Полив та зрошення

Методика еколого-економічної оцінки сучасних технологій зрошення в сільському господарстві

Агрономові

13 хв читання

ПОЛИВ ТА ЗРОШЕННЯ П

У результаті впровадження систем планування зрошення у сільськогосподарське виробництво забезпечуються:

  • оптимізація водного, поживного режимів ґрунтів та мікроклімату на основі застосування технології дощування, що забезпечують збільшення урожайності не менш ніж на 20%;
  • зниження втрат зрошувальної води на поверхневий стік та інфільтрацію до 20%, зменшення вимивання хімічних та поживних речовин із ґрунту в підземні води та природні водні джерела за рахунок розробки нових технічних засобів і технологій поливу, методів управління зрошенням, проєктування та оцінки якості технологічного процесу;
  • економія енергетичних та матеріально-технічних ресурсів на 15-20%;
  • підвищення продуктивності праці не менш ніж на 50%.

Економічна ефективність нових технологій і техніки визначається за їхнім впливом на поліпшення кінцевих показників сільськогосподарського виробництва, головним чином, на приріст прибутку за рахунок підвищення урожайності культур і продуктивності тварин, поліпшення якості продукції, скорочення витрат праці та зниження собівартості виробництва продукції.

Еколого-економічна оцінка ефективності зрошення проводиться відповідно до нормативно-методичних документів (Методичні рекомендації щодо оцінки ефективності інвестиційних проєктів (2-га ред. Офіційне вид. - М.: Економіка, 2000) та Методичні рекомендації щодо оцінки ефективності інвестиційних проєктів меліорації сільськогосподарських земель (РД-АПКЗ.00.01.003-03), основні положення яких відповідають міжнародним стандартам, що забезпечує методичну базу техніко-економічного обґрунтування конкретних проєктів.

Як інтегральний показник оцінки економічної ефективності використано приріст чистого дисконтованого доходу, що визначається на основі дисконтування грошових потоків (операційних, інвестиційних, фінансових), а допоміжного - строк окупності капітальних вкладень.

В основу оцінок ефективності покладено такі основні принципи, застосовні до будь-яких типів інноваційних проєктів у галузі меліорації, незалежно від їхніх технічних, технологічних, фінансових, галузевих або регіональних особливостей:

  • реалізованість технологій зрошення оцінюється можливістю реалізації його технічного, ресурсного, екологічного та фінансового забезпечення;
  • розгляд результатів технологій зрошення впродовж усього його життєвого циклу (розрахункового періоду) - від початку впровадження до завершення;
  • вартісна оцінка всіх видів витрат і результатів на основі моделювання пов'язаних із технологіями зрошення потоків грошових надходжень і витрат за розрахунковий період;
  • зіставність умов порівняння різних варіантів технологій зрошення;
  • врахування впливу фактора часу. При оцінці ефективності повинні враховуватися можливі зміни в часі: площ і урожайності зрошуваних земель, умов господарювання, соціально-економічної ситуації; різні строки служби технічних засобів та обладнання, необхідність інвестицій на капітальний ремонт протягом розрахункового періоду; нерівноцінність різночасових витрат і результатів.

- оцінка ефективності здійснюється зіставленням ситуацій із застосуванням різних технологій зрошення, в основу оцінки ефективності закладаються прирости грошових надходжень і витрат, одержувані кожним з учасників проєкту;

• принцип позитивності та максимуму ефекту: при порівнянні альтернативних варіантів перевага повинна надаватися варіанту з найбільшим значенням ефекту;

• врахування впливу факторів невизначеностей та ризику, що супроводжують реалізацію проєкту.

Ефективність оцінюється за приростним грошовим потоком. Приростний грошовий потік визначається як різниця між грошовими потоками за варіантами із застосуванням різних технологій зрошення.

У розрахунках ефективності грошові надходження і витрати виражаються в незмінних цінах на певну дату (наприклад, на момент проведення розрахунків). При цьому всі вартісні показники повинні бути виражені в цінах на одну й ту саму дату, і ця дата повинна бути обов'язково вказана.

У розрахунках ефективності використовуються ціни сільськогосподарської продукції, що включають у себе надбавки та знижки за її якість, але не включають дотації та ПДВ.

У розрахунках ефективності використовуються, насамперед, ціни, що склалися в рік реалізації технологій зрошення на оптових і роздрібних ринках, біржах, ярмарках, а також при продажі сільськогосподарської продукції заготівельним організаціям, переробним підприємствам та іншим стороннім фірмам.

У разі відсутності в регіоні цін, що склалися на ту чи іншу продукцію, її ціна визначається в такому порядку: обсяг виробленої продукції переводиться в кормові одиниці (овес) на основі зональних коефіцієнтів, а потім множенням на коефіцієнт 0,8 - у зернові одиниці - пшеницю, на яку в даному регіоні вже є ціни, що склалися.

Основним показником ефективності є дисконтований приріст чистого доходу, що визначається як накопичене за весь розрахунковий період сальдо приростного грошового потоку.

Приріст чистого дисконтованого доходу при реалізації технологій зрошення за рекомендаціями науково-технічних матеріалів може бути розрахований на основі рівняння:

NPV = Y 4{3i - C - K) { l + E) - \ де NPV- чистий дисконтований дохід, руб/га;

Е - річна відсоткова ставка, %;

Т - розрахунковий період, роки;

К - капітальні вкладення, руб/га;

Еф - ефект, що отримується в результаті реалізації проєкту, руб/га:

Еф = Еор+ Ееп + Е„ + Еу, де Еор - ефект від зрошення у вигляді приросту вартості виробленої сільськогосподарської продукції, руб/га;

Впровадження сучасних систем зрошення потребує точного розрахунку окупності. Звичайного порівняння урожайності до і після поливу для цього недостатньо. Щоб отримати реальну картину, необхідно оцінювати еколого-економічний ефект комплексно. Нерівномірний полив, відхилення вологості від норми та вимивання поживних речовин напряму впливають на прибутковість господарства.

При розрахунку окупності систем поливу обов'язково враховуйте не тільки пряму прибавку врожаю, а й відвернений збиток від деградації ґрунтів. Збереження родючості — це ваш довгостроковий актив, який напряму впливає на капіталізацію господарства.

Розрахунок економічної вигоди від поливу

Рішення про купівлю зрошувальної техніки приймають на основі розрахунку чистого економічного ефекту. Він має прагнути до максимуму протягом усього розрахункового періоду експлуатації обладнання. Для оцінки ефективності використовують формулу, яка підсумовує виручку від прибавки врожаю і віднімає всі супутні витрати. Такий підхід дозволяє уникнути подвійного рахунку капітальних вкладень.

Еор = Σ [ ΔBt − Cеt − ΔCс/гt − Cпрt − Cуt − Cпt + ЛCt ] → max

У цій формулі враховують такі показники:

  • ΔBt — приріст виручки від продажу продукції, отриманої за рахунок поливу конкретною технікою у році t (руб.);
  • Cеt — щорічні експлуатаційні витрати на полив без урахування амортизації на реновацію (руб.);
  • ΔCс/гt — приріст щорічних витрат на вирощування культур на зрошуваних землях (руб.);
  • Cпрt — щорічні витрати на екологічні заходи: підтримання родючості ґрунтів та охорону водних ресурсів (руб.);
  • Cуt — розмір збитку навколишньому середовищу від проведення зрошення у році t (руб.);
  • Cпt — сума прямих та непрямих податків (руб.);
  • ЛCt — ліквідна вартість основних фондів, що вибувають у році t (руб.).

Для розрахунку приросту витрат на виробництво та експлуатацію використовують просту залежність. У ній підсумовують витрати на вирощування продукції та витрати на утримання меліоративних систем. Приріст виручки від зрошення в конкретному році розраховують окремо з урахуванням потенційної урожайності. Це дозволяє точніше спрогнозувати майбутні фінансові надходження.

С = Сс/г + См

  • Сс/г — приріст щорічних витрат на виробництво сільськогосподарської продукції (руб/га);
  • См — приріст щорічних витрат на експлуатацію та утримання меліоративних систем (руб/га).

Приріст виручки від зрошення (ΔB) у конкретному році розраховують за формулою:

ΔB = Ц × (Уор − Утех) × K1 × K2 × K3 × Fор × αj × КЗВ

Для обчислень вам знадобляться такі дані:

  • Ц (або qj у році t) — регіональна оптова ціна реалізації культури (руб/ц);
  • Уор — потенційна урожайність культури на поливі при оптимальних умовах, яку беруть за даними держсортодільниць (ц/га);
  • Утех — урожайність без поливу (ц/га);
  • K1 — коефіцієнт рівномірності зволоження конкретною дощувальною машиною;
  • K2 — коефіцієнт зниження врожаю через відхилення вологості ґрунту від оптимальної;
  • K3 — коефіцієнт, що враховує дефіцит мінерального живлення в ґрунті;
  • Fор — площа поливу (га);
  • αj — частка культури в сівозміні;
  • КЗВ — коефіцієнт земельного використання.

Оцінка екологічних ризиків та відверненого збитку

Якість поливу напряму визначає екологічну безпеку та економію ресурсів. Роботу дощувальних машин оцінюють через спеціальний екологічний коефіцієнт. Вологість у кореневмісному шарі також має перебувати в суворо визначених межах. Для цього у формулу вводять показники початкових і кінцевих вологозапасів активного шару ґрунту.

Екологічний коефіцієнт якості поливу (Кя) розраховують за формулою: Кя = Км × Кд, де Км — коефіцієнт ефективності поливу за Крістіансеном.

  • Коефіцієнт рівномірності природного дощу (Кд) — 0,9
  • Приріст родючості ґрунтів у розрахунках (ΔS) — у частках від одиниці
  • Частка культури в сівозміні (αj) — у частках від одиниці

Коефіцієнт відхилення вологості кореневмісного шару ґрунту від оптимальної розраховують за початковими (Wн) та кінцевими (Wк) вологозапасами активного шару ґрунту за розрахунковий період (мм) відносно вологозапасів найменшої вологомісткості (Wкв, мм).

При плануванні норм зрошення не допускайте виходу вологості за рамки оптимального діапазону. Перезволоження ґрунту знижує урожайність так само сильно, як і посуха, через витіснення кисню з кореневмісної зони.

Запобіглу екологічну шкоду ґрунту за рахунок збереження його родючості розраховують через базовий показник питомої шкоди. У цьому рівнянні враховують фактичний приріст родючості та поправковий коефіцієнт. Додатково оцінюють запобіглу шкоду водним ресурсам від зниження змиву ґрунту. Це допомагає розрахувати реальну вигоду від екологічних заходів.

Епе = Упит × ΔS × Kп

  • Упит — показник питомої екологічної шкоди ґрунтам (руб/га);
  • ΔS — збільшення родючості ґрунтів у результаті меліорації (у частках від одиниці);
  • Kп — коефіцієнт, що враховує родючість ґрунтів (руб/га).

Для розрахунку маси запобіглого забруднення обчислюють різницю показників до і після меліорації. Фактичне винесення шкідливих речовин визначають через масу ґрунту, що змивається. При цьому обов'язково враховують клас небезпеки кожної конкретної забруднюючої речовини. Підсумкова ефективність технологій зрошення завжди залежить від зовнішніх параметрів конкретного року.

Запобіглу шкоду водним ресурсам визначають за формулою: Ев = Увпит × ΔM, де Увпит — ціна забруднення по конкретному водному басейну (руб/ум. т), а ΔM — приведена маса забруднюючих речовин, що не надійшли у водойми (ум. т).

Масу запобіглого забруднення розраховують за формулою: ΔM = M0 − M1. Показники надходження забруднюючих речовин до (M0) і після (M1) заходів обчислюють через фактичну масу забруднень (m, т) та коефіцієнт відносної еколого-економічної небезпеки речовини (Kеi) за залежністю: M = m × Kеi.

Покроковий алгоритм оцінки проєкту зрошення має такий вигляд:

  1. Зберіть дані щодо врожайності на богарі та сортовипробувальних ділянках для оцінки потенційної надбавки.
  2. Оберіть дощувальну техніку та визначте її коефіцієнт ефективності поливу за Крістіансеном (Км).
  3. Розрахуйте щорічні витрати на утримання зрошувальної системи та природоохоронні заходи.
  4. Оцініть запобіглу екологічну шкоду для ґрунтів та найближчих водних джерел.
  5. Зіставте виручку від надбавки урожаю з експлуатаційними, екологічними витратами та податками за підсумковим рівнянням ефективності.
  6. Проведіть розрахунок для кількох сценаріїв погоди (сухий, середній та вологий рік) для зниження ризиків від неточної кліматичної інформації.

Виробничі та кліматичні ризики при зрошенні

При проєктуванні зрошувальних систем базові параметри розраховують під стандартні умови регіону. Однак на практиці планова ефективність поливу часто знижується через фактори, які важко передбачити в типовому проєкті. До них належать технологічні збої, коливання ринку та екстремальні погодні явища.

Основну загрозу для окупності проєкту становлять виробничо-технологічні ризики. Вони напряму пов'язані з порушеннями регламентів вирощування культур та експлуатації обладнання. Нижче наведено основні фактори, які необхідно контролювати у польовий період:

  • поломки тракторів, причіпних агрегатів та спецтехніки;
  • внесення добрив в обсягах нижче запланованих норм;
  • проведення сівби, обробітків або збирання врожаю з відхиленням від оптимальних фаз розвитку рослин;
  • неякісний обробіток ґрунту та догляд за посівами;
  • перевитрата палива, води та інших ресурсів понад регламент;
  • втрати робочого часу через організаційні збої;
  • помилки та недбалість персоналу;
  • пошкодження посівів шкідниками та хворобами.

Аварійна зупинка насосних станцій або поломка дощувальної техніки у критичні фази вегетації порушує режим поливу і може призвести до різкого падіння врожайності.

Окрім технологічних збоїв, економіку проєкту підривають фінансові та комерційні ризики. До них належать падіння попиту, поява нових конкурентів, затримки платежів від партнерів та коливання ринкових цін. Зміна умов кредитування та інші форс-мажори також напряму впливають на окупність інвестицій.

При плануванні зрошення враховуйте не тільки посухи, а й інші погодні аномалії: паводки, затоплення посівів, вимокання, град, суховії та ранні осінні заморозки.

Методика розрахунку очікуваного приросту врожайності

Щоб отримати достовірну оцінку ефективності поливу, не можна орієнтуватися тільки на середні багаторічні показники. Просторово-часова мінливість клімату вимагає розрахунку очікуваного інтегрального ефекту. На практиці це означає прогнозування приросту врожайності з урахуванням ймовірності сухих та вологих років.

  • Період аналізу метеоданих — 30–50 років
  • Нижня межа Ку для сухого степу — 0,21
  • Верхня межа Ку для лісової зони — 1,0
  • Максимальне розрахункове зниження врожаю овочів — 100%

Для практичної оцінки потенціалу зрошуваної ділянки рекомендується використовувати покроковий алгоритм. Він дозволяє прив'язати планові показники до реальної кліматичної статистики регіону. Розрахунок виконують у такій послідовності:

  1. Зберіть метеодані у вашій ґрунтово-кліматичній зоні за останні 30–50 років і побудуйте криву забезпеченості. З її допомогою визначте ймовірність (Pi) настання років з різною тепло- та вологозабезпеченістю.
  2. Визначте приріст врожайності для кожного типу року (ΔYзр) за формулою: ΔYзр = Yi - Yp, де Yi — потенційна врожайність на зрошенні, а Yp — базова врожайність без поливу.
  3. Розрахуйте очікуваний приріст врожайності (ΔYvar) за життєвий цикл зрошуваної ділянки з урахуванням кліматичних коливань за формулою: ΔYvar = Σ (ΔYiзр × Pi).

Для прогнозних розрахунків дефіциту вологи та потенційного недобору врожаю використовують довідкові дані багаторічних досліджень меліорації. Вони систематизовані за природними зонами та конкретними культурами. Таблиця нижче показує ризики зниження урожайності при різному рівні дефіциту водозабезпеченості.

Природна зона Коефіцієнт зволоження, Ку Відносне зниження урожайності (%) за забезпеченістю дефіциту вологи
5% 25% 50% 75% 85% 95%
Багаторічні трави
Сухостепова 0,21–0,30 24 43 60 76 84 95
Степова 0,31–0,40 14 32 49 63 71 86
Степова 0,41–0,50 6 22 40 54 62 78
Лісостепова 0,51–0,60 1 15 31 46 55 71
Лісостепова 0,61–0,70 0 10 24 39 48 66
Лісостепова 0,71–0,80 0 6 18 32 42 59
Лісова 0,81–1,0 0 2 12 26 37 53
Овочеві культури
Сухостепова 0,21–0,30 53 75 88 98 100 100
Степова 0,31–0,40 37 59 74 87 95 100
Степова 0,41–0,50 24 45 60 76 85 97
Лісостепова 0,51–0,60 13 33 49 67 76 90
Лісостепова 0,61–0,70 5 23 39 57 67 83
Лісостепова 0,71–0,80 0 15 30 48 58 76
Лісова 0,81–0,90 0 9 23 40 50 68
Лісова 0,91–1,0 0 4 16 33 42 60

Будь-який проект системи поливу на папері виглядає гладко, але на практиці витрати майже завжди перевищують заплановані. Щоб оцінити реальну окупність зрошення, проектні розрахунки (оптимістичний сценарій) використовують лише як базу. На їх основі обов'язково розраховують другий, помірно песимістичний сценарій, який враховує ризики та невизначеність.

Розрахунок за помірно песимістичним сценарієм показує, чи збереже проект економічну ефективність при несприятливому розвитку подій.

Розрахунок стрес-сценарію: захист від перевитрати бюджету

Головний ризик на етапі будівництва — зростання обсягу капітальних вкладень відносно кошторису. Найскладніше прогнозувати природні фактори: гідрологічні, геологічні та кліматичні умови на ділянці. Також витрати можуть зрости через штрафи або втрату матеріальних ресурсів. Щоб перевірити стійкість проекту, проводять розрахунки чутливості при збільшенні кошторису.

  • Мінімальний перерахунок кошторису — +10% до обсягу капіталовкладень
  • Середній перерахунок кошторису — +20% до обсягу капіталовкладень
  • Максимальний перерахунок кошторису — +30% до обсягу капіталовкладень

Окрім капітальних витрат, необхідно враховувати невизначеність поточних витрат у період експлуатації системи. Для цього в розрахунки закладають резервні кошти.

Обов'язково формуйте резерв коштів на непередбачені поточні витрати. Ці гроші підуть на ліквідацію можливих аварій та позаплановий ремонт обладнання і споруд.

Усі очікувані грошові потоки за помірно песимістичним сценарієм розраховують з урахуванням цих поправок. На їх основі за стандартними правилами визначають підсумкові показники очікуваної ефективності зрошення: очікуваний дисконтований потік чистої доходності (ДПЧД) та очікувану внутрішню норму доходності (ВНД).

Читайте також