位山引黃灌區(qū)適水發(fā)展的調(diào)查與思考

徐征和，侯玉松

（濟(jì)南大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院，山東 濟(jì)南 250022）

位山灌區(qū)地處魯西平原，始建于1958年，設(shè)計(jì)灌溉面積36萬hm2，是全國第五大灌區(qū)、黃河中下游最大的灌區(qū)、山東省最大的灌區(qū)[1]。位山灌區(qū)渠首位山引黃閘設(shè)計(jì)引水流量240 m3/s；骨干工程設(shè)有東、西2條輸沙渠、2個(gè)沉沙區(qū)、1條東西連渠、1條總干渠和3條干渠，總長284.8 km；另外有分干53條，支渠393條；各類水工建筑物5 000余座。位山灌區(qū)是聊城市引黃抗旱的重要基礎(chǔ)設(shè)施，擔(dān)負(fù)著除莘縣以外的7個(gè)縣（市、區(qū)）和3個(gè)市屬開發(fā)區(qū)的全部或大部分耕地灌溉任務(wù)。在長期的引黃供水服務(wù)中，形成了以農(nóng)業(yè)供水為主，兼顧城鄉(xiāng)居民生活、工業(yè)、生態(tài)環(huán)境等多元供水結(jié)構(gòu)，有力保障了聊城市糧食連年豐產(chǎn)，解決了100多萬城鄉(xiāng)居民生活、骨干企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營用水問題。維護(hù)了主要河湖水生態(tài)改善，為聊城經(jīng)濟(jì)社會持續(xù)健康發(fā)展和生態(tài)環(huán)境持續(xù)改善提供了重要水源支撐，發(fā)揮了基礎(chǔ)保障作用。同時(shí)還擔(dān)負(fù)向雄安新區(qū)供水、引黃入冀補(bǔ)淀、華北地下水超采區(qū)補(bǔ)源等跨流域調(diào)水任務(wù)。習(xí)近平總書記在黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展座談會上的講話中提出，要堅(jiān)持綠水青山就是金山銀山的理念，推進(jìn)水資源節(jié)約集約利用。位山引黃灌區(qū)始終堅(jiān)持節(jié)水優(yōu)先，不斷提高供用水管理水平，促進(jìn)水資源優(yōu)化配置和高效利用，但機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存[2]。目前位山灌區(qū)還面臨著諸多問題，如水資源嚴(yán)重不足，經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對黃河水資源依賴程度較高，水資源供需矛盾仍然十分突出；涉水信息智能處理、水資源智能調(diào)度水平不足[3]；節(jié)水灌溉基礎(chǔ)科技、理論支撐不足；全民節(jié)水意識有待進(jìn)一步提升等問題[4，5]。因此，深入調(diào)查位山灌區(qū)適水發(fā)展?fàn)顩r，分析水資源利用現(xiàn)狀及存在問題十分必要，有望進(jìn)一步促進(jìn)位山灌區(qū)高質(zhì)量發(fā)展及水資源高效智能利用。

1 位山引黃灌區(qū)適水發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)查

1.1 節(jié)水工程建設(shè)現(xiàn)狀及問題

位山灌區(qū)屬暖溫帶半干旱季風(fēng)氣侯區(qū)，四季分明，且具有冬寒少雪、春旱多風(fēng)、夏熱多雨、秋睛日照長的自然特點(diǎn)。年內(nèi)降雨量分布極不均勻，其中6~9月降水438.5 mm，占全年的75%。多年平均水面蒸發(fā)量為1 287.7 mm，是降水量的2.2倍。由于降雨量的分布不均，滿足不了作物生長的需水要求，更不適應(yīng)“兩高一優(yōu)”農(nóng)業(yè)的發(fā)展，在一般年份，農(nóng)業(yè)灌溉需要3~5次。由于渠系水量損失，加上渠道輸水能力的限制，在灌溉用水高峰期經(jīng)常出現(xiàn)上下游之間的用水矛盾。

為應(yīng)對以上用水矛盾，位山灌區(qū)多年來積極實(shí)施節(jié)水改造項(xiàng)目。截至2020年底，位山灌區(qū)連續(xù)23年列入國家投資計(jì)劃，累計(jì)實(shí)施24期建設(shè)任務(wù)，完成總投資14.27億元，位山灌區(qū)骨干工程襯砌長度達(dá)到600多公里（含縣、市、區(qū)），渠道襯砌長度487.5 km，維修、改造建筑物1 974座，尤其引黃灌區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水的實(shí)施，對于鄉(xiāng)鎮(zhèn)級管理的渠系進(jìn)行了清淤疏浚，供水效率有了明顯提升。2021年春灌時(shí)，在灌區(qū)最下游高唐尹集鎮(zhèn)也見到了多年未見的黃河水。建成了功能完善、節(jié)水顯著、運(yùn)行良好、調(diào)控與防災(zāi)能力強(qiáng)的骨干工程體系。但末級渠系淤積嚴(yán)重、配套建筑物不夠的現(xiàn)狀依舊存在，造成輸配水效率不高，甚至一溝有水、溝溝有水的情況時(shí)有發(fā)生，工程節(jié)水還有很大潛力。

1.2 水資源管理現(xiàn)狀及問題

位山灌區(qū)適應(yīng)黃河水量不足新形勢，不斷提高管理水平，向管理要效益。近年來，更加突出水資源的科學(xué)管理、配置優(yōu)化，注重節(jié)約高效、受益均衡，努力解決黃河水可用不可靠、供需矛盾尖銳的問題，確保了節(jié)水增效[6，7]。

一是推行計(jì)劃用水。統(tǒng)籌黃河水情和灌區(qū)實(shí)際，推行計(jì)劃供水、協(xié)議供水，每年初制定年度引黃灌溉供水計(jì)劃，明確各縣（市、區(qū)）水權(quán)水量，實(shí)行總量控制，建立用水通報(bào)制度，有力促進(jìn)了節(jié)約用水。

二是科學(xué)調(diào)度水資源。根據(jù)引水流量和旱情實(shí)際，動(dòng)態(tài)調(diào)整供水方案，推行引蓄結(jié)合、輪續(xù)結(jié)合的供水模式，加強(qiáng)上下游、渠道間供水協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化配水、均衡受益。

三是落實(shí)“流量包段、責(zé)任到所”的管理辦法。把用水指標(biāo)和水量消耗數(shù)額明確到各基層管理單位，嚴(yán)格控制分水口門啟閉權(quán)，確保水量統(tǒng)一調(diào)度。

四是優(yōu)化供水結(jié)構(gòu)。構(gòu)建了以農(nóng)業(yè)供水為主，兼顧城鄉(xiāng)居民生活、工業(yè)、生態(tài)環(huán)境、跨流域調(diào)水的多元化供水結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步拓展了灌區(qū)服務(wù)功能，提高了水資源效益。

目前，位山灌區(qū)建成了智慧灌區(qū)e平臺為框架的管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、自動(dòng)傳輸?shù)裙δ埽珜τ诮ㄔO(shè)智慧型灌區(qū)，水資源智能調(diào)度、管理方面還有一定不足，實(shí)現(xiàn)涉水信息的智能處理和智能決策還有較大差距。

1.3 灌區(qū)基礎(chǔ)研究現(xiàn)狀及問題

灌區(qū)一直重視灌溉試驗(yàn)基礎(chǔ)研究，建設(shè)了國家級重點(diǎn)試驗(yàn)站，僅“十三五”期間，累計(jì)投入近300萬元用于測坑、氣象站、智能灌溉系統(tǒng)等建設(shè)，改善試驗(yàn)條件，灌區(qū)每年下達(dá)灌溉試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，保障試驗(yàn)研究正常開展。通過強(qiáng)化同清華大學(xué)、中國水利水電科學(xué)研究院、濟(jì)南大學(xué)、黃河水利科學(xué)研究院、山東省水利科學(xué)研究院等科研院所的合作，開展了水熱通量觀測和農(nóng)業(yè)節(jié)水增效、泥沙治理、工程技術(shù)、作物耗水規(guī)律、作物生長特征及其影響因素等方面的研究，兩項(xiàng)獲得山東省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，兩項(xiàng)獲得國家農(nóng)業(yè)節(jié)水科技二等獎(jiǎng)，一項(xiàng)獲得中國農(nóng)業(yè)節(jié)水科技獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)。多年來，灌溉試驗(yàn)站成為多所高等院校人才培養(yǎng)基地、社會實(shí)踐基地，培養(yǎng)碩士生5名、博士生9名、博士后2名。但是在基礎(chǔ)研究方面仍然有較大提升空間。例如基礎(chǔ)數(shù)據(jù)利用率相對不高，監(jiān)測目標(biāo)不明確，試驗(yàn)方案不系統(tǒng)，對于灌區(qū)的自身?xiàng)l件的針對性不強(qiáng)。

2 位山引黃灌區(qū)適水發(fā)展建議

2.1 強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)，全面構(gòu)建農(nóng)業(yè)適水發(fā)展典范灌區(qū)

統(tǒng)籌規(guī)劃，全面發(fā)展適水農(nóng)業(yè)?！耙运ㄞr(nóng)業(yè)規(guī)模、以水定種植結(jié)構(gòu)、以水定作物產(chǎn)量”，保障水資源可持續(xù)利用和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。必須堅(jiān)持適水發(fā)展和節(jié)水優(yōu)先戰(zhàn)略，根據(jù)灌區(qū)地下水資源分布、引黃水資源時(shí)空分布特點(diǎn)，通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)、協(xié)同推進(jìn)，以水定種、以水限產(chǎn)、提質(zhì)增效。結(jié)合當(dāng)前深化農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，適度壓縮高耗水蔬菜和糧食產(chǎn)能，以水限產(chǎn)，提升品質(zhì)。

2.2 加強(qiáng)水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，發(fā)展節(jié)水高效的現(xiàn)代灌溉技術(shù)

實(shí)行節(jié)水灌溉可縮短輪灌周期、提高水資源利用效率，有效解決灌區(qū)用水矛盾。1999年《山東省聊城市位山灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造規(guī)劃報(bào)告》中對位山灌區(qū)全灌區(qū)水資源供需平衡分析結(jié)果表明：在保證引黃水資源合理調(diào)配的前提下，位山灌區(qū)缺水量7 300萬m3，經(jīng)過近期節(jié)水改造工程后，缺水量減少到5 100萬m3。由此看出，位山灌區(qū)水資源供需矛盾尖銳，必須走節(jié)水型灌溉農(nóng)業(yè)之路，因此進(jìn)行綜合節(jié)水灌溉技術(shù)研究非常必要[8]。

在節(jié)水灌溉方面可采用輸配水、灌溉全階段相配合的方式，對骨干渠道進(jìn)行襯砌，從而加強(qiáng)渠道防滲節(jié)水能力；再調(diào)配節(jié)點(diǎn)，開展節(jié)水閘門技術(shù)改造。特別是在輸水末端，建議下一步細(xì)化并認(rèn)真實(shí)施《位山灌區(qū)“十四五”續(xù)建配套與現(xiàn)代化改造實(shí)施方案》，繼續(xù)加快灌區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和現(xiàn)代化升級改造，積極推進(jìn)骨干工程及末級渠系清淤整治，控制性建筑物配套，加快田間工程治理。在原有解決好最后“一公里”的基礎(chǔ)上，解決好最后“一百米”的輸配水問題；為了使工程最大化的發(fā)揮預(yù)期效益，需要建立起與工程形式相匹配的農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)，如節(jié)水灌溉制度、隔畦灌溉、非充分灌溉等、作物修剪和種植密度要求、水肥耦合制度、深耕存墑、覆膜保墑、生物保水劑等。同時(shí)，配套適用的綜合節(jié)水技術(shù)，使水、農(nóng)有機(jī)結(jié)合，水、土、作物資源均得到高效利用，真正達(dá)到節(jié)水預(yù)期。從而綜合提高節(jié)水灌溉水平，進(jìn)一步提升輸配水工程節(jié)水水平，提高節(jié)水效益。

2.3 加強(qiáng)水資源智能分析和管理，打造智慧型灌區(qū)

進(jìn)一步依托5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)，構(gòu)建覆蓋灌區(qū)全部取水口、閘站和數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的信息與調(diào)度智能網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對水資源、水域岸線、灌區(qū)工程、水生態(tài)環(huán)境等一切涉水信息的透徹感知。在實(shí)現(xiàn)灌區(qū)水資源智慧化監(jiān)控的基礎(chǔ)上，基于多要素、全方位的監(jiān)測數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的智慧共享和綜合應(yīng)用，構(gòu)建能夠提供多種調(diào)度方案、實(shí)時(shí)優(yōu)化和評估的智能調(diào)度系統(tǒng)，為灌區(qū)水資源統(tǒng)一管理和決策提供依據(jù)；實(shí)現(xiàn)智能分析水資源“從哪來、可利用量、誰在用、可調(diào)度量”等，從而綜合提升灌區(qū)對水資源保障能力，促進(jìn)灌區(qū)互動(dòng)合作和協(xié)同管理，進(jìn)一步提升水旱災(zāi)害防御等方面的應(yīng)急管理水平，推進(jìn)灌區(qū)向數(shù)字型灌區(qū)、智慧型灌區(qū)轉(zhuǎn)型。

2.4 加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，打造科技創(chuàng)新型灌區(qū)

進(jìn)一步加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，增強(qiáng)灌區(qū)水資源高效利用的科技支撐。提高灌區(qū)灌溉試驗(yàn)的系統(tǒng)性，增強(qiáng)灌溉基礎(chǔ)數(shù)據(jù)監(jiān)測的目的性，針對引黃灌區(qū)特有的用水結(jié)構(gòu)、水質(zhì)狀況、土壤特征展開針對性、系統(tǒng)性的灌溉試驗(yàn)研究。如開展灌區(qū)不同灌溉條件下，土壤中的水肥運(yùn)移、分布規(guī)律研究。突出農(nóng)業(yè)節(jié)水的精量化、信息化、自動(dòng)化，大力推廣作物水肥藥一體化技術(shù)，通過技術(shù)集成最大程度減少輸水、配水、灌水及作物耗水過程中的水損失，充分提高灌溉水利用率和作物水分利用效率。提出適用于本灌區(qū)并能在相似灌區(qū)進(jìn)行推廣的水肥利用率較高的灌溉模式。進(jìn)一步提高試驗(yàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料的利用率，積極將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為農(nóng)業(yè)節(jié)水的科技成果，并開展推廣示范工作，進(jìn)一步發(fā)揮科研作用，促進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)水。大力推廣特色經(jīng)濟(jì)作物節(jié)水調(diào)質(zhì)優(yōu)產(chǎn)高效灌溉技術(shù)，促進(jìn)果蔬生產(chǎn)的提質(zhì)增效，把發(fā)展高效節(jié)水灌溉與農(nóng)民增益緊密結(jié)合起來。用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，用現(xiàn)代經(jīng)營理論和方法高效管理，提高土地產(chǎn)出率、資源利用率、勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品商品率等。

2.5 建立健全水市場，凝聚農(nóng)業(yè)節(jié)水高質(zhì)量發(fā)展合力

2019年3月15日，國家印發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步做好大中型灌區(qū)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革有關(guān)工作的通知》，要求以大中型灌區(qū)為單元推進(jìn)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革。首先需要科學(xué)確定農(nóng)業(yè)水權(quán)，建立健全水權(quán)交易平臺，合理制定農(nóng)業(yè)灌溉水水價(jià)，完善計(jì)量收費(fèi)體系。

其次，應(yīng)用政策手段，建立農(nóng)業(yè)高效節(jié)水長效經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償和激勵(lì)機(jī)制，調(diào)動(dòng)農(nóng)民自覺節(jié)水的內(nèi)在動(dòng)力，促進(jìn)農(nóng)業(yè)高效節(jié)水發(fā)展。

2.6 開源節(jié)流并舉，重視非常規(guī)水資源開發(fā)利用

位山灌區(qū)擁有雨水、灌溉尾水收集利用的設(shè)施、手段。面對灌區(qū)日益尖銳的水資源供需矛盾，要充分利用已有工程手段，充分重視雨水、灌溉尾水等非常規(guī)水資源的利用。重視地下水與引黃水資源的聯(lián)合調(diào)度，利用地下水含水層對水資源時(shí)空上的調(diào)節(jié)作用，充分利用雨洪水對地下水含水層進(jìn)行補(bǔ)充，彌補(bǔ)黃河水量時(shí)空分布不均的不足，探索地下水水庫調(diào)節(jié)作用的充分利用[9]。

2.7 加強(qiáng)節(jié)水宣傳，打造全民節(jié)水氛圍

目前，位山灌區(qū)已基本實(shí)現(xiàn)了大畦改小畦，管道+“小白龍”澆灌模式，比傳統(tǒng)的大水漫灌要節(jié)省10%以上的水；秸稈還田、薄膜覆蓋等保墑措施也普遍推行，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)節(jié)水。但是，群眾的澆灌習(xí)慣還沒有改變，還未科學(xué)的認(rèn)識產(chǎn)量與灌溉水量、灌溉方式間的科學(xué)關(guān)系。下一步，需結(jié)合“世界水日”“中國水周”等宣傳活動(dòng)，推進(jìn)節(jié)水進(jìn)鄉(xiāng)村、節(jié)水進(jìn)地頭、節(jié)水進(jìn)企業(yè)、節(jié)水進(jìn)社區(qū)、節(jié)水進(jìn)學(xué)校等活動(dòng)，提高節(jié)水的群眾基礎(chǔ)，增加人民群眾對節(jié)水工作的認(rèn)同。增強(qiáng)公眾節(jié)水意識，積極加快新的節(jié)水灌溉理論知識及灌溉試驗(yàn)成果推廣，努力改變?nèi)罕姖补嗔?xí)慣，在全社會營造節(jié)水、惜水、愛水、護(hù)水的良好氛圍，讓節(jié)水成為全民行動(dòng)。

3 結(jié)語

位山灌區(qū)在聊城市農(nóng)業(yè)乃至整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)中具有舉足輕重的地位，但是淡水資源短缺、水資源智能利用較低、基礎(chǔ)科技理論支撐不足等問題制約著灌區(qū)水資源的高效利用及當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展。完善頂層設(shè)計(jì)，發(fā)展適水農(nóng)業(yè)；加強(qiáng)農(nóng)業(yè)水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、打通末系輸水渠道、提高水資源利用效率；提高水資源智能監(jiān)測、調(diào)度水平；開展基礎(chǔ)研究，提高水資源利用、節(jié)水灌溉的科技理論支撐；建立健全水市場；開源節(jié)流并舉；加強(qiáng)節(jié)水宣傳，形成全民節(jié)水氛圍是進(jìn)一步促進(jìn)位山灌區(qū)高質(zhì)量發(fā)展、水資源高效智能利用的關(guān)鍵。