榕江流域2015—2019年度水資源量變化分析

楊潔鴻

(廣東省水文局揭陽水文測報中心，廣東 揭陽 522000)

1 榕江流域概況

榕江位于廣東省東南部，為潮汕地區(qū)第二大獨立入海河流，流域面積為4 608 km2，揭陽市境內(nèi)集水面積為2 801 km2，占全流域面積的63.5%。榕江由南、北二河匯成，南河為干流，北河是榕江最大的一級支流，位于榕江中游的左岸，到雙溪嘴匯入榕江干流南河，至汕頭市牛田洋注入南海[1-2]。榕江干流南河發(fā)源于汕尾市陸河縣的鳳凰山南麓，干流河長為196 km，揭陽市境內(nèi)干流長為133.7 km，流經(jīng)揭西縣、普寧市、榕城區(qū)，揭東區(qū)，市境內(nèi)集水面積在100 km2以上的支流有上砂水、橫江水、龍?zhí)端?、石肚水、五?jīng)富水、灰寨水、洪陽河等7條，其中五經(jīng)富水發(fā)源于豐順縣八鄉(xiāng)山樓子嶂，入揭西縣后流經(jīng)五經(jīng)富、京溪園，流域面積為718 km2，河長為76 km，境內(nèi)集水面積為426 km2，河長為32 km，平均坡降為5.46‰；洪陽河發(fā)源于大壩鐵山北麓南坑，集赤崗水、百里溪、金坑溪，由神港水閘匯入榕江南河，流域面積為190 km2，河長為28.1 km，平均坡降為0.92‰。榕江北河發(fā)源于梅州市豐順縣桐子洋，流經(jīng)揭東區(qū)、榕城區(qū)，流域面積為1 553 km2，境內(nèi)集水面積為647 km2，河長為91 km，平均坡降為1.14‰。市境內(nèi)集水面積在100 km2以上的支流有有新西河、車田水、楓江等。楓江為榕江二級支流，發(fā)源于潮州筆架山東麓，經(jīng)潮州的田東、登塘、古巷、楓溪至鳳塘轉(zhuǎn)西南行經(jīng)揭東區(qū)的玉窖、李厝港等地至楓江口匯入榕江北河，流域面積為589 km2，河長為57 km，平均坡降為1.81‰，境內(nèi)集水面積為299 km2，河長為20 km，坡降平緩，屬潮感區(qū)。榕江流域自三洲攔河閘和北河橋閘以下為感潮區(qū)， 每天出現(xiàn)兩次高潮和兩次低潮， 相鄰兩次高潮或低潮的潮位不等， 漲落潮時也不等， 屬不規(guī)則半日潮[3]，流域面積中，山區(qū)占47.8%，丘陵占16.2%，平原占36%，平均坡降為4.9‰。

2 流域水文站網(wǎng)情況

榕江干流南河設(shè)立富口、東橋園兩個基本水文站，區(qū)間大型水利工程有大溪、瓠杓嶺、烏石、三洲等攔河閘，灌溉兼顧發(fā)電。富口[4]站建于1958年6月，集水面積為355 km2，上游榕江干流與上砂水匯合后流經(jīng)本站，沙質(zhì)河床，歷史實測最大流量為1 710 m3/s，出現(xiàn)日期1970年9月15日，最小流量為0.080 m3/s，出現(xiàn)日期2002年5月11日。實測歷史最高水位為7.33 m，出現(xiàn)時間為1970年9月15日。東橋園[5-6]站建于1951年4月，集水面積為2 016 km2，上游由橫江水、五經(jīng)富水、灰寒水匯合后流經(jīng)本站，砂質(zhì)河床，歷史實測最大流量為4 830 m3/s，出現(xiàn)日期1970年9月14日，實測歷史最高水位為51.28 m，出現(xiàn)時間為1986年7月12日。榕江北河1967年6月設(shè)立有赤坎水文站[7-8]，下游5 km處有北河橋閘，以灌溉為主，兼顧防洪、發(fā)電，該站集水面積為641 km2，水面寬變幅為70～110 m，河道斷面基本保持穩(wěn)定，歷史實測最大流量為2 300 m3/s，出現(xiàn)日期1970年9月14日，最小流量為0.044 m3/s，出現(xiàn)日期1977年5月10日。實測歷史最高水位為10.74 m，出現(xiàn)時間為1970年9月14日。

流域內(nèi)重要支流五經(jīng)富水，2014年12月設(shè)有中小河流水文站點員墩站，集水面積為415 km2，監(jiān)測五經(jīng)富水上游區(qū)域水資源量變化及龍頸水庫泄洪水量；洪陽河2012年6月設(shè)有中小河流水文站點溝邊站，集水面積為57.4 km2，監(jiān)測普寧區(qū)域內(nèi)水量變化情況及匯入榕江干流南河水量；榕江北河市區(qū)段2012年6月設(shè)有中小河流水位站揭陽北(二)站，集水面積為902 km2，監(jiān)測榕江北河上游來水量及潮位變化情況。榕江流域水系及水文站點分布見圖1。

圖1 榕江流域水系及水文站點分布示意

3 水資源量計算方法

3.1 地表水資源量

地表水資源量指河流、湖泊等地表水體的動態(tài)水量，包括天然河川徑流量、水面蒸發(fā)和土壤入滲。地表水資源量主要是由氣候變化引起的區(qū)域降水、蒸發(fā)等水文要素的變化[9]，最終形成降雨匯入河流的動態(tài)過程，通過各水文監(jiān)測斷面可完成地表水資源量監(jiān)測。榕江流域以地表水資源量為主，是流域水資源的規(guī)劃管理、開發(fā)利用及生態(tài)環(huán)境保護等重要來源，流域主要以揭陽市為主，境外水量占比少，在計算區(qū)域內(nèi)，有代表站富口站(揭西縣)、員墩站(揭西縣)、東橋園站(揭西縣—揭東區(qū)—榕城區(qū))、赤坎站(揭東區(qū)—榕城區(qū))，根據(jù)以上水文站點2010—2019年實測資料，計算每個水文測站所在河流多年平均徑流量，并經(jīng)頻率分析計算該區(qū)域下不同頻率的徑流量[10]。

(1)

3.2 地下水資源量

地下水資源量指降水、地表水體(含河道、湖庫、渠系和渠灌田間)入滲補給地下含水層的動態(tài)水量。地下水資源量包括河川基流、地下潛流與潛水蒸發(fā)，分布受氣候、水文和水資源開發(fā)利用等因素的影響[11]。榕江干流南河揭西縣山丘區(qū)和榕江北河中上游揭東區(qū)采用排泄量法計算，即富口站和赤坎站的基流量；平原區(qū)主要是榕城區(qū)和揭東區(qū)采用補給量法計算，其中降水補給模數(shù)取決于地貌單元、結(jié)構(gòu)、植被及降水特征[12]。榕江流域各區(qū)縣地下水資源量計算系數(shù)見表1。

表1 榕江流域各區(qū)縣地下水資源量計算系數(shù)

地下水資源量采用下式計算:

W地下=W山地+W平原-W重復(fù)

(2)

式中W地下為地下水資源總量；W山地為山地部分水資源量；W平原為平原部分水資源量；W重復(fù)為平原部分與山地部分重復(fù)計算量。

3.3 水資源總量

水資源總量是一個動態(tài)的過程，地表水資源量與地下水資源量相互轉(zhuǎn)化，因此水資源總量地表水資源量和地下水資源量相加并扣除兩者間的重復(fù)計算量而得[13-14]:

W=Rs+Pr=R+Pr-Rg

(3)

式中W為水資源總量；Rs為地表徑流量，即河川徑流量與河川基流量之差；Pr為降水入滲補給量；R為地表水資源量；Rg為河川基流量。

通過對流域水資源總量計算，可評價流域可用水資源量的最大潛力，為水資源合理開發(fā)利用、水量調(diào)配及生態(tài)流量確定提供依據(jù)。

4 榕江流域2015—2019年度水資源量變化分析

按照榕江流域典型水域特點及水文站網(wǎng)布設(shè)情況，將榕江流域分成3個研究區(qū)域分析流域水資源變化：烏石攔河閘以上(榕江南河上游地區(qū)，集雨面積為1 134 km2)、三洲攔河閘以上(榕江南河中上游地區(qū)，集雨面積為2 110 km2)、北河橋閘以上(榕江北河中上游地區(qū)，集雨面積為660 km2)。

4.1 烏石攔河閘以上水資源量變化

烏石攔河閘以上為榕江南河干流，重要一級支流有龍?zhí)端?、橫江水、上砂水、石肚水，區(qū)間設(shè)有富口、河婆水文站，該地區(qū)主要為山區(qū)，雨量站點分布較密集，能滿足降雨量的分析計算，區(qū)間大中型水庫有河輋水庫、橫江水庫，主要水閘工程有大溪水閘、瓠杓嶺水閘，至烏石攔河閘有區(qū)間引出水量供普寧飲用和灌溉。

從2015—2019年烏石攔河閘以上水資源量計算結(jié)果來看(見表2)，該區(qū)域以地表水資源量為主，區(qū)域主要水量來自上游蓮花山脈降雨形成的河川徑流，因此區(qū)域內(nèi)水資源量計算以富口站為主要控制斷面，地表水資源量、地下水資源量和水資源總量與降雨量變化趨勢一致。

表2 烏石攔河閘以上水資源量 億m3

4.2 三洲攔河閘以上水資源量變化

三洲攔河閘以上河道匯合榕江南河干流、五經(jīng)富水、灰寨水，五經(jīng)富水2012年設(shè)有中小河流水文站員墩站，在五經(jīng)富水、灰寨水匯合后設(shè)有國家重要水文站東橋園站，該部分地區(qū)主要為山區(qū)，雨量站點分布能滿足降雨量的分析計算，區(qū)間大中型水庫有龍頸(上、下)水庫、大北山水庫，至三洲攔河閘無其他水利工程，三洲攔河閘有區(qū)間引出水量供榕城和普寧飲用和灌溉。

2015—2019年三洲攔河閘以上水資源量(見表3)，由烏石攔河閘以上水資源量疊加五經(jīng)富水水資源量和灰寨水水資源量，以東橋園站為主要控制斷面，集水區(qū)內(nèi)水庫集雨占流域面積約20%以上，因此該區(qū)域水資源量計算以東橋園站年徑流扣除上游水庫蓄水量，地表水資源量、地下水資源量和水資源總量與降雨量變化趨勢一致。

表3 三洲攔河閘以上水資源量 億m3

4.3 北河橋閘以上水資源量變化

北河橋閘為蓄淡攔咸閘，是榕江流域一級支流榕江北河主要水利工程，北河橋閘以上5 km處設(shè)有赤坎水文站監(jiān)測榕江北河的水文基礎(chǔ)信息、分析水文特性規(guī)律，至豐順縣湯南鎮(zhèn)2012年設(shè)有中小河流水文站湯南站監(jiān)測市界水量。雨量站點分布能滿足降雨量的分析計算，區(qū)間中型水庫有新西河水庫，至北河橋閘無其他支流匯入。

表4 北河橋閘以上水資源量 億m3

2015—2019年北河橋閘以上水資源量來源為上游梅州市豐順山區(qū)降雨形成河道徑流(見表4)，赤坎站上游2 km處新西河水庫溢洪道2015—2019年無泄洪，因此該區(qū)域以赤坎站為主要控制斷面，區(qū)域水資源量計算以赤坎站年徑流為主要依據(jù)，地表水資源量、地下水資源量和水資源總量與降雨量變化趨勢一致。

5 結(jié)語

1) 本文通過將榕江流域分成烏石攔河閘以上區(qū)域、三洲攔河閘以上區(qū)域、北河橋閘以上區(qū)域計算分析榕江流域水資源變化，為榕江流域水資源量分析計算、枯水期水資源量分配提供借鑒。

2) 榕江流域水資源量主要來源于上游蓮花山脈及豐順山區(qū)降雨量形成的河道徑流，流域內(nèi)雨量站點及水文站點可滿足流域水資源量計算要求。

3) 通過榕江流域3個典型水域水資源量計算，流域內(nèi)地表水資源量、地下水資源量和水資源總量與降雨量變化趨勢一致。流域主要為降雨量形成河道徑流，占全年河道徑流90%以上。