2021-4-9 | 水利設施論文
作者:梁榮 徐學東 單位:山東農業大學水利土木工程學院
0引言
中央一號文件聚焦農田水利建設,提出了到2020年基本完成大型灌區、重點中型灌區續建配套和節水改造任務的目標,增加農田水利建設投入,大興農田水利建設。我國原有農田水利設施多為20世紀70年代建造,年久失修,多年廢棄,難以抗御重大自然災害,農田水利建設投入渠道分散,難以提高使用效率和效益。對這些舊有農田水利設施是拆除重建還是改造后利用,需要對其進行經濟性分析。另外,小型農田水利建設運行管護、維修機制不健全,因此,如何有效利用現有資源,節約投資,并且在評價廢棄農田水利設施的再利用價值的基礎上,實現農田水利設施在修復后的全生命周期費用最低,取得良好的經濟效益,這是一個亟須解決的問題。
1舊有農田水利設施改造利用全生命周期成本分析
舊有農田水利設施改造利用全生命周期成本是指從舊有農田水利設施進行修復改造、運營、維護、替換及達到舊有農田水利設施的壽命周期后對其進行拆除、回收過程中總的成本。從修復改造、改造后的使用過程等環節中進行經濟投入產出最大化的全過程控制,是舊有農田水利設施進行再利用的重要組成部分。因此,在對其進行分析的過程中,不僅僅局限于分析初期的再利用改造的投資,而且要著眼于整個舊有農田水利設施再利用的全生命周期。
(1)修復改造階段。通過對舊有農田水利設施再利用價值進行評價,確定其再利用價值的基礎上,選擇有再利用價值的舊有農田水利設施進行修復改造。農田水利設施改造主要是對灌排渠道進行清淤、維修、加固、襯砌,改造田間配套設備及更新老化的泵站設備等。這個階段的費用屬于一次性初期建設投資,費用較高,往往會引起人們的重視,而忽略了因采用較好的修復改造措施引起運行維護費用的降低與運營年限的延長。因此,必須加強在修復改造階段的設計與施工,周全考慮在未來運營階段的需要,達到修復改造與運營階段一體化。
(2)運營維護階段。由于修復改造階段成本的增加,舊有農田水利設施在運營過程中的成本得到降低。在運營維護階段,要根據舊有農田水利的特點,合理制定運營及維護方案,確保舊有農田水利設施能夠充分的發揮功能,節約資源,并對農田水利設施進行及時的更新改造和設備維護。例如每五年應對混凝土板水泥鉤縫進行全面的專業性檢查維修,及時維護,防止滲漏,延長渠道使用壽命,延長維修周期,節約維修成本[1]。
(3)廢舊農田水利設施處置階段。在舊有農田水利設施報廢階段同樣需要進行詳細分析,將農田水利設施進行拆除,將會產生大量的建筑垃圾,這部分建筑垃圾作為拆除后的殘值,可以進行充分的回收利用,從而實現在全生命周期內的資源可循環,降低環境污染。例如石料和混凝土可以作為農村道路的優質基層材料,石料還可以作為房屋等建筑物的砌石基礎、墻體和其他砌筑材料,破碎處理后還可以生產出建筑用的石子[2]。
2舊有農田水利設施改造利用成本模型
2.1成本模型舊有農田水利設施改造利用全生命周期費用組成如圖1。
2.2成本分析舊有農田水利設施的改造涉及維修加固、改擴建原有設施及灌溉形式的改變等,改造的方式是多種多樣的,有使用功能的改造,有結構尺寸的改造,有改變結構形式的改造[2],因此在對舊有農田水利設施再利用進行經濟性分析時,首先要將需要修復改造的建筑物分成若干個構件,然后再對每一個構件需要修復改造的工程量分別進行計算,得出修復改造成本,綜合建筑物在使用周期中消耗的成本與產生的經濟收益,判斷該改造是否具有經濟性。
2.3投資回收期計算灌區經濟效益不僅與作物的種類有關,而且與農業技術措施密切相關,灌溉效益分攤系數的取值較難確定,因此在本文的計算中宜采用扣除農業生產費用法,即從農業增產的產值中扣除農業技術措施所增加的生產費用(包括種子、肥料、質保、管理等所需的費用)后,求的農業增產的凈產值作為水利灌溉效益[3]。
3案例分析
某灌區原有農田水利設施,灌溉面積667hm2,灌區有一條干渠,長4km,年久失修,下設3條支渠,其中有1條可以直接利用,2條已廢棄,現對該灌區水利設施進行改造再利用,該項目需要的費用與全部拆除原有水利設施重新建設需要的費用進行經濟性對比分析。
3.12種方案全生命周期成本計算
方案1:改造后該灌區水利設施能夠使用的生命周期為20年,改造需要的費用80萬元,每年運營管理費用3.5萬元,該水利設施達到生命周期后拆除費用為8萬元,折現率r=3%。方案2:若拆除原有水利設施重新建設,該工程的生命周期為30年,新建費用150萬元,每年運營管理費用2萬元,拆除舊有水利設施費用與該工程廢棄后的拆除費用共16萬元,折現率r=3%。根據上述公式與數據得知,改造再利用方案每年的運營費用稍高于新建工程方案,但改造再利用方案中在達到工程生命周期后將水利設施進行拆除,是一次的拆除費用,而新建工程方案中拆除費用需計算2次,并且新建費用要高于改造費用,最后得到第1種方案在其生命周期內每年的平均費用為4.31萬元,第2種方案在其生命周期內每年的平均費用為5.39萬元,即改造后再利用的方案更經濟。
3.2投資回收期計算
該灌區改造完畢進入運營期6年后,總的灌溉經濟效益為108萬元,求出T=4.4a,即5年就能收回成本。
4結語
舊有農田水利設施改造利用的經濟性分析不僅對舊有農田水利設施改造利用的各個生命周期階段實施全生命周期評價,而且考慮農田水利設施在修復改造、運營、維護、拆除回收等各個階段的成本與防洪、除澇、灌溉等功能的表現,能夠有效的節約土地資源,保護環境,實現建筑垃圾循環再利用,達到經濟效益最大化,對我國當前正在進行的灌區農田水利設施改造具有重要的意義。