山东沿黄流域农业高效节水集约利用研究

于晓蕾，赵建忠，吕宁江

（1.山东省水利科学研究院，山东 济南 250014；2.山东省水资源与水环境重点实验室，山东 济南 250014；3.山东省农村经济管理服务总站，山东 济南 250000）

黄河流经山东省菏泽、济宁、泰安、聊城、济南等9 市25 县（区），全长628 km，于垦利县注入渤海。引黄水量每年平均约70 亿m3，主要用于沿黄地区的工农业生产、居民生活和生态环境等方面，占山东省总供水量的30%以上，成为支撑山东省经济社会发展的战略资源。

1 黄河流域取用水量分析

1.1 总量分析

根据《黄河水资源公报》（1998—2021 年）等相关资料，计算求得1998—2021 年山东省黄河流域年平均取水量为87.48 亿m3，其中地表水年平均取水量为77.78 亿m3，占总取水量的88.9%；地下水年平均取水量为9.69 亿m3，占总取水量的11.1%。黄河流域年平均耗水量为83.49 亿m3，其中地表水耗水量为76.5 亿m3，占总耗水量的91.6%；地下水为6.98 亿m3，占8.4%。

1.2 地表水利用分析

1998—2021 年山东省黄河流域地表水各行业取水量及取水比例变化情况如图1、图2 所示。1998 年以来，工业、生活和生态环境用水比例呈上升，农业用水比例程逐年下降趋势。2019 年开始程显著下降，2019 年地表水农业取水比例为76.83%，2021 年下降至41.81%。

图2 山东省黄河流域地表水各行业取水比例变化图

1.3 地下水利用分析

1998—2021 年山东省黄河流域地下水各行业取水量及取水比例变化情况如图3、图4 所示。自2000 年开始，农业地下水取水量程下降趋势，2006 年后随着小型农田水利工程、农业综合开发、高标准农田等项目的建设，地下水的取水量程稳步下降趋势；2001 年后地下水的工业取水量和生活取水量逐年下降，2005 年至今呈相对稳定状态。

图3 山东省黄河流域地下水各行业取水量变化图

图4 山东省黄河流域地表水各行业取水比例变化图

2 引黄灌区节水改造情况

山东省引黄灌区自20 世纪50 年代开灌以来，历经初试、盲目发展、停滞、复灌、发展、提高等几个阶段，目前全省现有大中型引黄灌区设计灌溉面积246.93 万hm2，有效灌溉面积190.53 万hm2，是全省引黄供水的有效载体，同时也是粮食主产和高产区。

经过多年发展和配套改造工程建设，灌区骨干工程完好率提高至70%以上，骨干渠系水利用系数由0.5 普遍提高到了0.7 以上，灌溉周期缩短5~7 d；亩均粮食单产由之前的840 kg 提高到960 kg 以上；各灌区在进行节水改造的同时，推动灌区标准化规范化建设，大型灌区全部完成分类定性，灌区工资和保障政策基本得到落实。据统计，全省大中型灌区工程维修养护经费落实率81%、人员经费落实率100%、农业水费收取率91%，节水能力得到了大幅度提高，全面促进了农业增产和灌区管理改革。

3 农业节水灌溉模式

1）渠道节水改造+田间改进地面灌溉模式。在引黄灌区上游自流区应用较为普遍。渠低高程较高，黄河水进入渠道后可以实现自流灌溉，引黄渠道依托灌区续建配套与节水改造项目、末级渠系改造项目实施节水改造，田间配套土地整平、畦田改造、细流沟灌等改进地面灌溉技术。

2）防渗渠道+移动机泵+移动软管+改进地面灌溉技术。这种模式存在于灌溉水无法自流入田的区域，在已经防渗处理的骨干渠系上架设移动机泵从渠道中提水，使用移动软管（小白龙等）输配至田间地块。

3）固定泵站+低压管道输水+改进地面灌溉技术。不能进行自流灌溉的区域以沟渠、坑塘等地表水为水源建设固定提水泵站，配套固定低压管道网络输水至田间，末级管道50 m 左右配一个给水栓，可直接灌溉至田间或者出给水栓下配套移动软管（小白龙等）输配水。

4）移动机泵+移动软管+改进地面灌溉技术。以沟渠、坑塘等地表水为水源，采用移动机泵提水，泵后接移动软管（小白龙）输配水。

5）机井提水+移动软管输水灌溉模式。机井配套水泵提水，使用移动软管输水。

6）机井提水+管道输水灌溉+改进地面灌溉/喷灌/微灌模式。新打或维修机井配套水泵提水，铺设管道输水，田间采用改进地面灌溉，土地集约化经营区域可采用喷灌或微灌等灌溉模式。

4 存在的问题

4.1 水资源管理待加强

山东省黄河水量分配指标面临调减的形势下，黄河流域水资源供需矛盾将长期存在；供水监管强度需进一步加强，特别是农业供水在实时、精准、有效监督等方面还存在较大差距；水市场发展相对滞后，基础水价偏低造成用水户惜水节约意识不强，水价杠杆作用微弱。

4.2 灌区建设管理有差距

因灌排设施损毁导致灌区引水困难，输水、配水不畅通、水损大，灌区效益衰减的问题仍然突出；农村水网建设滞后，影响水源的调蓄利用；灌区维修管护经费紧缺问题依然突出，部分灌区的“两费”问题没有妥善解决；引黄灌区距离现代化管理尚有一定的差距，信息化管理水平较低。

4.3 农业节水发展需提高

部分农民习惯采用大水大肥的种植方式，节水意识淡薄；部分高效节水设施的建设没有考虑当地的实际情况，影响农民使用的积极性；从骨干到田间，在县域高效节水灌溉技术、工程覆盖面等层面，尚未形成一个统一标准和分类施测综合规划，高效节水灌溉设备、技术与农业种植结构、耕作模式尚未更好地衔接，技术设备、手段普及和推广存在一定的制约；农业高效节水综合措施与技术体系不足，农业节水重工程中与农艺节水、生物节水和管理节水综合配套的能力有待提高，综合技术体系的构建需要进一步增强。

5 对策建议

5.1 注重农业适水发展

一是以水资源作为最大的刚性约束进行农业区域化布局，坚持“以水定地、以水定产”，水资源超载区要严格控制高耗水农作物种植面积。强化水资源消耗总量和强度双控，促进优化调整灌区种植结构和生产布局，倒逼用水效率提升和适水种植。二是充分发挥农作物品种节水潜力，大力培育节水抗旱品种，优化配置水、土、种子等资源，将“以种适水”和“以水适种”相结合，推进“水种互促”。三是优化种植业结构，实现“藏粮于地、藏粮于技”，把发展农业高效节水与培育农业产业链、粮食规模化生产经营、发展特色优势产业相结合，标准化生产、集中连片推进。

5.2 注重分类施策

一是加强水利基础设施建设，以工程措施促进高效用水，从“引水口”到“出水口”全面提高灌溉水利用系数。二是加强水量调配，以管理措施促进高效用水。深化管理体制改革，强化水资源消耗总量和强度双控，细化水权指标，倒逼用水效率提升和适水种植。三是深化农业水价改革，以价格措施促进高效用水。充分发挥市场在水资源开发、利用、配置、节约、保护中的作用。四是加大新技术、新品种研发力度，以科技措施促进高效用水。

5.3 注重综合施策

一是加强部门统筹与联合。农业用水及种植管理涉及水利、农业农村、发改、财政等多个部门，规划实施需要多部门联合。二是根据水资源条件，推进适水种植、量水生产。在稳定粮食产量和产能的前提下，因地因水选择种植作物，鼓励种植耗水少、附加值高的农作物。三是推广综合节水技术。大力推广保墒技术、保护性耕作等农艺、生物措施，发展管理节水技术。四是因地制宜推广综合节水模式，在引黄灌区田间自流灌溉区、引黄灌区灌排结合灌溉区、引黄灌区井渠结合灌溉区、引黄灌区补源机井灌溉区、引黄灌区微咸水灌溉及盐碱地隐患或治理区选择相适应的节水模式。

5.4 注重农业节水数字化、信息化发展

农业节水工作要将数字水利与数字农业深度融合，实施“互联网+”现代农业行动，推进物联网、云计算、大数据、移动互联等技术在农业节水领域的应用，建立农业、水利数据智能化采集、处理、应用、服务、共享体系。

5.5 强化水资源优化配置，加强非常规水资源利用

一是充分利用土壤水资源。建立作物生育时期与天然降水相匹配的农业种植结构和种植制度，提高土壤水的利用效率，实现农业节水。二是科学利用雨洪水资源。因地制宜实施坑塘改造，发挥蓄水和调节作用，同时配建泵站及灌溉设施用于旱季取水灌溉。三是优化水资源联合调度。立足水资源空间均衡配置，强化多水源联合调度、水资源战略储备，构建完善多源互补、丰枯调剂、大中小微协调配套的供水保障体系，全面提升供水保障能力。