集聚型與分散型鄉村排水設施規劃策略
——以連州市鄉村為例

■ 謝家強 郭秋萍 曾小瑱

鄉村是村民集聚定居的空間形態，亦是農村經濟社會發展的基本載體。美麗鄉村建設是當前建設社會主義新農村，改善村民人居環境，提高村民居住生活質量的重要舉措。排水設施建設是美麗鄉村風貌整治的重要內容，然而鄉村經濟的長期滯后發展，導致鄉村排水設施建設基本處于停滯狀態，尤其是偏遠山區，排水設施建設更是長期處于短缺狀態。鄉村排水設施規劃是鄉村衛生整治建設的重要技術指導，因地制宜制定科學而實效的排水設施規劃，既有助于充分利用鄉村現有的各項資源優勢，避免建設過程中出現盲目性與無用耗資，又能確保規劃的順利落地以及實施的高效運行。

鄉村村民生活產生的污廢水是鄉村最主要的污染源。農村生活污水主要來源于餐廚污水、洗浴洗滌、沖廁水、畜禽養殖以及農產品加工等。通常具有如下特點：含有一定量的氮磷，可生化性好；基本不含重金屬、有毒有害物質；水質、水量地域時空差別明顯；大部分農村缺少污水收集處理系統，污水未經合理處置就排放至河流、湖泊等，影響農村生態環境。

鄉村排水設施則是收集、輸運與處理污水的重要基礎設施，對控制鄉村污染，恢復鄉村環境具有重要作用。近年來，國家加大了對鄉村排水設施投資建設力度，2008 ～2016年城鄉排水設施建設統計公報結果（見圖1、2）表明：全國鄉村排水管渠年建設總長度以年平均增長速率6.70%～10.64%的趨勢穩定增長；此外隨著國內鄉村污水處理技術逐漸成熟，鄉村排水設施總投入占市政基礎設施投入的比例，以及對生活污水進行處理的行政村數量比例也有大幅提升。截止到2016年，排水設施總投入已占市政基礎設施投入的10.79%，全國已有20%的行政村引入了鄉村污水處理設施，其中，山東省內鄉村排水管渠總建設規模已超過10萬公里，浙江、上海、江蘇、北京、福建等經濟水平較高地區超過50%以上的行政村已開展了生活污水處理。總體上，國內鄉村排水設施建設較過去有了很大的提升，但目前鄉村排水設施的規劃設計還存在較大的盲目性，大多按照傳統的鄉村污水處置經驗直接進行施工，而且國內現有的鄉村規劃在解決鄉村排水問題方面多以《鎮規劃標準》（GB50188-2007）和《中華人民共和國城鄉規劃法》為準，對鄉村排水設施配置只是提供了原則性、引導性、控制性的內容，導致排水設施規劃與建設過程無法與現狀基礎條件進行有機銜接，以至于無法保證排水設施規劃順利實施。另外，已建成的鄉村排水設施也普遍存在以下問題：（1）重建輕管，污水處理設施效率低、荒廢嚴重。（2）污水處理設施覆蓋率低。（3）建設管理模式落后，效率低。（4）技術方案水平參差不齊，設施穩定性和耐久性不足等系列問題。

圖1 國內鄉村排水設施建設情況

鄉村振興發展的基本要求是環境優美、村容整潔。只有以鄉村排水導致的環境衛生問題為導向進行鄉村排水設施規劃，提出適合鄉村建設的落地性與可實施性的建設方式，才能真正實現鄉村生態文明建設。由于我國的鄉村地域文化差異較大，鄉村集聚定居的空間形態各有特點，對鄉村排水設施規劃策略的影響也各不相同，其中最典型的空間形態屬集聚型與分散型兩種鄉村。因此，本研究將在梳理現狀鄉村排水設施主要建設模式的基礎上，分別選取集聚型與分散型兩種典型美麗鄉村建設為示范，分析研究其在建設過程如何因地制宜結合現有基礎條件，提出切合實際、經濟實用、可操作性強的排水設施規劃策略，為實現建立鄉村良性的水循環系統奠定基礎。

圖2 全國各省排水管渠的建設總量及開展生活污水處理的行政村比例

一、鄉村排水設施

鄉村排水設施承擔鄉村生活污水的收集、輸移、處理以及排放功能，是一個系統化的復雜網絡系統。鄉村排水基礎設施規劃設計的主要內容包括排水收集系統與污水處理系統兩個部分。

（一）排水收集模式

排水收集系統是主要承擔收集鄉村生活污水、雨水的管網或渠道。按照污水、雨水是否采用同一排水系統進行收集，分為雨污分流管渠與合流管渠。目前鄉村常用的排水收集管渠主要包括以下幾種類型：

1.雨污合流明渠

通常是在房屋建筑周邊自建的排水明溝。晴天時，餐廚污水、洗浴廢水等直接通過建筑出戶管排入或直接傾倒入明溝中；雨天時，建筑周邊的雨水徑流按照地面地勢，順勢流入明溝中。該類收集模式因建設簡單且費用少，通常廣泛存在于村莊中。由于經常缺少清理維護，在雨污合流明渠中，出現垃圾肆意丟棄，餐廚垃圾滯留，飼養禽類，污泥、污水黑臭等問題，衛生條件極其惡劣，特別在夏季時，渠道惡臭問題尤為突出，因而該類收集模式將是整治的重點。

2.雨污合流暗渠

在雨污合流明渠的基礎上，敷設蓋板進行暗化，生活污水僅由建筑出戶管排入渠道中，地面雨水則通過蓋板間的縫隙流入。合流暗渠在一定程度上，遏制了垃圾肆意丟棄、污水傾倒、禽類養殖等行為，并有效隔絕了渠道黑臭感官效果，提升了鄉村排水的衛生環境，因而該類收集模式是目前鄉村排水渠道整治應用最廣泛的方式。

3.污水管+雨水渠

在村莊的主要道路或巷道下、明暗渠道中單獨敷設一套完整污水管網系統，收集各建筑出戶管排放污水，并輸送至下游污水處理系統。同時保留村莊排水渠道，承擔雨水的收集功能。該收集系統可基本實現污水完全收集，并且污水通過管道輸送，極大改善了排水的衛生條件。可作為鄉村近期和遠期排水規劃的重要策略。

4.污水管+雨水管

在村莊的主要道路或巷道下分別敷設污水管網和雨水管網兩套系統，單獨收集污水和雨水，實現雨污水完全分流。由于單獨建設兩套管網系統工程量大且成本高，不適于一般鄉村排水設施規劃，如美麗鄉村建設對雨水收集利用有特殊要求情況除外。

由于現階段鄉村排水收集系統建設缺少統一標準進行規劃設計，在鄉村的實際建設過程中，排水收集系統通常是以上各類收集模式的組合形式共存。

（二）排水處理設施類型

排水處理設施是排水收集系統末端的處理污水，并達到一定水質排放標準的設施。鄉村污水處理的主要模式包括接入市政管網模式與就地處理模式。接入市政管網模式可用于各種建設規模的鄉村，充分利用城鎮污水廠進行處理，具有有效降低建設投資，縮短施工周期，方便統一管理的優勢，但該模式通常要求鄉村距離市政管網距離較近（5km以內），且具備地形優勢滿足豎向接入要求。就地處理模式分為集中式處理與分散式處理兩種模式。

1.集中式處理模式

是具備一定處理規模要求的生活污水處理模式。該模式適用于村莊布局相對集聚，人口規模較大的單村或聯村污水處理，具有節省土地資源、集中管理以及保障高效運行的特點。常見的污水集中處理模式如表1，圖3、圖4所示：

圖3 一體化生物集成處理設施

圖4 人工濕地處理系統

表1 常見的污水集中處理模式特點

2.分散式處理模式

通過各種分散型處理設施對污水進行凈化處理的模式。該模式適用于村落布局分散，相互距離較遠，地形條件復雜，河網水系分割等不利于采用污水管網收集并進行集中處理的鄉村。分散式處理設施通常就地取材，營造生態凈化環境處理污水，工程造價及運行成本較低，便于進行協調建設等。常見的污水分散處理模式如表2、圖5～圖9所示。

表2 常見的污水集中處理模式特點

圖5 濱岸生態濕地

圖6 生態浮島

圖7 微型土地處理系統

圖8 人工生態塘

圖9 多級階梯式生態溝A-A剖面示意圖

二、案例分析

（一）案例概況

區村落，村域面積約26.33km2，包含田心村、板寮村（上板寮與下板寮）、蚊子沖村、桐木沖村四個自然村落，居民點較為分散，規劃面積分別約為20.67ha、13.45ha、6.37ha、3.84ha。四個自然村依山而建，散落分布在山間溝壑，地勢變化明顯。現狀全村共138戶、550人，各村落分別為173、

大營村與田心村位于廣東省北部連州市瑤族瑤安鄉，湘粵邊境（見圖10），是湘粵文化習俗交融匯聚的地方，北靠湖南臨武，東連宜章，西接瑤族自治縣，南臨清遠。

大營村是瑤族鄉南部的歷史文化村落，村域面積約782.73km2，居民點均集中于大營村莊，村莊規劃面積8.55ha。村莊地勢較為平坦，依新九河而建，東側靠山，其余三側為新九河環繞。現狀村莊共326戶、1350人，屬于典型的集聚型鄉村。

田心村是瑤族鄉北部的自然保護149、122、106人，屬于典型的分散型鄉村，如圖10所示。

圖10 大營村和田心村地理位置

圖11 大營村（左）和田心村（右）村域概況

（二）排水設施規劃模式分析

1.集聚型鄉村排水設施規劃————大營村

（1）排水設施現狀識別

①雨污混流，環境衛生質量低

大營村尚未建設完善排水系統設施，采用雨污合流渠道排水。村內建筑周邊與主要巷道下均建設有排水渠道，主干巷道的渠道已敷設蓋板暗渠化，而建筑周邊的溝渠基本明渠狀態，渠道內長期收集輸送污水，明渠黑臭現象突出；生活給水管道大部分穿行于排污渠道中，甚至長期浸沒在黑臭的污水、污泥中，供水水質難以保證；村莊外圍排水主干渠中堆滿建筑垃圾、雜草等，影響渠道的輸排水能力。

②污水收集渠道不完善、污水集中收集率低

村莊內現狀污水收集渠道不完善，尚未全部覆蓋村落；污水干渠平行于地面建設，部分污水干渠的豎向銜接困難，導致污水集中收集率低。

③部分污水直排河塘、污染水環境

村莊內部分污水直接通過渠道排入新九河、池塘等水體。長期排放污水導致水體受到較嚴重的污染，特別在旱季時，易出現水體富營養化現象。

④污水處理工藝簡單，缺少運營維護，排放水質難以滿足要求

現村莊西南角建設一處污水集中處理站；但缺少基本的運行維護措施與安全保護措施；污水處理工藝為簡單型無動力厭氧處理，處理后的排放尾水無法保證滿足排放要求。

⑤雨水排放設施不完善，影響污水處理穩定性

村莊雨水直接匯入雨污合流渠道，過量雨水對污水處理設施造成較大沖擊、影響污水處理的穩定性。

（2）排水設施規劃策略

大營村屬于較大規模的集聚型村落，適宜采用集中型污水處理設施。針對排水設施現狀問題，結合現有的排水設施條件，從規劃實效性角度，確定規劃總體思路：1）整治村莊渠道臟亂差現象，建設完善的排水收集設施，改善村莊排水衛生環境，提高污水集中收集率，減少直排入周邊水體的污水量，同時保障雨季排水安全。2）改造現有的污水處理工藝與設施，深化處理污水，提高尾水的排放標準，削減污染物排放負荷，遏制村莊水體污染。

①近期改善排水渠道臟亂差，深化改造污水處理工藝

a開展排水渠道“三清”措施

清理村內排污明渠中生活垃圾，改善其衛生條件；清除明渠內長期積蓄的黑臭污泥水，并定期引用清潔水源沖洗，消除渠道黑臭問題；清除村外排水干渠中堆棄建筑垃圾、雜草等，恢復渠道排水能力（如圖12所示）。

b梳理排水渠道管線、深入推進污水渠道暗渠化

按規范要求重點梳理排水渠道中管線：做到給水、污水管線不同行，且保持基本的水平與垂直間距；繼續推進對衛生條件較差的明渠暗化，減輕渠道黑臭等問題。據調研統計，近期加蓋暗渠化的黑臭渠道總計1.35km（如圖13所示）。

c新建截污干渠，提高污水收集處理率

溯源調查分析現狀污水渠道的排向表明：村莊西、北側片區污水直排入新九河、排水干渠以及水塘，南側片區污水多數直接散排入農田，僅中部片區污水可經現狀污水渠道收集并排入污水處理設施。規劃沿村莊外圍新建污水截污干管，沿途截流北側、西側、南側散排生活污水，輸送至污水處理站，提高污水收集處理率；由于村莊排污渠道為雨污合流渠，在截污干管上增加溢流井，減少過量雨水負荷對處理站的沖擊（如圖14所示）。

d改造污水處理設施，增加污水末端凈化工藝，提高出水水質標準

村莊生活污水主要來源于人、畜禽糞便排泄物，洗浴、洗滌以及餐廚清洗等。污水中有機物、氮磷營養鹽成分含量高，長期超標排放易導致水體富營養化。基于常駐村民規模1350人，日平均用水量約為200L/d，污水總量按用水總量85%計，預測村莊日平均污水總量約為230m3/d。

根據污水處理站現有的厭氧處理池工藝及規模，從系統角度綜合考慮處理工藝對有機物降解、運行維護管理、出水水質標準以及建設總投資等方面因素，規劃在現有的污水處理設施末端增建人工濕地，處理厭氧池排放尾水，進一步提高脫氮效果。

污水處理工藝改造：結合生活污水常規處理工藝與現狀污水處理構筑物運行方式，將串聯的4個污水處理池，升級改造初級沉淀池+厭氧處理池+二次沉淀池；其中初級沉淀池去除污水中較大顆粒懸浮物；厭氧處理池氧化降解有機物、營養鹽；二次沉淀池分離活性污泥與污水；同時為保證污水處理構筑物正常運行，定期清掏污水處理池中的沉積物。升級改造后的處理工藝為：生活污水→化糞池→初級沉淀池→厭氧池→二級沉淀池→人工濕地→出水。

圖12 現狀污水渠道整治示范

圖13 大營村明渠暗化分布圖

圖14 環村截污干渠規劃圖

人工濕地規劃：本研究充分利用污水處理設施至新九河的疏水溝渠，將其改造為潛流式生態溝渠，處理污水處理池排放尾水（如圖15所示）；結合溝渠現狀地形高差優勢，可將潛流式生態溝渠建設為多級階梯式人工濕地，層層分級，將人工濕地劃分為若干微型處理單元，通過階梯跌水過程，創造“厭氧-好氧-厭氧……”的循環空間，提高人工濕地的脫氮除磷效果。

通過多級階梯式人工濕地的多級過濾、跌水復氧、生物自凈作用，提高了尾水水質標準，達到污水排放要求；人工濕地植物可選用美人蕉、菖蒲、荷花、鳶尾、香蒲、燈芯草、蘆葦、水芹等具備較好水質凈化的植物類型。

②遠期逐漸實現雨污分流、完善污水處理系統，疏導村莊雨水安全排放

在近期排水規劃基礎上，提出在村內逐步新建污水管網，收集村莊建筑出戶管排放污水，實現污水完全收集，徹底改善村莊排水收集系統衛生環境。

a污水量預測

主要用水為村民生活用水，用水時刻多為集中三餐時間，污水的日變化較為明顯。本研究參照《鎮規劃標準》（GB50188-2007）、《廣東省農村生活污水處理適用技術和設備指引》《室外排水設計規范》（GB50014-2016）等標準、指引文件，按照遠期規劃人口數1500～2000人，日變化系數取2.3，估算村莊最高日最大時污水量約為6.8～9.1L/s。

圖15 多級階段式生態溝規劃圖

b污水管網規劃

根據遠期村莊最高日最大時污水量，確定污水主干管的最大管徑為d300；村莊主要巷道下敷設污水干管DN150，各建筑污水出戶管按要求自主接入污水干管（如圖16所示）。

圖16 大營村遠期污水管網系統規劃

c雨水系統規劃

基于ArcGIS分析匯水子流域，將村莊內雨水排水劃分為3個分區（如圖17所示），疏導地面雨水以最短距離排入周邊河流、水塘等；遠期新建污水管后，可將現狀污水渠改造為雨水渠，疏通清除渠道中的黑臭污泥，恢復渠道排水能力，徹底改善污水渠臟亂差現象。結合水文與景觀設計，在村莊內廢棄地或重要節點因地制宜設置公共綠化，新敷設巷道采用透水性鋪裝設施，滯蓄消納地面雨水徑流。

圖17 大營村雨水排水分區圖

2.分散型鄉村排水設施規劃————田心村

（1）排水設施現狀識別

①生活污水無收集，就近排入周邊渠道或水體

各自然村落主要沿河、山而建，現狀均無成形的污水收集管渠與處理設施，生活污水的排放方式為：河渠沿岸建筑就近接入渠道中、分散居住則就近排入農田或水塘。

②排水渠道明化，黑臭、衛生條件差

自然村內現有渠道以明渠化為主，渠道內水體水質季節性變化明顯，旱季缺少水，水體黑臭問題突出。

③污水僅靠自然凈化，污染水環境

缺少污水凈化設施，污水僅依靠水體自凈；直排污水有機污染物含量高，是村莊水體污染的主要污染源。

④地形優勢利于山洪快速疏導

自然村憑借其有利地勢條件，形成的天然排水渠道或人工建成的排水渠有利于山洪的疏導；渠道中零散石塊亦具有較好的防雨洪沖刷效果。

⑤村中雨水蓄水塘數量多，滯蓄利用雨水

村中多自建雨水收集池或雨水塘，用于儲蓄雨水資源，供給日常生活或澆灌農田使用。

（2）排水設施規劃策略

田心村屬于分散型小規模空間形態村落，適宜采用分散型污水處理設施。針對現狀排水設施現狀問題，結合現有的自然基礎條件，從規劃實效性的角度，確定規劃總體思路：1）整治村莊渠道排水渠道臟亂差現象，改善村莊渠道衛生環境。2）因地制宜的規劃分散型設施，處理村落散排污水，改善水環境質量。3）將生態景觀理念設計融入分散型污水處理設施規劃，提升田心村自然保護區功能。

①近期改善排水渠道衛生條件，增加分散凈化設施，削減污染負荷

a改善排水渠道衛生條件，黑臭渠道加蓋暗化

清理建筑周邊排水渠道中生活垃圾、建筑垃圾，對長期黑臭的渠道進行暗化，改善渠道衛生條件，恢復渠道排水能力，據調研統計，近期加蓋暗渠化的黑臭渠道總計0.45km（如圖18所示）對建筑出戶管進行整治，要求各戶均應自行建設并完善污水出戶管系統，排放污水須先經化糞池進行預處理，再排入村落內的污水塘或者排水渠道內，排水口采用暗裝的形式，提高視覺感官效果（如圖19所示）。

圖18 各自然村明渠暗化分布圖

圖19 建筑室外排水管整治示意圖

b增加分散型凈化設施，削減污染負荷

各自然村落分布分散，且人口規模較小，據預測田心村，板寮村，蚊子沖村，桐木沖村現狀日污水總量分別約 為 29.41m3/d、25.33m3/d、20.74m3/d、18.02m3/d，日污水總量較小，宜因地制宜選擇分散型污水處理設施處置生活污水。

i排水干渠。充分利用各自然村落排水溝渠地形高差，建造多級階梯式生態溝，類似于大營村人工濕地。一方面將渠道系統層層分級，高差化整為零，減少對渠道的沖刷；另一方面層層分級可以營造具備多級過濾、跌水復氧、生物自凈的微處理單元，降解有機污染物、凈化污水。

ii有污水排入的池塘、雨水塘等濕塘。濕塘是典型的封閉型水體，濕塘中種植水質凈化功能較好的植物，將其改造成生態塘，同時根據濕塘規模配置間隙性曝氣設施，增加水體的流動性與溶解氧，提高生態塘污水凈化效果。還可利用生態工學原理建設人工生態浮島，利用植物的根系吸收水中的氮、磷富營物質，使得營養物質得到轉移，減輕封閉水體富營養化現象。

iii微型土地處理系統。微型土地處理系統是利用土壤-微生物-植物組成的生態系統的物理吸附、過濾，微生物降解，植物吸收綜合作用凈化污水。單戶或幾戶等產生的少量污水經過化糞池預處理后，可進入微型土地處理系統進行處理。

iv濱岸生態濕地。利用人工手法，在排水干渠匯入河道處駁岸進行生態改造，建設濱岸生態濕地，駁岸坡度適宜，宜淺則淺，宜灘則灘，滿足土壤自然安息要求，恢復排口生物多樣性，形成具備生態凈化功能的動植物生態系統。充分利用植物的物理攔截、過濾、吸收，微生物的生物降解作用，以及動物捕食等作用，形成良性的生物凈化微單元，處理排水渠尾水，穩定河道水質。

②遠期逐步實施雨污分流、完善污水處理系統，增加集中處理設施

田心村位于自然保護區，遠期將重點發展為旅游型鄉村，其中田心村、桐木沖兩個基礎設施相對較好且集中的自然村落將以提供民宿需求為主，因而對污水基礎設施完善程度的訴求較高。遠期提出逐漸建設污水管網，實現雨污分流，增加集中污水處理設施，滿足出水標準要求。

田心村村莊沿道路呈帶狀分布，桐木沖村莊集中分布在河渠兩側；遠期規劃為人口分別約300人、200人；預測日平均污水總量分別約為51m3/d、34m3/d，最高日最大時污水量分別約為1.77L/s、1.18L/s（日變化系數取3）。基于兩個自然村污水量、建筑分布特點以及地形分析，提出田心村污水設施規劃思路：沿道路敷設DN150干管，巷道及較為分散的建筑邊敷設DN150污水支管，污水管網末端建設處理規模為60m3/d一體化生物集成處理設施，尾水排入河道濱岸生態濕地；桐木沖村污水設施規劃思路：在河渠兩側分別建設DN150污水收集主干管，巷道敷設DN150污水支管，污水管網末端建設處理規模為40m3/d一體化生物集成處理設施，并充分利用下游濕塘改造為生態塘，凈化尾水（如圖21所示）。污水處理工藝分別為：1）田心村：生活污水→化糞池→一體化生物集成反應器→濱岸生態濕地→出水。2）桐木沖村：生活污水→化糞池→一體化生物集成反應器→生態塘→出水。

圖20 田心村分散型污水處理設施規劃圖

圖21 田心村和桐木沖村遠期污水系統規劃圖

排水設施建設是美麗鄉村風貌整治的重要內容，而排水設施規劃與鄉村集聚定居的空間形態有密切的關系。本文綜述分析了國內鄉村排水設施建設過程中主要的排水收集方式以及污水處理設施，并選用國內集聚型與分散型兩種最典型的鄉村空間形態為研究對象，詳細分析目前鄉村排水基礎存在的主要問題，并以問題為導向，結合鄉村已有的排水設施與自身優勢條件，分別因地制宜地提出適合兩個典型鄉村排水設施建設的經濟實用且可操作性強的規劃策略，其中近期鄉村排水設施建設宜以規范整治現有排水收集設施，改善其衛生條件，增建污水處理設施，削減污染負荷為主；遠期逐步完善排水收集與處理系統，提高污染物處理要求，建立鄉村良性的水循環系統。同時，此方式也將為國內類似的集聚型與分散型美麗鄉村排水設施建設提供借鑒價值。