本文作者：王薇 馮永軍 李其光 王昕 單位：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院 山東省水利科學(xué)研究院 山東省水資源與水環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

研究區(qū)水土資源特征

山東省的水資源主要來(lái)源于大氣降水，據(jù)１９５６－２０００年降水資料分析，全省多年平均降水量為６７９．５ｍｍ，多年平均水資源總量為３０３億ｍ３，其中地表水資源量為１９８．３億ｍ３，地下水資源與地表水資源不重復(fù)量為１０５億ｍ３，僅占全國(guó)水資源總量的１５．９％，人均水資源占有量３５６ｍ３，位居全國(guó)各省（市、自治區(qū)）倒數(shù)第三位，屬于人均占有量小于５００ｍ３的嚴(yán)重缺水地區(qū)；畝均水資源占有量為３０７ｍ３，也僅為全國(guó)平均畝均占有量的１６．７％。不但整體上缺水嚴(yán)重，而且全省各地降水量、徑流量和水資源量差別較大，年際和年內(nèi)分布極不均勻。多年平均降水量從魯東南沿海的８５０ｍｍ遞減到魯西北的５５０ｍｍ；年徑流的地區(qū)變化更為突出，多年平均徑流深東南沿海高值區(qū)為２６０～３００ｍｍ，魯西北平原和湖西平原低值區(qū)只有３０～６０ｍｍ，地下水資源山丘區(qū)與平原區(qū)差別較大。各地降水量、水資源量的年際變化幅度也很大，存在著明顯的豐、枯水年交替出現(xiàn)現(xiàn)象；年內(nèi)分配季節(jié)性非常明顯，全年降水量約３／４和天然徑流量約４／５集中在汛期，特別是７、８月份，降水量和徑流量甚至是集中在一、兩次特大暴雨洪水之中，開(kāi)發(fā)利用調(diào)控難度較大。另外作為重要客水水源的黃河水，境內(nèi)黃河來(lái)水量呈逐年減少的趨勢(shì)，每年７０億ｍ３引黃指標(biāo)的保證程度也在不斷降低。這種水資源特征及時(shí)空分布特點(diǎn)使山東省發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)的要求更為迫切。

農(nóng)業(yè)灌溉發(fā)展態(tài)勢(shì)分析

山東是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)種植大省，并以灌溉農(nóng)業(yè)為主，截至２００９年末，其總灌溉面積達(dá)到５４８．４０８萬(wàn)ｈｍ２，有效灌溉面積為４８９．６９２萬(wàn)ｈｍ２，節(jié)水灌溉面積達(dá)到２１４．３７２萬(wàn)ｈｍ２，旱澇保收面積達(dá)到３５３．７２５萬(wàn)ｈｍ２，機(jī)電排灌面積、機(jī)電井灌面積、機(jī)電提灌面積分別達(dá)到４５１．５１１萬(wàn)ｈｍ２、２３６．４１５萬(wàn)ｈｍ２、１９５．３４８萬(wàn)ｈｍ２，５０處設(shè)計(jì)灌溉面積在２萬(wàn)ｈｍ２以上的大型灌區(qū)列入了國(guó)家大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造規(guī)劃，全省水閘達(dá)到１７４２座，大型水庫(kù)３６座，中型水庫(kù)２１３座。２．１有效灌溉面積動(dòng)態(tài)變化有效灌溉面積是指灌溉工程設(shè)施基本配套，有一定水源，土地較平整，一般年景下可進(jìn)行正常灌溉的耕地面積。在一般情況下，有效灌溉面積應(yīng)等于灌溉工程或設(shè)備已經(jīng)配備，能夠進(jìn)行正常灌溉的水田和水澆地面積之和，它是反映我國(guó)耕地抗旱能力的一個(gè)重要指標(biāo)［７］。根據(jù)２０００－２００９年山東省水利統(tǒng)計(jì)年鑒可知，２０００－２００９年山東省有效灌溉面積從４７６．０７９萬(wàn)ｈｍ２增至４８９．６９２萬(wàn)ｈｍ２，１０ａ共計(jì)增長(zhǎng)７．２０６萬(wàn)ｈｍ２。２０００－２００１年山東省有效灌溉面積增長(zhǎng)，２００１－２００３年下降，２００４－２００９年持續(xù)增長(zhǎng)。其中２００２、２００３年退耕還果和建設(shè)占地是有效灌溉面積減少主要原因。

山東省有效灌溉面積變化趨勢(shì)基本符合二次曲線ｙ＝４．３１１２ｘ２－１７２７６ｘ＋２×１０７，決定系數(shù)Ｒ２＝０．８８８８。２．２節(jié)水灌溉面積動(dòng)態(tài)變化節(jié)水灌溉是根據(jù)作物需水規(guī)律和當(dāng)?shù)毓┧畻l件，為充分有效地利用自然降水和灌溉水，以最低限度的用水量獲得最大的產(chǎn)量或收益，也就是最大限度地提高單位灌溉水量的農(nóng)作物產(chǎn)量和產(chǎn)值的灌溉措施。目前山東省采取的主要措施有渠道防滲、低壓管灌、噴灌、微灌和灌溉管理制度等［７］。根據(jù)２０００－２００９年山東省水利統(tǒng)計(jì)年鑒可知，２０００－２００９年山東省節(jié)水灌溉面積呈連續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)，基本符合二次曲線ｙ＝１．９００６ｘ２－７５６３．７ｘ＋８×１０６，決定系數(shù)Ｒ２＝０．９９６４。節(jié)水灌溉面積從１６４．０２萬(wàn)ｈｍ２增至２１４．３７萬(wàn)ｈｍ２，１０ａ共計(jì)增長(zhǎng)５０．３６萬(wàn)ｈｍ２，年均增長(zhǎng)２．７１％，增長(zhǎng)幅度較大，原因是在中央、省資金扶助下，全省各地發(fā)展節(jié)水灌溉的積極性很高。山東省整體的節(jié)水灌溉效果良好，但發(fā)展不夠平衡，總的發(fā)展趨勢(shì)是東部快于西部，沿海好于內(nèi)陸，其中濰坊市節(jié)水灌溉面積最高，菏澤最低，主要與各地市經(jīng)濟(jì)狀況、農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)程度以及對(duì)水利基礎(chǔ)建設(shè)重視程度有關(guān)；各地市節(jié)水灌溉面積增長(zhǎng)趨勢(shì)與全省相同，只存在個(gè)別差異。２．３灌溉面積結(jié)構(gòu)比例動(dòng)態(tài)變化農(nóng)業(yè)灌溉面積結(jié)構(gòu)（即節(jié)水灌溉面積占有效灌溉面積的比例，％）能比較有效地顯示出灌溉技術(shù)的發(fā)展、應(yīng)用和政府對(duì)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的重視程度。據(jù)表２顯示，２０００－２００９年節(jié)水灌溉面積占有效灌溉面積的比例持續(xù)增長(zhǎng)且增長(zhǎng)速率趨于平穩(wěn)。在２０００年末僅為３３．９９％，截至２００９年末已增至４３．７９％，平均每年增長(zhǎng)０．９８％，顯示該比例變化趨勢(shì)基本符合二次曲線ｙ＝３×１０－５ｘ２－０．１１７ｘ＋１０６．７２，決定系數(shù)Ｒ２＝０．９９８４。

區(qū)域農(nóng)業(yè)節(jié)水發(fā)展適宜模式

由于山東省各地市在發(fā)展灌溉農(nóng)業(yè)的地形、地貌、水資源條件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)以及各種農(nóng)業(yè)技術(shù)措施等各方面都存在著明顯的地域差異性。同時(shí)，所有這些方面相互聯(lián)系，相互影響，同時(shí)并存于一定的地區(qū)，從而形成各地區(qū)發(fā)展灌溉農(nóng)業(yè)的不同特點(diǎn)。為了揭示山東省各地灌溉農(nóng)業(yè)發(fā)展的區(qū)間差異性和區(qū)內(nèi)一致性，促進(jìn)山東省節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展，必須對(duì)山東省農(nóng)業(yè)進(jìn)行科學(xué)的灌溉區(qū)劃分，闡明分區(qū)特點(diǎn)和節(jié)水適宜發(fā)展模式，以此作為發(fā)展宏觀決策和制定節(jié)水灌溉發(fā)展規(guī)劃的科學(xué)依據(jù)。灌溉區(qū)劃必須建立在符合客觀規(guī)律與現(xiàn)實(shí)條件的基礎(chǔ)上，根據(jù)山東省的具體情況，按照“歸納相似性，區(qū)別差異性，照顧行政區(qū)界”的原則［８］，分區(qū)宜遵循①自然要素的一致性：氣候、地形、地貌、土壤等自然地理?xiàng)l件基本一致或相似，水資源的開(kāi)發(fā)利用條件也應(yīng)基本相似；②節(jié)水灌溉發(fā)展方向和目標(biāo)的一致性：在同一區(qū)域內(nèi)，主要灌溉作物對(duì)象即節(jié)水灌溉措施要基本一致；③行政區(qū)劃的完整性：適當(dāng)照顧現(xiàn)有行政區(qū)劃，兼顧縣級(jí)行政區(qū)界和已有水利設(shè)施的完整性。根據(jù)以上農(nóng)業(yè)灌溉分區(qū)原則，山東省１７個(gè)地市可分為魯中平原、丘陵區(qū)，膠東丘陵區(qū)，魯西平原區(qū)，魯南山區(qū)，魯北平原區(qū)５個(gè)不同的區(qū)域［９－１１］。各分區(qū)特點(diǎn)如下：魯中平原、丘陵區(qū)：包括濟(jì)南、淄博、泰安、萊蕪４個(gè)地市，該區(qū)以低山丘陵為主。屬半濕潤(rùn)季風(fēng)性氣候區(qū)，多年平均降雨量在６２１～８０３ｍｍ之間，降水充沛，干燥度在１．０～１．５之間。降雨年內(nèi)、年際分配不均，全區(qū)水資源利用程度達(dá)６１％，屬季節(jié)性缺水地區(qū)。膠東丘陵區(qū)：包括濰坊、青島、煙臺(tái)、威海４個(gè)地市，該區(qū)以低山丘陵為主。屬半濕潤(rùn)海洋性氣候區(qū)，多年平均降雨量在６２０～７２１ｍｍ之間，干燥度在１．１７～１．４７之間。雖然降水充沛，但年內(nèi)、年際分配不均，河流徑短流急，攔蓄難度大，季節(jié)性缺水嚴(yán)重。全區(qū)水資源利用率達(dá)７０％，屬缺水地區(qū)。魯西南平原區(qū)：包括濟(jì)寧、菏澤、聊城、德州４個(gè)地市，該區(qū)主要是以黃泛平原和山前傾斜平原為主。屬陸地半濕潤(rùn)半干旱季風(fēng)性氣候區(qū)，多年平均降雨量在５００～７５０ｍｍ之間，干燥度在１．３０～１．８５之間。該區(qū)降水較為充沛，其氣候特點(diǎn)是春旱多風(fēng)，夏熱多雨、秋季易澇，冬季干燥。魯南山區(qū)：包括日照、臨沂、棗莊３個(gè)地市，該區(qū)主要是以山地丘陵為主。屬濕潤(rùn)氣候區(qū)，多年平均降雨量為７００～９５０ｍｍ，干燥度在０．６～１．０之間。魯西北平原區(qū)：包括東營(yíng)、濱州２個(gè)地市，該區(qū)主要是以濱海平原為主。屬干旱季風(fēng)性氣候區(qū)，多年平均降雨量為５５０～６５０ｍｍ，干燥度在１．５～１．８之間。