2021-4-9 | 水利設施論文
作者:梁榮 徐學東 單位:山東農(nóng)業(yè)大學水利土木工程學院
0引言
中央一號文件聚焦農(nóng)田水利建設,提出了到2020年基本完成大型灌區(qū)、重點中型灌區(qū)續(xù)建配套和節(jié)水改造任務的目標,增加農(nóng)田水利建設投入,大興農(nóng)田水利建設。我國原有農(nóng)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(nóng)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(nóng)田水利設施是拆除重建還是改造后利用,需要對其進行經(jīng)濟性分析。另外,小型農(nóng)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(xiàn)有資源,節(jié)約投資,并且在評價廢棄農(nóng)田水利設施的再利用價值的基礎上,實現(xiàn)農(nóng)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(jīng)濟效益,這是一個亟須解決的問題。
1舊有農(nóng)田水利設施改造利用全生命周期成本分析
舊有農(nóng)田水利設施改造利用全生命周期成本是指從舊有農(nóng)田水利設施進行修復改造、運營、維護、替換及達到舊有農(nóng)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(huán)節(jié)中進行經(jīng)濟投入產(chǎn)出最大化的全過程控制,是舊有農(nóng)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(nóng)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(nóng)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(nóng)田水利設施進行修復改造。農(nóng)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(nóng)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(jù)舊有農(nóng)田水利的特點,合理制定運營及維護方案,確保舊有農(nóng)田水利設施能夠充分的發(fā)揮功能,節(jié)約資源,并對農(nóng)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(yè)性檢查維修,及時維護,防止?jié)B漏,延長渠道使用壽命,延長維修周期,節(jié)約維修成本[1]。
(3)廢舊農(nóng)田水利設施處置階段。在舊有農(nóng)田水利設施報廢階段同樣需要進行詳細分析,將農(nóng)田水利設施進行拆除,將會產(chǎn)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(xiàn)在全生命周期內(nèi)的資源可循環(huán),降低環(huán)境污染。例如石料和混凝土可以作為農(nóng)村道路的優(yōu)質(zhì)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(chǎn)出建筑用的石子[2]。
2舊有農(nóng)田水利設施改造利用成本模型
2.1成本模型舊有農(nóng)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(nóng)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(jié)構(gòu)尺寸的改造,有改變結(jié)構(gòu)形式的改造[2],因此在對舊有農(nóng)田水利設施再利用進行經(jīng)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(gòu)件,然后再對每一個構(gòu)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(chǎn)生的經(jīng)濟收益,判斷該改造是否具有經(jīng)濟性。
2.3投資回收期計算灌區(qū)經(jīng)濟效益不僅與作物的種類有關,而且與農(nóng)業(yè)技術措施密切相關,灌溉效益分攤系數(shù)的取值較難確定,因此在本文的計算中宜采用扣除農(nóng)業(yè)生產(chǎn)費用法,即從農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的產(chǎn)值中扣除農(nóng)業(yè)技術措施所增加的生產(chǎn)費用(包括種子、肥料、質(zhì)保、管理等所需的費用)后,求的農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的凈產(chǎn)值作為水利灌溉效益[3]。
3案例分析
某灌區(qū)原有農(nóng)田水利設施,灌溉面積667hm2,灌區(qū)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(xiàn)對該灌區(qū)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(jīng)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(qū)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(xiàn)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(xiàn)率r=3%。根據(jù)上述公式與數(shù)據(jù)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(nèi)每年的平均費用為4.31萬元,第2種方案在其生命周期內(nèi)每年的平均費用為5.39萬元,即改造后再利用的方案更經(jīng)濟。
3.2投資回收期計算
該灌區(qū)改造完畢進入運營期6年后,總的灌溉經(jīng)濟效益為108萬元,求出T=4.4a,即5年就能收回成本。
4結(jié)語
舊有農(nóng)田水利設施改造利用的經(jīng)濟性分析不僅對舊有農(nóng)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(nóng)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(xiàn),能夠有效的節(jié)約土地資源,保護環(huán)境,實現(xiàn)建筑垃圾循環(huán)再利用,達到經(jīng)濟效益最大化,對我國當前正在進行的灌區(qū)農(nóng)田水利設施改造具有重要的意義。