山東沿黃流域農業高效節水集約利用研究

于曉蕾，趙建忠，呂寧江

（1.山東省水利科學研究院，山東 濟南 250014；2.山東省水資源與水環境重點實驗室，山東 濟南 250014；3.山東省農村經濟管理服務總站，山東 濟南 250000）

黃河流經山東省菏澤、濟寧、泰安、聊城、濟南等9 市25 縣（區），全長628 km，于墾利縣注入渤海。引黃水量每年平均約70 億m3，主要用于沿黃地區的工農業生產、居民生活和生態環境等方面，占山東省總供水量的30%以上，成為支撐山東省經濟社會發展的戰略資源。

1 黃河流域取用水量分析

1.1 總量分析

根據《黃河水資源公報》（1998—2021 年）等相關資料，計算求得1998—2021 年山東省黃河流域年平均取水量為87.48 億m3，其中地表水年平均取水量為77.78 億m3，占總取水量的88.9%；地下水年平均取水量為9.69 億m3，占總取水量的11.1%。黃河流域年平均耗水量為83.49 億m3，其中地表水耗水量為76.5 億m3，占總耗水量的91.6%；地下水為6.98 億m3，占8.4%。

1.2 地表水利用分析

1998—2021 年山東省黃河流域地表水各行業取水量及取水比例變化情況如圖1、圖2 所示。1998 年以來，工業、生活和生態環境用水比例呈上升，農業用水比例程逐年下降趨勢。2019 年開始程顯著下降，2019 年地表水農業取水比例為76.83%，2021 年下降至41.81%。

圖2 山東省黃河流域地表水各行業取水比例變化圖

1.3 地下水利用分析

1998—2021 年山東省黃河流域地下水各行業取水量及取水比例變化情況如圖3、圖4 所示。自2000 年開始，農業地下水取水量程下降趨勢，2006 年后隨著小型農田水利工程、農業綜合開發、高標準農田等項目的建設，地下水的取水量程穩步下降趨勢；2001 年后地下水的工業取水量和生活取水量逐年下降，2005 年至今呈相對穩定狀態。

圖3 山東省黃河流域地下水各行業取水量變化圖

圖4 山東省黃河流域地表水各行業取水比例變化圖

2 引黃灌區節水改造情況

山東省引黃灌區自20 世紀50 年代開灌以來，歷經初試、盲目發展、停滯、復灌、發展、提高等幾個階段，目前全省現有大中型引黃灌區設計灌溉面積246.93 萬hm2，有效灌溉面積190.53 萬hm2，是全省引黃供水的有效載體，同時也是糧食主產和高產區。

經過多年發展和配套改造工程建設，灌區骨干工程完好率提高至70%以上，骨干渠系水利用系數由0.5 普遍提高到了0.7 以上，灌溉周期縮短5~7 d；畝均糧食單產由之前的840 kg 提高到960 kg 以上；各灌區在進行節水改造的同時，推動灌區標準化規范化建設，大型灌區全部完成分類定性，灌區工資和保障政策基本得到落實。據統計，全省大中型灌區工程維修養護經費落實率81%、人員經費落實率100%、農業水費收取率91%，節水能力得到了大幅度提高，全面促進了農業增產和灌區管理改革。

3 農業節水灌溉模式

1）渠道節水改造+田間改進地面灌溉模式。在引黃灌區上游自流區應用較為普遍。渠低高程較高，黃河水進入渠道后可以實現自流灌溉，引黃渠道依托灌區續建配套與節水改造項目、末級渠系改造項目實施節水改造，田間配套土地整平、畦田改造、細流溝灌等改進地面灌溉技術。

2）防滲渠道+移動機泵+移動軟管+改進地面灌溉技術。這種模式存在于灌溉水無法自流入田的區域，在已經防滲處理的骨干渠系上架設移動機泵從渠道中提水，使用移動軟管（小白龍等）輸配至田間地塊。

3）固定泵站+低壓管道輸水+改進地面灌溉技術。不能進行自流灌溉的區域以溝渠、坑塘等地表水為水源建設固定提水泵站，配套固定低壓管道網絡輸水至田間，末級管道50 m 左右配一個給水栓，可直接灌溉至田間或者出給水栓下配套移動軟管（小白龍等）輸配水。

4）移動機泵+移動軟管+改進地面灌溉技術。以溝渠、坑塘等地表水為水源，采用移動機泵提水，泵后接移動軟管（小白龍）輸配水。

5）機井提水+移動軟管輸水灌溉模式。機井配套水泵提水，使用移動軟管輸水。

6）機井提水+管道輸水灌溉+改進地面灌溉/噴灌/微灌模式。新打或維修機井配套水泵提水，鋪設管道輸水，田間采用改進地面灌溉，土地集約化經營區域可采用噴灌或微灌等灌溉模式。

4 存在的問題

4.1 水資源管理待加強

山東省黃河水量分配指標面臨調減的形勢下，黃河流域水資源供需矛盾將長期存在；供水監管強度需進一步加強，特別是農業供水在實時、精準、有效監督等方面還存在較大差距；水市場發展相對滯后，基礎水價偏低造成用水戶惜水節約意識不強，水價杠桿作用微弱。

4.2 灌區建設管理有差距

因灌排設施損毀導致灌區引水困難，輸水、配水不暢通、水損大，灌區效益衰減的問題仍然突出；農村水網建設滯后，影響水源的調蓄利用；灌區維修管護經費緊缺問題依然突出，部分灌區的“兩費”問題沒有妥善解決；引黃灌區距離現代化管理尚有一定的差距，信息化管理水平較低。

4.3 農業節水發展需提高

部分農民習慣采用大水大肥的種植方式，節水意識淡??；部分高效節水設施的建設沒有考慮當地的實際情況，影響農民使用的積極性；從骨干到田間，在縣域高效節水灌溉技術、工程覆蓋面等層面，尚未形成一個統一標準和分類施測綜合規劃，高效節水灌溉設備、技術與農業種植結構、耕作模式尚未更好地銜接，技術設備、手段普及和推廣存在一定的制約；農業高效節水綜合措施與技術體系不足，農業節水重工程中與農藝節水、生物節水和管理節水綜合配套的能力有待提高，綜合技術體系的構建需要進一步增強。

5 對策建議

5.1 注重農業適水發展

一是以水資源作為最大的剛性約束進行農業區域化布局，堅持“以水定地、以水定產”，水資源超載區要嚴格控制高耗水農作物種植面積。強化水資源消耗總量和強度雙控，促進優化調整灌區種植結構和生產布局，倒逼用水效率提升和適水種植。二是充分發揮農作物品種節水潛力，大力培育節水抗旱品種，優化配置水、土、種子等資源，將“以種適水”和“以水適種”相結合，推進“水種互促”。三是優化種植業結構，實現“藏糧于地、藏糧于技”，把發展農業高效節水與培育農業產業鏈、糧食規?；a經營、發展特色優勢產業相結合，標準化生產、集中連片推進。

5.2 注重分類施策

一是加強水利基礎設施建設，以工程措施促進高效用水，從“引水口”到“出水口”全面提高灌溉水利用系數。二是加強水量調配，以管理措施促進高效用水。深化管理體制改革，強化水資源消耗總量和強度雙控，細化水權指標，倒逼用水效率提升和適水種植。三是深化農業水價改革，以價格措施促進高效用水。充分發揮市場在水資源開發、利用、配置、節約、保護中的作用。四是加大新技術、新品種研發力度，以科技措施促進高效用水。

5.3 注重綜合施策

一是加強部門統籌與聯合。農業用水及種植管理涉及水利、農業農村、發改、財政等多個部門，規劃實施需要多部門聯合。二是根據水資源條件，推進適水種植、量水生產。在穩定糧食產量和產能的前提下，因地因水選擇種植作物，鼓勵種植耗水少、附加值高的農作物。三是推廣綜合節水技術。大力推廣保墑技術、保護性耕作等農藝、生物措施，發展管理節水技術。四是因地制宜推廣綜合節水模式，在引黃灌區田間自流灌溉區、引黃灌區灌排結合灌溉區、引黃灌區井渠結合灌溉區、引黃灌區補源機井灌溉區、引黃灌區微咸水灌溉及鹽堿地隱患或治理區選擇相適應的節水模式。

5.4 注重農業節水數字化、信息化發展

農業節水工作要將數字水利與數字農業深度融合，實施“互聯網+”現代農業行動，推進物聯網、云計算、大數據、移動互聯等技術在農業節水領域的應用，建立農業、水利數據智能化采集、處理、應用、服務、共享體系。

5.5 強化水資源優化配置，加強非常規水資源利用

一是充分利用土壤水資源。建立作物生育時期與天然降水相匹配的農業種植結構和種植制度，提高土壤水的利用效率，實現農業節水。二是科學利用雨洪水資源。因地制宜實施坑塘改造，發揮蓄水和調節作用，同時配建泵站及灌溉設施用于旱季取水灌溉。三是優化水資源聯合調度。立足水資源空間均衡配置，強化多水源聯合調度、水資源戰略儲備，構建完善多源互補、豐枯調劑、大中小微協調配套的供水保障體系，全面提升供水保障能力。