德州市农业节水灌溉技术体系分析及研究

李文娟

(德州市水利事业发展中心，山东 德州 253014)

1 农业节水灌溉现状

德州市位于鲁西北黄泛冲击平原，辖2区7县2市，总面积1.03万km2，耕地面积943.03万亩，农产品以小麦、玉米、棉花、蔬菜为主，是全国重要的粮食生产基地。德州属资源性缺水地区，当地水资源主要有地表水、地下水、黄河客水和引卫水。当地地表水资源量为2.91亿m3，地下水资源量为8.95亿m3，多年平均引用黄河客水量为12.63亿m3，卫运河多年平均径流量为0.17亿m3，全市多年平均水资源总量为13.71亿m3，人均占有量为211.00m3，仅为全国人均水资源量的10%，全省平均水平的61%。根据《德州市水资源公报》，平水年全市用水总量约20.00亿m3，其中，农业用水量占用水总量的80%以上，地多水缺，水资源极其匮乏是基本市情。

德州市立足缺水实际，按照“以水资源科学利用支撑农业可持续发展”的思路，坚持工程措施与非工程措施相结合，优化用水布局，调整用水结构，实行最严格的水资源管理制度，以水利灌溉设施配套为基础，以节水改造为重点，从根本上转变农业灌溉发展方式，解决农业灌溉发展中的用水总量大、节水灌溉技术和配套设施差、灌溉方式粗放和水资源利用效率低等突出问题。经过多年努力，截至2020年底，全市总灌溉面积846.36万亩，其中耕地灌溉面积777.24万亩，林果和其他经济作物灌溉面积69.12万亩。有效灌溉面积826.22万亩，其中节水灌溉面积439.60万亩，节水灌溉率为53.2%，高效节水灌溉面积421.27万亩，占节水灌溉面积的95.0%，农田灌溉水有效利用系数达0.6369。各县市区节水灌溉面积情况见表1。

表1 各县市区节水灌溉情况 单位：万亩

2 农业节水灌溉发展技术体系分析

农业节水灌溉是一项系统工程，灌溉用水从水源到田间，再到被农作物吸收，主要包括水资源调配、输配水、田间灌水和农作物吸收等环节。德州市在农业节水发展过程中，以水资源节约保护、高效利用为核心，开展节水集成技术研究，采取科学规划、规模推进、建立机制、政策引导、完善管理等一系列措施，衔接配套使用国家大中型灌区节水改造、小型农田水利重点县建设、高标准农田建设、水肥一体化建设等项目资金，在各环节采取相应节水措施，形成了发展社会化、工程标准化、建设规模化、科技现代化、服务专业化的完整节水灌溉技术体系，从水源到田间地头最大限度地减少水量损失，并获得最大综合效益。

2.1 输配水过程节水

德州市当地可利用水资源量仅8.00亿m3，正常年份需水量为20.00亿m3，长期以来，依托潘庄、李家岸两大引黄调水工程年均引水15.00亿m3，其中80%以上用于农业灌溉，使全市粮食连年稳产增产得到有效供水保障。农业是用水大户,同时也具有最大的节水潜力。

“十三五”期间，德州市大力实施大中型灌区续建配套与节水改造工程，累计完成投资13.44亿元，总干渠基本改造完毕,改造骨干渠道456.5km、衬砌渠道343.6km、配套建筑物785座，灌区信息化技术得到广泛应用。新增、恢复和改善灌溉面积343.60万亩，亩均灌溉用水量降至201.2m3，渠系输水效率提高16.0%，新增节水能力2.15亿m3。灌区节水改造后，总干渠及干支渠糙率减小，流速增大，减少了引水、输水、配水过程中的水量损失，渠道供水能力大幅提高，提高了骨干渠道引输水能力和输水效率。水情监测、闸门远程控制、视频监控、灌区量控智能化管理系统等的信息化设备助力了水资源科学调配与合理使用，依靠科技加强灌区水资源的优化配置，实现灌区水资源的可持续利用和发展，有效缓解了全市农业用水刚性需求与供水严重不足的矛盾，为农业现代化建设提供了强有力的水利支撑。

2.2 工程技术节水

德州市以高效节水为中心，统筹考虑水土资源条件和农业发展布局，积极开展节水灌溉、旱作农业、有限灌溉并行的节水体系建设，合理调配引黄水资源，科学制定农业节水综合发展规划，区别不同类型灌区，结合不同农田生态特点和作物本身需水特性，确定适宜的节水灌溉方式，充分发挥各节水灌溉方式优势和作物节水潜力。重点支持粮食主产区、优势农产品种植区、特色经济作物区发展高效节水灌溉，优先在水资源紧缺、地下水严重超采、生态环境脆弱的地区实施高效节水改造，加快实现水源、输水、配水、灌水全过程精细化管理。

2.2.1 规模化发展低压管道灌溉

低压管道输水具有输水迅速、节水、省地、增产等优点，可用于大田作物及果树、蔬菜等经济作物灌溉，其工程投资低，对水质要求低，且对地形起伏有一定适应能力，管理使用方便。德州地处黄泛平原，地势平坦，具有大力发展低压管道灌溉的有利条件，是大田粮食、棉花作物首选的节水工程形式，也是目前德州市应用最广泛的节水工程形式之一。

引黄提水灌区，通过建立泵站集中提水，再铺设管道形成输水网络，采用“泵站提水+管道输水+出水口”的灌溉模式，实现以管代渠、灌排分设和无缝隙灌溉，如禹城、平原、武城、陵城等县市区均采用此模式；在地下水资源富水区，主要以地下水为灌溉水源地区，采用“机井+管道输水+出水口”的灌溉模式，如齐河、平原、临邑等县，浅层地下水水量充足，水质好，出水量一般在50m3/h以上，重点推广机井灌溉。首部供水形式确定后，以泵站或机井为供水水源，输水网络形成树状结构分散至田间，管径从800mm到125mm(田间出水口)不等，管材主要是玻璃钢和PVC两种，整个管网遍布系统的每一个角落。 同时，在工程建设中积极推广新技术、新设备，广泛应用管道节水灌溉IC控制系统、机井提水灌溉远程控制系统、多功能给水栓、测水量水设施等，形成“一泵/井一网一卡一表”灌溉模式，提高了农业灌溉信息化水平，运行方便、快捷、高效，被百姓称之为“田间自来水”。

2.2.2 多渠道助推微喷灌灌溉

德州市以建设节水型社会为突破口，以“总量控制、定额管理”为抓手，大胆探索，勇于创新，通过项目带动发展微喷灌等高效节水灌溉模式，结合农业产业结构调整、土地流转、水权水价制度改革、智慧灌溉物联云系统技术等措施，挖掘用水潜力，缓解水资源供需矛盾。

“十三五”期间，全市农村土地流转加速，新型农业经营主体流转农户承包地，多种形式的农业适度规模经营家庭农场以及合作社兴起。截至2020年底，全市农村土地流转总面积达370.11万亩，占农户承包地面积的44.28%，农民合作社16577个、家庭农场3837个，其中经营规模100亩以上的农场1858个，占45.02%，流转土地主要用于粮食、蔬菜、林果、棉油种植和养殖等，新农业经营模式对发展节水灌溉有了新需求。

新形势下，德州市牢固树立和贯彻落实新发展理念，坚持规划发展与水土资源条件、农业生产条件和现代农业发展格局相适应，鼓励新型农业经营主体参与农田水利工程建设管理，创新多种合作模式促进微喷灌高效节水灌溉项目实施，充分调动地方和受益主体积极性，按照集中连片建设、规模化发展的要求，将重点放在节水潜力大、群众积极性高、节水效益显著地区。对家庭农场和农民专业合作社建设的节水灌溉工程不但在基础设施建设上给予资金补助，还在先进灌水技术应用上给予重点扶持，装配电磁阀、取水计量器、墒情监测站等现代化设施，项目区内作物可根据不同生长期、需水状况、土壤墒情及缺水程度进行适时、适量灌溉，达到精细化灌溉和用水管理，实现统一集约化高效灌溉。

以齐河县为例，2015年底，齐河被水利部确定为全国首个平原地区PPP农田高效节水灌溉试点项目区，引入社会资本建设和管理高效节水灌溉农田，涉及焦庙镇7个村5292亩耕地，总投资1012.52万元，水源工程全部为省级以上投资，设备资金由政府与社会资本方按照4 ∶6的比例投入，共安装中心支轴式喷灌机、卷管绞盘式喷灌机、固定及半固定式喷灌机等节水灌溉设施几十台套，设施科学布局、交叉补漏，保证灌溉不留死角。项目建成后，由项目区农民用水协会与投资企业联合成立农业灌溉协会，对项目共同经营管理，共担风险，县政府建立监管、产量及满意度评估、节水奖励等扶持及激励约束机制，为项目提供政策保障。经统计核算， 项目区全部耕地浇灌周期为10天，总用水量为20.69万m3，农业灌溉水有效利用系数由0.50提升至0.85，年新增节水能力33.70万m3，年新增粮食生产能力63.50万kg，年增加经济效益197.71万元，总用电量为6.99万kW·h，相比项目实施前灌溉成本减少30.0%左右，实现了政府节水、企业盈利、群众受益三方共赢。

通过项目实施带动高效节水灌溉模式推广，同时项目区示范效应又促进了土地集中流转，调整优化了农业产业结构和区域布局，全面提高了农业用水效率和效益，大力推动了全市农业生产方式的转变。不断完善农业节水工程体系，因地制宜确定不同县市区节水灌溉发展模式和建设内容，切实把发展节水灌溉作为加快农业供给侧结构性改革的重要内容，建成灌溉方式与现代农业相适应，多种措施相结合的节水灌溉体系，初步建立了与水资源状况相适应的高效节水型农业结构，从而实现了由传统水利向现代水利的突破，形成了合理用水、和谐发展的现代农业发展新格局。

2.3 农艺技术节水

农艺节水主要通过农艺技术、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，实现节水增收。目前，本地农艺技术节水措施主要包括农艺节水保墒技术、改进耕作方式、调整种植结构、推广抗旱品种等。

德州市结合农田水利、基本农田示范区、高效节水灌溉示范区等项目建设，积极开展各类农田节水示范活动，扩大农业节水示范区规模和范围。根据区域及作物特点，实施平整土地、改造畦块、改良耕作方法等措施，围绕冬小麦、玉米、棉花生产等，重点推广种植抗旱高产作物、覆盖保墒、冬小麦测墒节灌等农田综合节水技术模式，达到科学用水和节约用水的目的。

土壤墒情监测点实现全市覆盖，监测作物由原来单一小麦增加为小麦、棉花，作物生长关键时期加强监测密度。德州地区土壤钾肥和微量元素普遍不足，而氮肥严重超标，为此，结合测土配方，对蔬菜实施水肥一体化技术，主要包括恒压变频滴灌施肥、重力滴灌施肥、喷水带施肥和地埋式自动伸缩喷灌等模式。截至2020年底，全市水肥一体化面积约30.00万亩。精准灌溉，精确施肥，大大促进了水肥利用效率，最终达到以肥调水，以水促肥，并充分发挥水肥协同效应，可提高作物产量20%左右，节水70%左右，节肥30%左右。

2.4 管理措施节水

明晰节水灌溉工程的产权归属，落实管护主体、责任、制度和经费，建立职能清晰、权责明确、管理规范的运行管护机制。通过积极探索民办公助、以奖代补、先建后补等方式，建立有效管护模式，培育新型服务载体，鼓励和引导农民、农民用水合作组织及新型农业经营主体成为节水灌溉工程建设和管理的主体。目前，各县市区逐步建立起适合自身特点的模式，主要有统一管理、中心+协会管理、承包经营3种管理模式。武城县建立了“灌溉服务中心+用水协会+村水管员+灌溉服务队”的管理模式，形成了各级灌溉管理机构职责明确、环环相扣、层层管理的新型农村灌溉管理体系；平原县探索出“农村灌溉供水服务中心+农民用水户协会”的管理模式，由“中心”统一管理，协会具体运作，以确保工程长期有序运行。

同时，德州市以县为单位开展农业社会化服务示范创建活动，着力构建以乡镇水利服务机构为重点，基层水利管理协调服务组织、防汛抗旱供水专业服务组织和农民用水合作组织“三位一体”的基层水利服务体系，各乡镇机构技术装备、办公设施规范化标准化，覆盖全市所有农业乡镇。全市共恢复建立乡镇水管站131个，建立水利专业化服务队150个，专业服务人员1300余人，发展农民用水合作组织290个，探索建立了“水利服务110”，群众拨打电话后，服务队30分钟内就能到达现场，此做法被评为“全国基层治水十大经验”之一。乐陵杨安镇水管站、宁津刘营伍水管站等12个水管站被评为省级规范化水管站。

建立健全农业水价形成机制。通过分级制定农业水价、探索实行分类水价、逐步推行分档水价，建立健全合理反映供水成本、有利于节水和农田水利体制机制创新、与投融资体制相适应的农业水价形成机制。落实地方政府主体责任，鼓励有条件的县市区多渠道筹集资金，在完善水价形成机制的基础上，逐步建立与节水成效、调价幅度、财力状况相匹配的农业用水精准补贴机制和易于操作、用户普遍接受的农业用水节水奖励机制。

3 结 语

德州是农业大市,同时又是资源性缺水地区。多年来,德州立足缺水实际,不断改善农田水源保障条件，配套田间节水基础设施和高效节水灌溉设备，实现水利、农艺、农机和管理技术集成创新，初步构建了德州市高效节水灌溉化体系，提升了地区节水灌溉技术水平，有效促进了农业高效节水规模化建设,实现了节水增产增效，取得了显著的社会生态效益。自2003年以来，德州市农田灌溉水有效利用系数由0.5900提高到0.6369，连续13年实现农业增产增效不增水，有效缓解了水资源紧缺状况，加快了农业用水方式由粗放向集约和精准转变，打造了“灌溉精准化、管理智能化、节水长效化”的现代农业格局。