山东省农业节水发展存在问题及建议

杜贞栋，周荣星

（山东省海河淮河小清河流域水利管理服务中心，山东 济南 250100）

山东省水资源短缺，为缓解水资源供需矛盾,大力发展农业节水,截至2015年，全省有效灌溉面积512.23万hm2，节水灌溉面积291.87万hm2。近十几年来，全省灌溉定额由4500m3/hm2下降到不足3000m3/hm2，农田灌溉年均用水量由2002年178亿m3下降到2016年不足122亿m3，水分生产率由不足1kg/m3提高到1.4kg/m3（吨粮田达到1.9kg/m3），灌溉水利用系数由0.5左右提高到0.63以上。喷灌、微灌特别是管道输水灌溉技术得到长足发展，在测水量水、IC卡无井房控制灌溉系统、变频恒压供水、山丘区风光电提水自压灌溉以及一站式墒情、降雨、地下水监测系统等方面，技术进步明显，提高了农业节水管理现代化水平。

1 农业节水发展面临的问题

1.1 旱灾威胁大，水资源严重短缺

1949年以来，山东省平均每2年发生一次旱灾，平均受旱面积166.67万hm2，成灾面积106万hm2，气候变化，使骤发干旱的概率增加。

山东省当地水资源总量308亿m3，人均占有水资源量322m3，仅占全国人均占有量的15.3%，在全国排第26位，亩均水资源占有量265m3，仅占全国人均占有量的14.2%。按照山东省农业现代化规划，2020年，蔬菜播种面积213.33万hm2，水果80万hm2，增加的面积耗水量均大于现状用水量，水资源供需矛盾会更加尖锐。

1.2 水污染严重，水生态问题突出

2016年劣Ⅴ类河道长度占评价河道长度的24.1%，重点水功能区达标率为53.7%（全参数评价），水质类别为劣Ⅴ类的达到19.6%。自2000年以来，深层承压水累计超采63亿m3，超采区面积4.34万km2，最大埋深130m。2003—2013年，山东省11年平均降雨量为730.7mm，高于多年平均680mm，但浅层地下水漏斗区面积不减反增，沿海地区因地下水超采引起海水入侵面积超过1100km2。山东省除了沂、沭河和大汶河、泗河断流天数少于50d，其他河流断流天数在50~250d，鲁北诸河断流一般超过200d。

1.3 农业节水发展未完全适应农业发展新要求

1）近几年，山东省在土地集约化经营方面有了很大进展，农业种植的粮、经“二元结构”开始向粮、经、饲“三元结构”变化，马铃薯已作为第四大粮食作物，这对山东省水资源的布局、农业节水工程规划建设、运行管理提出了新要求。

2）农业水权不够落实，节水的综合集成度低，特别是信息化、现代化、智能化管理水平不高，不能适应现代农业发展的新要求。

2 农业节水发展方向

2.1 充分利用降雨资源，扩大利用非常规水

山东省多年平均降水总量1065亿m3，但1/4左右在降水过程中损失掉，“蓝水”（传统意义上的水资源）只有308亿m3，实际供给农田灌溉的水量不足140亿m3，而“绿水”中的土壤水约500亿m3，虽然这些土壤水在农业生产中已经发挥了重大作用，但人为、主动、科学利用的措施明显不够，因此，应采取优化方田建设、改变畦田规格、灌溉预报、农业耕作和覆盖保墒等措施增加土壤水的利用量，建设“海绵灌区”以弥补灌溉水资源不足的缺口。山东省每年污水处理能力达到46亿m3，而再生水利用仅5.8亿m3。合理利用地表水、控制开采地下水、高效利用黄河水、科学利用土壤水，开发利用非常规水（再生水、微咸水、矿井水等），才能有效缓解灌溉用水的供需矛盾。

2.2 大力发展节水技术，推广水肥药一体化技术

国内外成功经验表明：实现水资源紧缺地区的粮食高产高效，不仅要建设高标准节水灌溉工程，更要发展综合节水技术。农业综合节水技术包括工程节水、管理节水、农艺节水等。工程节水包括管灌、喷灌、微灌、精细地面灌溉等节水技术；管理节水包括建立作物的节水灌溉制度，建立水价机制等；农艺节水包括筛选抗旱新品种，推广覆盖与耕作保墒、水肥耦合等技术。山东省提出的“十三五”期间，节水灌溉工程面积100万hm2，高效节水33.33万hm2，水肥一体化面积增加到50万hm2（现状6.67多万公顷）。水肥药一体化是利用管道灌溉系统，把肥料和农药按照作物需要量溶解在灌溉水中，由灌溉管道带到田间每一株作物上，适时、适量地满足农作物对水分、养分和农药的需要，实现水肥药同步管理和高效利用的节水农业技术，这是综合节水的核心技术。

2.3 因地制宜发展节水灌溉模式

1）推广平原井灌区高效节水模式。针对山东省236.67万hm2井灌区作物高产用水和地下水长期超采的矛盾，推广水资源优化配置、无井房IC卡控制+管道灌溉+窄短畦灌溉+井长管理等综合节水技术，逐步实现作物持续高产条件下的地下水采补平衡。

2）推广引黄灌区高效节水灌溉模式。山东省引黄灌区灌溉面积达180万hm2以上，在灌区上游的自流灌区，推广渠系防渗技术；中游分散多级提水区，发展规模化管道灌溉节水技术；下游井渠结合灌区，推广“以河补源，以井保丰，井渠结合”的灌溉模式。

3）推广水库灌区自压灌溉和分散小水源高效节水模式。山东省水库灌区设计灌溉面积73万多公顷，应根据水压力分布情况分区发展自压管灌、微喷灌、喷灌技术；对山丘陵区分散的小水库、塘坝、谷坊、大口井、蓄水池、水窖等，建设多水源联网、风光电提水节水灌溉工程。

4）推广半旱地农业非充分灌溉模式。半旱地农业即在充分利用自然降水的前提下，通过修建集雨工程对农作物进行有限补充灌溉的农业，可以有效解决山东省旱地水资源不足的矛盾。

5）推广微咸水灌溉模式。山东省黄泛平原和滨海平原区咸水分布面积1.8万km2，资源量为12亿m3，推广暗管排水、咸淡水交替灌溉等技术，可以缓解区域水资源供需矛盾。青岛海水稻研发中心的最新成果表明，海水稻在0.6%盐度情况下,试验田水稻产量9300~6570kg/hm2。

6）发展城市近郊和园区节水模式，按照绿色、高效、低碳、循环农业发展要求，促进农业生产工业化、工厂化，使节水工程高标准、产出高效率高效益，发展旅游观光采摘休闲农业，建设节水、绿色、有机食品基地，建成“植物工厂”。

2.4 按照土地经营方式选择节水灌溉形式

今后一段时期，山东省应在集约化、规模化种植区域，大力推广大型喷灌、微灌技术和水肥一体化技术，降低劳动力成本，提高劳动生产率，减少面源污染；对于分散承包经营的区域，推广方便、实用的管道灌溉和移动式喷灌等技术；针对粮食作物和经济作物“二元结构”向粮、经、饲“三元结构”变化，以及马铃薯作为第四大粮食作物的新变化，调整种植结构，提出配套的灌溉制度和灌水技术；在黄河沿岸、临沂、日照、济宁等水稻种植区，根据水资源状况，调整种植结构，改水稻为旱稻；根据山东省出口和出省的粮食、蔬菜、畜牧产品同时也带走水资源（又称“虚拟水”）的实际，按照以水定产的要求，调整、优化布局农业产业结构；在旱作为主的种植区，引进抗旱新品种，推广雨养农业、半旱地节水、覆盖保墒技术；要结合“渤海粮仓”建设，在黄河三角洲地区推广暗管排水为主的土壤改良技术、“上粮下鱼”等农业生产模式，建设完善的农田灌排工程体系。

2.5 加强农业节水工程的运行管理

当前，农田水利发展存在供水保障能力不足、农田水利工程重建轻管、产权为高效农业发展打下基础不落实、管理责任不清、管理经费不足、水价改革不到位、工程布局不合理、工程建设标准和质量参差不齐等问题，破解这些难题，急需尽快深化改革。要通过深化改革，强化工程的统一规划和管理，积极引入社会资本参与农田水利工程的建设，推行工程建设管理一体化，建立小型农田水利工程建设“以奖代补，先干后补”的政策和机制，使有限的财政资金发挥更大的效益。要通过落实水权和工程产权，建立“两证一书一台账”制度，提高公众参与意识，创新农田水利工程的管护方式。积极深化农业水价综合改革，建立经济、完善的计量监测体系，制定水权转让、水价、精准补贴、奖励的长效机制，逐步构建政府、社会资本、农民共同参与的农业节水工程建设和管理新格局，形成农田水利建设和管理的长效机制。

2.6 强化问题导向，推进灌溉智慧化

山东省发展农业节水面临的水问题是复杂的，而随着科技迅猛发展，物联网、云计算、大数据、人工智能技术为系统解决这些问题提供了手段和平台，如：在充分利用土壤水方面，需要统筹、优化配置水资源，涉及多水源多用户水资源配置问题；在土壤水利用和灌溉预报技术应用方面，涉及气象预报、土壤水分监测、作物布局、土壤类型等，实现精准配水、科学灌溉仅用现有技术手段难以实现；在推广综合节水技术方面，既涉及工程节水技术，也涉及耕作保墒、生物节水、化学节水技术，还涉及管理节水等技术，需要各类技术的高度融合，特别是高效经济作物的水肥药一体化技术，未来将向工厂化、规范化、规模化、工业化方向发展，必须应用人工智能等技术；在农业节水工程的运行管理和水价改革方面，水量计量、水权分配和转让、精准补贴政策的实施、地下水位的监测等，靠传统的手段难以实施。总之，按照现代农业发展和智慧水利发展的要求，推进灌溉智慧化不仅是当先实现乡村振兴战略的迫切需要，也是实现水资源可持续利用、推进高效节水农业发展的难以替代的重大措施。