杜貞棟，周榮星

（山東省海河淮河小清河流域水利管理服務中心，山東 濟南 250100）

山東省水資源短缺，為緩解水資源供需矛盾,大力發(fā)展農業(yè)節(jié)水,截至2015年，全省有效灌溉面積512.23萬hm2，節(jié)水灌溉面積291.87萬hm2。近十幾年來，全省灌溉定額由4500m3/hm2下降到不足3000m3/hm2，農田灌溉年均用水量由2002年178億m3下降到2016年不足122億m3，水分生產率由不足1kg/m3提高到1.4kg/m3（噸糧田達到1.9kg/m3），灌溉水利用系數由0.5左右提高到0.63以上。噴灌、微灌特別是管道輸水灌溉技術得到長足發(fā)展，在測水量水、IC卡無井房控制灌溉系統(tǒng)、變頻恒壓供水、山丘區(qū)風光電提水自壓灌溉以及一站式墑情、降雨、地下水監(jiān)測系統(tǒng)等方面，技術進步明顯，提高了農業(yè)節(jié)水管理現代化水平。

1 農業(yè)節(jié)水發(fā)展面臨的問題

1.1 旱災威脅大，水資源嚴重短缺

1949年以來，山東省平均每2年發(fā)生一次旱災，平均受旱面積166.67萬hm2，成災面積106萬hm2，氣候變化，使驟發(fā)干旱的概率增加。

山東省當地水資源總量308億m3，人均占有水資源量322m3，僅占全國人均占有量的15.3%，在全國排第26位，畝均水資源占有量265m3，僅占全國人均占有量的14.2%。按照山東省農業(yè)現代化規(guī)劃，2020年，蔬菜播種面積213.33萬hm2，水果80萬hm2，增加的面積耗水量均大于現狀用水量，水資源供需矛盾會更加尖銳。

1.2 水污染嚴重，水生態(tài)問題突出

2016年劣Ⅴ類河道長度占評價河道長度的24.1%，重點水功能區(qū)達標率為53.7%（全參數評價），水質類別為劣Ⅴ類的達到19.6%。自2000年以來，深層承壓水累計超采63億m3，超采區(qū)面積4.34萬km2，最大埋深130m。2003—2013年，山東省11年平均降雨量為730.7mm，高于多年平均680mm，但淺層地下水漏斗區(qū)面積不減反增，沿海地區(qū)因地下水超采引起海水入侵面積超過1100km2。山東省除了沂、沭河和大汶河、泗河斷流天數少于50d，其他河流斷流天數在50~250d，魯北諸河斷流一般超過200d。

1.3 農業(yè)節(jié)水發(fā)展未完全適應農業(yè)發(fā)展新要求

1）近幾年，山東省在土地集約化經營方面有了很大進展，農業(yè)種植的糧、經“二元結構”開始向糧、經、飼“三元結構”變化，馬鈴薯已作為第四大糧食作物，這對山東省水資源的布局、農業(yè)節(jié)水工程規(guī)劃建設、運行管理提出了新要求。

2）農業(yè)水權不夠落實，節(jié)水的綜合集成度低，特別是信息化、現代化、智能化管理水平不高，不能適應現代農業(yè)發(fā)展的新要求。

2 農業(yè)節(jié)水發(fā)展方向

2.1 充分利用降雨資源，擴大利用非常規(guī)水

山東省多年平均降水總量1065億m3，但1/4左右在降水過程中損失掉，“藍水”（傳統(tǒng)意義上的水資源）只有308億m3，實際供給農田灌溉的水量不足140億m3，而“綠水”中的土壤水約500億m3，雖然這些土壤水在農業(yè)生產中已經發(fā)揮了重大作用，但人為、主動、科學利用的措施明顯不夠，因此，應采取優(yōu)化方田建設、改變畦田規(guī)格、灌溉預報、農業(yè)耕作和覆蓋保墑等措施增加土壤水的利用量，建設“海綿灌區(qū)”以彌補灌溉水資源不足的缺口。山東省每年污水處理能力達到46億m3，而再生水利用僅5.8億m3。合理利用地表水、控制開采地下水、高效利用黃河水、科學利用土壤水，開發(fā)利用非常規(guī)水（再生水、微咸水、礦井水等），才能有效緩解灌溉用水的供需矛盾。

2.2 大力發(fā)展節(jié)水技術，推廣水肥藥一體化技術

國內外成功經驗表明：實現水資源緊缺地區(qū)的糧食高產高效，不僅要建設高標準節(jié)水灌溉工程，更要發(fā)展綜合節(jié)水技術。農業(yè)綜合節(jié)水技術包括工程節(jié)水、管理節(jié)水、農藝節(jié)水等。工程節(jié)水包括管灌、噴灌、微灌、精細地面灌溉等節(jié)水技術；管理節(jié)水包括建立作物的節(jié)水灌溉制度，建立水價機制等；農藝節(jié)水包括篩選抗旱新品種，推廣覆蓋與耕作保墑、水肥耦合等技術。山東省提出的“十三五”期間，節(jié)水灌溉工程面積100萬hm2，高效節(jié)水33.33萬hm2，水肥一體化面積增加到50萬hm2（現狀6.67多萬公頃）。水肥藥一體化是利用管道灌溉系統(tǒng)，把肥料和農藥按照作物需要量溶解在灌溉水中，由灌溉管道帶到田間每一株作物上，適時、適量地滿足農作物對水分、養(yǎng)分和農藥的需要，實現水肥藥同步管理和高效利用的節(jié)水農業(yè)技術，這是綜合節(jié)水的核心技術。

2.3 因地制宜發(fā)展節(jié)水灌溉模式

1）推廣平原井灌區(qū)高效節(jié)水模式。針對山東省236.67萬hm2井灌區(qū)作物高產用水和地下水長期超采的矛盾，推廣水資源優(yōu)化配置、無井房IC卡控制+管道灌溉+窄短畦灌溉+井長管理等綜合節(jié)水技術，逐步實現作物持續(xù)高產條件下的地下水采補平衡。

2）推廣引黃灌區(qū)高效節(jié)水灌溉模式。山東省引黃灌區(qū)灌溉面積達180萬hm2以上，在灌區(qū)上游的自流灌區(qū)，推廣渠系防滲技術；中游分散多級提水區(qū)，發(fā)展規(guī)?；艿拦喔裙?jié)水技術；下游井渠結合灌區(qū)，推廣“以河補源，以井保豐，井渠結合”的灌溉模式。

3）推廣水庫灌區(qū)自壓灌溉和分散小水源高效節(jié)水模式。山東省水庫灌區(qū)設計灌溉面積73萬多公頃，應根據水壓力分布情況分區(qū)發(fā)展自壓管灌、微噴灌、噴灌技術；對山丘陵區(qū)分散的小水庫、塘壩、谷坊、大口井、蓄水池、水窖等，建設多水源聯網、風光電提水節(jié)水灌溉工程。

4）推廣半旱地農業(yè)非充分灌溉模式。半旱地農業(yè)即在充分利用自然降水的前提下，通過修建集雨工程對農作物進行有限補充灌溉的農業(yè)，可以有效解決山東省旱地水資源不足的矛盾。

5）推廣微咸水灌溉模式。山東省黃泛平原和濱海平原區(qū)咸水分布面積1.8萬km2，資源量為12億m3，推廣暗管排水、咸淡水交替灌溉等技術，可以緩解區(qū)域水資源供需矛盾。青島海水稻研發(fā)中心的最新成果表明，海水稻在0.6%鹽度情況下,試驗田水稻產量9300~6570kg/hm2。

6）發(fā)展城市近郊和園區(qū)節(jié)水模式，按照綠色、高效、低碳、循環(huán)農業(yè)發(fā)展要求，促進農業(yè)生產工業(yè)化、工廠化，使節(jié)水工程高標準、產出高效率高效益，發(fā)展旅游觀光采摘休閑農業(yè)，建設節(jié)水、綠色、有機食品基地，建成“植物工廠”。

2.4 按照土地經營方式選擇節(jié)水灌溉形式

今后一段時期，山東省應在集約化、規(guī)?；N植區(qū)域，大力推廣大型噴灌、微灌技術和水肥一體化技術，降低勞動力成本，提高勞動生產率，減少面源污染；對于分散承包經營的區(qū)域，推廣方便、實用的管道灌溉和移動式噴灌等技術；針對糧食作物和經濟作物“二元結構”向糧、經、飼“三元結構”變化，以及馬鈴薯作為第四大糧食作物的新變化，調整種植結構，提出配套的灌溉制度和灌水技術；在黃河沿岸、臨沂、日照、濟寧等水稻種植區(qū)，根據水資源狀況，調整種植結構，改水稻為旱稻；根據山東省出口和出省的糧食、蔬菜、畜牧產品同時也帶走水資源（又稱“虛擬水”）的實際，按照以水定產的要求，調整、優(yōu)化布局農業(yè)產業(yè)結構；在旱作為主的種植區(qū)，引進抗旱新品種，推廣雨養(yǎng)農業(yè)、半旱地節(jié)水、覆蓋保墑技術；要結合“渤海糧倉”建設，在黃河三角洲地區(qū)推廣暗管排水為主的土壤改良技術、“上糧下魚”等農業(yè)生產模式，建設完善的農田灌排工程體系。

2.5 加強農業(yè)節(jié)水工程的運行管理

當前，農田水利發(fā)展存在供水保障能力不足、農田水利工程重建輕管、產權為高效農業(yè)發(fā)展打下基礎不落實、管理責任不清、管理經費不足、水價改革不到位、工程布局不合理、工程建設標準和質量參差不齊等問題，破解這些難題，急需盡快深化改革。要通過深化改革，強化工程的統(tǒng)一規(guī)劃和管理，積極引入社會資本參與農田水利工程的建設，推行工程建設管理一體化，建立小型農田水利工程建設“以獎代補，先干后補”的政策和機制，使有限的財政資金發(fā)揮更大的效益。要通過落實水權和工程產權，建立“兩證一書一臺賬”制度，提高公眾參與意識，創(chuàng)新農田水利工程的管護方式。積極深化農業(yè)水價綜合改革，建立經濟、完善的計量監(jiān)測體系，制定水權轉讓、水價、精準補貼、獎勵的長效機制，逐步構建政府、社會資本、農民共同參與的農業(yè)節(jié)水工程建設和管理新格局，形成農田水利建設和管理的長效機制。

2.6 強化問題導向，推進灌溉智慧化

山東省發(fā)展農業(yè)節(jié)水面臨的水問題是復雜的，而隨著科技迅猛發(fā)展，物聯網、云計算、大數據、人工智能技術為系統(tǒng)解決這些問題提供了手段和平臺，如：在充分利用土壤水方面，需要統(tǒng)籌、優(yōu)化配置水資源，涉及多水源多用戶水資源配置問題；在土壤水利用和灌溉預報技術應用方面，涉及氣象預報、土壤水分監(jiān)測、作物布局、土壤類型等，實現精準配水、科學灌溉僅用現有技術手段難以實現；在推廣綜合節(jié)水技術方面，既涉及工程節(jié)水技術，也涉及耕作保墑、生物節(jié)水、化學節(jié)水技術，還涉及管理節(jié)水等技術，需要各類技術的高度融合，特別是高效經濟作物的水肥藥一體化技術，未來將向工廠化、規(guī)范化、規(guī)模化、工業(yè)化方向發(fā)展，必須應用人工智能等技術；在農業(yè)節(jié)水工程的運行管理和水價改革方面，水量計量、水權分配和轉讓、精準補貼政策的實施、地下水位的監(jiān)測等，靠傳統(tǒng)的手段難以實施?？傊?，按照現代農業(yè)發(fā)展和智慧水利發(fā)展的要求，推進灌溉智慧化不僅是當先實現鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的迫切需要，也是實現水資源可持續(xù)利用、推進高效節(jié)水農業(yè)發(fā)展的難以替代的重大措施。