位山引黃灌區適水發展的調查與思考

徐征和，侯玉松

（濟南大學水利與環境學院，山東 濟南 250022）

位山灌區地處魯西平原，始建于1958年，設計灌溉面積36萬hm2，是全國第五大灌區、黃河中下游最大的灌區、山東省最大的灌區[1]。位山灌區渠首位山引黃閘設計引水流量240 m3/s；骨干工程設有東、西2條輸沙渠、2個沉沙區、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。位山灌區是聊城市引黃抗旱的重要基礎設施，擔負著除莘縣以外的7個縣（市、區）和3個市屬開發區的全部或大部分耕地灌溉任務。在長期的引黃供水服務中，形成了以農業供水為主，兼顧城鄉居民生活、工業、生態環境等多元供水結構，有力保障了聊城市糧食連年豐產，解決了100多萬城鄉居民生活、骨干企業生產運營用水問題。維護了主要河湖水生態改善，為聊城經濟社會持續健康發展和生態環境持續改善提供了重要水源支撐，發揮了基礎保障作用。同時還擔負向雄安新區供水、引黃入冀補淀、華北地下水超采區補源等跨流域調水任務。習近平總書記在黃河流域生態保護和高質量發展座談會上的講話中提出，要堅持綠水青山就是金山銀山的理念，推進水資源節約集約利用。位山引黃灌區始終堅持節水優先，不斷提高供用水管理水平，促進水資源優化配置和高效利用，但機遇與挑戰并存[2]。目前位山灌區還面臨著諸多問題，如水資源嚴重不足，經濟社會發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、水資源智能調度水平不足[3]；節水灌溉基礎科技、理論支撐不足；全民節水意識有待進一步提升等問題[4，5]。因此，深入調查位山灌區適水發展狀況，分析水資源利用現狀及存在問題十分必要，有望進一步促進位山灌區高質量發展及水資源高效智能利用。

1 位山引黃灌區適水發展現狀調查

1.1 節水工程建設現狀及問題

位山灌區屬暖溫帶半干旱季風氣侯區，四季分明，且具有冬寒少雪、春旱多風、夏熱多雨、秋睛日照長的自然特點。年內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“兩高一優”農業的發展，在一般年份，農業灌溉需要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常出現上下游之間的用水矛盾。

為應對以上用水矛盾，位山灌區多年來積極實施節水改造項目。截至2020年底，位山灌區連續23年列入國家投資計劃，累計實施24期建設任務，完成總投資14.27億元，位山灌區骨干工程襯砌長度達到600多公里（含縣、市、區），渠道襯砌長度487.5 km，維修、改造建筑物1 974座，尤其引黃灌區農業節水的實施，對于鄉鎮級管理的渠系進行了清淤疏浚，供水效率有了明顯提升。2021年春灌時，在灌區最下游高唐尹集鎮也見到了多年未見的黃河水。建成了功能完善、節水顯著、運行良好、調控與防災能力強的骨干工程體系。但末級渠系淤積嚴重、配套建筑物不夠的現狀依舊存在，造成輸配水效率不高，甚至一溝有水、溝溝有水的情況時有發生，工程節水還有很大潛力。

1.2 水資源管理現狀及問題

位山灌區適應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管理、配置優化，注重節約高效、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，確保了節水增效[6，7]。

一是推行計劃用水。統籌黃河水情和灌區實際，推行計劃供水、協議供水，每年初制定年度引黃灌溉供水計劃，明確各縣（市、區）水權水量，實行總量控制，建立用水通報制度，有力促進了節約用水。

二是科學調度水資源。根據引水流量和旱情實際，動態調整供水方案，推行引蓄結合、輪續結合的供水模式，加強上下游、渠道間供水協調，實現了優化配水、均衡受益。

三是落實“流量包段、責任到所”的管理辦法。把用水指標和水量消耗數額明確到各基層管理單位，嚴格控制分水口門啟閉權，確保水量統一調度。

四是優化供水結構。構建了以農業供水為主，兼顧城鄉居民生活、工業、生態環境、跨流域調水的多元化供水結構，進一步拓展了灌區服務功能，提高了水資源效益。

目前，位山灌區建成了智慧灌區e平臺為框架的管理系統，實現了數據的自動采集、自動傳輸等功能，但對于建設智慧型灌區，水資源智能調度、管理方面還有一定不足，實現涉水信息的智能處理和智能決策還有較大差距。

1.3 灌區基礎研究現狀及問題

灌區一直重視灌溉試驗基礎研究，建設了國家級重點試驗站，僅“十三五”期間，累計投入近300萬元用于測坑、氣象站、智能灌溉系統等建設，改善試驗條件，灌區每年下達灌溉試驗經費，保障試驗研究正常開展。通過強化同清華大學、中國水利水電科學研究院、濟南大學、黃河水利科學研究院、山東省水利科學研究院等科研院所的合作，開展了水熱通量觀測和農業節水增效、泥沙治理、工程技術、作物耗水規律、作物生長特征及其影響因素等方面的研究，兩項獲得山東省科技進步一等獎，兩項獲得國家農業節水科技二等獎，一項獲得中國農業節水科技獎三等獎。多年來，灌溉試驗站成為多所高等院校人才培養基地、社會實踐基地，培養碩士生5名、博士生9名、博士后2名。但是在基礎研究方面仍然有較大提升空間。例如基礎數據利用率相對不高，監測目標不明確，試驗方案不系統，對于灌區的自身條件的針對性不強。

2 位山引黃灌區適水發展建議

2.1 強化頂層設計，全面構建農業適水發展典范灌區

統籌規劃，全面發展適水農業。“以水定農業規模、以水定種植結構、以水定作物產量”，保障水資源可持續利用和農業可持續發展。必須堅持適水發展和節水優先戰略，根據灌區地下水資源分布、引黃水資源時空分布特點，通過系統設計、協同推進，以水定種、以水限產、提質增效。結合當前深化農業供給側結構性改革，適度壓縮高耗水蔬菜和糧食產能，以水限產，提升品質。

2.2 加強水利基礎設施建設，發展節水高效的現代灌溉技術

實行節水灌溉可縮短輪灌周期、提高水資源利用效率，有效解決灌區用水矛盾。1999年《山東省聊城市位山灌區續建配套與節水改造規劃報告》中對位山灌區全灌區水資源供需平衡分析結果表明：在保證引黃水資源合理調配的前提下，位山灌區缺水量7 300萬m3，經過近期節水改造工程后，缺水量減少到5 100萬m3。由此看出，位山灌區水資源供需矛盾尖銳，必須走節水型灌溉農業之路，因此進行綜合節水灌溉技術研究非常必要[8]。

在節水灌溉方面可采用輸配水、灌溉全階段相配合的方式，對骨干渠道進行襯砌，從而加強渠道防滲節水能力；再調配節點，開展節水閘門技術改造。特別是在輸水末端，建議下一步細化并認真實施《位山灌區“十四五”續建配套與現代化改造實施方案》，繼續加快灌區基礎設施建設和現代化升級改造，積極推進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揮預期效益，需要建立起與工程形式相匹配的農藝節水技術，如節水灌溉制度、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，配套適用的綜合節水技術，使水、農有機結合，水、土、作物資源均得到高效利用，真正達到節水預期。從而綜合提高節水灌溉水平，進一步提升輸配水工程節水水平，提高節水效益。

2.3 加強水資源智能分析和管理，打造智慧型灌區

進一步依托5G、物聯網、人工智能等先進技術，構建覆蓋灌區全部取水口、閘站和數據采集點的信息與調度智能網絡，實現對水資源、水域岸線、灌區工程、水生態環境等一切涉水信息的透徹感知。在實現灌區水資源智慧化監控的基礎上，基于多要素、全方位的監測數據，實現監測數據的智慧共享和綜合應用，構建能夠提供多種調度方案、實時優化和評估的智能調度系統，為灌區水資源統一管理和決策提供依據；實現智能分析水資源“從哪來、可利用量、誰在用、可調度量”等，從而綜合提升灌區對水資源保障能力，促進灌區互動合作和協同管理，進一步提升水旱災害防御等方面的應急管理水平，推進灌區向數字型灌區、智慧型灌區轉型。

2.4 加強基礎研究，打造科技創新型灌區

進一步加強基礎研究，增強灌區水資源高效利用的科技支撐。提高灌區灌溉試驗的系統性，增強灌溉基礎數據監測的目的性，針對引黃灌區特有的用水結構、水質狀況、土壤特征展開針對性、系統性的灌溉試驗研究。如開展灌區不同灌溉條件下，土壤中的水肥運移、分布規律研究。突出農業節水的精量化、信息化、自動化，大力推廣作物水肥藥一體化技術，通過技術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。提出適用于本灌區并能在相似灌區進行推廣的水肥利用率較高的灌溉模式。進一步提高試驗基礎數據資料的利用率，積極將基礎數據轉化為農業節水的科技成果，并開展推廣示范工作，進一步發揮科研作用，促進農業節水。大力推廣特色經濟作物節水調質優產高效灌溉技術，促進果蔬生產的提質增效，把發展高效節水灌溉與農民增益緊密結合起來。用現代科學技術創新驅動發展，用現代經營理論和方法高效管理，提高土地產出率、資源利用率、勞動生產率和產品商品率等。

2.5 建立健全水市場，凝聚農業節水高質量發展合力

2019年3月15日，國家印發《關于進一步做好大中型灌區農業水價綜合改革有關工作的通知》，要求以大中型灌區為單元推進農業水價綜合改革。首先需要科學確定農業水權，建立健全水權交易平臺，合理制定農業灌溉水水價，完善計量收費體系。

其次，應用政策手段，建立農業高效節水長效經濟補償和激勵機制，調動農民自覺節水的內在動力，促進農業高效節水發展。

2.6 開源節流并舉，重視非常規水資源開發利用

位山灌區擁有雨水、灌溉尾水收集利用的設施、手段。面對灌區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、灌溉尾水等非常規水資源的利用。重視地下水與引黃水資源的聯合調度，利用地下水含水層對水資源時空上的調節作用，充分利用雨洪水對地下水含水層進行補充，彌補黃河水量時空分布不均的不足，探索地下水水庫調節作用的充分利用[9]。

2.7 加強節水宣傳，打造全民節水氛圍

目前，位山灌區已基本實現了大畦改小畦，管道+“小白龍”澆灌模式，比傳統的大水漫灌要節省10%以上的水；秸稈還田、薄膜覆蓋等保墑措施也普遍推行，進一步實現了農業節水。但是，群眾的澆灌習慣還沒有改變，還未科學的認識產量與灌溉水量、灌溉方式間的科學關系。下一步，需結合“世界水日”“中國水周”等宣傳活動，推進節水進鄉村、節水進地頭、節水進企業、節水進社區、節水進學校等活動，提高節水的群眾基礎，增加人民群眾對節水工作的認同。增強公眾節水意識，積極加快新的節水灌溉理論知識及灌溉試驗成果推廣，努力改變群眾澆灌習慣，在全社會營造節水、惜水、愛水、護水的良好氛圍，讓節水成為全民行動。

3 結語

位山灌區在聊城市農業乃至整個國民經濟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、基礎科技理論支撐不足等問題制約著灌區水資源的高效利用及當地農業發展。完善頂層設計，發展適水農業；加強農業水利基礎設施建設、打通末系輸水渠道、提高水資源利用效率；提高水資源智能監測、調度水平；開展基礎研究，提高水資源利用、節水灌溉的科技理論支撐；建立健全水市場；開源節流并舉；加強節水宣傳，形成全民節水氛圍是進一步促進位山灌區高質量發展、水資源高效智能利用的關鍵。