劉雁翼

（中鐵水利水電規(guī)劃設計集團有限公司，江西 南昌 330029）

0 引言

水資源是經(jīng)濟社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎，也是人們賴以生存和發(fā)展的基本物質(zhì)條件。 目前我國水資源形勢較為緊張，存在水資源不足、南北分布不均、水資源大量浪費、水資源污染嚴重等問題［1-2］。為了緩解農(nóng)業(yè)水資源短缺現(xiàn)狀， 保障農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，一些專家學者進行了節(jié)水灌溉技術(shù)和區(qū)域水資源優(yōu)化配置的研究，并取得了一系列成果［3-7］。 楊陽等在對慶陽市水資源供需平衡分析的基礎上，提出了關(guān)于城市供水方向的建議［8］。 靳曉莉等針對灌區(qū)水資源配置特點，著重分析了灌區(qū)水資源優(yōu)化配置的內(nèi)容和方法［9］。

吉泰盆地是位于江西省中部、贛江中游的一個盆地，地處亞熱帶季風氣候地區(qū)，氣候溫和濕潤，雨水豐沛，多年平均年降水量為1 553.8 mm，主要河流水質(zhì)常年優(yōu)良，水資源量豐質(zhì)優(yōu)。 該區(qū)地勢平緩，耕地資源豐富，光熱條件優(yōu)越，開發(fā)利用條件優(yōu)良。 經(jīng)過歷年建設，區(qū)內(nèi)農(nóng)田水利建設取得了長足進步，對于保障糧食安全和區(qū)域全面建成小康社會發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。 但由于降水時空分布不均和水資源配置體系不健全，該區(qū)水資源總體呈現(xiàn)“南多北少”“西豐東缺”的局面，水資源開發(fā)利用條件與經(jīng)濟社會發(fā)展布局不匹配，水源分布、灌區(qū)分布與耕地資源不相匹配的問題尤為突出。 同時，由于區(qū)域灌溉體系布局不完善，現(xiàn)有灌溉設施“小、散、老、舊”及管理問題突出，灌溉體系短板、弱項明顯，旱澇保收的耕地面積占總耕地面積的比例不足50%， 灌溉保證率、農(nóng)田灌溉水利用系數(shù)均低于全省平均水平，糧食安全保障能力不強，與糧食主產(chǎn)區(qū)地位不相稱。 筆者試通過對吉泰盆地灌區(qū)的水資源配置現(xiàn)狀進行梳理，分析目前灌區(qū)存在的主要問題，提出吉泰盆地灌區(qū)水資源優(yōu)化配置方案， 以期為該區(qū)的水資源綜合利用提供參考。

1 研究區(qū)概況

1.1 基本情況

江西省素有“江南糧倉”之稱，是全國13 個糧食主產(chǎn)區(qū)之一， 為保障國家糧食安全作做出了重要貢獻。 全省糧食生產(chǎn)主要集中在鄱陽湖平原、 贛撫平原、吉泰盆地和贛西4 個地區(qū)，其糧食產(chǎn)量占全省的90%以上。

吉泰盆地位于江西省中西部，贛江中游，羅霄山東麓，地處吉安市境內(nèi)，地域上包括吉安市所轄的2區(qū)10 縣1 市（即吉州區(qū)、青原區(qū)，吉安縣、新干縣、永豐縣、峽江縣、吉水縣、泰和縣、萬安縣、遂川縣、安?？h、永新縣，井岡山市），是江西第二大糧食主產(chǎn)區(qū)，歷來被譽為“江西糧倉”。近幾年，該區(qū)糧食播種面積保持在6.4×105hm2以上，居全省第一。 它以占江西省14.63%的耕地生產(chǎn)了全省19.47%的糧食 （近5年平均值），在保障糧食安全和促進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展中占據(jù)著十分重要的戰(zhàn)略地位。 吉泰盆地灌區(qū)以灌溉為主，兼顧生活生產(chǎn)供水和區(qū)域生態(tài)保護與修復，是保障區(qū)域糧食安全的千秋大計， 是事關(guān)革命老區(qū)振興發(fā)展的重大戰(zhàn)略性舉措。

1.2 水系分布

吉安市境內(nèi)水系以贛江為主流， 贛江在萬安縣澗田鄉(xiāng)良口入境，縱貫市境中部，流經(jīng)萬安、泰和、吉安、青原、吉州、吉水、峽江、新干等縣（區(qū)），在新干縣三湖鎮(zhèn)蔣家村出境，境內(nèi)河段長264 km，天然落差54 m，干流吉安市段流域面積為26 251.7 km2，占贛江流域總面積的32.8%。全市構(gòu)成以贛江為中心，以禾水、蜀水、遂川江、孤江、烏江5 條主要一級支流為輻射，覆蓋全域的“一江五水”水系格局。

1.3 發(fā)展建設

近年來，吉安市發(fā)展建設腳步加快，以京九高鐵經(jīng)濟帶為主軸， 以吉泰走廊為重點， 立足吉泰城鎮(zhèn)群，強化區(qū)域協(xié)調(diào)，積極對接“一帶一路”和長江經(jīng)濟帶， 強化與長株潭城市群在特色生態(tài)休閑經(jīng)濟層面的聯(lián)動，積極對接海西城市群。 堅持以城帶鄉(xiāng)、城鄉(xiāng)融合，統(tǒng)籌推進城市健康發(fā)展和鄉(xiāng)村振興，打造上連南昌都市圈、下接贛州省域副中心的中部脊梁，推動吉泰走廊高質(zhì)量一體化發(fā)展。

2 研究區(qū)水資源配置問題分析

2.1 農(nóng)業(yè)旱災問題突出

江西省的年降水量比較豐沛， 但在季風和地形的共同作用下，降水時空分布不均。因水汽來源受地形的阻攔與抬升作用， 降水量的大小與地形的高低大致上成正相關(guān)關(guān)系，表現(xiàn)為山區(qū)多于丘陵、盆地，迎風面大于背風面，總的分布趨勢是西、南、東部逐漸向中部減少。 吉泰盆地屬于江西省降水低值區(qū)和蒸發(fā)高值區(qū)，歷來是江西最易發(fā)生干旱的區(qū)域。

統(tǒng)計研究區(qū)1990～2020 年的糧食產(chǎn)量和因干旱造成的糧食損失量，計算糧食損失率，進而統(tǒng)計吉安市各縣區(qū)不同等級、不同季節(jié)旱災發(fā)生頻率，結(jié)果如圖1 所示。據(jù)統(tǒng)計結(jié)果可知，吉泰盆地中北部區(qū)域包括萬安縣、泰和縣、吉安縣、永新縣、安福縣、吉水縣、峽江縣、永豐縣、新干縣，易發(fā)生旱災，約1.5～2年1次。 其中，永新縣旱災主要以中度和輕度為主，頻率為35%， 發(fā)生嚴重旱災和特大旱災的頻率為8.8%；其他縣易發(fā)中度和嚴重旱災。西南部的井岡山市、遂川縣位于羅霄山暴雨區(qū)，旱災發(fā)生頻率較低，約3～5年1 次，且以輕度旱災為主。分析發(fā)生旱災的季節(jié)，安?？h、峽江縣、萬安縣、永豐縣多在伏秋季節(jié)（7～10月）發(fā)生干旱，為夏秋連旱，頻率約為40%；新干縣、吉州區(qū)、井岡山市多在夏季7～8 月發(fā)生干旱，頻率約為30%；吉安縣、永豐縣四季均有干旱發(fā)生，其中夏秋季發(fā)生干旱的頻率較高，春季、冬季旱情較少。

圖1 研究區(qū)旱災易發(fā)區(qū)域分布圖Fig.1 Distribution of drought-prone areas in research region

2.2 水資源配置體系不健全

2.2.1 水資源時空分布不均

研究區(qū)為亞熱帶季風氣候，水資源較為豐富，多年平均年降水量為1 553.8 mm， 但降水年內(nèi)分布極不均勻，主要集中在3～7 月。 一般灌溉用水高峰在6～9 月，來水與用水時間上的不同步，導致各類用水矛盾加劇。 在缺乏有效、統(tǒng)一調(diào)度的情況下，出現(xiàn)城市生活用水和工業(yè)用水擠占農(nóng)業(yè)用水、 農(nóng)業(yè)用水擠占生態(tài)用水的現(xiàn)象，影響河流健康。

研究區(qū)單位水資源指標極不均衡， 具體如圖2和圖3 所示。

圖2 研究區(qū)人均占有水資源量分布圖Fig.2 Distribution of per capita water resources in research region

圖3 單位面積耕地占有水資源量情況Fig.3 Water resource availability per unit area of arable land

由圖2 可知， 全市人均水資源占有量為4 842 m3／人。 吉州區(qū)為中心城區(qū)，人口密度大、經(jīng)濟單位密集，人均水資源占有量最低，不足平均值的1／4；青原區(qū)、吉安縣、新干縣、永新縣等地的人均水資源占有量均低于平均值。 由圖3 可知，研究區(qū)平均單位面積耕地占有水資源量約為5.63×104m3／hm2。吉州區(qū)單位面積耕地水資源占有量最低，不足平均值的1／2；吉州區(qū)、青原區(qū)、吉安縣、吉水縣、峽江縣、新干縣、泰和縣等地的單位面積耕地水資源占有量均低于平均值。

2.2.2 水資源開發(fā)利用不均衡不充分

研究區(qū)水資源開發(fā)利用總體呈現(xiàn) “南多北少”“周豐中缺”的局面。本文以庫徑比（已建水庫有效庫容與當?shù)氐乇韽搅髁康谋壤橹饕笜?，進行該區(qū)水資源開發(fā)利用情況的分析。經(jīng)統(tǒng)計計算，研究區(qū)庫徑比平均值為11.67%；中、北部的吉州區(qū)、吉安縣、泰和縣、新干縣、吉水縣、永豐縣以及西部的井岡山市庫徑比均較低；萬安縣、峽江縣、安福縣3 縣均有骨干水源工程，庫徑比較高，但其良好的水源條件并未充分發(fā)揮效益。 水資源開發(fā)利用不均衡的原因是，受區(qū)域地理條件制約，南部和東西兩側(cè)多山，水資源開發(fā)條件較好，已建成萬安、老營盤、白云山、南車、社上等大型水庫及一批中型水庫， 而中部和北部多低丘、崗地、平原，受制于地形條件，水庫建設條件差。

研究區(qū)水資源開發(fā)利用存在較大的提升潛力。萬安水庫原設計正常蓄水位為100 m， 興利庫容為10.19 億m3，而目前僅按96 m（吳淞高程）水位運行，相應庫容為7.98 億m3，其防洪、供水、發(fā)電、生態(tài)效益與設計狀況存在較大差距。贛江干流上的井岡山、石虎塘、新干等梯級樞紐僅為航運樞紐，沒有供水、灌溉等功能。楓渡、野溪等一批中小型水庫還具有擴容的條件和需求。 2020 年，研究區(qū)域水資源利用率僅為13.69%，處于較低水平，存在較大的提升潛力。

2.2.3 水資源配置工程體系不健全

研究區(qū)的經(jīng)濟社會發(fā)展主要集中在贛江河谷、丘陵、平原地帶，以中部的泰和縣、吉州區(qū)、青原區(qū)和北部的吉水縣、峽江縣、新干縣為重點區(qū)域，而中部和北部由于水資源開發(fā)條件差， 造成吉州區(qū)、 吉安縣、峽江縣、新干縣、吉水縣、永新縣北部、永豐縣中西部等地缺水問題突出。從供水安全系數(shù)分析，研究區(qū)現(xiàn)狀供水安全系數(shù)平均值僅為1.16，吉水縣、吉州區(qū)、吉安縣、峽江縣、新干縣、永豐縣、永新縣等地較低，供水保障程度不高。 根據(jù)預測，2035 年，該區(qū)年平均缺水10.54 億m3，缺水率達34.1%。 所以，該區(qū)水資源配置與經(jīng)濟社會發(fā)展布局不匹配， 局部區(qū)域工程性缺水問題突出。

目前，研究區(qū)集中供水率為78.4%、自來水普及率為73.3%， 尚有較大比例的分散式人口供水無法保證， 保障水平較高的規(guī)?；┧こ谈采w率僅為61.1%，供水保證率較低。 水源方面，以小型水庫或河流作為水源的供水工程占比達97%，供水人口比例為66%，水源保障程度較低；縣級以上城市的城區(qū)共有30 座水廠， 其中14 座水廠應急備用水源不足或保證率不高，按供水人口統(tǒng)計，占比為43.3%，存在較大的安全風險。城市應急備用水源中，吉水縣位于峽江水利樞紐庫區(qū)，贛江、烏江不易相互備用；吉安縣常規(guī)水源和應急備用水源均為河流水， 相互備用風險較大； 永豐縣白水門水庫水質(zhì)水量存在一定問題；峽江縣、遂川縣、井岡山市、萬安縣備用水源為小型水庫，供水保障程度不高，供水體系存在安全風險。

2.3 灌溉體系布局不完善

2.3.1 灌溉保證率不高

根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計， 研究區(qū)內(nèi)現(xiàn)有灌區(qū)設計灌溉面積占總耕地面積的67.3%， 有效灌溉面積占總耕地面積的49.67%，旱澇保收面積占總耕地面積的45.02%，還有50%的耕地現(xiàn)狀灌溉設施不完善或無法灌溉，灌溉總體保證率不高； 高效節(jié)水灌溉面積占總耕地面積比例僅為3.56%，現(xiàn)代化灌溉水平較低。研究區(qū)灌溉保證率和灌溉水平低的原因是水土空間失衡、灌溉體系布局不完善， 以及投入不足、 管護不到位等，造成的灌區(qū)灌排渠道及渠系建筑物老化失修、配套不完善；管理隊伍素質(zhì)不高，信息化水平偏低，灌排效益衰減。

2.3.2 灌溉體系布局不完善

研究區(qū)灌溉主要依靠水庫工程， 少量由引水陂壩和提灌站輔助。受地理條件制約，研究區(qū)內(nèi)水庫工程分布極不平衡，中部和北部平原、丘陵區(qū)是耕地分布的集中區(qū)域， 而恰恰由于這些地方水源建設條件差，水源工程與耕地資源分布不相匹配，造成灌區(qū)分布不合理，從而制約著區(qū)域農(nóng)業(yè)集約化現(xiàn)代化發(fā)展。以單位面積耕地占有水庫有效庫容為指標進行分析，研究區(qū)平均值為6 570 m3／hm2，永新縣、遂川縣、泰和縣、永豐縣、新干縣、吉水縣、吉安縣、吉州區(qū)等地均較低，而萬安縣、安福縣等區(qū)域水源條件較好，由于輸水渠系不配套， 水資源也未能發(fā)揮應有的效益。

研究區(qū)灌區(qū)小而散， 區(qū)域水資源和土地資源集中化效益難以發(fā)揮。研究區(qū)域內(nèi)已建成66.67 hm2以上灌區(qū)460 處，設計灌溉面積為2.17×105hm2，占總耕地面積的54.53%。其中：大型灌區(qū)僅3 處，設計灌溉面積為4.53 萬hm2；中型灌區(qū)46 處，設計灌溉面積為1.20×105hm2。 大中型灌區(qū)設計灌溉面積占總耕地面積的41.47%。 小型灌區(qū)點多面廣，大多依靠小型水庫、山塘或小型引水工程灌溉。研究區(qū)灌區(qū)總體偏小且分散， 不利于耕地集中利用和灌溉統(tǒng)一管理，水土資源集中化效益不能充分發(fā)揮。

2.3.3 灌區(qū)管理能力和服務水平有待提高

灌區(qū)信息化建設滯后， 只有大型灌區(qū)和部分中型灌區(qū)不同程度地開展了信息化建設。 但因用水計量設施、自動化調(diào)度設施缺乏，不能適應新時期灌區(qū)調(diào)度、工程及用水等管理需求。由于缺乏計量設施和統(tǒng)一管理，農(nóng)業(yè)水費大多按畝征收，農(nóng)民節(jié)水意識不強，造成水資源浪費嚴重。2020 年，區(qū)域農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)僅為0.509。 另外，由于水資源費征收困難， 灌區(qū)人員福利待遇低， 工程維修費用嚴重不足，導致正常管護不到位，灌排渠道及渠系建筑物老化失修、配套不完善，灌排效益衰減，部分灌區(qū)甚至失去灌溉功能。

3 水資源優(yōu)化配置

3.1 水資源優(yōu)化配置原則

水資源配置是指在流域或特定的區(qū)域范圍內(nèi)，遵循高效、公平和可持續(xù)的原則，利用各種工程與非工程措施，考慮市場經(jīng)濟規(guī)律和資源配置準則，通過合理抑制需求、有效增加供水、積極保護生態(tài)環(huán)境等手段和措施， 對多種可利用的水源在區(qū)域間和各用水部門間進行的調(diào)配。 根據(jù)研究區(qū)供水水源與用水戶基本情況，水資源配置應遵循以下原則：（1）統(tǒng)籌考慮灌區(qū)中小型水庫與大型水庫的聯(lián)合調(diào)度， 研究實施水庫優(yōu)化調(diào)度方案，加大已有水源供水量，提高供水保障水平；（2）以人為本，先保障生活用水，后保障生態(tài)用水，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)生活用水、生態(tài)用水和農(nóng)業(yè)用水，合理配置地表水和地下水；（3）盡快進行灌區(qū)續(xù)建配套和節(jié)水改造，做好節(jié)水措施，提高水資源利用效率。

3.2 新建吉泰盆地灌區(qū)

由上述吉泰盆地水資源配置問題分析可知，研究區(qū)水資源配置與經(jīng)濟社會發(fā)展布局不匹配， 工程性缺水問題突出。根據(jù)吉泰盆地現(xiàn)狀和發(fā)展需求，綜合工程建設的必要性論證，通過新（擴）建水源工程、修建骨干渠系工程和田間節(jié)水配套工程等， 新建吉泰盆地灌區(qū)，解決農(nóng)業(yè)灌溉和城鄉(xiāng)供水問題。

新建吉泰盆地灌區(qū)位于贛江流域中游， 涉及吉安市全域13 個縣區(qū)。 根據(jù)灌區(qū)范圍內(nèi)流域水系、水源工程、耕地高程等，將新建灌區(qū)分為西岸區(qū)、東岸區(qū)2 個片區(qū)，萬安左岸片、遂川片、南車片、井岡片、東谷片、峽左片和焦蘆片、老營盤片、白云山片、恩江片、峽右片等共11 個灌溉片。吉泰盆地灌區(qū)建成后，將形成功能健全、統(tǒng)一調(diào)配、互聯(lián)互通、豐枯互濟、調(diào)控自如、保障有力的井岡山革命老區(qū)水網(wǎng)主骨架，對于優(yōu)化區(qū)域水資源配置格局，保障國家糧食安全、保障區(qū)域供水安全、 促進水生態(tài)保護和水文化發(fā)展等都將產(chǎn)生重大而積極的作用，社會效益、經(jīng)濟效益和生態(tài)效益十分顯著。

3.3 推進灌區(qū)信息化建設

圍繞智慧灌區(qū)現(xiàn)代化管理需求， 在江西省智慧灌區(qū)云服務平臺的基礎上，以“數(shù)字灌區(qū)、智慧應用”為總體思路，堅決貫徹落實“三對標、一規(guī)劃”專項行動。按照“需求牽引、應用至上、數(shù)字賦能、提升能力”的要求，以數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化為主線，以數(shù)字化場景、智慧化模擬、精準化決策為路徑，在吉泰盆地灌區(qū)現(xiàn)有信息化建設的基礎上，綜合運用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、仿真模擬等現(xiàn)代化信息技術(shù)，從灌區(qū)基礎設施體系建設、智能應用體系建設及支撐保障體系建設等層面， 科學開展智慧灌區(qū)規(guī)劃和建設，從而對現(xiàn)實灌區(qū)與數(shù)字灌區(qū)、智慧灌區(qū)進行有效融合提升， 構(gòu)建出一套完整的智慧灌區(qū)服務系統(tǒng)［10］。 該系統(tǒng)促使灌區(qū)管理模式從信息靜態(tài)展示向動態(tài)決策轉(zhuǎn)變、從數(shù)據(jù)存儲向為數(shù)字驅(qū)動轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)以數(shù)據(jù)支撐及客觀規(guī)律為依據(jù)， 指導灌區(qū)科學決策和管理的目的。

3.4 加強灌區(qū)管理

業(yè)內(nèi)常言水利工程是“三分建設、七分管理”，強調(diào)了管理的重要性。就灌區(qū)工程而言，可以說管理是確保灌區(qū)長效運行和充分發(fā)揮效益的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是灌區(qū)可持續(xù)發(fā)展的重要保障。 應當按照統(tǒng)一管理和分級管理相結(jié)合、 專業(yè)管理和群眾管理相結(jié)合的管理體制，合理設置管理機構(gòu)。 理順灌區(qū)管理體制，完善運行機制，搞活經(jīng)營機制，建立激勵機制，實現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置和高效利用， 促進水利工程管理單位的良性運行，促進灌區(qū)可持續(xù)發(fā)展。

結(jié)合當?shù)貙嶋H情況， 針對糧食作物、 經(jīng)濟作物、養(yǎng)殖業(yè)等用水類型，在終端用水環(huán)節(jié)探索實行分類水價。 統(tǒng)籌考慮用水量、生產(chǎn)效益、區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展政策等，合理確定各類用水價格，用水量大或附加值高的經(jīng)濟作物和養(yǎng)殖業(yè)的用水價格可高于其他用水類型的用水價格。 積極創(chuàng)造條件，實行農(nóng)業(yè)用水定額管理，逐步實行超定額累進加價制度，合理確定分檔水量和加價幅度， 因地制宜探索實行基本水價和計量水價相結(jié)合的兩部制水價，或探索實行豐枯差異性水價。

4 結(jié)語

綜上所述，建設吉泰盆地灌區(qū)，將形成基本覆蓋全域、 統(tǒng)一配置的灌溉體系， 從而優(yōu)化區(qū)域灌溉布局， 解決中北部灌區(qū)不足、 灌區(qū)與耕地分布不相匹配、灌溉保障水平低等問題，為高標準農(nóng)田建設提供必備的供水條件。同時，吉泰盆地灌區(qū)建設將實現(xiàn)全域水資源配置“一張網(wǎng)”，有助于形成區(qū)域大水源、大水網(wǎng)供水格局，進一步優(yōu)化城鄉(xiāng)供水布局，提高城鄉(xiāng)供水安全保障水平。