现代化节水灌溉技术应用示范区建设模式研究

马移军

（山东省水利科学研究院，山东 济南 250014）

现代化节水灌溉技术应用示范区建设模式研究

马移军

（山东省水利科学研究院，山东 济南 250014）

近年来，国家和省逐步对灌区进行更新改造，向高标准节水灌溉工程方向发展。由于山东省各地水资源禀赋不同，地形地貌类型多样，地区经济水平差别明显，发展高标准农田和节水灌溉需要依从不同的节水灌溉模式。本文总结了山东省不同类型区域发展节水灌溉的技术特点及最优模式，提出了节水示范区建设建议。

山东省；节水灌溉；节水示范；灌溉模式

山东省土地资源丰富，农业发达，节水潜力较大。由于各地水资源和降雨分布不均衡，地形地貌类型多样，地区经济发展水平差别较大，这决定了山东省节水灌溉农业发展的不平衡性和非一致性。发展现代化节水灌溉技术，深挖节水潜力，以建设节水灌溉示范区为突破口，通过现代化节水灌溉技术应用示范显效，进而逐步扩大现代化、技术体系标准化的节水灌溉面积，是未来山东省农业灌溉发展的方向。

1 山东省农业节水灌溉发展分析

1.1 农业水资源概况

人多地少水缺是山东省的基本省情。山东省平均水资源量303亿m3，亩均水资源量307 m3，为全国亩均占有量的16.7%，人均水资源占有量334 m3，为全国人均水平的14.7%。同时，山东省水资源时空分布不均，导致地表水利用难度较大。水资源赋存和产业布局不匹配，经济发展使得用水结构发生变化，灌溉供水出现被动减少的趋势。农业是山东省用水大户，也是节水潜力所在。

1.2 农业节水潜力和优势

经过多年努力建设，山东省水利建设成就辉煌，已初步建立起了农业灌溉、防洪除涝、水土保持和城乡供水工程体系。在农田水利建设方面，已初步建成比较完善的农业灌溉工程体系，形成了综合利用地表水、地下水和客水的灌溉工程体系，无论是水源工程建设方面还是节水灌溉发展水平，都居于全国前列。

近10年来，山东省在农田水利建设和节水灌溉的投入总量和强度较大，通过耕地的连片整治和节水改造，取得了显著的节水增产效果，为全省粮食稳产增产起到了重要的基础保障作用。在今后的几年中，应根据人口、资源、环境约束问题日益严峻的情况，继续加大投资力度，发展小型农田水利工程建设、高效节水灌溉工程建设、高标准农田建设、规模化节水建设等，进一步节约农业用水，提高农业灌溉保证率和抗灾能力。通过水利对农业生产的支撑，山东省农业仍然具有较大的增产增效潜力。

1.3 高标准农田建设情况

为加速推进旱涝保收高标准农田建设，山东省颁布了《关于建设“旱能浇、涝能排”高标准农田的意见》，规划利用5~10年时间，将566.67万hm2有效灌溉面积建成“旱能浇、涝能排”的高标准农田，实现“耕地灌区化、灌区节水化、节水长效化”。自2011年省政府启动实施“旱能浇、涝能排”高标准农田建设以来，各地多措并举，工程建设进展顺利，取得了显著成效。

2 不同类型区的高效节水模式

根据山东省各地自然地理、气候和土壤条件、作物种植结构、经济条件、管理水平、降水和水资源分布、水源类型、缺水程度等方面的差异，可将山东省节水灌溉模式主要分为如下几种：

2.1 平原井灌区保护生态高效综合节水模式

山东省井灌区有效灌溉面积达236.67万hm2，是山东省的粮仓、菜园。由于地下水长时间、高强度超采形成漏斗区，机井出水量锐减，单井控制灌溉面积减少，甚至机井报废。平原井灌区应在充分利用降水资源的基础上，严格控制地下水的开采，最大限度地提高水的利用效率，维持地下水采补平衡，保护生态环境。该模式主要内容可概括为：充分利用沟、渠、河、塘拦截地表径流，广积雨水，利用汛期洪水回灌补源；以低压管道输水、田间窄短小畦灌溉为主；合理发展粮田喷灌、大棚微灌等高效节水技术；通过选用良种、精量足墒播种、培肥地力、适期晚播、耕作保墒、秸秆覆盖还田、应用化学抗旱等农艺措施，实现农艺节水。

2.2 引黄灌区高效节水灌溉模式

山东省引黄灌区有效灌溉面积达180.00万hm2，是全省粮食主产区，也是开展高标准农田建设的主要区域。由于黄河调水调沙的影响，引黄渠首引水难度加大，但多数引黄灌区都能够实现自流灌溉。为高效利用黄河水，主要发展三大节水技术：一是通过引黄干渠自流引水，发展泵站提水管道灌溉工程技术，该类工程目前在山东省黄河下游平原地区推广面积较大；二是以衬砌渠系为主的自流灌溉技术，但由于黄河调水调沙，实际自流引水灌溉面积减少；三是 “以河补源，以井保丰，井灌为主”的技术。

2.3 水库灌区自流（自压）节水灌溉模式

山东省已建成各类水库6 348座，塘坝3万多座，有效灌溉面积73.33多万公顷。水库灌区可以根据水源和灌溉耕地的高差，适宜发展不同型式的自流灌溉。其技术体系：一是自流灌溉渠道的防渗配套模式，通过工程完善渠系配套，实现明渠灌溉；二是大、中型水库灌区干渠为明渠，以下支渠、斗渠、农渠改造实行管道输水模式；三是小型水库多库联网模式，按照压力分区确定采用管道灌溉、微灌、喷灌等节水灌溉形式。

2.4 山丘区小水源高效节水模式

山丘区灌溉除了水库供水外，还存在着分散水源，如塘坝、拦河坝、平塘、大口井、蓄水池等。这些小型水源工程分散，控制面积较小，供水保证率较低，枯水年往往水源不足。主要利用分散水源，开发地表水资源，结合坡耕地的改造和经济林建设，发展山丘区特色农业。山丘区的小水源工程建设模式有以下几种：

1）塘坝：塘坝多在山间平原降水丰富、易于汇集的地区，根据地形条件修建塘坝，拦蓄雨水和浅层地下水，其库容一般在10万m3以下。

2）梯级拦水坝：山丘区的冲沟、河道上下游有较大落差，可采用梯级坝拦截坡地径流，汛期蓄水，非汛期灌溉供水。

3）大口井：集中在山间平原浅层地下水丰富的地区，也可以利用河道截潜，大口井一般直径较大，井深较浅，采用干砌石、砌砖或混凝土井筒形式，附近建设泵站抽水灌溉，是一种灌溉保证率较高的水源。

4）高位水池：建在山丘较高处的调节蓄水池。由于山丘区地形复杂、高差较大，在山岭坡地上的作物缺乏灌溉水源，将山下水源，如塘坝、大口井、机井等水源提到高位水池中，也可以利用风光电提水泵站，节约电能。主要用于山坡地经济作物或粮食作物补充灌溉。

5）机井：最常用的农业灌溉形式，也是解决山丘区灌溉水源的有效办法。但成井深度大、找井有难度，一般用于饮水水源，兼做灌溉水源，运行成本较高。

2.5 沿海经济发达缺水区多水源联网节水模式

近年来，山东省沿海经济发达区水资源供需格局发生了很大变化，原有的集中水源如大中型水库基本上转向工业及城镇用水，农业灌溉多利用分散的地表水、地下水等水源工程。在经济发展和生态环境问题的压力下，该类地区必须利用经济优势，集中分散的灌溉小水源，采用多水源联网技术，建立以多灌溉水源联网为核心的节水工程，提高灌溉保证率，使有限的水资源得到合理配置、充分利用。

2.6 农业园区和城市近郊区精细农业节水模式

不少城市郊区已经建起了高新农业开发区，政府也进行了大力投入，实行土地反租，集中经营管理，这一型式正在向中小城市郊区发展。城市近郊精细生态农业高效节水模式具有节水灌溉工程标准高、呈工厂化生产态势的特点，可以满足城市居民旅游、观光、生态有机食品供应的要求。该类地区应发展现代化温室灌溉系统，微灌水肥一体化技术等。

1）现代化温室灌溉全自动控制系统。现代化温室系统根据土壤性质、气象资料、作物需水参数等资料，建立灌水决策方案和决策系统，根据作物各生育阶段的适宜土壤含水量和需水要求，发出控制机泵开启指令，开始供水，根据预置的灌水制度，启闭电磁阀，实现自动控制精准灌溉。

系统由微灌系统和控制系统两部分组成，微灌系统由首部枢纽、输配水管网和灌水器组成，并配备压力、流量传感器；控制系统是由计算机网络、灌溉控制软件、远程通讯设备、水泵控制装置、自动阀门等设备组成。

2）保护地微灌水肥一体化技术。保护地是解决山东省反季节蔬菜、花卉的重要种植方式。保护地作物由于效益较好，对水肥的精准化要求高，因此采用微灌水肥一体化技术。微灌施肥是将微灌与施肥结合在一起的农业技术，灌溉施肥均匀，而且还可以与可溶性农药结合施用。

2.7 规模化土地经营下的高效节水灌溉模式

目前山东省农村土地流转面积已占家庭承包经营面积的27.3%，承包土地经营规模化率超过40%。合作社、企业、家庭农场、大户承包等在经营流转土地的目的就是效益最大化，因此在种植结构上力求种植高价值作物、尽量提高土地的利用效率、在劳动力价值较高的情况下尽力减少用工，实现机械化耕作和低成本灌溉，同时确保产品优质高效。农业灌溉需求中，易于开展实施水肥耦合、精准灌溉，提高水肥利用效率，有利于生态环境保护和有机产品生产的灌溉模式发展。土地流转后规模化经营的土地上，喷、微灌可实现统一管理、同时大面积作业的灌溉，机械化、自动化程度高，可有效减少灌溉用工，降低劳动强度，减少灌溉用工支出。

3 相关建议

针对山东省不同类型的灌区，按照最优建设模式发展节水灌溉技术，可有效解决高标准农田水利工程建设所遇到的关键技术体系瓶颈，有利于实现“统一规划、统一水源布局、统一技术和投资标准、统一评价体系、统一运行管理体系、统一调度运行”，为区域农业的可持续发展、水资源可持续利用提供技术保障，同时可缓解区域地下水超采、沿海海水入侵、水质恶化等生态环境问题。

同时也建议从省、市、县（市、区）三级区域，结合小型农田水利重点县建设一批不同档次的典型节水示范区，统一建设原则、建设方案、示范技术内容，进行水利科技推广，可为今后的节水灌溉科技示范应用提供展示平台。

（责任编辑 赵其芬）

水调歌头 庆祝山东水科院建院60周年

山东水院，六旬辉煌，书写春秋。看硕果累累，人才济济，百花璀璨，万杰风流，综合节水，劈裂灌浆，筑梦齐鲁发展遒。

风整劲，看上下同心，浩气长留。

峥嵘岁月稠，几代前贤为之筹谋。念黄河之闾。盐碱改良，鲁西泥沙，风光互补。山区找水，地下水库，三水转化润齐鲁。宏图远，聚成城众志，伟业千秋。

（李玉国 供稿）

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B

1009-6159（2017）-10-0007-03

马移军（1964—），男，副院长，研究员

山东省省级水利科研项目“现代化节水灌溉技术应用示范区建设模式研究”（SDSLKY201502）