位山引黄灌区适水发展的调查与思考

徐征和，侯玉松

（济南大学水利与环境学院，山东 济南 250022）

位山灌区地处鲁西平原，始建于1958年，设计灌溉面积36万hm2，是全国第五大灌区、黄河中下游最大的灌区、山东省最大的灌区[1]。位山灌区渠首位山引黄闸设计引水流量240 m3/s；骨干工程设有东、西2条输沙渠、2个沉沙区、1条东西连渠、1条总干渠和3条干渠，总长284.8 km；另外有分干53条，支渠393条；各类水工建筑物5 000余座。位山灌区是聊城市引黄抗旱的重要基础设施，担负着除莘县以外的7个县（市、区）和3个市属开发区的全部或大部分耕地灌溉任务。在长期的引黄供水服务中，形成了以农业供水为主，兼顾城乡居民生活、工业、生态环境等多元供水结构，有力保障了聊城市粮食连年丰产，解决了100多万城乡居民生活、骨干企业生产运营用水问题。维护了主要河湖水生态改善，为聊城经济社会持续健康发展和生态环境持续改善提供了重要水源支撑，发挥了基础保障作用。同时还担负向雄安新区供水、引黄入冀补淀、华北地下水超采区补源等跨流域调水任务。习近平总书记在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上的讲话中提出，要坚持绿水青山就是金山银山的理念，推进水资源节约集约利用。位山引黄灌区始终坚持节水优先，不断提高供用水管理水平，促进水资源优化配置和高效利用，但机遇与挑战并存[2]。目前位山灌区还面临着诸多问题，如水资源严重不足，经济社会发展对黄河水资源依赖程度较高，水资源供需矛盾仍然十分突出；涉水信息智能处理、水资源智能调度水平不足[3]；节水灌溉基础科技、理论支撑不足；全民节水意识有待进一步提升等问题[4，5]。因此，深入调查位山灌区适水发展状况，分析水资源利用现状及存在问题十分必要，有望进一步促进位山灌区高质量发展及水资源高效智能利用。

1 位山引黄灌区适水发展现状调查

1.1 节水工程建设现状及问题

位山灌区属暖温带半干旱季风气侯区，四季分明，且具有冬寒少雪、春旱多风、夏热多雨、秋睛日照长的自然特点。年内降雨量分布极不均匀，其中6~9月降水438.5 mm，占全年的75%。多年平均水面蒸发量为1 287.7 mm，是降水量的2.2倍。由于降雨量的分布不均，满足不了作物生长的需水要求，更不适应“两高一优”农业的发展，在一般年份，农业灌溉需要3~5次。由于渠系水量损失，加上渠道输水能力的限制，在灌溉用水高峰期经常出现上下游之间的用水矛盾。

为应对以上用水矛盾，位山灌区多年来积极实施节水改造项目。截至2020年底，位山灌区连续23年列入国家投资计划，累计实施24期建设任务，完成总投资14.27亿元，位山灌区骨干工程衬砌长度达到600多公里（含县、市、区），渠道衬砌长度487.5 km，维修、改造建筑物1 974座，尤其引黄灌区农业节水的实施，对于乡镇级管理的渠系进行了清淤疏浚，供水效率有了明显提升。2021年春灌时，在灌区最下游高唐尹集镇也见到了多年未见的黄河水。建成了功能完善、节水显著、运行良好、调控与防灾能力强的骨干工程体系。但末级渠系淤积严重、配套建筑物不够的现状依旧存在，造成输配水效率不高，甚至一沟有水、沟沟有水的情况时有发生，工程节水还有很大潜力。

1.2 水资源管理现状及问题

位山灌区适应黄河水量不足新形势，不断提高管理水平，向管理要效益。近年来，更加突出水资源的科学管理、配置优化，注重节约高效、受益均衡，努力解决黄河水可用不可靠、供需矛盾尖锐的问题，确保了节水增效[6，7]。

一是推行计划用水。统筹黄河水情和灌区实际，推行计划供水、协议供水，每年初制定年度引黄灌溉供水计划，明确各县（市、区）水权水量，实行总量控制，建立用水通报制度，有力促进了节约用水。

二是科学调度水资源。根据引水流量和旱情实际，动态调整供水方案，推行引蓄结合、轮续结合的供水模式，加强上下游、渠道间供水协调，实现了优化配水、均衡受益。

三是落实“流量包段、责任到所”的管理办法。把用水指标和水量消耗数额明确到各基层管理单位，严格控制分水口门启闭权，确保水量统一调度。

四是优化供水结构。构建了以农业供水为主，兼顾城乡居民生活、工业、生态环境、跨流域调水的多元化供水结构，进一步拓展了灌区服务功能，提高了水资源效益。

目前，位山灌区建成了智慧灌区e平台为框架的管理系统，实现了数据的自动采集、自动传输等功能，但对于建设智慧型灌区，水资源智能调度、管理方面还有一定不足，实现涉水信息的智能处理和智能决策还有较大差距。

1.3 灌区基础研究现状及问题

灌区一直重视灌溉试验基础研究，建设了国家级重点试验站，仅“十三五”期间，累计投入近300万元用于测坑、气象站、智能灌溉系统等建设，改善试验条件，灌区每年下达灌溉试验经费，保障试验研究正常开展。通过强化同清华大学、中国水利水电科学研究院、济南大学、黄河水利科学研究院、山东省水利科学研究院等科研院所的合作，开展了水热通量观测和农业节水增效、泥沙治理、工程技术、作物耗水规律、作物生长特征及其影响因素等方面的研究，两项获得山东省科技进步一等奖，两项获得国家农业节水科技二等奖，一项获得中国农业节水科技奖三等奖。多年来，灌溉试验站成为多所高等院校人才培养基地、社会实践基地，培养硕士生5名、博士生9名、博士后2名。但是在基础研究方面仍然有较大提升空间。例如基础数据利用率相对不高，监测目标不明确，试验方案不系统，对于灌区的自身条件的针对性不强。

2 位山引黄灌区适水发展建议

2.1 强化顶层设计，全面构建农业适水发展典范灌区

统筹规划，全面发展适水农业。“以水定农业规模、以水定种植结构、以水定作物产量”，保障水资源可持续利用和农业可持续发展。必须坚持适水发展和节水优先战略，根据灌区地下水资源分布、引黄水资源时空分布特点，通过系统设计、协同推进，以水定种、以水限产、提质增效。结合当前深化农业供给侧结构性改革，适度压缩高耗水蔬菜和粮食产能，以水限产，提升品质。

2.2 加强水利基础设施建设，发展节水高效的现代灌溉技术

实行节水灌溉可缩短轮灌周期、提高水资源利用效率，有效解决灌区用水矛盾。1999年《山东省聊城市位山灌区续建配套与节水改造规划报告》中对位山灌区全灌区水资源供需平衡分析结果表明：在保证引黄水资源合理调配的前提下，位山灌区缺水量7 300万m3，经过近期节水改造工程后，缺水量减少到5 100万m3。由此看出，位山灌区水资源供需矛盾尖锐，必须走节水型灌溉农业之路，因此进行综合节水灌溉技术研究非常必要[8]。

在节水灌溉方面可采用输配水、灌溉全阶段相配合的方式，对骨干渠道进行衬砌，从而加强渠道防渗节水能力；再调配节点，开展节水闸门技术改造。特别是在输水末端，建议下一步细化并认真实施《位山灌区“十四五”续建配套与现代化改造实施方案》，继续加快灌区基础设施建设和现代化升级改造，积极推进骨干工程及末级渠系清淤整治，控制性建筑物配套，加快田间工程治理。在原有解决好最后“一公里”的基础上，解决好最后“一百米”的输配水问题；为了使工程最大化的发挥预期效益，需要建立起与工程形式相匹配的农艺节水技术，如节水灌溉制度、隔畦灌溉、非充分灌溉等、作物修剪和种植密度要求、水肥耦合制度、深耕存墒、覆膜保墒、生物保水剂等。同时，配套适用的综合节水技术，使水、农有机结合，水、土、作物资源均得到高效利用，真正达到节水预期。从而综合提高节水灌溉水平，进一步提升输配水工程节水水平，提高节水效益。

2.3 加强水资源智能分析和管理，打造智慧型灌区

进一步依托5G、物联网、人工智能等先进技术，构建覆盖灌区全部取水口、闸站和数据采集点的信息与调度智能网络，实现对水资源、水域岸线、灌区工程、水生态环境等一切涉水信息的透彻感知。在实现灌区水资源智慧化监控的基础上，基于多要素、全方位的监测数据，实现监测数据的智慧共享和综合应用，构建能够提供多种调度方案、实时优化和评估的智能调度系统，为灌区水资源统一管理和决策提供依据；实现智能分析水资源“从哪来、可利用量、谁在用、可调度量”等，从而综合提升灌区对水资源保障能力，促进灌区互动合作和协同管理，进一步提升水旱灾害防御等方面的应急管理水平，推进灌区向数字型灌区、智慧型灌区转型。

2.4 加强基础研究，打造科技创新型灌区

进一步加强基础研究，增强灌区水资源高效利用的科技支撑。提高灌区灌溉试验的系统性，增强灌溉基础数据监测的目的性，针对引黄灌区特有的用水结构、水质状况、土壤特征展开针对性、系统性的灌溉试验研究。如开展灌区不同灌溉条件下，土壤中的水肥运移、分布规律研究。突出农业节水的精量化、信息化、自动化，大力推广作物水肥药一体化技术，通过技术集成最大程度减少输水、配水、灌水及作物耗水过程中的水损失，充分提高灌溉水利用率和作物水分利用效率。提出适用于本灌区并能在相似灌区进行推广的水肥利用率较高的灌溉模式。进一步提高试验基础数据资料的利用率，积极将基础数据转化为农业节水的科技成果，并开展推广示范工作，进一步发挥科研作用，促进农业节水。大力推广特色经济作物节水调质优产高效灌溉技术，促进果蔬生产的提质增效，把发展高效节水灌溉与农民增益紧密结合起来。用现代科学技术创新驱动发展，用现代经营理论和方法高效管理，提高土地产出率、资源利用率、劳动生产率和产品商品率等。

2.5 建立健全水市场，凝聚农业节水高质量发展合力

2019年3月15日，国家印发《关于进一步做好大中型灌区农业水价综合改革有关工作的通知》，要求以大中型灌区为单元推进农业水价综合改革。首先需要科学确定农业水权，建立健全水权交易平台，合理制定农业灌溉水水价，完善计量收费体系。

其次，应用政策手段，建立农业高效节水长效经济补偿和激励机制，调动农民自觉节水的内在动力，促进农业高效节水发展。

2.6 开源节流并举，重视非常规水资源开发利用

位山灌区拥有雨水、灌溉尾水收集利用的设施、手段。面对灌区日益尖锐的水资源供需矛盾，要充分利用已有工程手段，充分重视雨水、灌溉尾水等非常规水资源的利用。重视地下水与引黄水资源的联合调度，利用地下水含水层对水资源时空上的调节作用，充分利用雨洪水对地下水含水层进行补充，弥补黄河水量时空分布不均的不足，探索地下水水库调节作用的充分利用[9]。

2.7 加强节水宣传，打造全民节水氛围

目前，位山灌区已基本实现了大畦改小畦，管道+“小白龙”浇灌模式，比传统的大水漫灌要节省10%以上的水；秸秆还田、薄膜覆盖等保墒措施也普遍推行，进一步实现了农业节水。但是，群众的浇灌习惯还没有改变，还未科学的认识产量与灌溉水量、灌溉方式间的科学关系。下一步，需结合“世界水日”“中国水周”等宣传活动，推进节水进乡村、节水进地头、节水进企业、节水进社区、节水进学校等活动，提高节水的群众基础，增加人民群众对节水工作的认同。增强公众节水意识，积极加快新的节水灌溉理论知识及灌溉试验成果推广，努力改变群众浇灌习惯，在全社会营造节水、惜水、爱水、护水的良好氛围，让节水成为全民行动。

3 结语

位山灌区在聊城市农业乃至整个国民经济中具有举足轻重的地位，但是淡水资源短缺、水资源智能利用较低、基础科技理论支撑不足等问题制约着灌区水资源的高效利用及当地农业发展。完善顶层设计，发展适水农业；加强农业水利基础设施建设、打通末系输水渠道、提高水资源利用效率；提高水资源智能监测、调度水平；开展基础研究，提高水资源利用、节水灌溉的科技理论支撑；建立健全水市场；开源节流并举；加强节水宣传，形成全民节水氛围是进一步促进位山灌区高质量发展、水资源高效智能利用的关键。