于曉蕾,趙建忠,呂寧江
(1.山東省水利科學(xué)研究院,山東 濟(jì)南 250014;2.山東省水資源與水環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東 濟(jì)南 250014;3.山東省農(nóng)村經(jīng)濟(jì)管理服務(wù)總站,山東 濟(jì)南 250000)
黃河流經(jīng)山東省菏澤、濟(jì)寧、泰安、聊城、濟(jì)南等9 市25 縣(區(qū)),全長628 km,于墾利縣注入渤海。引黃水量每年平均約70 億m3,主要用于沿黃地區(qū)的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、居民生活和生態(tài)環(huán)境等方面,占山東省總供水量的30%以上,成為支撐山東省經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的戰(zhàn)略資源。
根據(jù)《黃河水資源公報》(1998—2021 年)等相關(guān)資料,計(jì)算求得1998—2021 年山東省黃河流域年平均取水量為87.48 億m3,其中地表水年平均取水量為77.78 億m3,占總?cè)∷康?8.9%;地下水年平均取水量為9.69 億m3,占總?cè)∷康?1.1%。黃河流域年平均耗水量為83.49 億m3,其中地表水耗水量為76.5 億m3,占總耗水量的91.6%;地下水為6.98 億m3,占8.4%。
1998—2021 年山東省黃河流域地表水各行業(yè)取水量及取水比例變化情況如圖1、圖2 所示。1998 年以來,工業(yè)、生活和生態(tài)環(huán)境用水比例呈上升,農(nóng)業(yè)用水比例程逐年下降趨勢。2019 年開始程顯著下降,2019 年地表水農(nóng)業(yè)取水比例為76.83%,2021 年下降至41.81%。
圖2 山東省黃河流域地表水各行業(yè)取水比例變化圖
1998—2021 年山東省黃河流域地下水各行業(yè)取水量及取水比例變化情況如圖3、圖4 所示。自2000 年開始,農(nóng)業(yè)地下水取水量程下降趨勢,2006 年后隨著小型農(nóng)田水利工程、農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田等項(xiàng)目的建設(shè),地下水的取水量程穩(wěn)步下降趨勢;2001 年后地下水的工業(yè)取水量和生活取水量逐年下降,2005 年至今呈相對穩(wěn)定狀態(tài)。
圖3 山東省黃河流域地下水各行業(yè)取水量變化圖
圖4 山東省黃河流域地表水各行業(yè)取水比例變化圖
山東省引黃灌區(qū)自20 世紀(jì)50 年代開灌以來,歷經(jīng)初試、盲目發(fā)展、停滯、復(fù)灌、發(fā)展、提高等幾個階段,目前全省現(xiàn)有大中型引黃灌區(qū)設(shè)計(jì)灌溉面積246.93 萬hm2,有效灌溉面積190.53 萬hm2,是全省引黃供水的有效載體,同時也是糧食主產(chǎn)和高產(chǎn)區(qū)。
經(jīng)過多年發(fā)展和配套改造工程建設(shè),灌區(qū)骨干工程完好率提高至70%以上,骨干渠系水利用系數(shù)由0.5 普遍提高到了0.7 以上,灌溉周期縮短5~7 d;畝均糧食單產(chǎn)由之前的840 kg 提高到960 kg 以上;各灌區(qū)在進(jìn)行節(jié)水改造的同時,推動灌區(qū)標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范化建設(shè),大型灌區(qū)全部完成分類定性,灌區(qū)工資和保障政策基本得到落實(shí)。據(jù)統(tǒng)計(jì),全省大中型灌區(qū)工程維修養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)落實(shí)率81%、人員經(jīng)費(fèi)落實(shí)率100%、農(nóng)業(yè)水費(fèi)收取率91%,節(jié)水能力得到了大幅度提高,全面促進(jìn)了農(nóng)業(yè)增產(chǎn)和灌區(qū)管理改革。
1)渠道節(jié)水改造+田間改進(jìn)地面灌溉模式。在引黃灌區(qū)上游自流區(qū)應(yīng)用較為普遍。渠低高程較高,黃河水進(jìn)入渠道后可以實(shí)現(xiàn)自流灌溉,引黃渠道依托灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項(xiàng)目、末級渠系改造項(xiàng)目實(shí)施節(jié)水改造,田間配套土地整平、畦田改造、細(xì)流溝灌等改進(jìn)地面灌溉技術(shù)。
2)防滲渠道+移動機(jī)泵+移動軟管+改進(jìn)地面灌溉技術(shù)。這種模式存在于灌溉水無法自流入田的區(qū)域,在已經(jīng)防滲處理的骨干渠系上架設(shè)移動機(jī)泵從渠道中提水,使用移動軟管(小白龍等)輸配至田間地塊。
3)固定泵站+低壓管道輸水+改進(jìn)地面灌溉技術(shù)。不能進(jìn)行自流灌溉的區(qū)域以溝渠、坑塘等地表水為水源建設(shè)固定提水泵站,配套固定低壓管道網(wǎng)絡(luò)輸水至田間,末級管道50 m 左右配一個給水栓,可直接灌溉至田間或者出給水栓下配套移動軟管(小白龍等)輸配水。
4)移動機(jī)泵+移動軟管+改進(jìn)地面灌溉技術(shù)。以溝渠、坑塘等地表水為水源,采用移動機(jī)泵提水,泵后接移動軟管(小白龍)輸配水。
5)機(jī)井提水+移動軟管輸水灌溉模式。機(jī)井配套水泵提水,使用移動軟管輸水。
6)機(jī)井提水+管道輸水灌溉+改進(jìn)地面灌溉/噴灌/微灌模式。新打或維修機(jī)井配套水泵提水,鋪設(shè)管道輸水,田間采用改進(jìn)地面灌溉,土地集約化經(jīng)營區(qū)域可采用噴灌或微灌等灌溉模式。
山東省黃河水量分配指標(biāo)面臨調(diào)減的形勢下,黃河流域水資源供需矛盾將長期存在;供水監(jiān)管強(qiáng)度需進(jìn)一步加強(qiáng),特別是農(nóng)業(yè)供水在實(shí)時、精準(zhǔn)、有效監(jiān)督等方面還存在較大差距;水市場發(fā)展相對滯后,基礎(chǔ)水價偏低造成用水戶惜水節(jié)約意識不強(qiáng),水價杠桿作用微弱。
因灌排設(shè)施損毀導(dǎo)致灌區(qū)引水困難,輸水、配水不暢通、水損大,灌區(qū)效益衰減的問題仍然突出;農(nóng)村水網(wǎng)建設(shè)滯后,影響水源的調(diào)蓄利用;灌區(qū)維修管護(hù)經(jīng)費(fèi)緊缺問題依然突出,部分灌區(qū)的“兩費(fèi)”問題沒有妥善解決;引黃灌區(qū)距離現(xiàn)代化管理尚有一定的差距,信息化管理水平較低。
部分農(nóng)民習(xí)慣采用大水大肥的種植方式,節(jié)水意識淡薄;部分高效節(jié)水設(shè)施的建設(shè)沒有考慮當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況,影響農(nóng)民使用的積極性;從骨干到田間,在縣域高效節(jié)水灌溉技術(shù)、工程覆蓋面等層面,尚未形成一個統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和分類施測綜合規(guī)劃,高效節(jié)水灌溉設(shè)備、技術(shù)與農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)、耕作模式尚未更好地銜接,技術(shù)設(shè)備、手段普及和推廣存在一定的制約;農(nóng)業(yè)高效節(jié)水綜合措施與技術(shù)體系不足,農(nóng)業(yè)節(jié)水重工程中與農(nóng)藝節(jié)水、生物節(jié)水和管理節(jié)水綜合配套的能力有待提高,綜合技術(shù)體系的構(gòu)建需要進(jìn)一步增強(qiáng)。
一是以水資源作為最大的剛性約束進(jìn)行農(nóng)業(yè)區(qū)域化布局,堅(jiān)持“以水定地、以水定產(chǎn)”,水資源超載區(qū)要嚴(yán)格控制高耗水農(nóng)作物種植面積。強(qiáng)化水資源消耗總量和強(qiáng)度雙控,促進(jìn)優(yōu)化調(diào)整灌區(qū)種植結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)布局,倒逼用水效率提升和適水種植。二是充分發(fā)揮農(nóng)作物品種節(jié)水潛力,大力培育節(jié)水抗旱品種,優(yōu)化配置水、土、種子等資源,將“以種適水”和“以水適種”相結(jié)合,推進(jìn)“水種互促”。三是優(yōu)化種植業(yè)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)“藏糧于地、藏糧于技”,把發(fā)展農(nóng)業(yè)高效節(jié)水與培育農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈、糧食規(guī)模化生產(chǎn)經(jīng)營、發(fā)展特色優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)相結(jié)合,標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)、集中連片推進(jìn)。
一是加強(qiáng)水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),以工程措施促進(jìn)高效用水,從“引水口”到“出水口”全面提高灌溉水利用系數(shù)。二是加強(qiáng)水量調(diào)配,以管理措施促進(jìn)高效用水。深化管理體制改革,強(qiáng)化水資源消耗總量和強(qiáng)度雙控,細(xì)化水權(quán)指標(biāo),倒逼用水效率提升和適水種植。三是深化農(nóng)業(yè)水價改革,以價格措施促進(jìn)高效用水。充分發(fā)揮市場在水資源開發(fā)、利用、配置、節(jié)約、保護(hù)中的作用。四是加大新技術(shù)、新品種研發(fā)力度,以科技措施促進(jìn)高效用水。
一是加強(qiáng)部門統(tǒng)籌與聯(lián)合。農(nóng)業(yè)用水及種植管理涉及水利、農(nóng)業(yè)農(nóng)村、發(fā)改、財政等多個部門,規(guī)劃實(shí)施需要多部門聯(lián)合。二是根據(jù)水資源條件,推進(jìn)適水種植、量水生產(chǎn)。在穩(wěn)定糧食產(chǎn)量和產(chǎn)能的前提下,因地因水選擇種植作物,鼓勵種植耗水少、附加值高的農(nóng)作物。三是推廣綜合節(jié)水技術(shù)。大力推廣保墑技術(shù)、保護(hù)性耕作等農(nóng)藝、生物措施,發(fā)展管理節(jié)水技術(shù)。四是因地制宜推廣綜合節(jié)水模式,在引黃灌區(qū)田間自流灌溉區(qū)、引黃灌區(qū)灌排結(jié)合灌溉區(qū)、引黃灌區(qū)井渠結(jié)合灌溉區(qū)、引黃灌區(qū)補(bǔ)源機(jī)井灌溉區(qū)、引黃灌區(qū)微咸水灌溉及鹽堿地隱患或治理區(qū)選擇相適應(yīng)的節(jié)水模式。
農(nóng)業(yè)節(jié)水工作要將數(shù)字水利與數(shù)字農(nóng)業(yè)深度融合,實(shí)施“互聯(lián)網(wǎng)+”現(xiàn)代農(nóng)業(yè)行動,推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)等技術(shù)在農(nóng)業(yè)節(jié)水領(lǐng)域的應(yīng)用,建立農(nóng)業(yè)、水利數(shù)據(jù)智能化采集、處理、應(yīng)用、服務(wù)、共享體系。
一是充分利用土壤水資源。建立作物生育時期與天然降水相匹配的農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)和種植制度,提高土壤水的利用效率,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水。二是科學(xué)利用雨洪水資源。因地制宜實(shí)施坑塘改造,發(fā)揮蓄水和調(diào)節(jié)作用,同時配建泵站及灌溉設(shè)施用于旱季取水灌溉。三是優(yōu)化水資源聯(lián)合調(diào)度。立足水資源空間均衡配置,強(qiáng)化多水源聯(lián)合調(diào)度、水資源戰(zhàn)略儲備,構(gòu)建完善多源互補(bǔ)、豐枯調(diào)劑、大中小微協(xié)調(diào)配套的供水保障體系,全面提升供水保障能力。