廣東省南雄盆地區域水土資源平衡分析

車 明 杰

（中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都 610072）

0 前 言

南雄市素有“粵北糧倉”的美譽，擁有生產種植糧食和農副產品及深加工的品牌優勢和產業基礎，由于其獨特的地理環境及水資源和氣候優勢，是國家和廣東省雙料“產糧大縣”。南雄盆地是南雄市最主要的農業生產區域，近年來，南雄盆地受水旱災害影響嚴重，極大制約了地方農業發展。通過對南雄盆地區域進行水土資源平衡分析，旨在得出南雄盆地區域農業水資源配置存在的問題，為南雄盆地區域合理利用水資源，促進地方農業發展提供支撐。

1 南雄市水土資源概況

1.1 水資源概況

南雄市河流屬北江上游，共有大小河流110條，除湞江外，集雨面積在100 km2以上的一級支流有8條，集雨面積在5～100 km2的一級支流97條。2021年，南雄市年降水量1 334.2 mm，地表水資源總量16.52億m3，地下水資源量3.9億m3。其中，南雄盆地內主要水源包含中型水庫6座，總庫容17 011.40萬m3；小（一）型水庫9座，總庫容2 727.20萬m3；小（二）型水庫62處，總庫容1 406.29萬m3；庫容1～10萬m3及以上山塘共計557座，總庫容1 285.87萬m3；主要引水陂頭共計10個，總集雨面積848.89萬m3；盆地內電灌站共計318座，總裝機容量9 403 kW，總設計流量23 m3/s。

1.2 土地資源概況

根據第三次全國土地調查數據及已提交的基本農田調整成果，南雄市現有耕地面積38 036.70 hm2，但坡梯田占比相對較大，6度及以上坡梯田總面積為18 847.18 hm2，占耕地總面積的49.55%。現有基本農田面積34 807.55 hm2，其中南雄盆地內現有耕地面積32 282.63 hm2，基本農田面積29 639.48 hm2，南雄盆地灌區內耕地面積占南雄市總耕地面積的84.87%，基本農田面積占南雄市基本農田總面積的85.16%。

2 需水量分析

2.1 設計保證率

根據GB 50288—2018《灌溉與排水工程設計標準》相關規定，以水稻種植為主的濕潤地區灌溉設計保證率為80%～95%，廣東地區多采用灌溉設計保證率為90%，因此確定南雄盆地灌溉設計保證率為90%［1］。城鄉供水水廠供水設計保證率均為95%。

2.2 灌溉水利用系數

灌溉水利用系數根據GB 50288—2018《灌溉與排水工程設計標準》及地方相關資料，渠系水利用系數ηS=0.7；田間水利用系數ηF=0.95；灌溉水利用系數η=0.7×0.95=0.665。

2.3 種植模式

南雄盆地內灌溉面積地類主要為水田、旱地、水澆地、園草地，主要種植雙季稻、黃煙、花生、柑橘。根據對盆地內種植結構的現場調查以及農業農村部門提供的相關資料，目前南雄盆地灌區內主要的種植模式有4種，分別為：

（1）水田種植①：早晚稻輪作、黃煙晚稻輪作；

（2）水田種植②：三季蔬菜，以葉菜類為主；

（3）旱地、水澆地：花生薯類輪作；

（4）園草地：主要種植柑橘等果樹。

2.4 灌溉定額

根據廣東省水利水電科學研究所編制的《廣東省一年三熟灌溉定額》中一年三熟灌溉定額均值和Cv等值線圖得出水稻、黃煙、花生等灌溉定額，設計保證率p=90%典型年為1986年4月—1987年3月。柑橘灌溉定額按照DB44/T 1461.1—2021《廣東省用水定額 第1部分：農業》柑橘定額進行選取。確定各作物灌溉定額分別為：①一年兩熟（P=90%）灌溉定額為661 m3/畝［1］；②黃煙（P=90%）灌溉定額為156 m3/畝［2］；③蔬菜（葉菜類）（P=90%）灌溉定額為281 m3/畝；④花生（P=90%）灌溉定額為126 m3/畝［3］；⑤柑橘（P=90%）灌溉定額為290 m3/畝；上述各作物灌水定額計算節點為斗渠起點。

2.5 灌溉面積

根據現場調查及相關統計數據，南雄盆地灌溉面積45.82萬畝（折合30 546.82 hm2），水田總面積32.30萬畝（折合21 533.44 hm2），旱地面積9.47萬畝（折合6 313.37 hm2），水澆地面積1.48萬畝（折合986.67 hm2），園草地面積2.57萬畝（折合1 713.34 hm2）。為方便進行水土平衡分析計算，將南雄盆地按灌溉主水源劃分為28個灌溉片區，各灌溉片區具體灌溉面積分類及數量見表1。

表1 南雄盆地各灌溉片區不同作物灌溉面積及灌溉需水量

2.6 農業灌溉需水量計算

農業灌溉需水量按照各灌溉片區不同作物種植面積分別計算，南雄盆地農業灌溉凈需水量為21 644.85萬m3；農業灌溉毛需水量為30 921.21萬m3，各灌溉片區需水量見表1。

2.7 城鄉供水需水量計算

南雄盆地區現有的骨干供水水廠中涉及南雄盆地灌區主要供水水源的水廠包括蒼石水廠、星翔水廠、寶江水廠、老坪田水廠、珠璣水廠、里東水廠、鄧坊水廠、烏逕水廠及界址水廠等，涉及水源主要依次為蒼石水庫、瀑布水庫、寶江水庫、中坪水庫、下洞水庫、橫水庫、楊梅水庫、孔江水庫等，根據各水廠設計成果及取水許可證等資料，按照p=95%保證率計算，城鄉供水需水量為12.65萬m3/d。

2.8 生態需水量計算

河道內生態用水量主要方法有Tennant法、90%保證率法、枯水頻率法（7Q10）、濕周法等。根據流域特點，此次采用Tennant法計算河道內生態用水量，生態流量按河道多年平均流量的10%進行計算［4］。

3 可供水量分析

3.1 水文基本資料

目前，北江流域韶關以上有水文、水位站10個，其中，距離南雄最近的水文流量測站為小古菉水文站，其為湞江流域上游段控制性測站，集雨面積1 881 km2。小古菉水文站實測水文系列較長（1958年4月至今），超過30年，資料系列較為完整可靠，經分析可選用該站作為本次計算的參證站。

3.2 徑 流

根據降雨實測資料，按每年4月至次年3月的降雨量統計，進行水文頻率分析計算。根據《廣東省水文圖集》（1991年版）相關等值線圖［5］，可得南雄盆地相關水文參數如下：

3.3 徑流計算

根據南雄盆地徑流計算成果（見表2）得出設計年降雨量的年徑流深，根據各頻率年徑流深計算各主要灌溉水源處各頻率徑流量，計算公式為

表2 各主要水源徑流量計算成果

式中：W為年徑流量，萬m3；R為年徑流深，mm；A為流域面積，km2；K為單位換算系數，采用上述各單位時，K取0.1。

3.4 小（二）型水庫及山塘蓄水可供水量

南雄盆地內小（二）型水庫共計62處，總庫容1 406.29萬m3；庫容1萬～10萬m3及以上山塘共計557座，總庫容1 285.87萬m3；盆地內電灌站共計318座，總裝機容量9 403 kW，總設計流量23 m3/s。

4 水土資源平衡分析

4.1 計算原則

以表1中28個灌溉片區為單位，灌溉片區內中型水庫、小（一）型水庫、引水陂頭等主水源進行水量調度，以灌溉片區內小（二）型水庫、山塘為補充水源，當主水源不足時，采用補充水源進行灌溉，當補充水源不足時考慮跨片區調水，當跨片區調水無法滿足用水需求時，開啟電灌站進行補水。

4.2 調節計算方法

以豐平枯三個典型代表年水量進行計算，每年4月初以正常蓄水位起調，次年3月底灌溉周期結束。調節庫容根據各水庫興利庫容及死庫容確定。

4.3 調水方案

盆地內湞江南岸由孔江水庫分別給中坪水庫、蛇嶺水庫、南畝引水片區、界址片區調水；湞江北岸由孔江水庫分別給大源片區、楊梅片區、圍背片區、橫江片區調水；各水庫調水順序見圖1。

圖1 各水源調水順序示意

4.4 供需平衡分析結論及調水方案

南雄盆地遭遇P=90%枯水年時，經水量供需平衡計算：

橫江水庫片區缺水3 093.57萬m3，由當地小（二）型水庫及山塘作為補充水源，總庫容624.32萬m3；其余水量由當地電灌站提水進行補充；

羅田水庫片區需向孔江水庫借水518.98萬m3；

蒼石水庫片區缺水399.48萬m3，由當地電灌站通過提水進行補充；

中坪水庫片區缺水113.68萬m3；由當地小（二）型水庫及山塘作為補充水源，總庫容162萬m3；

寨下水庫片區需向寶江水庫借水168.30萬m3；

梅花水庫片區需向寶江水庫借水159.37萬m3；

大源水庫片區需向寶江水庫借水610.72萬m3；由當地小（二）型水庫及山塘作為補充水源，總庫容139.55萬m3；

官田水庫片區需向孔江水庫借水262.14萬m3；

蛇嶺水庫片區需向孔江水庫借水425.62萬m3；由當地小（二）型水庫及山塘作為補充水源，總庫容22.80萬m3；

界址水庫片區需向中坪水庫借水219.26萬m3；由當地小（二）型水庫及山塘作為補充水源，總庫容153.80萬m3；

缺水時段主要集中在8—10月，通過分析計算，如采用當地小（二）型水庫、山塘、電灌站補水，南雄盆地內供水水量可滿足灌溉用水需求。

5 結 論

根據本文水土資源平衡分析計算結果，南雄盆地內整體水資源量較為豐富，但盆地內水資源集約利用程度較低，各片區水資源分布不均，水資源相對豐富的片區，豐水期出現大量水庫水量下泄，而水資源緊張的片區，卻存在水量嚴重不足的情況，亟需加強跨片區調水能力，以統一進行水資源集約利用，提升盆地內水旱災害防御能力、水資源統籌調配能力、供水保障能力。

南雄盆地內水資源利用效率較低，盆地內已建成的灌溉渠道、管道及田間工程無法滿足地方農業發展用水需求，在遭遇枯水年時需采用小（二）型水庫、山塘及電灌站補水，但長時間開啟電灌站增加了農業生產成本，并大量消耗南雄盆地地下水資源，亟需通過新建或改造盆地內灌溉設施，來提高區域水資源利用效率，提升地方農作物產量，促進當地經濟發展。