理體制改革不斷完善，怎樣從市場的角度完善水資源的可持續(xù)利用、提升全民節(jié)水意識已成為當下亟待解決的問題，水資源管理是節(jié)水的重要途徑，農(nóng)業(yè)水價改革是其中的重要手段之一[3]。張建國（2005年），廉華玲（2007年）指出：要應用技術及經(jīng)濟手段管好水，用好水，灌溉節(jié)水潛力50%在于管理[4，5]。在推進最嚴格水資源管理制度，落實“三條紅線”的背景下，以促進地區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展為目標，新疆維吾爾自治區(qū)政府在貫徹落實《國務院辦公廳關于推進農(nóng)業(yè)水價綜合改革意見》（國辦發(fā)[2016]2 號）中制定了《新疆維吾爾自治區(qū)農(nóng)業(yè)水價綜合改革實施方案》（新政發(fā)[2017]29號），要求水價要綜合考慮供水成本，水資源稀缺程度和用戶承受力，在水資源稀缺，用戶承受能力強的地區(qū)，農(nóng)業(yè)水價逐步提高到完全成本水價。在國外發(fā)達的以色列，農(nóng)業(yè)水價十分昂貴，在超過管理定額后的農(nóng)業(yè)水價則提高到懲罰性的2.0～3.5 倍，灌溉水利用率達80%以上，國內(nèi)僅為50%左右[6，7]。我國大部分地區(qū)農(nóng)業(yè)水價收取費達不到運行成本，既不利于調(diào)動農(nóng)民節(jié)水的積極性，也不利于資源型缺水地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。

制定合理的農(nóng)業(yè)灌溉水價并不是單純的成本價格核算，還需要考慮水資源條件，區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平及農(nóng)民承受力等多方面因素的影響。在建立健全農(nóng)業(yè)完全成本水價的過程中，農(nóng)業(yè)水價成本測算是第一步，但在后期執(zhí)行中，既要滿足當前形勢下不增加農(nóng)民負擔又要提升農(nóng)民節(jié)水意識，農(nóng)戶水價承受力是重要研究內(nèi)容之一。陳德柱[8]認為基本水價應有最高限度。王建浩等[9]指出影響農(nóng)民支付能力的首要因素是收入問題，收入高低直接影響農(nóng)民承受力。喬旭寧[10]等指出用水戶承受力分析是完善價格形成機制中應充分考慮的內(nèi)容。葉得明[11]認為水價占農(nóng)業(yè)純收入的比重是水費支付能力的基礎。水利部發(fā)展研究中心研究表明，在我國農(nóng)業(yè)水費占農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本以20%～30%為宜，占凈收益的比重以10%～20%比較適宜，占產(chǎn)值比重以5%～15%比較合理[12]。國內(nèi)部分學者以經(jīng)濟學前沿理論博弈論為基礎，建立博弈節(jié)水模型，分析在不同水價下的節(jié)水效益，水價適當提高有利于激發(fā)農(nóng)民的自發(fā)節(jié)水性，從而主動采取節(jié)水措施[13-15]。該文以新疆建設兵團第八師完全水價成本測算值為基礎，通過意愿調(diào)查法、水價承受力和水價-水量節(jié)水博弈模型對該灌區(qū)農(nóng)民灌溉水價承受力和節(jié)水效率進行評估分析，以期為新疆建設兵團農(nóng)業(yè)水價綜合改革提供參考。

1 研究區(qū)域概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)域概況

石河子灌區(qū)與新疆維吾爾自治區(qū)石河子市行政區(qū)域基本一致，位于東經(jīng)84°43'～86°35'，北緯43°21'～45°20'，北疆天山北麓中段，準噶爾盆地南部，由南向北依次為天山山區(qū)，山前丘陵區(qū)，山前傾斜平原和洪水沖積平原，平均海拔高度450.8 m。灌區(qū)內(nèi)冬季寒冷，夏季干燥炎熱，年均氣溫7℃左右，多年平均降水量154 mm，蒸發(fā)量1 600～2 000 mm。過境河流包括寧家河，瑪納斯河等五條河流，多年平均徑流量12.23 億m3，灌區(qū)多年平均地下水資源量5.87 億m3，地下水可開采量為3.92 億m3。2018年石河子灌區(qū)經(jīng)濟社會用水總量占水資源總量的78%，遠遠超過了國際上公認的任何一個區(qū)域水資源開發(fā)利用率都不應超過40%的標準[16]。石河子灌區(qū)是新疆典型的荒漠綠洲農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)，灌區(qū)90%以上采用滴灌節(jié)水灌溉，80%以上種植作物為棉花，一般5-9月為灌溉期，平均灌水次數(shù)7.8 次。該文將石河子灌區(qū)劃分為石總場（北泉鎮(zhèn)）、152 團（石河子鎮(zhèn)）和143 團北灌區(qū)（花園鎮(zhèn)）3 個樣本區(qū)進行實地調(diào)研，樣本區(qū)分布如圖1所示。

1.2 數(shù)據(jù)來源

在借鑒現(xiàn)有學者研究基礎上，結合本團隊對該灌區(qū)實地調(diào)研的情況，采用意愿調(diào)查法進行數(shù)據(jù)收集，包含農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程和家庭經(jīng)濟狀況兩個準則層。主要指標有灌溉水費、化肥農(nóng)藥費、人工機械費、滴灌設施費、棉花品種及價格、農(nóng)戶個人和田塊的基本信息、棉花畝均產(chǎn)量及銷售價格，農(nóng)戶對農(nóng)業(yè)水權水價改革的認知程度等。于2019年5-12月對全灌區(qū)各樣本點棉花生長全過程不間斷收集各個環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)。本次共發(fā)放調(diào)查問卷186 份，有效問卷132 份，其中143 團北灌區(qū)（花園鎮(zhèn)）38 份，152 團（石河子鎮(zhèn)）47 份，石總場（北泉鎮(zhèn)）47份。

2 結果分析

2.1 灌區(qū)完全成本農(nóng)業(yè)水價核算分析

農(nóng)業(yè)水價核算是水價改革的基礎，八師石河子市包括瑪河水庫管理分中心，下野地灌區(qū)分中心，莫索灣灌區(qū)分中心，石河子灌區(qū)分中心和金安灌區(qū)分中心依據(jù)兵團農(nóng)業(yè)水價改革方案，八師各灌區(qū)同一水價，即研究區(qū)水價等于八師最終測算水價。依據(jù)水利部《水利工程供水價格核算規(guī)范（試行）》的通知（水財經(jīng)〔2007〕470 號），水利工程供水價格由供水生產(chǎn)成本、費用、利潤和稅金構成[17]。農(nóng)業(yè)水價按補償供水生產(chǎn)成本、費用的原則核算，不計利潤和稅金。供水量按多年平均供水量核算，農(nóng)業(yè)供水量按最近5年（2014-2018年）平均實際供水量計算確定，單方完全成本水價計算公式：

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

根據(jù)灌區(qū)農(nóng)業(yè)供水實際情況和供水成本各項費用數(shù)據(jù)，得出八師年農(nóng)業(yè)供水定價總成本為29 017.59 萬元。農(nóng)業(yè)多年平均供水量74 065.4 萬m3。按式（1）計算的單方完全成本水價為0.391 8 元/m3。灌區(qū)現(xiàn)執(zhí)行水價0.25 元/m3，僅為測算的完全成本水價的63%。

2.2 農(nóng)戶水價承受力分析

合理的水價是農(nóng)業(yè)水價綜合改革順利進行的保障，水價及水費體制的制定，必須兼顧水的經(jīng)濟、環(huán)境與社會效益，并應考慮農(nóng)民的經(jīng)濟承受力。水費支出水平是水費與用戶實際收入或產(chǎn)值的比值，綜合反映了物質(zhì)承受力，心理影響和節(jié)約用水等因素，農(nóng)戶對灌溉水價的承受力通常利用農(nóng)業(yè)水費占各指標（農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本、凈收益、家庭總收入）的比重來衡量。

依據(jù)農(nóng)業(yè)灌溉水費占各指標的比重=水費支出/各指標，結合實地調(diào)研情況，建立水費支出水平承受力數(shù)學模型：

式中：R為水費支出水平，既水費在各指標中的比重；P為供水價格，元/m3；E為用戶實際收入，元；C為實際供水量，m3。

按照以2018年為基準年測算的農(nóng)業(yè)供水完全成本水價0.391 8 元/m3，灌區(qū)的現(xiàn)行水價0.25 元/m3，提價系數(shù)d=0.391 8/0.25=1.567。根據(jù)文獻[11]，結合表1調(diào)研數(shù)據(jù)和提價系數(shù)，運用水費支出水平承受力數(shù)學模型，計算出灌區(qū)水價達到完全成本水價時各因素占比情況，并繪制于圖2。同時對灌區(qū)農(nóng)民承受力水價進行分析，以確定最高承受力水價，見圖3。

表1 各研究區(qū)樣本數(shù)據(jù)統(tǒng)計 元/hm2Tab.1 Statistics of sample data in each study area

依據(jù)式（2），對石河子灌區(qū)實地調(diào)研數(shù)據(jù)進行分析，農(nóng)業(yè)畝均水費占農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本的比例均值是15.12%，低于下限20%，畝均水費占凈收益的比例均值是11.38%，在合理范圍之內(nèi)，但低于15%的比例均值。畝均水費占家庭總收入比例是6.49%，處于比較理想狀態(tài)。從圖2可知：當現(xiàn)行水價提高到0.391 8 元/m3時，水費占農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本、家庭總收入成本、凈收益比例均低于30%、15%、20%的合理范圍內(nèi)。圖3中，當農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本、家庭總收入、凈收益三方面因素占比達到最大時，相應水價為0.496、0.577、0.439 元/m3，三者均高于完全成本水價0.391 8 元/m3。綜上分析，石河子灌區(qū)現(xiàn)狀水費占各指標比例均在一個偏低水平，其中農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本要素未達到最低下限值，均沒有超過農(nóng)民的承受能力，水價存在上調(diào)的空間，在不增加農(nóng)民負擔前提下最高承受力水價取三者中最低價0.439 元/m3為宜。

2.3 農(nóng)業(yè)水價節(jié)水潛力分析

博弈論是一種有效的經(jīng)濟學分析工具，以博弈論為手段，可以清楚地解釋農(nóng)業(yè)灌溉水價與節(jié)水效益之間的關系。本文通過完全成本水價和承受力水價下的計算灌水量與實地調(diào)研現(xiàn)狀灌水量的對比分析，研究灌區(qū)的節(jié)水潛力和最大節(jié)水潛力。

2.3.1 水價-水量節(jié)水博弈模型

（1）模型假設。

假設1：P1，P2為完全成本水價和最大承受力水價，且P2＞P1。

假設2：I1，I2表示農(nóng)戶在P1，P2條件下的用水量。

假設3：研究區(qū)為多年節(jié)水滴灌模式，生產(chǎn)前后包括節(jié)水設施在內(nèi)的固定投資成本C不變。

假設4：水價提高不會影響農(nóng)民的收益U，即U1=U2=U3=U4，代表在不同水量和水價組合下收益不變。商品價格F取兩年平均值。

（2）模型建立。首先，依據(jù)博弈論原理結合假設條件，建立農(nóng)戶收益與水價P和水量I之間關系矩陣，見表2。

表2 農(nóng)戶收益矩陣Tab.2 Farmer income matrix

過低水價不利于節(jié)水，本文依據(jù)假設條件，研究區(qū)調(diào)研數(shù)據(jù)和研究目標，即P1，I1條件下地區(qū)節(jié)水效益計算。運用運籌學理論知識，此方程實則為尋求水價與節(jié)水量之間的關系[18]。農(nóng)戶作為理性人，在水價提高的情況下，會采取一定措施進行節(jié)水。同時，可以在保證農(nóng)戶收益不變得條件下，對農(nóng)業(yè)水價進行在承受力范圍內(nèi)進行逐步提高。計算公式如下：

式中：U為近兩年農(nóng)戶平均收益，元；F為棉花銷售價格，元/kg；Q棉花產(chǎn)量，kg；P為水價，元/m3；I為灌溉水量，m3/hm2；C為除水費以外的固定投資成本，元。

2.3.2 石河子灌區(qū)節(jié)水潛力分析

灌區(qū)現(xiàn)狀農(nóng)業(yè)灌溉供水方式以斗口出水量為基準，斗口處每秒出水量0.336 m3。按一個月30.4 d，連續(xù)供水3 個月計算，一個斗口整個灌溉期供水量約265 萬m3。農(nóng)田灌溉用水量（按棉花計），出苗水750 m3/hm2，夏灌9 個水共3 375 m3/hm2，茬灌450 m3/hm2，畝均共需凈灌溉水4 575 m3/hm2，按灌溉水利用系數(shù)0.653[19]計算實況毛灌溉定額7 005 m3/hm2。以實地調(diào)研數(shù)據(jù)為基礎，在保證農(nóng)民收益不減的情況下，完全成本水價P1為0.391 8 元/m3，承受力水價P2為0.439 元/m3，代入公式(3)，得I1為5 926.65 m3/hm2，I2為5 289.30 m3/hm2。以北疆準噶爾盆地南緣在灌溉保證率50%下棉花凈灌水定額3 375 m3/hm2，以及石河子墾區(qū)灌溉水利用系數(shù)0.653 為基礎[18，19]，計算定額管控下毛灌溉定額5 865 m3/hm2。

綜合分析可知，若在保障農(nóng)戶收益不變的條件下，提高水價會促進節(jié)水。在農(nóng)業(yè)水價提升至完全成本水價時，畝均灌水量比實地實際灌水量可節(jié)約水量1 078.35 m3/hm2，約15%。承受力水價下的灌水量比實際灌水量可節(jié)約水量1 715.70 m3/hm2，約25%。在50%的灌溉保證率下完全成本水價的畝均用水量與定額管控下的毛灌水量趨于一致，約5 850 m3/hm2?？梢姮F(xiàn)行水價0.25 元/m3并沒有起到提升農(nóng)民節(jié)水意識的作用，不利于促進農(nóng)業(yè)節(jié)水，嚴格執(zhí)行完全成本水價下節(jié)水潛力巨大，本次水價測算供水量以斗口為計量點，采用整個棉花生育期連續(xù)放水的方式供水，會增大斗口處記錄水量偏大，泵房出水同樣采用按時間連續(xù)放水的方式，若采用斗口和終端準確計量灌溉，統(tǒng)計供水量會有所下降，以斗口以上工程水價為基礎，承受力水價下的節(jié)水潛力25%應為該灌區(qū)最大節(jié)水潛力。

3 結 論

（1）該文依據(jù)《水利工程供水價格核算規(guī)范》和新疆建設兵團農(nóng)業(yè)水價改革實施方案，結合灌區(qū)實況，得出該灌區(qū)完全成本農(nóng)業(yè)水價為0.391 8 元/m3。其次，從水費分別占農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本、家庭總收益和凈收益的比重出發(fā)，建立水費支出水平承受力數(shù)學模型，得出當前灌區(qū)適宜的農(nóng)民承受力水價為0.439 元/m3?，F(xiàn)行水價均低于完全成本水價和承受力水價，該灌區(qū)農(nóng)業(yè)水價存在一定的提升空間。

（2）該文以博弈論為基礎，建立水價-水量節(jié)水博弈模型，得出在保障農(nóng)民利益不受損和其他條件不變，現(xiàn)行水價提升至完全成本水價情況下，灌溉水量與定額管控水量呈現(xiàn)統(tǒng)一趨勢且可比實際田間灌水量節(jié)水約15%。

（3）該文數(shù)據(jù)分析中為了數(shù)據(jù)更加大眾化，剔除了個別貧困戶，對其建議采取一戶一議措施，政府水管部門在水價提高后安排專項補償資金。本次兵團農(nóng)業(yè)水價測算按相關要求和實際狀況，以斗口為計量點測算工程水價，對于末級渠系水價未統(tǒng)計在內(nèi)。需加強田間末級渠系建設和完善終端計量設施，通過建立農(nóng)民用水者協(xié)會加強斗口以下設施供水管理，以備后續(xù)水價測算更加系統(tǒng)性和全面性。在農(nóng)業(yè)水價綜合改革不斷推進的過程中，對于農(nóng)業(yè)節(jié)水補償和獎勵機制的措施也應加快研究，其中建立適時適地的市場化補償機制是實現(xiàn)資源型缺水地區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和地區(qū)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的必然要求。