山东农业节水模式思索

本文作者：王薇 冯永军 李其光 王昕 单位：山东农业大学资源与环境学院 山东省水利科学研究院 山东省水资源与水环境重点实验室

研究区水土资源特征

山东省的水资源主要来源于大气降水，据１９５６－２０００年降水资料分析，全省多年平均降水量为６７９．５ｍｍ，多年平均水资源总量为３０３亿ｍ３，其中地表水资源量为１９８．３亿ｍ３，地下水资源与地表水资源不重复量为１０５亿ｍ３，仅占全国水资源总量的１５．９％，人均水资源占有量３５６ｍ３，位居全国各省（市、自治区）倒数第三位，属于人均占有量小于５００ｍ３的严重缺水地区；亩均水资源占有量为３０７ｍ３，也仅为全国平均亩均占有量的１６．７％。不但整体上缺水严重，而且全省各地降水量、径流量和水资源量差别较大，年际和年内分布极不均匀。多年平均降水量从鲁东南沿海的８５０ｍｍ递减到鲁西北的５５０ｍｍ；年径流的地区变化更为突出，多年平均径流深东南沿海高值区为２６０～３００ｍｍ，鲁西北平原和湖西平原低值区只有３０～６０ｍｍ，地下水资源山丘区与平原区差别较大。各地降水量、水资源量的年际变化幅度也很大，存在着明显的丰、枯水年交替出现现象；年内分配季节性非常明显，全年降水量约３／４和天然径流量约４／５集中在汛期，特别是７、８月份，降水量和径流量甚至是集中在一、两次特大暴雨洪水之中，开发利用调控难度较大。另外作为重要客水水源的黄河水，境内黄河来水量呈逐年减少的趋势，每年７０亿ｍ３引黄指标的保证程度也在不断降低。这种水资源特征及时空分布特点使山东省发展节水农业的要求更为迫切。

农业灌溉发展态势分析

山东是传统的农业种植大省，并以灌溉农业为主，截至２００９年末，其总灌溉面积达到５４８．４０８万ｈｍ２，有效灌溉面积为４８９．６９２万ｈｍ２，节水灌溉面积达到２１４．３７２万ｈｍ２，旱涝保收面积达到３５３．７２５万ｈｍ２，机电排灌面积、机电井灌面积、机电提灌面积分别达到４５１．５１１万ｈｍ２、２３６．４１５万ｈｍ２、１９５．３４８万ｈｍ２，５０处设计灌溉面积在２万ｈｍ２以上的大型灌区列入了国家大型灌区续建配套与节水改造规划，全省水闸达到１７４２座，大型水库３６座，中型水库２１３座。２．１有效灌溉面积动态变化有效灌溉面积是指灌溉工程设施基本配套，有一定水源，土地较平整，一般年景下可进行正常灌溉的耕地面积。在一般情况下，有效灌溉面积应等于灌溉工程或设备已经配备，能够进行正常灌溉的水田和水浇地面积之和，它是反映我国耕地抗旱能力的一个重要指标［７］。根据２０００－２００９年山东省水利统计年鉴可知，２０００－２００９年山东省有效灌溉面积从４７６．０７９万ｈｍ２增至４８９．６９２万ｈｍ２，１０ａ共计增长７．２０６万ｈｍ２。２０００－２００１年山东省有效灌溉面积增长，２００１－２００３年下降，２００４－２００９年持续增长。其中２００２、２００３年退耕还果和建设占地是有效灌溉面积减少主要原因。

山东省有效灌溉面积变化趋势基本符合二次曲线ｙ＝４．３１１２ｘ２－１７２７６ｘ＋２×１０７，决定系数Ｒ２＝０．８８８８。２．２节水灌溉面积动态变化节水灌溉是根据作物需水规律和当地供水条件，为充分有效地利用自然降水和灌溉水，以最低限度的用水量获得最大的产量或收益，也就是最大限度地提高单位灌溉水量的农作物产量和产值的灌溉措施。目前山东省采取的主要措施有渠道防渗、低压管灌、喷灌、微灌和灌溉管理制度等［７］。根据２０００－２００９年山东省水利统计年鉴可知，２０００－２００９年山东省节水灌溉面积呈连续增长趋势，基本符合二次曲线ｙ＝１．９００６ｘ２－７５６３．７ｘ＋８×１０６，决定系数Ｒ２＝０．９９６４。节水灌溉面积从１６４．０２万ｈｍ２增至２１４．３７万ｈｍ２，１０ａ共计增长５０．３６万ｈｍ２，年均增长２．７１％，增长幅度较大，原因是在中央、省资金扶助下，全省各地发展节水灌溉的积极性很高。山东省整体的节水灌溉效果良好，但发展不够平衡，总的发展趋势是东部快于西部，沿海好于内陆，其中潍坊市节水灌溉面积最高，菏泽最低，主要与各地市经济状况、农业发达程度以及对水利基础建设重视程度有关；各地市节水灌溉面积增长趋势与全省相同，只存在个别差异。２．３灌溉面积结构比例动态变化农业灌溉面积结构（即节水灌溉面积占有效灌溉面积的比例，％）能比较有效地显示出灌溉技术的发展、应用和政府对农业节水灌溉的重视程度。据表２显示，２０００－２００９年节水灌溉面积占有效灌溉面积的比例持续增长且增长速率趋于平稳。在２０００年末仅为３３．９９％，截至２００９年末已增至４３．７９％，平均每年增长０．９８％，显示该比例变化趋势基本符合二次曲线ｙ＝３×１０－５ｘ２－０．１１７ｘ＋１０６．７２，决定系数Ｒ２＝０．９９８４。

区域农业节水发展适宜模式

由于山东省各地市在发展灌溉农业的地形、地貌、水资源条件、经济发展水平、农业种植结构以及各种农业技术措施等各方面都存在着明显的地域差异性。同时，所有这些方面相互联系，相互影响，同时并存于一定的地区，从而形成各地区发展灌溉农业的不同特点。为了揭示山东省各地灌溉农业发展的区间差异性和区内一致性，促进山东省节水农业的发展，必须对山东省农业进行科学的灌溉区划分，阐明分区特点和节水适宜发展模式，以此作为发展宏观决策和制定节水灌溉发展规划的科学依据。灌溉区划必须建立在符合客观规律与现实条件的基础上，根据山东省的具体情况，按照“归纳相似性，区别差异性，照顾行政区界”的原则［８］，分区宜遵循①自然要素的一致性：气候、地形、地貌、土壤等自然地理条件基本一致或相似，水资源的开发利用条件也应基本相似；②节水灌溉发展方向和目标的一致性：在同一区域内，主要灌溉作物对象即节水灌溉措施要基本一致；③行政区划的完整性：适当照顾现有行政区划，兼顾县级行政区界和已有水利设施的完整性。根据以上农业灌溉分区原则，山东省１７个地市可分为鲁中平原、丘陵区，胶东丘陵区，鲁西平原区，鲁南山区，鲁北平原区５个不同的区域［９－１１］。各分区特点如下：鲁中平原、丘陵区：包括济南、淄博、泰安、莱芜４个地市，该区以低山丘陵为主。属半湿润季风性气候区，多年平均降雨量在６２１～８０３ｍｍ之间，降水充沛，干燥度在１．０～１．５之间。降雨年内、年际分配不均，全区水资源利用程度达６１％，属季节性缺水地区。胶东丘陵区：包括潍坊、青岛、烟台、威海４个地市，该区以低山丘陵为主。属半湿润海洋性气候区，多年平均降雨量在６２０～７２１ｍｍ之间，干燥度在１．１７～１．４７之间。虽然降水充沛，但年内、年际分配不均，河流径短流急，拦蓄难度大，季节性缺水严重。全区水资源利用率达７０％，属缺水地区。鲁西南平原区：包括济宁、菏泽、聊城、德州４个地市，该区主要是以黄泛平原和山前倾斜平原为主。属陆地半湿润半干旱季风性气候区，多年平均降雨量在５００～７５０ｍｍ之间，干燥度在１．３０～１．８５之间。该区降水较为充沛，其气候特点是春旱多风，夏热多雨、秋季易涝，冬季干燥。鲁南山区：包括日照、临沂、枣庄３个地市，该区主要是以山地丘陵为主。属湿润气候区，多年平均降雨量为７００～９５０ｍｍ，干燥度在０．６～１．０之间。鲁西北平原区：包括东营、滨州２个地市，该区主要是以滨海平原为主。属干旱季风性气候区，多年平均降雨量为５５０～６５０ｍｍ，干燥度在１．５～１．８之间。