德州市農業節水灌溉技術體系分析及研究

李文娟

(德州市水利事業發展中心，山東 德州 253014)

1 農業節水灌溉現狀

德州市位于魯西北黃泛沖擊平原，轄2區7縣2市，總面積1.03萬km2，耕地面積943.03萬畝，農產品以小麥、玉米、棉花、蔬菜為主，是全國重要的糧食生產基地。德州屬資源性缺水地區，當地水資源主要有地表水、地下水、黃河客水和引衛水。當地地表水資源量為2.91億m3，地下水資源量為8.95億m3，多年平均引用黃河客水量為12.63億m3，衛運河多年平均徑流量為0.17億m3，全市多年平均水資源總量為13.71億m3，人均占有量為211.00m3，僅為全國人均水資源量的10%，全省平均水平的61%。根據《德州市水資源公報》，平水年全市用水總量約20.00億m3，其中，農業用水量占用水總量的80%以上，地多水缺，水資源極其匱乏是基本市情。

德州市立足缺水實際，按照“以水資源科學利用支撐農業可持續發展”的思路，堅持工程措施與非工程措施相結合，優化用水布局，調整用水結構，實行最嚴格的水資源管理制度，以水利灌溉設施配套為基礎，以節水改造為重點，從根本上轉變農業灌溉發展方式，解決農業灌溉發展中的用水總量大、節水灌溉技術和配套設施差、灌溉方式粗放和水資源利用效率低等突出問題。經過多年努力，截至2020年底，全市總灌溉面積846.36萬畝，其中耕地灌溉面積777.24萬畝，林果和其他經濟作物灌溉面積69.12萬畝。有效灌溉面積826.22萬畝，其中節水灌溉面積439.60萬畝，節水灌溉率為53.2%，高效節水灌溉面積421.27萬畝，占節水灌溉面積的95.0%，農田灌溉水有效利用系數達0.6369。各縣市區節水灌溉面積情況見表1。

表1 各縣市區節水灌溉情況 單位：萬畝

2 農業節水灌溉發展技術體系分析

農業節水灌溉是一項系統工程，灌溉用水從水源到田間，再到被農作物吸收，主要包括水資源調配、輸配水、田間灌水和農作物吸收等環節。德州市在農業節水發展過程中，以水資源節約保護、高效利用為核心，開展節水集成技術研究，采取科學規劃、規模推進、建立機制、政策引導、完善管理等一系列措施，銜接配套使用國家大中型灌區節水改造、小型農田水利重點縣建設、高標準農田建設、水肥一體化建設等項目資金，在各環節采取相應節水措施，形成了發展社會化、工程標準化、建設規模化、科技現代化、服務專業化的完整節水灌溉技術體系，從水源到田間地頭最大限度地減少水量損失，并獲得最大綜合效益。

2.1 輸配水過程節水

德州市當地可利用水資源量僅8.00億m3，正常年份需水量為20.00億m3，長期以來，依托潘莊、李家岸兩大引黃調水工程年均引水15.00億m3，其中80%以上用于農業灌溉，使全市糧食連年穩產增產得到有效供水保障。農業是用水大戶,同時也具有最大的節水潛力。

“十三五”期間，德州市大力實施大中型灌區續建配套與節水改造工程，累計完成投資13.44億元，總干渠基本改造完畢,改造骨干渠道456.5km、襯砌渠道343.6km、配套建筑物785座，灌區信息化技術得到廣泛應用。新增、恢復和改善灌溉面積343.60萬畝，畝均灌溉用水量降至201.2m3，渠系輸水效率提高16.0%，新增節水能力2.15億m3。灌區節水改造后，總干渠及干支渠糙率減小，流速增大，減少了引水、輸水、配水過程中的水量損失，渠道供水能力大幅提高，提高了骨干渠道引輸水能力和輸水效率。水情監測、閘門遠程控制、視頻監控、灌區量控智能化管理系統等的信息化設備助力了水資源科學調配與合理使用，依靠科技加強灌區水資源的優化配置，實現灌區水資源的可持續利用和發展，有效緩解了全市農業用水剛性需求與供水嚴重不足的矛盾，為農業現代化建設提供了強有力的水利支撐。

2.2 工程技術節水

德州市以高效節水為中心，統籌考慮水土資源條件和農業發展布局，積極開展節水灌溉、旱作農業、有限灌溉并行的節水體系建設，合理調配引黃水資源，科學制定農業節水綜合發展規劃，區別不同類型灌區，結合不同農田生態特點和作物本身需水特性，確定適宜的節水灌溉方式，充分發揮各節水灌溉方式優勢和作物節水潛力。重點支持糧食主產區、優勢農產品種植區、特色經濟作物區發展高效節水灌溉，優先在水資源緊缺、地下水嚴重超采、生態環境脆弱的地區實施高效節水改造，加快實現水源、輸水、配水、灌水全過程精細化管理。

2.2.1 規模化發展低壓管道灌溉

低壓管道輸水具有輸水迅速、節水、省地、增產等優點，可用于大田作物及果樹、蔬菜等經濟作物灌溉，其工程投資低，對水質要求低，且對地形起伏有一定適應能力，管理使用方便。德州地處黃泛平原，地勢平坦，具有大力發展低壓管道灌溉的有利條件，是大田糧食、棉花作物首選的節水工程形式，也是目前德州市應用最廣泛的節水工程形式之一。

引黃提水灌區，通過建立泵站集中提水，再鋪設管道形成輸水網絡，采用“泵站提水+管道輸水+出水口”的灌溉模式，實現以管代渠、灌排分設和無縫隙灌溉，如禹城、平原、武城、陵城等縣市區均采用此模式；在地下水資源富水區，主要以地下水為灌溉水源地區，采用“機井+管道輸水+出水口”的灌溉模式，如齊河、平原、臨邑等縣，淺層地下水水量充足，水質好，出水量一般在50m3/h以上，重點推廣機井灌溉。首部供水形式確定后，以泵站或機井為供水水源，輸水網絡形成樹狀結構分散至田間，管徑從800mm到125mm(田間出水口)不等，管材主要是玻璃鋼和PVC兩種，整個管網遍布系統的每一個角落。 同時，在工程建設中積極推廣新技術、新設備，廣泛應用管道節水灌溉IC控制系統、機井提水灌溉遠程控制系統、多功能給水栓、測水量水設施等，形成“一泵/井一網一卡一表”灌溉模式，提高了農業灌溉信息化水平，運行方便、快捷、高效，被百姓稱之為“田間自來水”。

2.2.2 多渠道助推微噴灌灌溉

德州市以建設節水型社會為突破口，以“總量控制、定額管理”為抓手，大膽探索，勇于創新，通過項目帶動發展微噴灌等高效節水灌溉模式，結合農業產業結構調整、土地流轉、水權水價制度改革、智慧灌溉物聯云系統技術等措施，挖掘用水潛力，緩解水資源供需矛盾。

“十三五”期間，全市農村土地流轉加速，新型農業經營主體流轉農戶承包地，多種形式的農業適度規模經營家庭農場以及合作社興起。截至2020年底，全市農村土地流轉總面積達370.11萬畝，占農戶承包地面積的44.28%，農民合作社16577個、家庭農場3837個，其中經營規模100畝以上的農場1858個，占45.02%，流轉土地主要用于糧食、蔬菜、林果、棉油種植和養殖等，新農業經營模式對發展節水灌溉有了新需求。

新形勢下，德州市牢固樹立和貫徹落實新發展理念，堅持規劃發展與水土資源條件、農業生產條件和現代農業發展格局相適應，鼓勵新型農業經營主體參與農田水利工程建設管理，創新多種合作模式促進微噴灌高效節水灌溉項目實施，充分調動地方和受益主體積極性，按照集中連片建設、規模化發展的要求，將重點放在節水潛力大、群眾積極性高、節水效益顯著地區。對家庭農場和農民專業合作社建設的節水灌溉工程不但在基礎設施建設上給予資金補助，還在先進灌水技術應用上給予重點扶持，裝配電磁閥、取水計量器、墑情監測站等現代化設施，項目區內作物可根據不同生長期、需水狀況、土壤墑情及缺水程度進行適時、適量灌溉，達到精細化灌溉和用水管理，實現統一集約化高效灌溉。

以齊河縣為例，2015年底，齊河被水利部確定為全國首個平原地區PPP農田高效節水灌溉試點項目區，引入社會資本建設和管理高效節水灌溉農田，涉及焦廟鎮7個村5292畝耕地，總投資1012.52萬元，水源工程全部為省級以上投資，設備資金由政府與社會資本方按照4 ∶6的比例投入，共安裝中心支軸式噴灌機、卷管絞盤式噴灌機、固定及半固定式噴灌機等節水灌溉設施幾十臺套，設施科學布局、交叉補漏，保證灌溉不留死角。項目建成后，由項目區農民用水協會與投資企業聯合成立農業灌溉協會，對項目共同經營管理，共擔風險，縣政府建立監管、產量及滿意度評估、節水獎勵等扶持及激勵約束機制，為項目提供政策保障。經統計核算， 項目區全部耕地澆灌周期為10天，總用水量為20.69萬m3，農業灌溉水有效利用系數由0.50提升至0.85，年新增節水能力33.70萬m3，年新增糧食生產能力63.50萬kg，年增加經濟效益197.71萬元，總用電量為6.99萬kW·h，相比項目實施前灌溉成本減少30.0%左右，實現了政府節水、企業盈利、群眾受益三方共贏。

通過項目實施帶動高效節水灌溉模式推廣，同時項目區示范效應又促進了土地集中流轉，調整優化了農業產業結構和區域布局，全面提高了農業用水效率和效益，大力推動了全市農業生產方式的轉變。不斷完善農業節水工程體系，因地制宜確定不同縣市區節水灌溉發展模式和建設內容，切實把發展節水灌溉作為加快農業供給側結構性改革的重要內容，建成灌溉方式與現代農業相適應，多種措施相結合的節水灌溉體系，初步建立了與水資源狀況相適應的高效節水型農業結構，從而實現了由傳統水利向現代水利的突破，形成了合理用水、和諧發展的現代農業發展新格局。

2.3 農藝技術節水

農藝節水主要通過農藝技術、化控措施，使作物高效利用其根系水分，提高灌溉水和天然降水的利用率，實現節水增收。目前，本地農藝技術節水措施主要包括農藝節水保墑技術、改進耕作方式、調整種植結構、推廣抗旱品種等。

德州市結合農田水利、基本農田示范區、高效節水灌溉示范區等項目建設，積極開展各類農田節水示范活動，擴大農業節水示范區規模和范圍。根據區域及作物特點，實施平整土地、改造畦塊、改良耕作方法等措施，圍繞冬小麥、玉米、棉花生產等，重點推廣種植抗旱高產作物、覆蓋保墑、冬小麥測墑節灌等農田綜合節水技術模式，達到科學用水和節約用水的目的。

土壤墑情監測點實現全市覆蓋，監測作物由原來單一小麥增加為小麥、棉花，作物生長關鍵時期加強監測密度。德州地區土壤鉀肥和微量元素普遍不足，而氮肥嚴重超標，為此，結合測土配方，對蔬菜實施水肥一體化技術，主要包括恒壓變頻滴灌施肥、重力滴灌施肥、噴水帶施肥和地埋式自動伸縮噴灌等模式。截至2020年底，全市水肥一體化面積約30.00萬畝。精準灌溉，精確施肥，大大促進了水肥利用效率，最終達到以肥調水，以水促肥，并充分發揮水肥協同效應，可提高作物產量20%左右，節水70%左右，節肥30%左右。

2.4 管理措施節水

明晰節水灌溉工程的產權歸屬，落實管護主體、責任、制度和經費，建立職能清晰、權責明確、管理規范的運行管護機制。通過積極探索民辦公助、以獎代補、先建后補等方式，建立有效管護模式，培育新型服務載體，鼓勵和引導農民、農民用水合作組織及新型農業經營主體成為節水灌溉工程建設和管理的主體。目前，各縣市區逐步建立起適合自身特點的模式，主要有統一管理、中心+協會管理、承包經營3種管理模式。武城縣建立了“灌溉服務中心+用水協會+村水管員+灌溉服務隊”的管理模式，形成了各級灌溉管理機構職責明確、環環相扣、層層管理的新型農村灌溉管理體系；平原縣探索出“農村灌溉供水服務中心+農民用水戶協會”的管理模式，由“中心”統一管理，協會具體運作，以確保工程長期有序運行。

同時，德州市以縣為單位開展農業社會化服務示范創建活動，著力構建以鄉鎮水利服務機構為重點，基層水利管理協調服務組織、防汛抗旱供水專業服務組織和農民用水合作組織“三位一體”的基層水利服務體系，各鄉鎮機構技術裝備、辦公設施規范化標準化，覆蓋全市所有農業鄉鎮。全市共恢復建立鄉鎮水管站131個，建立水利專業化服務隊150個，專業服務人員1300余人，發展農民用水合作組織290個，探索建立了“水利服務110”，群眾撥打電話后，服務隊30分鐘內就能到達現場，此做法被評為“全國基層治水十大經驗”之一。樂陵楊安鎮水管站、寧津劉營伍水管站等12個水管站被評為省級規范化水管站。

建立健全農業水價形成機制。通過分級制定農業水價、探索實行分類水價、逐步推行分檔水價，建立健全合理反映供水成本、有利于節水和農田水利體制機制創新、與投融資體制相適應的農業水價形成機制。落實地方政府主體責任，鼓勵有條件的縣市區多渠道籌集資金，在完善水價形成機制的基礎上，逐步建立與節水成效、調價幅度、財力狀況相匹配的農業用水精準補貼機制和易于操作、用戶普遍接受的農業用水節水獎勵機制。

3 結 語

德州是農業大市,同時又是資源性缺水地區。多年來,德州立足缺水實際,不斷改善農田水源保障條件，配套田間節水基礎設施和高效節水灌溉設備，實現水利、農藝、農機和管理技術集成創新，初步構建了德州市高效節水灌溉化體系，提升了地區節水灌溉技術水平，有效促進了農業高效節水規模化建設,實現了節水增產增效，取得了顯著的社會生態效益。自2003年以來，德州市農田灌溉水有效利用系數由0.5900提高到0.6369，連續13年實現農業增產增效不增水，有效緩解了水資源緊缺狀況，加快了農業用水方式由粗放向集約和精準轉變，打造了“灌溉精準化、管理智能化、節水長效化”的現代農業格局。