西南地区农村生活污水治理规划体系研究——以自贡市沿滩区为例

郑淋峰,任春坪,罗 彬,黄 田,郑勇军

(1.四川省环境政策研究与规划院，成都 610041；2.西南科技大学环境与资源学院，四川 绵阳 621010)

引 言

据住建部2016年统计，我国农村仅22 %的生活污水得到处理，远低于城市水平。农村生活污水不同于城市，具有“分散广，粗排放”特点，西南地区发展较为落后，同时具有地貌差异大，农村生活污水问题更为突出[1]。2020年，为贯彻落实中央农村工作领导小组办公室等九部门印发的《关于推进农村生活污水治理的指导意见》，四川省为进一步推动全省农村生活污水治理，改善农村人居环境，印发了《四川省农村生活污水治理三年推进方案》，方案明确要求到2020、2021和2022年底，全省行政村生活污水有效治理率目标为50%、60%、65%。

目前，农村污水治理技术和方式已有不少的研究成果，有自然处理、生物处理、以及多工艺组合处理技术[2]。董贝[3]等人在研究中发现，人工湿地对农村污水处理中有机物的去除率高达66% ～ 99%。秦洁[4]等人研究土壤渗滤对农村生活污水中的磷的去除率高达60%。农村污水的治理技术较为成熟，已经开展一系列整治工程[5]，如水源地整治、厕所革命、庭院绿化、基础设施建设等，但治理效果依旧不理想[6]，其主要原因之一就是对治理规划不成体系，出现各自为政、工作冗余、进度不合理、唯指标论等问题[7]。本文以自贡市沿滩区农村污水治理规划为例，结合地区实际情况，完成农村生活污水治理目标，同时最大限度保护环境，协助流域生态改善。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

沿滩区位属四川盆地南部，沱江一级支流釜溪河下游，地处自贡市南郊，介于北纬29°23′19″～29°67′53″、东经104°40′42″～105°58′0″之间，东、南与富顺县交界，西与自流井区和宜宾县毗邻，北与大安区接壤，辖区面积468 km2。属缓坡低丘、缓坡中丘地貌类型，其中，绝大部分地区属浅丘地带，无成型山脉，宜耕面积大。地形特点是西北高，东南低，溪沟多，山丘广布，平坝狭小，受川东南平行裕皱余脉分隔，属盆中丘陵区，地势由西北向东南倾斜。境内地貌类型以低、中丘为主，地表坡度以三、四级为主，境内海拔250～450 m[8](见图1)。

图1 沿滩区概况图Fig.1 Elevation map in Yantan Distirct

1.2 数据来源

本次研究使用的主要数据有：国土地类数据，来源于“第二次全国土地调查”数据(简称“二调”数据)，主要用于获取农村居民点以及制作县(区)-乡(镇)-村三个级别的配套行政边界；农村人口数据，来源于《统计年鉴》或其他统计数据，主要用于估算各居民点户数、人口；数字高程模型(Digital Elevation Model，简称DEM)，来源于遥感影像数据，主要用于检验聚居区划定结果，其主要数据见表1。

表1 基础数据Tab.1 Basic data sheet

将土地类型数据在Arcgis 10.1上提取得到配套的县-镇-村边界数据，以及农村居民点的分布数据，图2是根据“二调”数据所处理后得到的初步成果。

图2 数据初步处理成果图Fig.2 Figure of preliminary data processing results

1.3 技术方法

主要收集国土地类数据、农村人口数据、DEM数据和遥感数据，对国土地类数据进行处理获取配套的县-镇-村行政边界和农村居民点分布，并结合地形地貌，居民点与农村人口相耦合，构建出划定环境敏感区、农村聚居区的方法，技术路线见图3。

图3 技术路线图Fig.3 Technology Roadmap

1.3.1 环境敏感区划定

经实地调研，沿滩区主要有5个饮用水水源保护区，分别是碾子滩水源地，舒滩河水源地，金银桥水库，高滩水库，解放堰水库；釜溪河为沿滩区主要河流，以及部分沱江干流。根据饮用水源保护区、重要河流为依据，划定环境敏感区村庄。划定饮用水源保护区村庄的依据为饮用水源地一级、二级保护区范围内所覆盖的村，如图4所示。重要流域敏感村庄划定依据当地对釜溪河的保护要求，将釜溪河流经的主要村庄划定为环境敏感区村庄。

图4 饮用水源环境敏感区Fig.4 Sensitive area of drinking water source environment

1.3.2 农村聚居区识别

农村居民点，是指除城市、建制镇以外的所有居民点[9]，是农民为了生产和生活而定居场所。农村聚居区，是多个居民点经过自然行程或者统一规划，组建成农民生产生活共同体，形成农村新的居住模式、服务管理模式和产业格局[10]。

农村聚居区户数的定义没有明确规定。住建部门要求：“对住户在20户以上的聚居点进行科学合理的规划”。生态环境部门在农村污水处置中要求：“优先安排15户以上的农村居民聚居点污水处理设施建设”[11]。此次的聚居区划分主要用于服务“自贡市农村生活污水治理专项规划”。所以，可以根据实际需求定义一定户数的聚居区。

1.3.2.1 首先对破碎且相连接的居民点图斑进行合并，并将对每一个图斑赋予行政村、乡镇、区县等基础属性。以沿滩区刘山乡红光村为例，图5为基础数据处理前后对比图。

图5 基础数据处理前后对比图Fig.5 Comparison of basic data before and after processing

1.3.2.2 结合统计数据，进而可以计算出每个居民点图斑的户数。计算结果(部分)展示如图6。

图6 居民点户数估算(黄市镇金星村)Fig.6 Estimation of the number of residential houses

1.3.2.3 根据上述的聚居区划定方法，在GIS中，定量化实现该体系。提取其中大于15户的图斑，根据沿滩区的地形地貌，确定距离50m内的居民点纳入同一个聚居区，对于同行政村的两个聚居区也在50m范围内，同样合并为一个聚居区，再次计算纳入聚居区内的户数的总户数。考虑户数和距离同时满足的基础之上，则实现聚居区的划定,以卫坪镇卷子村为例，如图7所示。

图7 卫坪镇卷子村农村聚居区识别图Fig.7 Identification map of rural settlements in Juanzi

2 结果与讨论

2.1 环境敏感区村庄划结果

根据实地调查的饮用水源保护区、釜溪河、沱江沿岸涉及的村庄划定为环境敏感区村庄，对于划入环境敏感区的村庄实施优先推进、重点整治，达到完成《规划》推进的目标同时，助力沿滩区饮用水安全与重点流域保护。划定饮用水水源地保护区村庄如图8所示。

图8 环境敏感区村庄Fig.8 Villages in environmentally sensitive areas

沿滩区有110个行政村，根据环境敏感区，划定位于环境敏感区的村庄有48个，其中饮用水保护区村庄有19个，涉及釜溪河沿岸的村庄有26个，沱江沿岸的村庄有3个，其余村庄划定为一般区域。环境敏感区村庄统计如表2所示。

2.2 农村聚居区识别结果

结合沿滩地区的经济条件、已经开展的农村污水治理，和未来的推进计划，充分考虑沿滩的农村污水治理方向。在实地调研和地方生态环境局对接过后发现，目前沿滩地区实际状况不能满足15户以上的聚居区上集中污水处理设施，所以优先考虑对30户以上的聚居区进行集中处理。有效识别出位于沿滩城市、乡镇污水处理厂规划纳管之外的30户以上的农村聚居区，共有74个，估算出总纳入有4 694户，18 778人，占全区总人口的7.57%，聚居区分布如图9所示。其中20个聚居区在纳管规划区范围内，如图10所示。去除纳管规划区范围内的20个聚居区后，剩下的54个聚居区有3 422户，13 690人，如表3所示。

表2 环境敏感区涉及村庄统计Tab.2 Statistics of village in Environmentally sensitive areas

表3 规划污水处理设施的农村聚居区Tab.3 Rural areas where sewage treatment facilities are planned

图9 沿滩区聚居区分布图Fig.9 Settlement area distribution in Yantan district

传统聚居区识别多通过调研来进行统计。该方法能够精确的确定某个聚居区以及聚居区的人口，户数等情况，但具有调研费时费力、耗时长、调研尺度不统一等缺点。也有学者通过定量遥感的方法来高效识别聚居区[12]，该方法能有效识别较大范围的城市，场镇聚居区，但是在植被覆盖度高、地形复杂的西南山地农村地区适用性不高。本文中的识别方法基于国土数据，有效解决调研统计与定量遥感的问题，具有简单、高效、可操作性强、便于统计等特点，还能根据卫星影像进行有效的验证，如图11所示。

图10 沿滩区城镇污水纳管分布图Fig.10 Distribution map of urban sewage pipe in Yantan district

在农村聚居区划定中的中主要受限于数据，本次使用“二调”数据，其数据生产年份相对较老(2010年完成)，与现在实际情况有较大出入。随着“三调”数据、天地图数据的逐渐应用，更精确农村居民点分布状态，聚居区划定精度还能够进一步提升。

图11 聚居区识别结果与遥感影像对比Fig.11 Comparison of settlement identification results with remote sensing images

2.3 农村污水治理体系

根据沿滩区地形条件、人口分布、经济发展水平、敏感水体及饮用水源地分布等特征，将沿滩区境内的村庄按照城郊融合区、环境敏感区(饮用水源地保护区、釜溪河沿岸区、沱江沿岸区)、一般区域进行划分。坚持近期和远期相结合，以“资源化利用，环境敏感区优先推进，聚居区重点治理”的要求逐步推进实施，将规划建城区范围内的村庄采用纳管处理，其余地区按照30户的界限划分聚居区，环境敏感区的聚居区采取建设污水处理设施方式进行处理，其余区域的村庄结合农村厕所改造，生活污水采用资源化利用进行消纳。治理体系如图12所示。

图12 农村生活污水治理体系Fig.12 Rural domestic sewage treatment system

2.3.1 资源化利用

适用于周边有林地及农田的村庄。生活污水经过三格式化粪池简单处理后用于林地消纳、农作物施肥、果蔬种植、庭院绿化等[13]。在沿滩区的农村污水治理体系中，针对在规划纳管之外且30户以下的散户尽可能考虑地形地貌，周边植被、农田等条件，结合农村改厕将生活污水进行资源化利用。

资源化利用需要进一步研究：一是农田利用具有一定的非持续性和季节性，污水的排放具有持续性，所以在实际操作中需要建设一定的储存污水措施进行配套；二是不同土地的污水容纳上限是一定的[14]，对所纳污水量的要求也不一样，需要进一步科学计算不同土地利用类型的最大消纳污水量。防止在资源化利用过程中造成土壤、地下水的二次污染。

2.3.2 聚居区治理

对于人口相对积聚，污水排放量较大的区域。规划中确定30户以上的聚居区才进行建立污水处理设施或者进行转运，集中式污水处理设施主体工艺可采用：A2/O、厌氧+生物接触氧化、SBR、AO+人工湿地。

2.3.3 规划纳管

适用于县城、乡(镇)污水处理设施周边且具备纳管条件的村庄，通过铺设管网，将污水统一收集到县城、乡(镇)污水处理设施进行处理。城镇化范围主要根据《自贡市沿滩区域乡村建设规划(2018-2030)》，城镇管网建设也是同步进行，所以根据沿滩区各场镇建设总体乡镇规划图来确定各乡镇能够纳管所覆盖的范围，将规划建城区范围内的村庄生活污水采用纳管方式进行处理。

3 结 论

本文基于GIS、RS技术，以沿滩区为实例，研究农村生活污水治理规划体系，并得到以下结论：

3.1 结合行政村边界和重点环境保护边界，划定环境敏感村。沿滩区19个村为水源地保护、26个村为釜溪河保护、3个村为沱江保护，对环境敏感村进行优先治理。

3.2 从居民点的分布状态，建立高精度的农村居民聚区识别方法。识别出沿滩区30户以上的农村聚居区74个，估算出总纳入有4 694户，18 778人，占全区总人口的7.57 %。

3.3 构建出农村生活污水治理规划体系。通过“聚居区空间识别-现状调研分析-治理模式选择”三步，实现对农村生活污水因地制宜、因人制宜、因财制宜、因时制宜的精准治理。

3.4 提出针对西南地区的农村污水治理策略。以“环境敏感区优先推进，聚居区重点治理”的要求，坚持“资源化利用优先，集中处理为辅”的原则，分区分类推进农村生活污水治理。