基于黃河水資源超載的濱州引黃灌區高質量發展對策研究

張寶軍 由國棟 王惠敏

(濱州市引黃灌溉服務中心，山東 濱州 256600)

《黃河流域生態保護和高質量發展規劃綱要》提出，要著力改善黃河流域生態環境，著力優化水資源配置，著力促進全流域高質量發展。這就客觀要求引黃灌區水資源優化配置要及時對接國家黃河流域生態保護和高質量發展戰略。濱州市位于黃河下游沿海地區，淡水資源缺乏，人均水資源量不足全國平均水平的1/8，屬資源型嚴重缺水地區，經濟社會發展高度依賴黃河水源。近年來，隨著區域經濟社會發展，水資源供需矛盾更為突顯，探索水資源的高質量利用、破解制約區域經濟社會發展的水資源要素，已成為灌區亟待解決的問題。國內專家學者從水資源保護、水資源承載能力、水資源的區域開發、水資源流域開發利用等方面進行了研究[1-4]，為水資源優化配置、高效高質利用提供了重要參考。但這些主要是針對河流水資源的研究，對于引黃灌區水資源及灌區高質量發展的研究較少。因此，本文通過對資源型缺水灌區水資源高質量利用進行探討，提出在總量控制的基礎上，通過開源節流、科學配置、機制創新等措施建立空間均衡的輸配水體系，實現水資源利用由粗放式向集約式轉變，推進灌區高質量發展，為區域經濟、社會、生態和環境發展提供堅實的水利基礎。

1 區域引黃灌區現狀

1.1 作物種植結構

濱州市北部區域地處沿海沖積平原區，地域廣闊，地勢低平，海拔一般在50m以下，屬暖溫帶濕潤季風性氣候區，四季分明，氣候溫和，光照充足。灌區主要糧食作物以小麥、玉米為主，經濟作物以棉花、蔬菜、林果、苗木為主，油料作物以大豆、花生為主，復種指數為1.5。灌區植被隨地形變化而變化，以人工次生林、自然生長的草本植物為主，木本植物種類多為自然生長狀態下的楊、柳等鄉土樹種。

1.2 水資源情況

灌區水資源由地表水資源和地下水資源兩部分組成，地表水資源包括當地地表水、內河客水、黃河引水及南水北調東線調水，其中主要以黃河水為主。根據《濱州市水資源調查評價》成果，當地多年平均降水量為575.2mm，年平均徑流深為54.2mm，多年平均徑流量為0.789億m3，年均蒸發量為1260.0mm，年均可用水資源量為7.78億m3，人均水資源量僅為270m3，不足全國人均水資源量的1/8，屬資源型缺水地區。地下水限量開采，地表水嚴重不足，引蓄黃河水是灌區農業灌溉和區域經濟社會發展用水的主要措施。

1.3 區域經濟現狀

灌區內土地資源豐富，氣候溫和，光照充足，適宜農、林、牧、副、漁全面發展，是濱州市糧、棉、棗、鹽、牧、漁業重要生產基地，以農副產品加工、海洋化工為依托的第二、第三產業已初具規模，第一、第二、第三產業都具有良好的發展前景。2020年度統計數據顯示，濱州引黃灌區區域生產總值為2508.11億元，其中第一產業243.15億元、第二產業1021.56億元、第三產業1243.40億元，三次產業結構比為9.7 ∶40.7 ∶49.6；區域耕地面積為695.89萬畝，有效灌溉面積為522.94萬畝，糧食產量為370.23萬t。以引黃灌區為主的骨干水利工程在保障國家糧食安全，促進濱州市“三農”發展，推動濱州市國民經濟高質量發展方面作出了巨大貢獻。

1.4 農業灌溉情況

濱州市現狀有效灌溉面積為34.9萬hm2，其中引黃灌溉面積25.2萬hm2，引河、機井混灌面積9.7萬hm2，全市近80%的農田直接或間接依靠黃河水灌溉。以濱州市主要大型灌區小開河引黃灌區為例，經測算分析，灌溉水有效利用系數為0.57，灌區用水總量為2.08億m3，其中農業灌溉用水總量為1.83億m3，城鎮及農村生活用水0.11億m3，工業用水0.12億m3，生態環境用水0.02億m3，灌區近90%的用水量為農業灌溉水量。濱州市2020年總用水量為16.67億m3，其中引黃水量為13.51億m3，引黃灌溉保障了濱州市糧食豐產、農業豐收，但隨著經濟和社會的發展，引黃灌溉用水日趨緊張，農業灌溉面臨嚴峻挑戰。

2 引黃灌區主要問題分析

2.1 降水量年內時空分布不均，導致農業灌溉對黃河水源的高度依賴

濱州市屬于溫帶季風性氣候，具有春旱、夏澇、晚秋又旱的特點，降水量主要集中在6—9月(汛期)，1—5月月平均降水量僅為55.0mm，導致春灌期農田灌溉需水量大。同時濱州市屬于沿海沖積平原，地下水礦化度高、水源條件較差、淡水資源匱乏，導致農業灌溉對黃河水源的高度依賴。

2.2 引黃指標的剛性約束，使得供需矛盾突出

濱州市現有引黃灌區13處，總設計引水流量為466m3/s，全市近80%的農田直接或間接依靠黃河水灌溉，濱州市引黃指標為8.57億m3。據黃河河務部門統計，2015—2020年濱州市平均年引黃水量為12.12億m3，且年引水量均低于實際需水量，與引黃指標相比，年均超指標引水3.55億m3，且引水量不能滿足實際需求。近年來，隨著國民經濟發展及區域城鎮化進程加快，對黃河水資源的需求呈上升趨勢，在最嚴格水資源管理的剛性約束下，貫徹落實“四水四定”的工作方針，供需矛盾尤為突出。濱州市現狀屬于黃河水資源超載治理區，壓減濱州市引黃水量，實現水資源高質量利用勢在必行。

黃河河務部門農業水和非農業水的“兩水分供”模式間接導致了灌區長期小流量引水，供水損耗加大；灌溉期農民架設水泵并強行提閘搶引非農業水進行灌溉，造成渠系建筑物損壞，非農業用水也得不到有效保障，既增加了管理難度，又進一步加劇了水資源供需矛盾。

2.3 泥沙利用難，環保壓力大

黃河是世界上輸沙量最大、含沙量最高的河流，黃河水作為灌區的主要水源，使灌區在引水的同時也引進大量的泥沙。以小開河灌區為例，1999—2015年在引黃供水的同時累計引進泥沙1705.00萬t，其中攜沙水流通過輸沙渠送入沉沙池的總沙量約為640.00萬t，占總引沙量的37.54%；輸沙段沉積淤積量為85.25萬t,約占5.00%，支渠約占20.00%，其他進入農田。但自2016年以來，輸沙段年均沉積淤積量達到30.00萬t左右，大量的泥沙淤積后就地利用量有限，多數堆積在渠道和沉沙池一側，黃沙裸露，渠道周邊沙化嚴重，造成生態環境惡化，給群眾生產生活帶來諸多困難，也未達到生態化灌區建設要求。

2.4 低水價不利于用水戶節水和灌區運行

灌區水價長期低于成本運行不利于節約水資源，低水價的負面激勵效應使沿線農民節水意識淡薄，導致沿線無序引水、地頭田間大水漫灌現象屢禁不止，加劇了水資源的浪費。由于受黃河水源價格高、灌區供水水價低且水費收取難、灌區引水能力下降等因素影響，灌區水利工程投資不足、重建輕管，供水效益得不到充分發揮，只能維持簡單再生產和靠爭取上級項目搞建設，不利于灌區的可持續發展。

2.5 受黃河調水調沙影響，灌區引水能力急劇下降

黃河小浪底自2002年實施調水調沙后，使濱州市河槽下切2.35m左右，大河水位同比例下降，灌區引水能力下降65.00%，嚴重影響灌區的生活、生產、生態用水，其中對小開河灌區的影響較為突出。小開河引黃閘原設計閘前黃河流量為218m3/s時，灌區可達到設計流量60m3/s，相應大河水位為15.20m；但調水調沙后，若要達到設計流量，小開河引黃閘處的黃河流量需達到1100m3/s以上。

同時，受黃河調水調沙及上游來水來沙條件變化的影響，黃河泥沙粒徑變大，灌區水沙分配發生顯著變化，給原有的灌區輸沙渠沖淤平衡帶來了巨大影響[9]。大量粗沙進入灌區渠系，長期的監測數據顯示，進入渠系的泥沙中值粒徑D50由設計時的0.025mm增加到了0.090mm。泥沙粒徑越大，水流挾沙能力越弱，泥沙粒徑的增大導致了灌區的引水能力降低和輸沙能力減弱，造成干渠淤積嚴重，引水成本增加。當前，各引黃灌區干渠基本年年清淤，甚至一年多次清淤，灌區運行成本增加。

3 黃河水資源超載區灌區高質量發展的水資源對策

3.1 逐步恢復河、井灌區，倡導微咸水灌溉，降低對黃河水源的依賴

濱州市境內有13條骨干河道，過境河道客水總量為11.95億m3，客水資源比較豐富，20世紀90年代以來，特別是近年來隨著國家水污染治理力度的加大，河道水質明顯改善，能夠滿足農業灌溉要求。因此，應恢復引河灌區，壓減引黃灌溉面積，降低對黃河水源的依賴。濱州市淺層地下水主要是微咸水，在黃河沿岸縣區分布廣泛，在每年實施1～2次微咸水灌溉，混合引黃灌溉洗鹽情況下，地下微咸水可以用于農作物灌溉。在干旱年份的春灌季節進行微咸水灌溉，既能保證糧食豐收，又能使地下水、地表水得到循環利用，有效改善地下水環境，還能將節約下來的引黃指標用于工業和高鹽堿區域的農田灌溉，創造更大的經濟效益。根據2000年濱州市地下水調查評價結果，惠民縣有1130km2的土地淺層地下水礦化度在2g/L以內，占全縣總面積的83%，礦化度在2～5g/L的微咸水面積為234km2[5],陽信、濱城、沾化也有部分地下淡水和微咸水區域，可進行微咸水灌溉。鼓勵倡導微咸水灌溉，同時定期采用黃河水灌溉洗鹽，可減輕灌區供水壓力,有效減少黃河水資源利用，緩解水資源供需矛盾。

3.2 加快灌區現代化建設和高標準農田建設，提升用水效率，減輕水資源供需矛盾

濱州市引黃灌區基礎設施不完善，加之濱州地處黃河下游沖積平原，土壤質地主要以砂壤和粉壤為主，該類土壤具有保水性低、滲漏性大、易流失的特點，導致灌溉水利用率較低。針對此問題實施現代化灌區建設，重點針對干支以下末級渠系，降低滲漏水耗；對破損失修、老化嚴重的涵閘、渡槽等工程進行更新改造，補齊工程建設短板，完善灌區輸配水工程體系配套建設，為實施水資源優化配置提供工程條件。

濱州市農田標準普遍較低，配套率差，結合國家高標準農田建設項目，大力建設高標準農田，提高末級渠系和田間水利用效率，建設機井及配套設施，發展節水灌溉技術，通過灌區現代化建設和高標準農田建設提升灌區用水效率，達到節水增效的目的。

3.3 農業節水優先，推廣田間高效節水技術，緩解水資源壓力

灌區范圍內主要種植冬小麥、夏玉米、棉花、冬棗等作物，結合灌區水資源情況，綜合考慮作物種植情況、土壤質地、灌溉水源情況、農田經營模式、水利工程管理水平等因素，在保證水資源可持續發展的基礎上，發展相應的節水灌溉模式。對于冬小麥、夏玉米和棉花等作物，根據干渠沿線不同區域黃河水含沙量高低，分別采用防滲渠道輸水地面灌或管道輸水地面灌。灌區上游灌溉水含沙量較高，宜采用防滲渠道輸水地面灌的形式；干渠中下游含沙量較低，宜采用管道輸水地面灌、噴灌、微灌等形式。同時，減少農業面源污染，推廣水肥一體化技術，大力推進農業節水，推動用水方式由粗放向節約集約轉變。

3.4 優化灌區用水結構，減少引黃泥沙量

灌區現狀用水主要包括生活、農業、工業和生態用水，供水主要依靠當地地表水以及引黃水，供需矛盾突出。現狀用水結構為農業用水占94%，生活用水占4%，工業用水占2%，生態環境用水很小，忽略不計，用水比例嚴重不協調，與現代水利發展不相適應。因此，為適應灌區農業現代化發展和當地生活、生產需要，在現有農業用水比例過高、生態環境用水偏少的情況下，內部通過灌區挖潛改造，節約灌溉用水；外部通過南水北調工程供水，實現灌區用水優化調整，即黃河引水主要用于灌溉，南水北調配水主要用于生活，當地地表水主要用于生態環境和生產用水。同時，為緩解用水矛盾，重視再生水回用、雨洪水等非常規水源利用，實現多源互濟、綜合集約的水資源優化配置格局。通過灌區用水結構調整，有效減少引黃水量，減輕灌區泥沙處理的壓力。

3.5 發揮價格杠桿，以“非”補“農”，促進灌區發展

近年來，由于區域經濟社會的發展，工業和生活用水逐年大幅增長，擠占了部分農業用水指標。短期內農業供水價格無法達到成本水價，建議提高現行非農業供水價格，采取“小步快跑、逐步到位”的方法，使灌區非農業供水價格逐漸達到成本水價，以適應供水結構變化和黃河水資源管理的新形勢，提高工業用水成本，促進企業實施工業節水。

3.6 調整農業種植結構，優化水資源調度

水資源短缺問題越來越嚴重，難以滿足需求的多樣性及多變性。要隨著主要水源黃河來水形式的變化，優化水資源調度,適應農業現代化發展、緩解灌區用水緊張的矛盾。各級政府應積極引導農民調整農業產業結構，結合灌區水資源特點和當地農業發展規劃，適當壓減灌溉定額高且用水集中的小麥種植面積，調減用工量較大的棉花種植面積，擴大需水量小的經濟林(冬棗)種植面積，形成與水資源承載能力相匹配的農業發展布局模式。灌區根據農業種植結構合理調整引黃指標，積極協調黃河河務部門實行大流量集中灌溉、分區輪灌，縮短灌溉周期，降低水資源損耗，提升灌區水資源效能。堅持以水而定、量水而行，實現灌區水資源與農業的高質量發展。

4 結 語

綜上所述，對于高度依賴黃河水源的資源型缺水地區，在引黃超載區治理的大背景下，要高度重視引黃灌區的可持續發展，通過加快現代化灌區建設和高標準農田建設、恢復河灌區和井灌區、倡導微咸水灌溉和引黃灌溉混合、調整農業種植結構、推廣節水農業等工程及行政、機制等措施，促進灌區水資源科學配置、高效高質利用，降低黃河水資源的負荷，為黃河流域生態保護和高質量發展，實現區域經濟社會健康發展提供有力的水利基礎。