关键词：灌溉系统经济效益分析
（一）投资保护地灌排工程投资是指工程项目全部完成达到设计要求所需付出的全部资金，即花费在保护地灌溉工程建设上的全部活劳动和物化劳动的总和。
保护地灌溉工程投资一般包括：
①永久性工程的投资，包括主体工程建筑物、附属工程建筑物，以及配套工程的投资、设备购置及安装费用。
②临时性工程的投资。
③其他投资，包括工程占地，处理工程的不利影响费用，勘测、规划、设计和科学实验等前期费用，生产用具的购置费用，管理费用，培训费用，预备费和其他必要的投资等。
对于配套工程投资，在规划阶段，可按扩大指标进行估算；在可行性研究和初步设计阶段，对灌（排）渠沟一般可参照概算办法进行计算，对灌排渠（沟）以下的固定渠系和田间工程，可按扩大指标进行估算。其所采用的扩大指标，应根据类似工程或典型工程设计资料分析确定。
（二）年运行费年运行费用或称年经营费用是水利工程经济分析中另一个重要经济指标。它是指水利工程设施在正常运行期间需要支出的经常性费用，包括燃料动力费、维修费、管理费、补救和赔偿费，以及其他有关费用等。因为这些费用是年直接花费掉的，所以也称直接年运行费。
对水利工程而言，年运行费除以上所述的年直接开支的运行费外，还要对各类固定资产按一定的折旧率每年提取折旧费。它是工程管理单位每年从毛效益中需要提取的一项特殊支出，即工程使用寿命内无形消耗掉的固定资产，所以有人把折旧费称作间接年运行费。
为了便于计算，在经济分析中通常规定，所谓年费用（或称年成本）即包括直接年运行费和间接年运行费两部分。所谓年运行费则仅指直接年运行费用。年运行费计算方法如下：
（1）燃料动力费是指保护地水利工程设施在运行中所消耗的煤、电、油等费用。它与各年的实际运行情况有关，其消耗指标可以根据规划设计资料或实际管理运用资料，分年统计核算，求其平均值。对缺乏实际资料或规划设计阶段，可参照同地区类似工程设施的管理运行资料分析确定。
（2）维修费主要指保护地灌溉工程中各类建筑物和设备的维修养护费。一般分为日常维修费、岁修（每年维修一次）费和大修理费等。日常维修养护费可按照相应工程设施投资的一定比例（费率）进行估算，也可参照相同地区同类工程的实际开支费用分析确定。大修理不是每年都进行，为了计算方便，一般将大修理费用平均分摊到各年，作为年运行费的一项支出。可按投资一定比例进行结算。
（3）管理费包括工资、附加工资和行政费及其他日常费用等。这项费用的多少与工程规模、性质、机构编制大小等有关。一般可按年管理运行费的一定比例确定，或参照类似工程的实际开支费用分析确定。
（4）补救和赔偿费水利工程建成以后，有时也会带来一些不良影响，但保护地灌溉工程的这项影响一般较小，可按总值平均分摊到各年。
（三）效益计算水利工程的经济效益是指工程建成投入管理运用后，所能获得的经济效益。在社会主义条件下，水利工程的经济效益包括两个方面：一是社会经济效益，它是指工程建成以后对整个国民经济全面的影响，从而为全社会提供经济效益，增加国民收入；二是间接经济效益，或称经营管理效益。
1．灌溉效益灌溉效益是指修建灌排工程以后，在相同的自然、农业生产条件下，比较有灌溉措施和无灌溉措施或采用不同灌溉模式时的农业产量（或产值）。其增加的产量（或产值）即为灌溉效益。保护地灌溉效益计算有两种方法，即产量对比法、灌溉效益分摊系数法等。
（1）产量对比法
①纵向对比法：是指某一保护地（或面积）在修建灌溉工程后作物产量与本建（或未改建）灌溉工程前作物产量相比较，其增加部分即为灌溉效益。由于采用产量对比法时有些条件发生改变，如年份等，所以常常以平均增产效益表示：
②横向对比法：简单地说就是同类地区采用灌溉工程与不采用灌溉工程时比较其效益变化。式中Yo--未采用灌溉工程或未改建灌溉工程时的平均产量。
（2）灌溉效益分摊系数法保护地增产通常不仅仅是通过灌溉工程增产，通常伴随着其他农业措施，如种植制度、施肥等。因此，效益增加的一部分是由于采用灌溉工程后产生的，计算时应考虑这一影响。其计算式为式中C--灌溉分摊系数，可根据历年产量资料分析，或采用同类地区试验资料确定或按规范确定。
2．排水效益保护地往往因暴雨或大雨造成环境积水过深或引起地下水位上升而造成涝灾，排水效益通常可以用实物量或价值量来表达，其中实物量的表达方式通常有：绝产面积法、减产量、绝产率、减产率等表示，有时也考虑一些由于积水浸泡而造成建筑物损失等。其实物量表达方式如下：
绝产面积法：通常涝灾（或渍害）有轻重之分，排水工程建成后将会减少受灾面积，但无法准确定出其效益。实际工作中通常用减少的绝产面积来表示排水措施的效益。
减产量：以涝灾引起的减产损失进行计算的一种方法，实际操作时往往有一定的难度。
绝产率：是涝灾区绝产面积与涝区总面积的一个比值。该指标是一个相对指标，运用这一指标表示排水效益，便于在条件类似区域计算采用。
减产率：是以涝区正常产量的损失程度来表示的一个相对指标。通常用单位面积上的损失率来表示。
（四）经济效益分析保护地灌排工程的经济效益分析就是比较工程的投资与效益在经济上是否可行。或对满足同一目标的较多工程方案，进行分析、计算和比较，选择出建设单位既能接受、投资效益又高的工程方案。保护地灌排工程的经济效益分析方法大体上可分为两大类，一类是静态分析法；另一类是动态分析法。为了便于应用，现就这两种方法叙述如下：
1．静态分析法为不考虑资金的利息所做的分析比较，通常称为静态分析法。该方法指标通常有益本比法、年折旧费用最小法等。
（1）回收年限（益本比法）工程建成运行后，逐渐通过效益积累全部回收投资的年限。通常表示为
工程设计中的方案比较，除上述回收年限外，还必须考虑追加投资或方案间投资差额回收问题，通常称为抵偿年限。其计算公式为
我国一般采用的标准抵偿年限为3～5年。对于效益相同的各方案优选时，可以参考年折旧费用最小法。
（2）年折旧费用最小法对于效益相同情况下的多种方案，采用此法较为简便。而根据上述追加的投资抵偿年限法，选择最优方案，都是根据标准值计算的。即
【关键词】节水灌溉；加压滴管方案；应用与分析
1.工程概况
锡伯图灌区主要由恰夏乡、恰合吉牧场、兵团3个用水单位组成，共有23个行政村。锡伯图灌区恰夏乡项目区官店村位于乡政府驻地南部7km处，处于塔额公路南侧，地势平坦，海拔630―600m左右。
项目区输水工程节水技术现状主要采用渠道防渗措施，田间灌溉方式主要以大水淹灌为主。本次项目区灌溉面积3000亩。通过加压滴灌项目的实施，可减少项目区地下水开采44.96×104m3，使项目区地下水水位有所回升。对灌区发展畜牧业有得天独厚的有利条件。
2.基本资料
2.1气象
项目区多年平均气温5.4℃，最高气温38.4℃，最低气温-34.5℃。无霜期137天，年平均降水量336mm，蒸发量1599mm，≥10积温2208℃，最大冻土深1.46米。多年平均风速1.9m/s，主风向多为西风。
2.2水文
项目区位于锡伯图灌区，地处锡伯图河下游，地表水资源较丰富，地表水资源量可利用量为4107.78×104m3。锡伯图河发源于额敏河北面的塔尔巴哈台山东段南坡，该河流自东北流向西南，最终在额敏河中、下游汇入额敏河，其P=75%径流量为5196×104m3。
2.3工程地质条件
拟建工程地处冲积扇的下部，地势比较平缓。
地层岩性：自上而下分为低液限粉土层。低液限粉土层：厚度0.8～1.8m，厚度变化大，结构稍松，颗粒间可见孔隙。建筑区地下水属于孔隙潜水，地下潜水位埋深8m，水质良好，不存在地下水对建筑物的影响。
地质构造：北部为古老褶皱断块构成塔尔巴哈台山山系，低山区则是由新生代构成的山前雁行排列的褶皱和断裂，往南则是长期下降的接受沉积的盆地；工程区无区域性大断裂通过，区域构造稳定性好。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），工程区地震动峰值加速度0.05g，地震基本烈度VI度。
3.工程设计
3.1工程总体布置
锡伯图灌区牧区节水灌溉工程设计本着实事求是、科学研究、多方论证，尽可能因地制宜地采用先进节水技术和经济耐用的建筑材料，尽量做到理论上可行、经济上节约。
由于项目区条田、道路已成形，设计时充分考虑原有布置。项目区水源为地下水，计划实施滴灌工程面积3000亩，主要种植打瓜。建设内容为：首部5座，新建地埋PVC-U输水管道14.9Km，铺设滴灌带195×104m，闸阀井35座。考虑到按照现有地块、条田、道路及机电井位置情况，布置5个独立的灌溉系统，灌溉面积相同，每一区均有独立的供水水源井。
3.2工程设计
（1）灌水器的选择和布设
根据作物种类、种植方式、土壤类型、当地风速、降雨以及新选用的灌水器类型，结合工程施工、管理、对农田作物的影响及经济因素等，确定滴灌工程中滴头和毛管的布置方式。
项目区种植作物为打瓜，打瓜的种植模式为窄行距为30cm，宽行距为70cm，株距为20cm，毛管一管两行布置。考虑种植作物的倒茬，玉米的种植模式为行距为50cm，株距为15cm，毛管一管四行布置。原有的管道均可利用，只需更换地面毛管就可灌溉。
结合砂壤土特性和种植株行距，滴灌带滴水口间距0.3m，设计工作水头为10m情况下额定流量为1.8L/h、管径为16mm的单翼迷宫式滴灌带。滴灌带铺设间距为1.0m，沿种植方向铺设。
（2）经分析计算：湿润比P为50%；设计灌水定额m为25.17（mm）；灌水周期T为3.91（d）取4天；一次灌水延续时间t为4.2（h/组）
（3）滴灌系统水力计算
全灌区5个滴灌系统的管路布置及设计方法均相同，本次设计将一区滴灌系统作为典型工程，详述其设计思路及方法。
a轮灌方式
允许的最大轮灌组数：
N轮灌组≤Nmax=INT[CT/t]=21×4/4.2=20（组），根据实际情况取20个轮灌组，等于最大轮灌组数，满足设计要求。本工程轮灌组编组方式采用每次开启两条分干管上的1条支管，本系统共4条分干管、40条支管，共划分为20个轮灌组。
b设计流量推算
一区滴灌系统
①毛管流量的确定
该系统毛管长度为75m，滴头设计流量为qd=1.8L/h，滴头间距为0.3m，因此毛管流量为450（L/h）。
②支管流量的确定
1条支管长度为65m，毛管间距为1m，带65对毛管[INT（65/1）=65]；其流量为58500（L/h）=58.5m3/h。
c灌水小区水力设计
①灌水小区设计允许水头偏差[h]为4.1
②灌水小区允许水头偏差在毛管上的分配
因为灌水小区布置和毛管规格型号选择已确定，毛管的水头损失为1.27m，支管的允许水头损失为2.83m。
通过毛管极限孔数和极限长度计算，以上分配毛管的水头损失偏小，经过多次试算将毛管允许水头损失调整为1.7m，既符合毛管极限长度要求，又使支管有较大的允许水头损失，故将允许水头损失确定为：，。
③毛管极限孔数和极限长度
本工程沿毛管铺设方向坡降为2‰，按平坡设计。毛管极限孔数N为279个；毛管极限长度为75m；毛管进口工作压力为10.92m。
（4）支管管径的确定与水头损失的确定
a支管管径选择计算
每条支管双向控制65对毛管，每条毛管流量为450（L/h），每条支管长65m，间距150m。毛管间距、支管允许水头差都已确定，支管为多孔管，孔数为65，大于3，经计算支管最小管径为80.48（mm），取de90PVC-U管（0.4MPa），其内径为84.6mm。
b支管进口压力经计算为12.56m。
（5）干管设计
a干管管径的选择
通过节点设20条支管；两条分干管：1分干管、2分干管，长度均为675m；一条主干管，主干管垂直于分干管，长度为130m。干管管径的选择，以系统运行费与投资费用之和最小来判定，并根据承受压力确定各管段的管径。
b节点压力均衡验算
通过各节点压力推算，将管径作适当调节。
c设计水头计算
经过一区滴灌系统节点压力均衡验算，调节部分管段管径后确定的主管道进口水头应取H0=37.74m。
（6）水锤压力验算与防护
a验算原则
按照《微灌工程技术规范》要求，微灌专用聚乙烯管（PE塑管）可不进行水锤压力验算。
b直接水锤的压力水头增加值ΔH
（7）其它配套设备
水源为井水，水质良好适于农田灌溉，所含杂质较少，首部选用一组“离心+网式”过滤器即可，其型号选择应根据其过流量（系统的设计流量）确定。首部设置施肥罐、压力表、阀门等。
（8）设计基本参数技术指标
a.土壤类型：砂壤土，土壤容重：r=1.45（g/cm3）；
b.田间灌溉水利用系数：η=0.90；
c.作物日耗水强度：E=5.8（mm/d）；
d.田间土壤持水率25%；
e.作物设计湿润深度：h=50（cm）；
f.有效降雨强度：P0=0（mm/d）；
g.灌水均匀系数选用95%。
4.工程方案分析
4.1所选加压滴灌既节水，又提高作物产量
项目区地势平坦，北高南低，种植作物为打瓜，传统地面灌溉灌水不均匀，水的利用率低。即使采用低压管道灌溉，只解决了渠道输水损失，田间灌水不均匀问题仍无法解决。由于灌区原有机井，具有加压条件，修建加压滴灌比较合理，既节水，又提高作物产量，也适于打瓜的种植，经分析计算采用滴灌方式灌溉，每亩约可节省水量149.84m3，在投资方面，加压滴灌约636.70元/亩，滴灌的投资较低。
4.2充分采用加压滴灌，加快了施工进度
采取直接抽取井水加压滴灌即直接换泵，管道施工不影响灌溉，施工方便、此方案加快了施工进度。
4.3采用加压滴灌，减少工程投资
直接抽取井水加压滴灌方案：投资相对较小，年运行费用少，建设期不影响生产灌溉，工期较短。若利用沉淀池二次加压滴灌方案：投资相对较大，年运行费用大，建设期影响生产灌溉，工期较长。
参考文献：
[1]《节水灌溉技术规范》SL207―98.