山東省農(nóng)業(yè)節(jié)水發(fā)展存在問題及建議

杜貞棟，周榮星

（山東省海河淮河小清河流域水利管理服務(wù)中心，山東 濟(jì)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(nóng)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(nóng)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(chǎn)率由不足1kg/m3提高到1.4kg/m3（噸糧田達(dá)到1.9kg/m3），灌溉水利用系數(shù)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(shù)得到長足發(fā)展，在測(cè)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(fēng)光電提水自壓灌溉以及一站式墑情、降雨、地下水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等方面，技術(shù)進(jìn)步明顯，提高了農(nóng)業(yè)節(jié)水管理現(xiàn)代化水平。

1 農(nóng)業(yè)節(jié)水發(fā)展面臨的問題

1.1 旱災(zāi)威脅大，水資源嚴(yán)重短缺

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

山東省當(dāng)?shù)厮Y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(nóng)業(yè)現(xiàn)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(xiàn)狀用水量，水資源供需矛盾會(huì)更加尖銳。

1.2 水污染嚴(yán)重，水生態(tài)問題突出

2016年劣Ⅴ類河道長度占評(píng)價(jià)河道長度的24.1%，重點(diǎn)水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率為53.7%（全參數(shù)評(píng)價(jià)），水質(zhì)類別為劣Ⅴ類的達(dá)到19.6%。自2000年以來，深層承壓水累計(jì)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(shù)少于50d，其他河流斷流天數(shù)在50~250d，魯北諸河斷流一般超過200d。

1.3 農(nóng)業(yè)節(jié)水發(fā)展未完全適應(yīng)農(nóng)業(yè)發(fā)展新要求

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

2）農(nóng)業(yè)水權(quán)不夠落實(shí)，節(jié)水的綜合集成度低，特別是信息化、現(xiàn)代化、智能化管理水平不高，不能適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的新要求。

2 農(nóng)業(yè)節(jié)水發(fā)展方向

2.1 充分利用降雨資源，擴(kuò)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(lán)水”（傳統(tǒng)意義上的水資源）只有308億m3，實(shí)際供給農(nóng)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)發(fā)揮了重大作用，但人為、主動(dòng)、科學(xué)利用的措施明顯不夠，因此，應(yīng)采取優(yōu)化方田建設(shè)、改變畦田規(guī)格、灌溉預(yù)報(bào)、農(nóng)業(yè)耕作和覆蓋保墑等措施增加土壤水的利用量，建設(shè)“海綿灌區(qū)”以彌補(bǔ)灌溉水資源不足的缺口。山東省每年污水處理能力達(dá)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(xué)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(shù)，推廣水肥藥一體化技術(shù)

國內(nèi)外成功經(jīng)驗(yàn)表明：實(shí)現(xiàn)水資源緊缺地區(qū)的糧食高產(chǎn)高效，不僅要建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)節(jié)水灌溉工程，更要發(fā)展綜合節(jié)水技術(shù)。農(nóng)業(yè)綜合節(jié)水技術(shù)包括工程節(jié)水、管理節(jié)水、農(nóng)藝節(jié)水等。工程節(jié)水包括管灌、噴灌、微灌、精細(xì)地面灌溉等節(jié)水技術(shù)；管理節(jié)水包括建立作物的節(jié)水灌溉制度，建立水價(jià)機(jī)制等；農(nóng)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(shù)。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(xiàn)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(nóng)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(shí)、適量地滿足農(nóng)作物對(duì)水分、養(yǎng)分和農(nóng)藥的需要，實(shí)現(xiàn)水肥藥同步管理和高效利用的節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)，這是綜合節(jié)水的核心技術(shù)。

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(duì)山東省236.67萬hm2井灌區(qū)作物高產(chǎn)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(shù)，逐步實(shí)現(xiàn)作物持續(xù)高產(chǎn)條件下的地下水采補(bǔ)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(dá)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(shù)；中游分散多級(jí)提水區(qū)，發(fā)展規(guī)?；艿拦喔裙?jié)水技術(shù)；下游井渠結(jié)合灌區(qū)，推廣“以河補(bǔ)源，以井保豐，井渠結(jié)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(shè)計(jì)灌溉面積73萬多公頃，應(yīng)根據(jù)水壓力分布情況分區(qū)發(fā)展自壓管灌、微噴灌、噴灌技術(shù)；對(duì)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(shè)多水源聯(lián)網(wǎng)、風(fēng)光電提水節(jié)水灌溉工程。

4）推廣半旱地農(nóng)業(yè)非充分灌溉模式。半旱地農(nóng)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(duì)農(nóng)作物進(jìn)行有限補(bǔ)充灌溉的農(nóng)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(shù)，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(yàn)田水稻產(chǎn)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(nóng)業(yè)發(fā)展要求，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工業(yè)化、工廠化，使節(jié)水工程高標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)出高效率高效益，發(fā)展旅游觀光采摘休閑農(nóng)業(yè)，建設(shè)節(jié)水、綠色、有機(jī)食品基地，建成“植物工廠”。

2.4 按照土地經(jīng)營方式選擇節(jié)水灌溉形式

今后一段時(shí)期，山東省應(yīng)在集約化、規(guī)?；N植區(qū)域，大力推廣大型噴灌、微灌技術(shù)和水肥一體化技術(shù)，降低勞動(dòng)力成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少面源污染；對(duì)于分散承包經(jīng)營的區(qū)域，推廣方便、實(shí)用的管道灌溉和移動(dòng)式噴灌等技術(shù)；針對(duì)糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物“二元結(jié)構(gòu)”向糧、經(jīng)、飼“三元結(jié)構(gòu)”變化，以及馬鈴薯作為第四大糧食作物的新變化，調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，提出配套的灌溉制度和灌水技術(shù)；在黃河沿岸、臨沂、日照、濟(jì)寧等水稻種植區(qū)，根據(jù)水資源狀況，調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，改水稻為旱稻；根據(jù)山東省出口和出省的糧食、蔬菜、畜牧產(chǎn)品同時(shí)也帶走水資源（又稱“虛擬水”）的實(shí)際，按照以水定產(chǎn)的要求，調(diào)整、優(yōu)化布局農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)；在旱作為主的種植區(qū)，引進(jìn)抗旱新品種，推廣雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)、半旱地節(jié)水、覆蓋保墑技術(shù)；要結(jié)合“渤海糧倉”建設(shè)，在黃河三角洲地區(qū)推廣暗管排水為主的土壤改良技術(shù)、“上糧下魚”等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，建設(shè)完善的農(nóng)田灌排工程體系。

2.5 加強(qiáng)農(nóng)業(yè)節(jié)水工程的運(yùn)行管理

當(dāng)前，農(nóng)田水利發(fā)展存在供水保障能力不足、農(nóng)田水利工程重建輕管、產(chǎn)權(quán)為高效農(nóng)業(yè)發(fā)展打下基礎(chǔ)不落實(shí)、管理責(zé)任不清、管理經(jīng)費(fèi)不足、水價(jià)改革不到位、工程布局不合理、工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)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(qiáng)化工程的統(tǒng)一規(guī)劃和管理，積極引入社會(huì)資本參與農(nóng)田水利工程的建設(shè)，推行工程建設(shè)管理一體化，建立小型農(nóng)田水利工程建設(shè)“以獎(jiǎng)代補(bǔ)，先干后補(bǔ)”的政策和機(jī)制，使有限的財(cái)政資金發(fā)揮更大的效益。要通過落實(shí)水權(quán)和工程產(chǎn)權(quán)，建立“兩證一書一臺(tái)賬”制度，提高公眾參與意識(shí)，創(chuàng)新農(nóng)田水利工程的管護(hù)方式。積極深化農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革，建立經(jīng)濟(jì)、完善的計(jì)量監(jiān)測(cè)體系，制定水權(quán)轉(zhuǎn)讓、水價(jià)、精準(zhǔn)補(bǔ)貼、獎(jiǎng)勵(lì)的長效機(jī)制，逐步構(gòu)建政府、社會(huì)資本、農(nóng)民共同參與的農(nóng)業(yè)節(jié)水工程建設(shè)和管理新格局，形成農(nóng)田水利建設(shè)和管理的長效機(jī)制。

2.6 強(qiáng)化問題導(dǎo)向，推進(jìn)灌溉智慧化

山東省發(fā)展農(nóng)業(yè)節(jié)水面臨的水問題是復(fù)雜的，而隨著科技迅猛發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)為系統(tǒng)解決這些問題提供了手段和平臺(tái)，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(yù)報(bào)技術(shù)應(yīng)用方面，涉及氣象預(yù)報(bào)、土壤水分監(jiān)測(cè)、作物布局、土壤類型等，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)配水、科學(xué)灌溉僅用現(xiàn)有技術(shù)手段難以實(shí)現(xiàn)；在推廣綜合節(jié)水技術(shù)方面，既涉及工程節(jié)水技術(shù)，也涉及耕作保墑、生物節(jié)水、化學(xué)節(jié)水技術(shù)，還涉及管理節(jié)水等技術(shù)，需要各類技術(shù)的高度融合，特別是高效經(jīng)濟(jì)作物的水肥藥一體化技術(shù)，未來將向工廠化、規(guī)范化、規(guī)?；?、工業(yè)化方向發(fā)展，必須應(yīng)用人工智能等技術(shù)；在農(nóng)業(yè)節(jié)水工程的運(yùn)行管理和水價(jià)改革方面，水量計(jì)量、水權(quán)分配和轉(zhuǎn)讓、精準(zhǔn)補(bǔ)貼政策的實(shí)施、地下水位的監(jiān)測(cè)等，靠傳統(tǒng)的手段難以實(shí)施?？傊?，按照現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展和智慧水利發(fā)展的要求，推進(jìn)灌溉智慧化不僅是當(dāng)先實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的迫切需要，也是實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用、推進(jìn)高效節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展的難以替代的重大措施。