广东省南雄盆地区域水土资源平衡分析

车 明 杰

（中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川 成都 610072）

0 前 言

南雄市素有“粤北粮仓”的美誉，拥有生产种植粮食和农副产品及深加工的品牌优势和产业基础，由于其独特的地理环境及水资源和气候优势，是国家和广东省双料“产粮大县”。南雄盆地是南雄市最主要的农业生产区域，近年来，南雄盆地受水旱灾害影响严重，极大制约了地方农业发展。通过对南雄盆地区域进行水土资源平衡分析，旨在得出南雄盆地区域农业水资源配置存在的问题，为南雄盆地区域合理利用水资源，促进地方农业发展提供支撑。

1 南雄市水土资源概况

1.1 水资源概况

南雄市河流属北江上游，共有大小河流110条，除浈江外，集雨面积在100 km2以上的一级支流有8条，集雨面积在5～100 km2的一级支流97条。2021年，南雄市年降水量1 334.2 mm，地表水资源总量16.52亿m3，地下水资源量3.9亿m3。其中，南雄盆地内主要水源包含中型水库6座，总库容17 011.40万m3；小（一）型水库9座，总库容2 727.20万m3；小（二）型水库62处，总库容1 406.29万m3；库容1～10万m3及以上山塘共计557座，总库容1 285.87万m3；主要引水陂头共计10个，总集雨面积848.89万m3；盆地内电灌站共计318座，总装机容量9 403 kW，总设计流量23 m3/s。

1.2 土地资源概况

根据第三次全国土地调查数据及已提交的基本农田调整成果，南雄市现有耕地面积38 036.70 hm2，但坡梯田占比相对较大，6度及以上坡梯田总面积为18 847.18 hm2，占耕地总面积的49.55%。现有基本农田面积34 807.55 hm2，其中南雄盆地内现有耕地面积32 282.63 hm2，基本农田面积29 639.48 hm2，南雄盆地灌区内耕地面积占南雄市总耕地面积的84.87%，基本农田面积占南雄市基本农田总面积的85.16%。

2 需水量分析

2.1 设计保证率

根据GB 50288—2018《灌溉与排水工程设计标准》相关规定，以水稻种植为主的湿润地区灌溉设计保证率为80%～95%，广东地区多采用灌溉设计保证率为90%，因此确定南雄盆地灌溉设计保证率为90%［1］。城乡供水水厂供水设计保证率均为95%。

2.2 灌溉水利用系数

灌溉水利用系数根据GB 50288—2018《灌溉与排水工程设计标准》及地方相关资料，渠系水利用系数ηS=0.7；田间水利用系数ηF=0.95；灌溉水利用系数η=0.7×0.95=0.665。

2.3 种植模式

南雄盆地内灌溉面积地类主要为水田、旱地、水浇地、园草地，主要种植双季稻、黄烟、花生、柑橘。根据对盆地内种植结构的现场调查以及农业农村部门提供的相关资料，目前南雄盆地灌区内主要的种植模式有4种，分别为：

（1）水田种植①：早晚稻轮作、黄烟晚稻轮作；

（2）水田种植②：三季蔬菜，以叶菜类为主；

（3）旱地、水浇地：花生薯类轮作；

（4）园草地：主要种植柑橘等果树。

2.4 灌溉定额

根据广东省水利水电科学研究所编制的《广东省一年三熟灌溉定额》中一年三熟灌溉定额均值和Cv等值线图得出水稻、黄烟、花生等灌溉定额，设计保证率p=90%典型年为1986年4月—1987年3月。柑橘灌溉定额按照DB44/T 1461.1—2021《广东省用水定额 第1部分：农业》柑橘定额进行选取。确定各作物灌溉定额分别为：①一年两熟（P=90%）灌溉定额为661 m3/亩［1］；②黄烟（P=90%）灌溉定额为156 m3/亩［2］；③蔬菜（叶菜类）（P=90%）灌溉定额为281 m3/亩；④花生（P=90%）灌溉定额为126 m3/亩［3］；⑤柑橘（P=90%）灌溉定额为290 m3/亩；上述各作物灌水定额计算节点为斗渠起点。

2.5 灌溉面积

根据现场调查及相关统计数据，南雄盆地灌溉面积45.82万亩（折合30 546.82 hm2），水田总面积32.30万亩（折合21 533.44 hm2），旱地面积9.47万亩（折合6 313.37 hm2），水浇地面积1.48万亩（折合986.67 hm2），园草地面积2.57万亩（折合1 713.34 hm2）。为方便进行水土平衡分析计算，将南雄盆地按灌溉主水源划分为28个灌溉片区，各灌溉片区具体灌溉面积分类及数量见表1。

表1 南雄盆地各灌溉片区不同作物灌溉面积及灌溉需水量

2.6 农业灌溉需水量计算

农业灌溉需水量按照各灌溉片区不同作物种植面积分别计算，南雄盆地农业灌溉净需水量为21 644.85万m3；农业灌溉毛需水量为30 921.21万m3，各灌溉片区需水量见表1。

2.7 城乡供水需水量计算

南雄盆地区现有的骨干供水水厂中涉及南雄盆地灌区主要供水水源的水厂包括苍石水厂、星翔水厂、宝江水厂、老坪田水厂、珠玑水厂、里东水厂、邓坊水厂、乌迳水厂及界址水厂等，涉及水源主要依次为苍石水库、瀑布水库、宝江水库、中坪水库、下洞水库、横水库、杨梅水库、孔江水库等，根据各水厂设计成果及取水许可证等资料，按照p=95%保证率计算，城乡供水需水量为12.65万m3/d。

2.8 生态需水量计算

河道内生态用水量主要方法有Tennant法、90%保证率法、枯水频率法（7Q10）、湿周法等。根据流域特点，此次采用Tennant法计算河道内生态用水量，生态流量按河道多年平均流量的10%进行计算［4］。

3 可供水量分析

3.1 水文基本资料

目前，北江流域韶关以上有水文、水位站10个，其中，距离南雄最近的水文流量测站为小古菉水文站，其为浈江流域上游段控制性测站，集雨面积1 881 km2。小古菉水文站实测水文系列较长（1958年4月至今），超过30年，资料系列较为完整可靠，经分析可选用该站作为本次计算的参证站。

3.2 径 流

根据降雨实测资料，按每年4月至次年3月的降雨量统计，进行水文频率分析计算。根据《广东省水文图集》（1991年版）相关等值线图［5］，可得南雄盆地相关水文参数如下：

3.3 径流计算

根据南雄盆地径流计算成果（见表2）得出设计年降雨量的年径流深，根据各频率年径流深计算各主要灌溉水源处各频率径流量，计算公式为

表2 各主要水源径流量计算成果

式中：W为年径流量，万m3；R为年径流深，mm；A为流域面积，km2；K为单位换算系数，采用上述各单位时，K取0.1。

3.4 小（二）型水库及山塘蓄水可供水量

南雄盆地内小（二）型水库共计62处，总库容1 406.29万m3；库容1万～10万m3及以上山塘共计557座，总库容1 285.87万m3；盆地内电灌站共计318座，总装机容量9 403 kW，总设计流量23 m3/s。

4 水土资源平衡分析

4.1 计算原则

以表1中28个灌溉片区为单位，灌溉片区内中型水库、小（一）型水库、引水陂头等主水源进行水量调度，以灌溉片区内小（二）型水库、山塘为补充水源，当主水源不足时，采用补充水源进行灌溉，当补充水源不足时考虑跨片区调水，当跨片区调水无法满足用水需求时，开启电灌站进行补水。

4.2 调节计算方法

以丰平枯三个典型代表年水量进行计算，每年4月初以正常蓄水位起调，次年3月底灌溉周期结束。调节库容根据各水库兴利库容及死库容确定。

4.3 调水方案

盆地内浈江南岸由孔江水库分别给中坪水库、蛇岭水库、南亩引水片区、界址片区调水；浈江北岸由孔江水库分别给大源片区、杨梅片区、围背片区、横江片区调水；各水库调水顺序见图1。

图1 各水源调水顺序示意

4.4 供需平衡分析结论及调水方案

南雄盆地遭遇P=90%枯水年时，经水量供需平衡计算：

横江水库片区缺水3 093.57万m3，由当地小（二）型水库及山塘作为补充水源，总库容624.32万m3；其余水量由当地电灌站提水进行补充；

罗田水库片区需向孔江水库借水518.98万m3；

苍石水库片区缺水399.48万m3，由当地电灌站通过提水进行补充；

中坪水库片区缺水113.68万m3；由当地小（二）型水库及山塘作为补充水源，总库容162万m3；

寨下水库片区需向宝江水库借水168.30万m3；

梅花水库片区需向宝江水库借水159.37万m3；

大源水库片区需向宝江水库借水610.72万m3；由当地小（二）型水库及山塘作为补充水源，总库容139.55万m3；

官田水库片区需向孔江水库借水262.14万m3；

蛇岭水库片区需向孔江水库借水425.62万m3；由当地小（二）型水库及山塘作为补充水源，总库容22.80万m3；

界址水库片区需向中坪水库借水219.26万m3；由当地小（二）型水库及山塘作为补充水源，总库容153.80万m3；

缺水时段主要集中在8—10月，通过分析计算，如采用当地小（二）型水库、山塘、电灌站补水，南雄盆地内供水水量可满足灌溉用水需求。

5 结 论

根据本文水土资源平衡分析计算结果，南雄盆地内整体水资源量较为丰富，但盆地内水资源集约利用程度较低，各片区水资源分布不均，水资源相对丰富的片区，丰水期出现大量水库水量下泄，而水资源紧张的片区，却存在水量严重不足的情况，亟需加强跨片区调水能力，以统一进行水资源集约利用，提升盆地内水旱灾害防御能力、水资源统筹调配能力、供水保障能力。

南雄盆地内水资源利用效率较低，盆地内已建成的灌溉渠道、管道及田间工程无法满足地方农业发展用水需求，在遭遇枯水年时需采用小（二）型水库、山塘及电灌站补水，但长时间开启电灌站增加了农业生产成本，并大量消耗南雄盆地地下水资源，亟需通过新建或改造盆地内灌溉设施，来提高区域水资源利用效率，提升地方农作物产量，促进当地经济发展。