1、Water Resources and Hydropower Engineering Vol.54No.10147CEditorial Department of Water Resources and Hydropower Engineering.This is an open access article under the CC BY-NC-ND license.147-159.projects in groundwater funnel areas:A case study of hebei provinceJI.Water Resources and HydropowerEngine
2、ering,2023,54(10)GUAN Baozhu,SUN Tianhe,WANG Jinxia,et al.Evaluation of the implementation effectiveness of agricultural irrigation water substitution2023,54(10):147-159.关宝珠，孙天合王金霞，等地下水漏斗区农业灌溉水源置换工程实施成效评价：以河北省为例J水利水电技术（中英文）水利水电技术（中英文）第54卷2023年第10 期地下水漏斗区农业灌溉水源置换工程实施成效评价：以河北省为例关宝珠，孙天合，王金霞3，严婷婷4，黄开兴3（
3、1.北京大学国家发展研究院，北京100871；2.河北经贸大学京津冀协同发展河北省协同创新中心，河北石家庄050061；3.北京大学现代农学院中国农业政策研究中心，北京100871;4.水利部发展研究中心，北京100038)摘要：【目的】海河流域农业生产严重依赖地下水灌溉，导致地下水严重超采，形成了面积最大的地下水漏斗区。农业灌溉水源置换工程是遇制地下水超采态势的重要措施，然而，目前对该工程的定量研究相对较少。【方法】基于历史统计资料和实地调查数据，全面评价了农业灌溉水源置换工程的实施现状，采用多期双重差分方法（DID)，深入分析了该工程对压采地下水和农业产出的影响，系统提出了该工程面临的挑战
4、。【结果】结果表明：（1)2 0 14一2 0 2 2 年间，河北省陆续完成了适宜区域的工程建设，通过将纯井灌区改造成渠灌区或井渠双灌区7 5.8 7 万hm，直接减少了地下水开采量12.6 8 亿m。（2)工程降低了项目区农业灌溉成本和劳动力投入，提高了种粮积极性，使县级层面的粮食总产量增加了1.70万t，农业增加值增加1.0 9亿元，第一产业增加值增加1.59亿元；（3）尽管农业灌溉水源置换工程在压采地下水和促进农业产出方面具有显著成效，但其可持续性面临多方面挑战，突出表现为地表水源短缺、配套设施不完善以及地表水水价机制不健全等问题。【结论】下一步需完善工程及其配套设施建设、加大监管力度以
5、及建立健全地表水水价制度，逐步提升工程的运行效果和可持续性。关键词：地下水超采；灌溉水源置换；调查研究；政策评价；双重差分方法（DID)作者互动DOI:10.13928/ki.wrahe.2023.10.013开放科学（资源服务）标志码（OSID）：中图分类号：TV93；T V9文献标志码：A文章编号：10 0 0-0 8 6 0(2 0 2 3)10-0 147-13Evaluation of the implementation effectiveness of agricultural irrigation water substitutionprojects in groundwate
6、r funnel areas:A case study of Hebei ProvinceGUAN Baozhu,SUN Tianhe,WANG Jinxia,YAN Tingting,HUANG Kaixing收稿日期：2 0 2 3-0 3-2 6；修回日期：2 0 2 3-0 7-2 1；录用日期：2 0 2 3-0 7-2 4；网络出版日期：2 0 2 3-0 8-0 1基金项目：国家自然科学基金项目（7 18 7 40 0 7）；国家自然科学基金重大国际合作项目（418 6 112 40 0 6）；国家重点研发计划项目（2 0 2 1YFC32 0 0 50 0）；教育部人文社会科学
7、研究项目（19YJC790118）；河北省高等学校人文社会科学研究项目-青年拔尖项目(BJ2020075)作者简介：关宝珠（1991一），女，讲师，博士，主要从事水资源管理制度与政策研究。E-mail：g u a n b a o z h u p k u.e d u.c n通信作者：王金霞（197 2 一），女，教授，博士，主要从事水资源管理制度与政策研究。E-mail：j x w a n g.c c a p p k u.e d u.c n严婷婷（198 4一），女，高级工程师，博士，主要从事水利政策研究。E-mail：y a n t t w a t e r i n f o.c o m.c n1
8、48第54卷2023年第10 期水利水电技术（中英文）关宝珠，等/地下水漏斗区农业灌溉水源置换工程实施成效评价：以河北省为例(1.National School of Development,Peking University,Beijing 100871,China;2.Hebei Coordinated Innovation Centerfor BTH Coordinated Development,Hebei University of Economics and Business,Shijiazhuang 050061,Hebei,China;3.School of Advanced
9、Agricultural Sciences,China Center for Agricultural Policy,Peking University,Beijing100871,China;4.Development Research Center of the Ministry of Water Resources,Beijing100038,China)Abstract:ObjectiveAgricultural production in Haihe River Basin heavily relies on groundwater irrigation,resulting in s
10、everegroundwater overexploitation and forming the largest groundwater funnel area.Agricultural Irrigation Water Substitution Project(AlwSP)is an important measure to curb groundwater overexploitation.However,there are relatively few quantitative studies.Methods JBased on historical statistical data
11、and field survey data,this study comprehensively evaluates the status of AIWSP,profoundly analyzes its impact on groundwater extraction and agricultural output by adopting the multi-period Difference-in-Differ-ence(DID)method,and systematically presents the challenges of AIWSP.Results JThe results s
12、how that:(1)Between 2014and 2022,the suitable region of AIWSP has been successively constructed in Hebei Province.By renovating 758 700 hm ofpure well-irrigated areas into canal-rrigated or dual-irrigation areas,AIWSP has directly reduced groundwater extraction by1.268 billion m.(2)The project reduc
13、es irrigation costs and labor input in the project areas,boosts the enthusiasm for growingcrops,and significantly increases the total grain output by 17 000 t,agricultural added value by 109 million CNY,and the prima-ry industry added value by 159 million CNY.(3)Although AIWSP has significantly redu
14、ced groundwater extraction and in-creased agricultural output,its sustainability faces various challenges,such as shortage of surface water,inadequate supportingfacilities,and vacant surface water pricing mechanisms.ConclusionJTherefore,in the future,it is necessary to improve theconstruction of the
15、 projects and their supporting facilities,strengthen regulatory efforts,and establish a sound surface waterpricing mechanism,aiming to improve the operational effectiveness and sustainability of the project.Keywords:groundwater overexploitation;irrigation water substitution;survey research;policy ev
16、aluation;dfference-in-differ-ence(DID)method0引言农业灌溉水源置换工程是治理地下水超采的关键举措。海河流域是我国重要粮食生产基地之一，流域内农作物的地下水灌溉面积占比超过7 0%1】，导致地下水严重超采。2 1世纪初海河流域每年超采浅层地下水约16 亿m32】，形成全国乃至世界上面积最大的地下水漏斗区，引发了地面沉降、地面塌陷、海水人侵等一系列生态环境问题3。为此，在海河流域启动了地下水超采综合治理项目，并将河北省选为首个试点，计划在2 0 35年实现地下水完全采补平衡，其中三分之二的压采量由农村完成4。地下水超采治理的核心思想是“一增、一减”，其中
17、，“一增”即充分利用当地和外调地表水置换城镇和农村的地下水开采；“一减”指通过改变作物种植结构、采用高效节水技术及实施水价水权等方式减少灌溉用水量。农业灌溉水源置换工程是“一增”中的关键措施4-5，通过将纯井灌区改造为渠灌区或井渠双灌区，从而减少地下水开采量，该措施的实施效果受到政策制定者的高度关注。然而，目前关于农业灌溉水源置换工程的研究偏向于定性分析政策背景、具体做法和预期节水效果，缺乏对实施成效的定量分析。首先，现有研究主要是将农业灌溉水源置换工程作为综述的一部分加以讨论。例如，YU等6 和陈飞等7 综述了河北省地下水超采综合治理措施，介绍了该工程的政策背景、具体做法、预期节水效果和投资
18、情况。其次，地下水超采治理措施中，季节性休耕等种植结构调整措施研究相对较多8-9】，针对农业灌溉水源置换工程的研究较为缺乏，且研究区域较小。王术礼等10 1分析了该工程的方案设计，定性讨论了节水效果，然而研究区域仅是河北省馆陶县。最后，尽管已有研究分析了水坝、南水北调等水利工程的经济效益，但尚未有研究分析农业灌溉水源置换工程的经济效益。陈海山等 发现三峡水利工程显著提高了易洪涝地区的经济发展水平；STROBL等12 发现大坝对下游区的农业生产力有显著的正向影响，但对紧邻区没有显著影响。杨云彦13 和ROGERS等14 基于文献综述指出，南水北调工程有利于缓解水资源时空分配不均的局面，有可能推动
19、城市化进程和促进区域协调发展。鉴于农业灌溉水源置换工程和南水北调等水利工程既有共性也有差异，有必要加强对前者的经济效益研究本研究的目标是全面深人分析农业灌溉水源置换工程的实施进展、取得的成效和存在的挑战，重点关水利水电技术（中英文）149第54卷2023年第10 期关宝珠，等/地下水漏斗区农业灌溉水源置换工程实施成效评价：以河北省为例注工程在地下水压采方面的成效及其对农业产出的影响。本文首次对农业灌溉水源置换工程的实施进展、成效和挑战开展全面深入分析，采用因果识别方法分析工程对农业产出的影响，以期为河北省进一步改进和推广该工程提供有价值的参考和指导，也为其它干旱半干旱地区治理地下水超采提供借鉴
20、经验1工程概况1.1工程基本情况农业灌溉水源置换工程是河北省最早采取的地下水超采治理措施之一，旨在通过新建或改善水利设施，使得具备地表水灌溉条件的地区能够充分利用地表水资源，从而实现压减地下水开采量的目标。该工程资金主要来源于中央政府和省级政府，一般由县级水利部门牵头实施，委托水利水电勘测设计研究院进行工程设计，设计方案经市级和省级政府审批通过后，以公开招标的方式择优选取有资质的企业进行施工建设，工期通常为一年以上，建成后多交由村集体运营维护。在地下水超采治理试点阶段（2 0 14一2 0 16 年），该工程资金来源以中央投资为主、地方自筹为辅，省级以上资金占比达95%以上，地方自筹则多为农户
21、投工投劳、以劳折资的形式，农户投劳时主要负责一些基本的开挖回填工作。进人常规治理期后（2 0 17 年至今），虽然该工程仍主要依赖于省级以上财政资金的支持，但地方自筹的力度正在逐渐加大，市、县两级拓宽了融资渠道，不断探索市场化、多元化的投人模式，包括用水户自筹、市场融资以及吸引民间资本等。在技术层面，该工程的选址和设计通常优先考虑以下因素，如靠近地表水源、有一定地表水灌溉设施基础、地下水超采严重或地下水质下降、耕地成方连片、工程不占或较少占用耕地以及当地民众的参与积极性和接受程度较高等。该工程主要通过实施河渠清淤疏浚、渠系建筑物改造、坑塘建设等，充分利用南水北调工程通水后城市返还农业的水量及引
22、黄、引卫等外来水量，将纯井灌区改造成渠灌区或井渠双灌区1.2工程实施进展在地下水超采治理试点阶段（2 0 14一2 0 16 年），该工程得到了大力推进，随着进人常规治理期（2 0 17年至今），该工程的建设和投资规模逐渐减少（见表1），河北省自2 0 14年开始实施该工程，当年河渠清淤3446 km，建设坑塘116 4座，新增蓄水能力合计2.79亿m，引水量6.7 3亿m，总投资37.2 9亿元。此后，工程的建设规模开始下降，2 0 15和2 0 16 年的河渠清淤整治长度与上一年相比分别下降了13%和32%，建设坑塘数量分别下降了7 8%和33%，引水量分别下降了50%和34%；工程投资规
23、模出现波动，2015年略有上升，2 0 16 年则下降了17%。进入常规治理期后，该工程的建设和投资规模开始进一步下降，与2 0 16 年相比，2 0 17 年河道清淤整治长度下降了2 7%，坑塘数量、引水量和投资规模均下降了45%以上。2 0 18 一2 0 2 0 年，虽然该工程仍在持续实施，但新增河渠清淤整治长度和坑塘数量均低于试点阶段。值得注意的是，自2 0 2 1年起，虽然政府部门未公开该工程建设和投资的相关数据，但可以通过该工程的改造灌溉面积和新增压采能力推测出，近两年该工程的建设和投资有所增加从地级市尺度来看，该工程主要在超采最严重的衡水、沧州、邯郸和邢台4个地级市实施。4地市的
24、各项工程指标占全省的比例超过了8 5%，其中，衡水和沧州两地市占比超过一半，如图1所示。在工程建设方面，4地市的河渠整治长度占全省的比例为87%，其中，沧州和衡水占比分别为33%和2 5%；4地市的坑塘数量占全省96%，其中，衡水和沧州占比分别为48%和34%。在工程引水量方面，4地市占全省的比例为8 7%，其中，衡水和沧州占比分别为31%和2 8%。在工程投资规模方面，4地市占全表1河北省2 0 14一2 0 2 0 年农业灌溉水源置换工程实施情况Table 1Implementation of AIWSP in Hebei Province of 20142020渠系整治小型蓄引提引水量年
25、份投资/亿元河渠清淤整治长度/km河渠蓄水能力/亿m3坑塘数量/座坑塘蓄水能力/亿m/亿m20143.4460.8711641.926.7337.2920153.0030.712580.483.3942.7920162.0481720.312.2535.5320171.495901.1918.992018338530.858.322019742120.071.342020307注：根据各年度河北省地下水超采综合治理实施计划整理，下同。150水利水电技术（中英文）第54卷2023年第10 期关宝珠，等/地下水漏斗区农业灌溉水源置换工程实施成效评价：以河北省为例省的比例高达92%，衡水和沧州占比分
26、别为32%和2 7%。2工程实施成效评估河北省已基本完成适宜区域农业灌溉水源置换工程的建设工作。基于历史统计资料和农户调查数据，本文进一步分析了该工程对地下水压采和农业产出的影响，发现该工程不仅在压采地下水方面取得了显著成效，而且还有助于提升实施区域的农业产出。2.1研究区域、数据和方法2.1.1研究区域概况河北省是中国重要的粮食产区。然而，由于降水量少且时空分布不均，该省的农业生产依赖于地下水灌溉，导致地下水严重超采，已形成多个地下水漏斗区。河北省是小麦和玉米主产区，其中小麦的播种面积约占全国的9.5%，产量约占全国的10.7%，玉米的播种面积约占全国的8.0%，产量约占全国的7.6%15-
27、16。河北省降水量多年平均值为52 0.8 mm，比全国平均水平低约2 0%。降水量时空分布不均，分布总趋势是由太行山、燕山迎风坡多雨区分别向西北和东南两侧减少；降水集中在6 一8 月，灌溉期间降水量多年平均值为10 5.9mm，仅占总量的20%17-18。因此，河北省7 0%以上的耕地依赖超采地下水进行灌溉19。该省在2 0 14年前平均每年超采607 0 亿m的地下水，地下水超采区面积占平原区面积的91%以上2 0 1。超采严重的地区地下水位年均下降速度多达1m，深层地下水位年均下降速度甚至达到1.5m21，形成的地下水漏斗区面积高达52 33km17。2.1.2数据考虑到农业灌溉水源置换
28、工程主要在河北省沧州、邯郸、衡水、邢台等地级市实施，石家庄、唐山100813139128015111721143460282740334820310河渠整治长度坑塘数量引水量投资工程指标衡水市沧州市邯郸市邢台市口其它图1河北省各地级市农业灌溉水源置换工程实施情况Fig.1Implementation of AIWSP in prefecture-level cities in Hebei Province和保定也有一些工程，本文选取这七个地级市的所有县作为样本。数据来源包括历史统计资料和实地调查数据。其中，历史统计资料主要包括两个方面的内容：(1)20142022年河北省地下水超采综合治理实施
29、方案，关注各县农业灌溉水源置换工程的实施情况；(2)2010一2 0 19年中国县域统计年鉴，主要关注各县的基本社会经济特征、农业生产与投人情况等。此外，采用分层随机抽样的方法，在河北省沧州、衡水、邯郸、邢台以及石家庄选择10 个县开展实地调查，调研区域覆盖了浅层地下水一般超采区和严重超采区、深层地下水一般超采区和严重超采区。在与河北省农业农村厅、水利厅和各县农业农村局、水利局的地下水超采治理负责人进行座谈，了解农业灌溉水源置换工程的政策背景和实施现状，在每个县选择2 个有代表性的村，每个村随机选5户农户，共选出2 0 个村和10 0 个农户，与村干部和农户进行深度访谈，了解基层干部和农户对农
30、业灌溉水源置换工程的认知情况2.1.3方法本文采用描述性统计和计量经济学模型分析农业灌溉水源置换工程的实施成效。基于县级层面的统计资料，通过描述性统计方法，分析工程与压采地下水和农业产出的相关关系；构建计量模型，就工程对农业产出的影响进行因果识别分析。首先，本文基于多期双重差分（DID）法设计，采用双向固定效应模型估计农业灌溉水源置换工程对农业产出的处理效应2 2 。模型的设定公式如下Y,=+X,-2+Z+;+8,+8u(1)式中，i为县序号；t为年份（2 0 10 2 0 19年）；Yi为结果变量；Xi.-2为工程变量；Z为控制变量；为个体固定效应；,为时间固定效应；8 为稳健标准误；、均为
31、待估计参数。其中，结果变量（Y,）为粮食总产量、农业增加值或第一产业增加值。考虑到工程建设期在1a以上，因此将工程变量（Xi,t-2）滞后两期。用两种方式来衡量工程变量：（1）通过虚拟变量，其中，Xi.-2=1表示县i在t-2年实施了农业灌溉水源置换工程，Xi.t-2=0表示县i在t-2年未实施该工程；（2）通过农业灌溉水源置换工程累计改造的灌溉面积。除农业灌溉水源置换工程外，可151水利水电技术（中英文）第54卷2023年第10 期关宝珠，等/地下水漏斗区农业灌溉水源置换工程实施成效评价：以河北省为例能存在其它影响农业产出的因素，本文将这些因素作为控制变量（Z.）。控制变量由三个层次的变量组
32、成：第一层是县域基本特征，包括人均地区生产总值、行政区域土地面积等；第二层是农业生产的投入情况，包括农林牧渔业从业人员、有效灌溉面积、农业机械投入、化肥使用量等；第三层是其它地下水压采水利设施的实施情况，包括地下水高效节水工程。此外，模型还控制了县级层面的个体固定效应和年份层面的时间固定效应8，以控制随县改变但不随年份变化的不可观测因素和随年份变化但不随县变化的不可观测因素。为核心解释变量的系数，如果显著大于0，则表明实施农业灌溉水源置换工程提升了粮食产量、农业增加值或第一产业增加值，对农业产出有促进作用。其次，本文采用事件研究法来验证DID模型的平衡趋势假设2 模型的设定如下Yi,=+.E+
33、,+8(2)式中，Eit.为一组事件窗口虚拟变量，如Ei-1=1表示工程开始实施前一期；如果模型中m0时均不显著，则认为满足平衡趋势假设。最后，通过分析农业灌溉水源置换工程对粮食播种面积和粮食单产的影响，进一步分析该工程对粮食总产量的影响机制。粮食总产量等于粮食播种面积和粮食单产的乘积，计算公式如下Y(x)=A(x)P()(3)式中，为工程变量；Y(x）为粮食总产量；A（）为粮食播种面积；P（x）为粮食单产对公式（3)取对数可得到下式，即工程对粮食总产量变化的影响等于对粮食播种面积变化的影响加上对粮食单产变化的影响InY(x)=InA(x)+ln P(x)(4)为此，在进行机制分析时，本文对粮
34、食总产量、粮食播种面积和粮食单产进行对数化处理，基于公式（1)开展分析。当工程变量为改造灌溉面积时，核心解释变量为半弹性，表示Xi.t-2变化1单位条件下，Y，变化10 0 exp（）1%；当工程变量为改造灌溉面积的对数时，核心解释变量为弹性，表示X.r-2变化1%单位，Y，变化%23。其它变量的含义不变。计量模型中的结果变量、工程变量和控制变量的描述性统计结果如表2 所列。2.2对地下水压采的影响农业灌溉水源置换工程通过增加地表水灌溉面积，实现地表水置换地下水，直接减少了地下水的开采量，并会对地下水有回补效应。2 0 14一2 0 2 2 年农业灌溉水源置换工程改造灌溉面积和新增压采情况如图
35、2 所示。2 0 14一2 0 2 2 年，工程累计改造灌溉面积75.87万hm，压采地下水12.6 8 亿m。2 0 14年，该工程改造灌溉面积16.39万hm，压采地下水3.34亿m；此后，随着新增建设和投资规模的逐渐下降，该工程改造灌溉面积和新增压采能力也呈下降趋势，至2 0 2 0 年，河北省改造灌溉面积下降到1.59 万hm，新增压采能力下降到0.2 7 亿m；然而，自2021年起，水利部门加大引水工程的引水力度和对本地地表水的统筹利用，使得改造灌溉面积和新增压采能力开始明显增加。2 0 2 1年，通过利用南水北调东线北延应急工程及引黄、引滦工程成功压减地下水表2计量模型变量描述性统
36、计Table2Descriptive statistics table of variables in econometric model变量名均值标准差最小值最大值粮食总产量/万t29.8915.7343.7388.46农业增加值/亿元15.4611.4362.0967.77第一产业增加值/亿元22.1814.9962.6693.92粮食播种面积/万hm?4.832.2630.8712.96粮食单产/thm26.091.0801.918.85是否有农业灌溉水源置换工程/1=是，0=否0.280.4470.001.00农业灌溉水源置换工程累计改造灌溉面积/万hm0.190.4410.003.4
37、1人均地区生产总值/万元人-！3.352.5760.6021.84行政区域土地面积/km884.27491.002222.002.648.00农林牧渔业从业人员数/万人9.474.9132.2129.36有效灌溉面积/万hm3.401.7370.008.57农业机械总动力/万kW74.1147.8308.00260.00化肥使用量（折纯量）/万t2.471.5920.009.10是否有地下水高效节水工程/1=是，0=否0.420.4940.001.00地下水高效节水工程/万hm0.250.5370.005.30注：农业增加值有2 0 132 0 17 年的数据，有50 9个观测值，其余变量有2
38、 0 10 2 0 19年的数据，有10 2 0 个观测值。第54卷2023年第10 期152水利水电技术（中英文）关宝珠，等/地下水漏斗区农业灌溉水源置换工程实施成效评价：以河北省为例183.343.5163.0142.362.5/12.871.84102.01.3581.560.721.04.530.410.270.5216.3913.2310.986.952.563.33398.1912.6300.0201420152016201720182019202020212022年份改造灌溉面积/万hm?新增压采能力/亿m图2河北省2 0 142 0 2 2 年农业灌溉水源置换工程改造灌溉面积和
39、新增压采能力Fig.2 Modified irrigation area and groundwater saving capacity of AIWSPin Hebei Province of 20142022超采量1.35亿m。2 0 2 2 年，通过统筹调度岗黄、王快、岳城、东武仕等水库的地表水来置换冀中南地区农业灌溉取用的地下水，改造灌溉面积达到了12.6 3万hm，基本回到了2 0 15年的水平，并压减地下水2.36亿m，高于2 0 15年的水平。此外，由于地表水和地下水是统一的整体，地表水还会对地下水有回补效果。农业灌溉水源置换工程主要做法是将纯井灌区改造为渠灌区或井渠双灌区，以改
40、造为井渠双灌区为主，并且改造灌溉面积主要分布在沧州、衡水、邯郸和邢台。各地级市改造灌溉面积情况如表3所列。自2015一2 0 18 年，河北省累计将4.6 2 万hm纯井灌区改造为渠灌区，将2 0.8 万hm纯井灌区改造为井渠双灌区，改造为井渠双灌区的比例高达8 2%。其中，沧州、邯郸、衡水、邢台四地市的纯井灌区改渠灌区表3各地级市纯井灌区改渠灌区或井渠双灌区情况Table 3Implementation of converting pure well irrigation areainto canal irrigation area or double irrigation area inp
41、refecture-level city纯井灌区改纯井灌区改渠灌区纯井灌区改井渠双灌区井渠双灌区面积占全省的面积占全省的占改造面积/万hm比例/%/万hm比例/%的比例/%沧州市1.87407.743781邯郸市1.17256.333084邢台市0.2762.781391衡水市1.31282.391265其它0.0101.557100合计4.6220.8082注：数据统计年份为2 0 15一2 0 18 年，其余年份政府未公开相关数据。面积占全省的比例基本为10 0%，将纯井灌区改为井渠双灌区的面积占全省的93%，各个地级市也以纯井灌区改为井渠双灌区为主，其中邢台的比例最高，达到91%。河北省
42、纯井灌区改渠灌区或井渠双灌区面积空间分布如图3所示，纯井灌区改造为渠灌区和井渠双灌区主要在河北省东南部平原区实施，该区域地下水超采尤为严重。2.3对农业产出的影响2.3.1描述性统计分析结果通过比较干预组和控制组的农业产出变化趋势，可以看出农业灌溉水源置换工程对干预组的粮食总产量、农业增加值和第一产业增加值有提升效应。样本县中53%的县实施了农业灌溉水源置换工程，作为干预组；47%的县未实施该工程，作为控制组。干预组和控制组的农业产出变化趋势如图4所示。首先，工程实施前，干预组的粮食总产量高于控制组，在工程实施后，两者之间的差距有进一步扩大的趋势，如果平衡趋势假设成立，这意味着农业灌溉水源置换
43、工程能促进干预组粮食总产量的提升。如图4（a)所示，在工程实施前（2 0 13年及之前），干预组和控制组的粮食总产量差值基本保持平稳，在工程实施初期（2 0 14年和2 0 15年），由于工程尚在建设未正式投入使用，干预组和控制组的差值也处于相对平稳状态，但从工程实施第三年（2 0 16 年）开始，干预组和控制组的粮食总产量差距有扩大的趋势，干预组的粮食总产量略有波动上升的趋势，控制组的粮食总产量略有波动下降的趋势。其次，工程实施前，干预组的农业增加值、第一产业增加值均低于控制组，在工程实施后，两者之间的差距有缩小的趋势，如果平衡趋势假设成立，这意味着农业灌溉水源置换工程能促进农业增加值和第一
44、产业增加值的增长。如图4(b)所示，2 0 13一2 0 16 年干预组的农业增加值始终低于控制组，但从工程实施的第三年（2 0 16 年）开始，干预组和控制组的农业增加值差距在缩小，2 0 17 年虽然干预组和控制组的农业增加值均下降，但干预组的下降幅度远小于控制组，导致干预组的农业增加值反超控制组。类似地，如图4(c)所示，虽然干预组的第一产业增加值始终低于控制组，但从政策实施的第四153水利水电技术（中英文）第54卷2023年第10 期关宝珠，等/地下水漏斗区农业灌溉水源置换工程实施成效评价：以河北省为例114E116E118E120EN.Ot张家山市廊坊市秦皇岛市唐山市廊坊市保定市，N
45、.86石家庄市No86衡水市图例邢台市0万hm2(0.0.2万hm2(0.2,0.3)/jhm2邯郸市(0.3,0.5万hm080KM(0.5,0.8万hmN.960.8万hmN.96114E116E118E(a)20152018年河北省纯井灌区改渠灌区面积空间分布114E116E118E120EN0tN张家口市杂皇岛市唐山市廊坊市保定市N.86石家庄市N.86衡水市图例邢台市0万hm2(0.0.2万hm(0.2,0.3)/jhm2(0.3,0.5)万hm(0.5,0.8万hm0N.9680KM0.8万hmN.96114E116E118E(b)20152018年河北省纯井灌区改井渠双灌区面积空
46、间分布图32015一2 0 18 年河北省纯井灌区改渠灌区或井渠双灌区面积空间分布Fig.3Spatial distribution of the conversion from pure wellirrigation area to canal-irrigated or dual-rrigationareas in Hebei Province from 2015 to 2018年（2 0 17 年）起，两者之间的差距明显缩小。通过比较干预组和控制组在工程实施前后的差异，进一步证明农业灌溉水源置换工程可能有助于促进粮食总产量、农业增加值以及第一产业增加值的增长。干预组和控制组在工程实施前后的
47、农业产出如表4所列。干预组在参加工程后，粮食总产量、农业增加值和第一产业增加值分别增加了0.0 6 万t、0.31亿元和2.51亿元，然而，控制组在此期间，粮食总产量和农业增加值分别下降了1.5万t和0.46 亿元，第一产业增加值虽然上升2.2 1亿元，但上升的幅度小于干预组。如果满足平衡趋势假设，则说明农业灌溉水源置换工程使粮食产量增加值、农业增加值和第一产业增加值均上升。此外，通过分别在工程实施前后对干预组和控制组进行T检验可知，在工程实施154第54卷2023年第10 期水利水电技术（中英文）关宝珠，等/地下水漏斗区农业灌溉水源置换工程实施成效评价：以河北省为例34一干预组一一一控制组3
48、23028262010201120122013201420152016201720182019年份(a）干预组和控制组的粮食总产量变化趋势18干预组-控制组16141220132014201520162017年份(b)干预组和控制组的农业增加值变化趋势干预组一一一控制组2520152010201120122013201420152016201720182019年份(c)干预组和控制组的第一产业增加值变化趋势图4干预组和控制组的农业产出变化趋势Fig.4the trend of agricultural output between treatment and control group前，干预
49、组和控制组的农业产出各项指标在统计上没有显著差异，在工程实施后，干预组的粮食总产量显著高于控制组，但干预组和控制组的农业增加值以及第一产业增加值的差异不显著。据此可以预测，在表示农业产出的三种指标中，农业灌溉水源置换工程对粮食总产量的影响可能最明显2.3.2计量模型估计结果（1)处理效应。研究发现，农业灌溉水源置换工程能够显著提高粮食总产量、农业增加值以及第一产业增加值，并且由于建设期通常在1a以上，该工程对农业产出的影响滞后2 3a。首先，计量模型回归结果如表5所列，双向固定效应模型的估计结果表明，在控制其它变量的情况下，实施农业灌溉水源置换工程使县级层面的粮食总产量显著增加了1.7 0 万
50、t【第（1)列，并且该工程累计改造灌溉面积每增加1万hm，粮食总产量显著增加2.59万t第（2)列；该工程使县级层面的农业增加值显著增加了1.0 9亿元第（3)列，累计改造灌溉面积每增加1万hm，农业增加值显著增加1.6 1亿元第（4)列；该工程使县级层面的第一产业增加值显著增加了1.59亿元第（5)列，累计改造灌溉面积每增加1万hm，第一产业增加值显著增加1.47 亿元第（6)列。其次，农业灌溉水源置换工程对第一产业增加值的影响更为滞后。当工程变量滞后两期时，对粮食总产量和农业增加值的估计系数就显著第（1)列一第（4）列，然而，直到工程变量滞后三期时，对第一产业增加值的估计系数才显著第(5)
