为充分了解农村生活性市政公用设施的地域差异性,分别选取了自然条件与社会条件较为典型的3座村庄,通过市政公用设施的建设运行情况、村民使用情况等方面的直接体现,以及村庄经济发展水平、村民生活习惯等方面的间接体现,综合分析不同地区乡村市政公用设施的差异和突出问题(表1,图1)。
表1 案例乡村的基本特征
Tab.1 Basic characteristics of the case villages

资料来源:百度百科.

图1 案例乡村区位图
Fig.1 Location of the case villages
资料来源:笔者自绘.
为满足村民日常生活所需,研究中的3 座村庄基本都建成了各自的市政公用设施服务体系,但系统的完善程度、服务效能、设施利用率等存在较大的差别(表2,图2)。表2 案例乡村的市政公用设施建设现状
Tab.2 The present state of municipal utilities in the case villages

资料来源:笔者总结.

图2 乡村市政公用设施现状示意图
Fig.2 The sketch maps of municipal utilities in the case villages
资料来源:笔者自绘.
供水系统的安全性依赖于水资源的利用条件。为了便于取引水源,早期的村民聚居地往往依水而建,随着自然演变和人为活动的影响,水源条件逐渐变化,供水系统被迫进行调整。就目前而言,由于乡村地区的地下水水质普遍优于地表水,所需设置的水处理工艺简单,一般仅通过消毒处理即可达到饮用水水质标准,因此乡村生活用水水源绝大部分采用地下水。小朱家村紧邻Ⅲ类水质水体牡丹江,根据其周边东京城镇的水资源勘测与评价,该区域地下水多年平均补给量864.68×104m3/a,地下水开采量709.25×104m3/a,利用条件良好,多年来村内的地下水集中供水系统运行稳定。加车村位于西南山区腹地,地表水位于村庄下游且陡涨陡落,水源仅能依靠附近山泉,随着水源点泉水量的减少,不得不“翻山越岭”由长距离输水管道将较远的水源引至村内,为水源保护、原水监测、管道压力控制、水头损失控制等带来了困难,这也是造成加车村原供水系统废弃的主要原因之一。受水环境污染的影响,开弦弓村的主供水源经历了本地河水集中供水——地下水分散供水——地下水集中供水——太湖水集中供水的演变,在这一变化过程中,可利用水源的多元化起到了重要作用。
区域供水系统发展有效带动乡村用水改善。与小朱家村、加车村较为独立的村庄布局不同,太湖平原各村镇在用地、交通、水系等方面联系紧密,呈现面状发展的态势,这就为市政设施的组团式建设提供了适宜的条件,开弦弓村的现状供水系统即纳入了吴江区的区域供水工程,水厂总供水规模达到30 万m3/d,出厂水通过一级管网输送至各镇供水站,再由环状管网向其服务范围内的村庄供水,有效提高了供水保障和管理水平。
管理的盲目性成为设施发挥效能的巨大壁垒。一般而言,供水工程由村民集资建设,或由市(县) 级政府统一实施“农村安全饮水工程”,根据原水水质、处理工艺、服务范围、管网复杂程度等的不同,维护需求和难度也不尽相同。加车村原供水系统由政府筹建,原水引自周边的山泉水源点,经消毒设备与清水池后输送至用户,由于缺乏对系统的科学判断,维护管理不到位,含沙量较高的原水未经沉淀进入管网,引起系统严重堵塞,形成“源头有水、龙头无水”,最终沦为废弃;目前各家各户为图便利,采用数公里长的橡皮管分别引水,架空管线交织更是形成了“供水蜘蛛网”的独特风景(图3)。
图3 加车村架空给水管
Fig.3 Overhead water-supply pipes in Jiaju village
资料来源:笔者拍摄.
设施的发展与习俗的沿袭有机碰撞。尽管很多村庄已建成了完善的集中供水系统,村民仍然没有舍弃长期形成的用水习惯,以小朱家村为例,即使不必缴纳集中供水的水费,村民仍然习惯于用庭院中自建的水井打水浇洒菜园、冲洗庭院;即使自来水水质在饮用水标准之上,村民仍然认为河水洗衣服更为洁净,这些对于供水设施的总规模和水量变化情况均会产生影响(图4)。
图4 小朱家村村民在江边洗衣
Fig.4 Villager washing clothes by the river in Xiaozhujia village
资料来源:笔者拍摄.
村庄的用地布局与排水系统相关。山区村庄的住宅往往依山就势,集聚程度较低,加之地形起伏的影响,导致污水统一收集的投资高、难度大,加车村受此影响,污水集中处理率不足70%,偏远的农户直接采用化粪池独立处理;开弦弓村受河网切割呈组团式布局,其中新村片区按照“分区集中”的原则,率先建成了地埋式一体化污水处理设施及配套管网,避免了污水管道频繁穿越河道。排水系统受气候与地质条件的限制。小朱家村所在东北地区的冻土深度为1.8m,若建设集中式的污水收集管网,必须满足覆土条件,调查显示该地区地下火山玄武岩分布广泛,土层薄,地下水埋藏浅,管网建设的难度极大,因此逐渐形成了分散式渗井的简易处理形式。加车村所在地区的多年平均降雨量达1 115mm,属雨量丰富的地区,苗族传统的吊脚楼有效应对了建筑防潮防水的问题,但针对区域性的水患和山洪威胁,主要依赖于村内间隔布置的泄水通道,以及周边洼地冲沟、梯田引水渠等。便利性和经济性对乡村能源结构起决定性作用。与水资源类似,为保证获取和使用的便捷,本地的能源分布成为村民用能选择的基本依据,其中,东北地区是我国能源转型过程中浅层地热利用项目最多的区域之一,小朱家村也依靠丰富的地热资源建立了集中供热系统,技术应用较为成熟,但由于实施前缺少必要的投资回报分析,后期收费制度无法被村民接纳,造成系统废弃、投资浪费。开弦弓村在本地工业发展和区域经济带动下,基础设施建设和物流业发展迅速,为商品能源的引入提供了优越的条件,瓶装液化气的销售达到了“站点入村、挨户叫卖”的便捷程度,逐渐引导了生活能源结构的转变,目前的液化石油气普及率已经达到了100%。此外,乡村产业也为村民提供可利用的副产品,以种植业为主的村庄,村民习惯于回收田地中的秸秆、玉米棒等用作燃料;森林资源丰富的村庄,村民在获取松果、蘑菇等产品的同时,也会拾捡木柴作为燃料。传统的生活习惯对能源利用具有重要影响。随着可利用能源的多样化发展,小朱家村的采暖、炊事需求已经能够通过浅层地热、电能等予以满足,但受观念、习惯、感受的影响,传统的火炕和薪灶仍然具有不可替代性,据统计,我国寒冷地区利用火炕采暖的比例达到81.3%(赵云兵,2013),这就必然带来了薪柴、煤等传统能源的使用需求,据统计,东北地区乡村的能源利用比例仍然以薪柴、秸秆、煤炭等占据绝对优势,这一特征在加车村的室内围炉、开弦弓村的烧水煤炉等设施中均有体现(图5)。
图5 开弦弓村家庭薪灶
Fig.5 The household hearth in Kaixuangong village
资料来源:笔者拍摄.
受地域环境和人为因素的共同影响,不同乡村市政公用设施的建设重点也不尽相同。在东北地区,冬季采暖是需要解决的首要问题,各类设备、管道在低温条件下的工作效率也备受重视;在西南少数民族聚居区,提高供水可靠性、预防传统木质结构建筑火灾是安全保障的关键,分别要求针对供水系统、电力线缆布设等提出更加有效的措施;在江南地区,以合理的排水系统促进河网的水质保护和洪涝防治是主要任务。这与针对村民关于市政公用设施改造意愿的问卷调查结果基本一致(图6)。

图6 村民迫切改造的市政公用设施类型统计
(样本数量:35-47)
Fig.6 Statistics of the municipal utilities that villagers wanted to upgrade (sample number: 35-47)
资料来源:笔者自绘.
根据以上分析,乡村的地域特征与市政公用设施之间联系密切,二者良好的匹配度能够有效促进乡村的健康发展,反之,二者的矛盾冲突不仅会阻碍农村社会的进步,而且将造成巨大的资源浪费。归结至市政公用设施布局的问题,首先是缺少对本地基础信息的调查分析,忽视了村民作为设施使用主体的实际需求;其次是对乡村规划的重视程度不足,市政系统易于呈现片面性和混乱性,甚至影响安全性;第三,缺乏对市政系统全生命周期的正确认识,设施建成后的维护管理较弱。因此,应当积极开展乡村市政公用设施的规划,因地制宜提出实施策略,有效提高系统的服务效益。
在城市规划前期阶段,一般要求对区域资源分布情况进行详细的勘察和论证,以支撑规划的可行性,但乡村地区由于需求量小、用户分散等原因,往往难以做到。为了对本地资源条件形成更加具象的认知,建议以邻近的镇(乡)、市(县) 研究结论为参考,充分了解本地资源利用的历史变化和突出问题,以期缩小可利用资源的范围,再通过技术经济比较进一步明确实施方案。从水资源的角度,当地表水水量、水质能够满足原水要求时,宜优先选择地表水为水源;地表水枯水流量保证率低或水质在Ⅲ类以下时,可选择地下水源,但需考虑地表水对地下水的补给影响。水源开采前,应当以一定时间内的水质检测为依据,确定针对性的水处理工艺,例如针对高含沙量地表水的沉淀措施,针对高铁锰含量地下水的除铁除锰措施,针对高硬度地下水的软化措施等等,有条件的村庄建议形成完善的工艺,水质较好时可对部分工艺实施超越,以应对可能发生的水质恶化。若本地水资源条件较差,建议综合周边村镇、城市用水建立区域性的原水和供水工程,增大工程效益;对于村落较为分散的地区设置独立的引水工程,应当按照“取上游、多水源、多管路、互备用”的原则实施,并在原水进入村庄后增设沉淀设施和蓄水池,进一步提高供水保证率(图7)。在水资源紧缺的地区,推广分质供水,建议以住宅为单位建设屋面雨水收集系统,储存在雨水罐中的水可用于庭院的浇洒、花园的灌溉等方面;目前集成化的污水处理设施发展迅速,在满足相应的回用标准后,再生水也可作为农业灌溉、景观补水等方面的水源。此外,水资源的利用还应当考虑农村消防的需求,消防供水系统优先考虑与生活供水系统合建。
图7 加车村给水工程规划图
Fig.7 The plan of water supply system of Jiaju Village
资料来源:上海同济城市规划设计研究院有限公司,2016.
从能源的角度,在我国能源发展改革的大背景下,挖潜本地的清洁能源具有更高的优先级。在具有规模化优势的冬季采暖区域,例如,在冶炼、水泥等产业发达的地区,可以回收工业余热作为区域供热热源之一,促进节能减排;在农业废弃物、动物废弃物、城市固体垃圾等生物质原料稳定的地区,可以开展生物质热电联产;在浅层和水热型地热资源丰富的地区,可以利用地热能进行集中供热(制冷)。在不具备集中供热条件的区域,可以根据就地利用的条件,发展分散式的地热开发、家用燃料锅炉、电力采暖等。针对炊事能源,目前电器设备已基本普及,气源条件较好的平原村落、城中村、城郊村等可引入管道天然气系统,发展养殖业的村庄或农户可利用粪便回收沼气,交通方便、具备配送条件的地区可采用瓶装天然气。此外,日照资源丰富的地区可采用太阳能热水器、太阳能路灯,甚至用于发电。
与城市市政公用设施系统集中化发展的趋势相比,乡村呈现出更加多元的特征,对于乡村市政公用设施规划的制定,除取得资源支撑外,还应协同考虑地形地质条件和村庄空间布局。住宅集中的平原地区,以城乡统筹、联村或独村的集中建设模式为主,形成规模化效应,利于统筹管理;为减少复杂节点、降低维护难度,河网发达的村庄污水系统在满足出水水质要求的前提下,可按照“大分散、小集中”的原则分区实施。住宅分散、地形起伏较大的地区,应当慎重选择集中式的系统,其中,压力流的生活供水、供热、供气系统可以根据设计压力范围规划服务分区,以满足用户需求,延长设施寿命;重力流的污水系统尽量依托地势组团式发展,距离较远的分散住宅可规划独立的一体化处理设备,实现就地处理、就近回用,避免长距离的输送管道影响下游系统埋深、增加投资。在供水管网难以覆盖、水量与水压不稳定的地区,消防供水系统需要增设消防水池。在地质条件较差的地区,应将施工难度、投资变化与服务效能、环境影响等叠加分析,综合确定系统布局形式。
相较于城市,乡村雨水系统具有综合径流系数小、汇水范围小、汇水时间长等有利条件,一般可采用道路边沟将径流导入水体。平原地区的规划重点为内涝防治,应在保证边沟顺畅性的基础上,保留合理的河道、水塘、花坛、洼地,提高自身的雨水调蓄能力;山地地区的规划重点为应对暴雨冲刷,住宅的截洪系统应与山体的排洪系统、村庄的排水系统有机结合,将外水引导至居住区以外,村庄内部根据自然形成的排水通道进行细化设计,可引入植草沟、生物滞留带等低影响开发技术,在排水沟底种植植物、铺设草甸或鹅卵石,减少水土流失,降低径流速度,延缓径流峰值,但需考虑各类低影响开发设施在西部干旱地区、北部寒冷地区的适用性(李功成,等,2018);针对现状砖砌或混凝土排水边沟的改造,可采用与村庄风貌相统一图案的盖板予以覆盖,提升环境景观(图8)。
图8 排水沟建设形式示例(左:植草沟,右:盖板沟)
Fig.8 The examples of drains (left-grassed swale, right-cover ditch)
资料来源:上海同济城市规划设计研究院有限公司,2016.
平原地区具有新农村改造计划的村庄,一般会对道路进行拓宽,市政管线敷设位置应严格遵循净距要求,有条件的村庄可推进电力、通信线路的地下化,并尽量协调管线敷设与道路建设同步实施。土地资源紧缺、历史价值高、民族特色突出、旅游资源丰富的传统村庄一般不会开展大规模的改造,但随着市政公用设施系统的逐步完善,市政管线数量与住宅密集、道路狭窄的空间矛盾日益突出,在进行管线综合规划时,应当兼具“生命线工程”的安全和使用便利,参照古城改造、历史文化街区保护等相关研究、规范排布管线;仍然无法满足空间需求时,可在考虑安全防护措施后,将电力、通信线缆沿巷道两侧的建筑架空敷设,或通过缆线盒的方式贴于雨水沟壁敷设;污水管道与给水管道的间距不足时,可将污水管道敷设于雨水边沟下方,检查井采用河马井等小尺寸设施。
气候条件对设施工艺效率的影响在建设前往往缺少适用性分析,导致系统的“水土不服”。例如,高温条件下藻类易于生长,影响给水储存时间;低温条件下水中颗粒的运动速率低,影响给水混凝反应;低温条件下微生物活性低,影响污水生物处理和沼气发酵产气。这些工艺或改造措施的选择,在规划阶段即会对系统布局和设施占地产生影响, 因此必须摒弃机械化的建设模式。
除考虑上述客观因素外,用户的主观意愿对于设施的正常运营具有重要作用。对于村民长期形成的生活习惯,应当根据其环境影响确定发展方向。例如,自家井水杂用、河水洗涤衣物等习惯,一般在环境可承载的范围内,为便于村民日常使用,可结合村庄改造建设水系沿岸的洗衣平台;大量使用薪柴、秸秆、玉米棒、煤炭等普通燃料的习惯,源自长期的使用感受和未能协调的收费问题,由于其对消防安全和环境污染的隐患较大,应当根据村民的可接受度,开展必要的经济测算和收费制度研究,通过规划引导和政策扶持,逐步调整能源结构。针对火炕、土灶台等普遍配备的设施,不应全盘否定,可逐步推广节能吊炕等改造方案,或研讨电热炕、水暖炕等替代方案的可行性;污水直排或简易处理的习惯,应当从培训村民的环保意识着手,通过政府投资、村民配合,逐渐改变现状模式。
值得一提的是,在以上主客观因素的综合作用下,供水、排水、供能等系统均呈现出多元的结构,规划在进行负荷预测时,应当分区、分类开展供需匹配,核心设施宜按总规模控制,以应对未来供需结构的逐步调整。以小朱家村为例,在保留村民使用自建水井、牡丹江水习惯的情况下,集中供水系统仍然应按村民生活用水的总规模设置。
乡村的空心化、老年化、文化水平低是我国普遍存在的实际情况,经济落后的西部地区尤为明显,而市政设施的建设维护技术性强、变化性大,若缺少专业人员或针对性的技术、知识培训,往往造成“有而无用”的结果。因此,在市政公用设施规划中,应将设施的后期维护管理方式作为重要考量,有条件的地区优先引入“建管一体化”的理念,由政府牵头成立第三方管理公司作为实施主体,保障设施的长效运行(刘学红,等,2018);条件尚不成熟的,尽量制定具有针对性、系统稳定、工艺简单、操作便利的技术方案,如一体化净水设备、无电力全生物污水处理设备等,培训村民进行日常管理,专业人员定期巡查(孙增峰,2018)。
市政公用设施规划是乡村规划中的重要一环,在国家实施乡村振兴战略的背景下,探讨科学、适用的市政公用设施规划策略对于满足农民生活需求、改善乡村人居环境、传承乡村传统文化、发展乡村经济社会具有重要的支撑作用。而乡村是具有自然、社会、经济特征的地域综合体,探寻乡村在资源、地形、地质、气候、环境、习俗、文化等方面的地域差异性对市政公用设施布局的影响,能够在最大程度上遵循事实,引导顶层设计,有效推进乡村发展。
全文刊载于 《城市规划学刊》 2019年第7期
刘晓青 上海同济城市规划设计研究院有限公司 总工程师 市政规划设计所所长
邓晶 上海同济城市规划设计研究院有限公司 市政规划设计所主创规划师(原)
纪瑶瑶 上海同济城市规划设计研究院有限公司 市政规划设计所规划师
谢中元 上海同济城市规划设计研究院有限公司 市政规划设计所所长助理副主任规划师(兼)
周梅 上海同济城市规划设计研究院有限公司 市政规划设计所副主任规划师 同济大学建筑与城市规划学院 硕士研究生