江西省吉泰盆地水资源优化配置探析

刘雁翼

（中铁水利水电规划设计集团有限公司，江西 南昌 330029）

0 引言

水资源是经济社会发展的重要物质基础，也是人们赖以生存和发展的基本物质条件。 目前我国水资源形势较为紧张，存在水资源不足、南北分布不均、水资源大量浪费、水资源污染严重等问题［1-2］。为了缓解农业水资源短缺现状， 保障农业可持续发展，一些专家学者进行了节水灌溉技术和区域水资源优化配置的研究，并取得了一系列成果［3-7］。 杨阳等在对庆阳市水资源供需平衡分析的基础上，提出了关于城市供水方向的建议［8］。 靳晓莉等针对灌区水资源配置特点，着重分析了灌区水资源优化配置的内容和方法［9］。

吉泰盆地是位于江西省中部、赣江中游的一个盆地，地处亚热带季风气候地区，气候温和湿润，雨水丰沛，多年平均年降水量为1 553.8 mm，主要河流水质常年优良，水资源量丰质优。 该区地势平缓，耕地资源丰富，光热条件优越，开发利用条件优良。 经过历年建设，区内农田水利建设取得了长足进步，对于保障粮食安全和区域全面建成小康社会发挥了至关重要的作用。 但由于降水时空分布不均和水资源配置体系不健全，该区水资源总体呈现“南多北少”“西丰东缺”的局面，水资源开发利用条件与经济社会发展布局不匹配，水源分布、灌区分布与耕地资源不相匹配的问题尤为突出。 同时，由于区域灌溉体系布局不完善，现有灌溉设施“小、散、老、旧”及管理问题突出，灌溉体系短板、弱项明显，旱涝保收的耕地面积占总耕地面积的比例不足50%， 灌溉保证率、农田灌溉水利用系数均低于全省平均水平，粮食安全保障能力不强，与粮食主产区地位不相称。 笔者试通过对吉泰盆地灌区的水资源配置现状进行梳理，分析目前灌区存在的主要问题，提出吉泰盆地灌区水资源优化配置方案， 以期为该区的水资源综合利用提供参考。

1 研究区概况

1.1 基本情况

江西省素有“江南粮仓”之称，是全国13 个粮食主产区之一， 为保障国家粮食安全作做出了重要贡献。 全省粮食生产主要集中在鄱阳湖平原、 赣抚平原、吉泰盆地和赣西4 个地区，其粮食产量占全省的90%以上。

吉泰盆地位于江西省中西部，赣江中游，罗霄山东麓，地处吉安市境内，地域上包括吉安市所辖的2区10 县1 市（即吉州区、青原区，吉安县、新干县、永丰县、峡江县、吉水县、泰和县、万安县、遂川县、安福县、永新县，井冈山市），是江西第二大粮食主产区，历来被誉为“江西粮仓”。近几年，该区粮食播种面积保持在6.4×105hm2以上，居全省第一。 它以占江西省14.63%的耕地生产了全省19.47%的粮食 （近5年平均值），在保障粮食安全和促进农业现代化发展中占据着十分重要的战略地位。 吉泰盆地灌区以灌溉为主，兼顾生活生产供水和区域生态保护与修复，是保障区域粮食安全的千秋大计， 是事关革命老区振兴发展的重大战略性举措。

1.2 水系分布

吉安市境内水系以赣江为主流， 赣江在万安县涧田乡良口入境，纵贯市境中部，流经万安、泰和、吉安、青原、吉州、吉水、峡江、新干等县（区），在新干县三湖镇蒋家村出境，境内河段长264 km，天然落差54 m，干流吉安市段流域面积为26 251.7 km2，占赣江流域总面积的32.8%。全市构成以赣江为中心，以禾水、蜀水、遂川江、孤江、乌江5 条主要一级支流为辐射，覆盖全域的“一江五水”水系格局。

1.3 发展建设

近年来，吉安市发展建设脚步加快，以京九高铁经济带为主轴， 以吉泰走廊为重点， 立足吉泰城镇群，强化区域协调，积极对接“一带一路”和长江经济带， 强化与长株潭城市群在特色生态休闲经济层面的联动，积极对接海西城市群。 坚持以城带乡、城乡融合，统筹推进城市健康发展和乡村振兴，打造上连南昌都市圈、下接赣州省域副中心的中部脊梁，推动吉泰走廊高质量一体化发展。

2 研究区水资源配置问题分析

2.1 农业旱灾问题突出

江西省的年降水量比较丰沛， 但在季风和地形的共同作用下，降水时空分布不均。因水汽来源受地形的阻拦与抬升作用， 降水量的大小与地形的高低大致上成正相关关系，表现为山区多于丘陵、盆地，迎风面大于背风面，总的分布趋势是西、南、东部逐渐向中部减少。 吉泰盆地属于江西省降水低值区和蒸发高值区，历来是江西最易发生干旱的区域。

统计研究区1990～2020 年的粮食产量和因干旱造成的粮食损失量，计算粮食损失率，进而统计吉安市各县区不同等级、不同季节旱灾发生频率，结果如图1 所示。据统计结果可知，吉泰盆地中北部区域包括万安县、泰和县、吉安县、永新县、安福县、吉水县、峡江县、永丰县、新干县，易发生旱灾，约1.5～2年1次。 其中，永新县旱灾主要以中度和轻度为主，频率为35%， 发生严重旱灾和特大旱灾的频率为8.8%；其他县易发中度和严重旱灾。西南部的井冈山市、遂川县位于罗霄山暴雨区，旱灾发生频率较低，约3～5年1 次，且以轻度旱灾为主。分析发生旱灾的季节，安福县、峡江县、万安县、永丰县多在伏秋季节（7～10月）发生干旱，为夏秋连旱，频率约为40%；新干县、吉州区、井冈山市多在夏季7～8 月发生干旱，频率约为30%；吉安县、永丰县四季均有干旱发生，其中夏秋季发生干旱的频率较高，春季、冬季旱情较少。

图1 研究区旱灾易发区域分布图Fig.1 Distribution of drought-prone areas in research region

2.2 水资源配置体系不健全

2.2.1 水资源时空分布不均

研究区为亚热带季风气候，水资源较为丰富，多年平均年降水量为1 553.8 mm， 但降水年内分布极不均匀，主要集中在3～7 月。 一般灌溉用水高峰在6～9 月，来水与用水时间上的不同步，导致各类用水矛盾加剧。 在缺乏有效、统一调度的情况下，出现城市生活用水和工业用水挤占农业用水、 农业用水挤占生态用水的现象，影响河流健康。

研究区单位水资源指标极不均衡， 具体如图2和图3 所示。

图2 研究区人均占有水资源量分布图Fig.2 Distribution of per capita water resources in research region

图3 单位面积耕地占有水资源量情况Fig.3 Water resource availability per unit area of arable land

由图2 可知， 全市人均水资源占有量为4 842 m3／人。 吉州区为中心城区，人口密度大、经济单位密集，人均水资源占有量最低，不足平均值的1／4；青原区、吉安县、新干县、永新县等地的人均水资源占有量均低于平均值。 由图3 可知，研究区平均单位面积耕地占有水资源量约为5.63×104m3／hm2。吉州区单位面积耕地水资源占有量最低，不足平均值的1／2；吉州区、青原区、吉安县、吉水县、峡江县、新干县、泰和县等地的单位面积耕地水资源占有量均低于平均值。

2.2.2 水资源开发利用不均衡不充分

研究区水资源开发利用总体呈现 “南多北少”“周丰中缺”的局面。本文以库径比（已建水库有效库容与当地地表径流量的比例）为主要指标，进行该区水资源开发利用情况的分析。经统计计算，研究区库径比平均值为11.67%；中、北部的吉州区、吉安县、泰和县、新干县、吉水县、永丰县以及西部的井冈山市库径比均较低；万安县、峡江县、安福县3 县均有骨干水源工程，库径比较高，但其良好的水源条件并未充分发挥效益。 水资源开发利用不均衡的原因是，受区域地理条件制约，南部和东西两侧多山，水资源开发条件较好，已建成万安、老营盘、白云山、南车、社上等大型水库及一批中型水库， 而中部和北部多低丘、岗地、平原，受制于地形条件，水库建设条件差。

研究区水资源开发利用存在较大的提升潜力。万安水库原设计正常蓄水位为100 m， 兴利库容为10.19 亿m3，而目前仅按96 m（吴淞高程）水位运行，相应库容为7.98 亿m3，其防洪、供水、发电、生态效益与设计状况存在较大差距。赣江干流上的井冈山、石虎塘、新干等梯级枢纽仅为航运枢纽，没有供水、灌溉等功能。枫渡、野溪等一批中小型水库还具有扩容的条件和需求。 2020 年，研究区域水资源利用率仅为13.69%，处于较低水平，存在较大的提升潜力。

2.2.3 水资源配置工程体系不健全

研究区的经济社会发展主要集中在赣江河谷、丘陵、平原地带，以中部的泰和县、吉州区、青原区和北部的吉水县、峡江县、新干县为重点区域，而中部和北部由于水资源开发条件差， 造成吉州区、 吉安县、峡江县、新干县、吉水县、永新县北部、永丰县中西部等地缺水问题突出。从供水安全系数分析，研究区现状供水安全系数平均值仅为1.16，吉水县、吉州区、吉安县、峡江县、新干县、永丰县、永新县等地较低，供水保障程度不高。 根据预测，2035 年，该区年平均缺水10.54 亿m3，缺水率达34.1%。 所以，该区水资源配置与经济社会发展布局不匹配， 局部区域工程性缺水问题突出。

目前，研究区集中供水率为78.4%、自来水普及率为73.3%， 尚有较大比例的分散式人口供水无法保证， 保障水平较高的规模化供水工程覆盖率仅为61.1%，供水保证率较低。 水源方面，以小型水库或河流作为水源的供水工程占比达97%，供水人口比例为66%，水源保障程度较低；县级以上城市的城区共有30 座水厂， 其中14 座水厂应急备用水源不足或保证率不高，按供水人口统计，占比为43.3%，存在较大的安全风险。城市应急备用水源中，吉水县位于峡江水利枢纽库区，赣江、乌江不易相互备用；吉安县常规水源和应急备用水源均为河流水， 相互备用风险较大； 永丰县白水门水库水质水量存在一定问题；峡江县、遂川县、井冈山市、万安县备用水源为小型水库，供水保障程度不高，供水体系存在安全风险。

2.3 灌溉体系布局不完善

2.3.1 灌溉保证率不高

根据调查统计， 研究区内现有灌区设计灌溉面积占总耕地面积的67.3%， 有效灌溉面积占总耕地面积的49.67%，旱涝保收面积占总耕地面积的45.02%，还有50%的耕地现状灌溉设施不完善或无法灌溉，灌溉总体保证率不高； 高效节水灌溉面积占总耕地面积比例仅为3.56%，现代化灌溉水平较低。研究区灌溉保证率和灌溉水平低的原因是水土空间失衡、灌溉体系布局不完善， 以及投入不足、 管护不到位等，造成的灌区灌排渠道及渠系建筑物老化失修、配套不完善；管理队伍素质不高，信息化水平偏低，灌排效益衰减。

2.3.2 灌溉体系布局不完善

研究区灌溉主要依靠水库工程， 少量由引水陂坝和提灌站辅助。受地理条件制约，研究区内水库工程分布极不平衡，中部和北部平原、丘陵区是耕地分布的集中区域， 而恰恰由于这些地方水源建设条件差，水源工程与耕地资源分布不相匹配，造成灌区分布不合理，从而制约着区域农业集约化现代化发展。以单位面积耕地占有水库有效库容为指标进行分析，研究区平均值为6 570 m3／hm2，永新县、遂川县、泰和县、永丰县、新干县、吉水县、吉安县、吉州区等地均较低，而万安县、安福县等区域水源条件较好，由于输水渠系不配套， 水资源也未能发挥应有的效益。

研究区灌区小而散， 区域水资源和土地资源集中化效益难以发挥。研究区域内已建成66.67 hm2以上灌区460 处，设计灌溉面积为2.17×105hm2，占总耕地面积的54.53%。其中：大型灌区仅3 处，设计灌溉面积为4.53 万hm2；中型灌区46 处，设计灌溉面积为1.20×105hm2。 大中型灌区设计灌溉面积占总耕地面积的41.47%。 小型灌区点多面广，大多依靠小型水库、山塘或小型引水工程灌溉。研究区灌区总体偏小且分散， 不利于耕地集中利用和灌溉统一管理，水土资源集中化效益不能充分发挥。

2.3.3 灌区管理能力和服务水平有待提高

灌区信息化建设滞后， 只有大型灌区和部分中型灌区不同程度地开展了信息化建设。 但因用水计量设施、自动化调度设施缺乏，不能适应新时期灌区调度、工程及用水等管理需求。由于缺乏计量设施和统一管理，农业水费大多按亩征收，农民节水意识不强，造成水资源浪费严重。2020 年，区域农田灌溉水有效利用系数仅为0.509。 另外，由于水资源费征收困难， 灌区人员福利待遇低， 工程维修费用严重不足，导致正常管护不到位，灌排渠道及渠系建筑物老化失修、配套不完善，灌排效益衰减，部分灌区甚至失去灌溉功能。

3 水资源优化配置

3.1 水资源优化配置原则

水资源配置是指在流域或特定的区域范围内，遵循高效、公平和可持续的原则，利用各种工程与非工程措施，考虑市场经济规律和资源配置准则，通过合理抑制需求、有效增加供水、积极保护生态环境等手段和措施， 对多种可利用的水源在区域间和各用水部门间进行的调配。 根据研究区供水水源与用水户基本情况，水资源配置应遵循以下原则：（1）统筹考虑灌区中小型水库与大型水库的联合调度， 研究实施水库优化调度方案，加大已有水源供水量，提高供水保障水平；（2）以人为本，先保障生活用水，后保障生态用水，统筹协调生活用水、生态用水和农业用水，合理配置地表水和地下水；（3）尽快进行灌区续建配套和节水改造，做好节水措施，提高水资源利用效率。

3.2 新建吉泰盆地灌区

由上述吉泰盆地水资源配置问题分析可知，研究区水资源配置与经济社会发展布局不匹配， 工程性缺水问题突出。根据吉泰盆地现状和发展需求，综合工程建设的必要性论证，通过新（扩）建水源工程、修建骨干渠系工程和田间节水配套工程等， 新建吉泰盆地灌区，解决农业灌溉和城乡供水问题。

新建吉泰盆地灌区位于赣江流域中游， 涉及吉安市全域13 个县区。 根据灌区范围内流域水系、水源工程、耕地高程等，将新建灌区分为西岸区、东岸区2 个片区，万安左岸片、遂川片、南车片、井冈片、东谷片、峡左片和焦芦片、老营盘片、白云山片、恩江片、峡右片等共11 个灌溉片。吉泰盆地灌区建成后，将形成功能健全、统一调配、互联互通、丰枯互济、调控自如、保障有力的井冈山革命老区水网主骨架，对于优化区域水资源配置格局，保障国家粮食安全、保障区域供水安全、 促进水生态保护和水文化发展等都将产生重大而积极的作用，社会效益、经济效益和生态效益十分显著。

3.3 推进灌区信息化建设

围绕智慧灌区现代化管理需求， 在江西省智慧灌区云服务平台的基础上，以“数字灌区、智慧应用”为总体思路，坚决贯彻落实“三对标、一规划”专项行动。按照“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”的要求，以数字化、网络化、智能化为主线，以数字化场景、智慧化模拟、精准化决策为路径，在吉泰盆地灌区现有信息化建设的基础上，综合运用物联网、大数据、云计算、人工智能、仿真模拟等现代化信息技术，从灌区基础设施体系建设、智能应用体系建设及支撑保障体系建设等层面， 科学开展智慧灌区规划和建设，从而对现实灌区与数字灌区、智慧灌区进行有效融合提升， 构建出一套完整的智慧灌区服务系统［10］。 该系统促使灌区管理模式从信息静态展示向动态决策转变、从数据存储向为数字驱动转变，实现以数据支撑及客观规律为依据， 指导灌区科学决策和管理的目的。

3.4 加强灌区管理

业内常言水利工程是“三分建设、七分管理”，强调了管理的重要性。就灌区工程而言，可以说管理是确保灌区长效运行和充分发挥效益的关键环节，是灌区可持续发展的重要保障。 应当按照统一管理和分级管理相结合、 专业管理和群众管理相结合的管理体制，合理设置管理机构。 理顺灌区管理体制，完善运行机制，搞活经营机制，建立激励机制，实现水资源的优化配置和高效利用， 促进水利工程管理单位的良性运行，促进灌区可持续发展。

结合当地实际情况， 针对粮食作物、 经济作物、养殖业等用水类型，在终端用水环节探索实行分类水价。 统筹考虑用水量、生产效益、区域农业发展政策等，合理确定各类用水价格，用水量大或附加值高的经济作物和养殖业的用水价格可高于其他用水类型的用水价格。 积极创造条件，实行农业用水定额管理，逐步实行超定额累进加价制度，合理确定分档水量和加价幅度， 因地制宜探索实行基本水价和计量水价相结合的两部制水价，或探索实行丰枯差异性水价。

4 结语

综上所述，建设吉泰盆地灌区，将形成基本覆盖全域、 统一配置的灌溉体系， 从而优化区域灌溉布局， 解决中北部灌区不足、 灌区与耕地分布不相匹配、灌溉保障水平低等问题，为高标准农田建设提供必备的供水条件。同时，吉泰盆地灌区建设将实现全域水资源配置“一张网”，有助于形成区域大水源、大水网供水格局，进一步优化城乡供水布局，提高城乡供水安全保障水平。