1、GIS 技术在污水处理厂站选址中的应用摘要：通过阐述一个基于 GIS 的污水处理站选址的研究项目，说明了利用 GIS 进行工程选址的可行性，科学性。根据污水处理站选址原则，采用 GIS 空间分析方法对可能存在的污水处理站适宜建设用地进行了选取。 关键词：污水处理站，选址，地理信息系统(GIS)，农村 Abstract: The description of a using GIS to locate the suitable site for a proposed wastewater treatment plant research project is to show the reliab
2、ility, and possibility of using GIS as a tool to select construction site. Based on regulations, the possible sites were selected using GIS spatial analysis methodology. Keywords: Wastewater treatment plant, Site select, Geographic Information System (GIS), Countryside 中图分类号：TU992 文献标识码：A 绪论 十八大指出建设
3、生态文明和美丽中国的战略目标。使中国特色社会主义建设事业，形成由经济建设、政治建设、文化建设、社会建设和生态文明建设组成的“五位一体”的总体布局。近年来农民生活质量不断提高，与此相伴的是农村水污染越来越严重，治理、利用越来越困难，河道、水体水质越来越差。因此，加强污水处理设施建设成为很多农村地区需要解决的问题。 制定城市污水处理系统方案，污水处理厂站地址的选择是重要的环节。它与城市的总体规划、城市排水系统的走向、布置、处理后污水的出路都密切相关。近年来，计算机技术，特别是地理信息技术的发展为城镇污水处理工程现代化、科学化、综合化发展提供了强大的支持。写作本文的目的是通过此项研究为农村规划和工程
4、选址工作提供一些思路，并表明了 GIS 在新农村规划中的应用前景十分广阔，地理信息产业的发展势必会极大地推动信息社会的经济建设和可持续发展。 一项目概述 1选址区域介绍 澜沧县地理位置位于北纬 22012316，东经992910035间。酒井乡勐根村位于县城东南部澜沧至西双版纳 214 国道旁，全境皆为山区，地势北高南低，东、西北面环山，形成盆地，属于地质灾害非易发区。作为南朗河一级支流的南根河从北向南从地块中穿过，勐根村处于其流域内，全村有 8 个自然村，村民 639户，人口约 2741 人。 南根河干湿季流量变化明显，湿季水量大，水质浑浊，干季水量小，水质清澈。南朗河是一条出境河流，也是澜
5、沧县的重要河流之一，与社会和经济发展有十分重要的关系。由于城市污水的排入，南朗河上游水质不同情况超出 IV 类水质标准，个别现象超过 V 类水质标准。 2进行污水处理站选址的目的 根据对勐根村几个寨子的实地调查，各村民小组公共排水排污设施缺乏，雨天山水、雨水在寨子中四处漫流，生活污水、家畜排泄物有随意自由排放的现象，存在垃圾死角，影响寨内环境卫生。 而酒井乡是澜沧拉祜族自治县旅游总体规划中的一部分，其中的老达保是县内打造“六个拉祜”规划中的一个寨。不健全的排水设施一则无法满足今后发展的需要，二则会影响南根河的水质，给人们的生活带来负面的影响。勐根村距离县城较远，且中间有山丘阻隔，如果将此地区的
6、污水排入县城的污水处理厂，从技术和经济角度考虑，都不是一个好的选择。 基于以上原因，在对该地区的规划研究中考虑建设联村污水处理站，并利用 GIS 进行选址分析。 二GIS 技术与工程选址 1相关概念 地理信息系统(Geographic Information System 或 GIS)又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统” ，是一种特定的十分重要的空间信息系统。它处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。 选址，是在建设前对工程建设地址进行考查
7、和决策的过程。选址勘察阶段分为定址勘察，规划勘察两部分。 2选址中应用 GIS 的优势 第一，对于地形复杂，空间跨度较大的地域，进行定址勘察前的初步选址工作很复杂，效率低，综合性差。GIS 基于已有地图数据的输入、分析、运算、显示的功能可以很方便的实现初步选址，实现真正从宏观上、空间上去统筹选址工作。在水工程选址中，特别是大型水利工程（如跨流域调水工程）选址，往往涉及范围广泛，内容复杂。先利用 GIS进行初步选址，再在结果中进行定点勘探，可以节省人力、物力，提高选址的可靠性。 第二，GIS 的空间数据处理功能，是常用的绘图和模型软件无法实现的。GIS 能够在图形上直接实现一些数学计算和逻辑运算
8、，并实现地形的模拟。设计人员和管理人员可以实时、交互地观察不同方案在当地环境中的效果，还可以从指定角度、方向进行方案比较，也可以实现数据的输入输出，自动生成表格、报告等。 并且，GIS 可以在已有的地形资料上方便的完成专题地图的制作。在某一专项图纸缺乏的情况下可以用 GIS 进行生成。 三选址依据 室外排水规范中提出，污水厂位置的选择，应符合城镇总体规划和排水工程专业规划的要求，并应根据下列因素综合确定： （1）在城镇水体的下游， （2）便于处理后出水回用和安全排放， （3）便于污泥集中处理和处置， （4）在城镇夏季主导风向下风侧， （5）有良好的工程地质条件， （6）少拆迁、少占地，根据环境
9、评估要求，有一定的卫生防护距离，（7）有扩建的可能， （8）厂区地形不应受洪涝灾害的影响，防洪标准不应低于城镇防洪标准，有良好的排水条件， （9）有方便的交通、运输和水电条件。 四GIS 选址过程 1基础数据和数据处理 分析中应用的基本数据有：高程图（DEM 模型） 、基本农业用地图（矢量数据）和现状用地图（矢量数据） 。由于地质灾害方面的资料缺乏，而且考虑到该区域为地质灾害非易发区，此次分析中没有包含地质灾害因素。这可以在有需要后再进行补充。下面是对数据处理过程的简单介绍。 1.1 高程分级 数字高程模型显示，该地块地势相对平坦，地形东北高，西南低，地势由东北向西南倾斜。最高海拔 1355.
10、87 米，最低海拔 896.855 米，高差 458.189 米。由于污水处理站应在海拔相对较低的位置，这样可以使大部分污水以重力流方式汇集到处理站，从而少建泵站，降低工程造价。此次分析将高程分为 4 级。 1.2 坡度分级 使用空间分析工具集中的 Slope 工具处理 DEM 模型，可以得到地块的坡度图。从图中可以看出，大部分区域山体坡度大，较为平坦的区域主要集中在河流流域和现状农田及村庄处。由于山地区域可用的平地较少，而且平地又多为基本农田，故此次污水处理站选址可采用的坡度设在了 15及以下，并划分了 4 级。 1.3 确定水体防护范围 首先，污水处理站需要避开洪涝灾害区，其次，在发展旅游
11、业的情况下，河流是非常重要的景观带，要避免受到污水处理站气味的影响。污水处理厂站气味的浓淡程度随处理工艺不同，处理量不同而不同，其扩散范围与气候、风力等因素有关，比较难于决定。故采用污水处理厂站至少保证 150 米离河距离的经验数值来确定水体保护范围。 1.4 确定村庄保护范围 由于污水处理厂站的气味影响居民及游客的生活和娱乐，而且在管理不善的情况下，厂站内会滋生蚊蝇，影响卫生。为了符合卫生防疫的要求，根据城市排水工程规划中的规定，污水处理站需距离城镇工业区、居住区约 300 米以上。故以此数值来确定村庄保护范围。 1.5 国有林地覆盖区 云南省地方公益林管理办法第三条指出“地方公益林是指除国
12、家重点公益林以外，生态区位重要或者生态状况脆弱，对国土生态安全、生物多样性保护和经济社会可持续发展具有重要作用的防护林地和特殊用途林地。 ”云南省澜沧拉 祜族自治县林业发展条例中指出“任何单位和个人未经 林业部门批准，不得在国有林区建盖房屋、开垦种植和养殖。 ”所以本次选址分析对国有林地区域进行了避让。 1.6 基本农田覆盖区 根据基本农田保护条例第十五条规定：基本农田保护区经依法划定后，任何单位和个人不得改变或者占用。国家能源、交通、水利、军事设施等重点建设项目选址确实无法避开基本农田保护区，需要占用基本农田，涉及农用地转用或者征用土地的，必须经国务院批准。所以本次分析对基本农田区域进行了避
13、让。 2综合分析 2.1 GIS 选址分析方法及过程概述 首先，水体保护范围内、村庄保护范围内、国有林地覆盖区和基本农田覆盖区被考虑为不可占用地。最终的分析采用“高程分级图” 、 “坡度分级图”和“保护区范围图” ，工具采用加权叠加工具（Weighted Overlay）来进行。加权叠加工具是最常用的叠加分析工具，适用于选址类的问题。分析者给予每个参与评价的因素一个权重值，并赋予每个因素中的分级相同形式的“优先值”序列。当权重和优先值设定完后，Weighted Overlay 工具就会按照拟定的算法进行栅格计算，最终得到“污水处理站适宜地选址结果图” 。见图 1。 2.2 GIS 选址结果 从
14、得到的污水处理站适宜地选址结果图中可以看到可用的“适宜用地”非常少，其中最适宜建设地面积为 34888m2，可建设地面积为202469 m2，块状分散在几个区域，其中适宜用地主要集中在图 1 中的“1”区域和图 1 中的“2”区域内。两者都在南根河的下游。 其中， “1”区域位置较好，与主要村寨距离适中。距离较远的各别村寨的污水如果排向此处，管线的走向从高向低，建设难度较小。而“2”区域位置较偏，与主要村寨间有多处山体阻隔。 从通达性来说， “1”区域周围农村道路密集，比“2”区域的通达性要好得多。而且， “1”区域与“2”区域相比，电网覆盖情况好。 综合以上各项因素，规划建设的联村污水处理站
15、用地选在 “1”区域。该地块高程范围大致在 928.0-938.0m 范围内，大部分地区坡度在0-15范围内，可用面积为 13049 平方米，此面积可以满足处理站工艺区与管理区建设的需要。对于坡度相对较大的位置，可以依山就势来安排污水处理站布局并选择适建于山地的处理工艺，或作为管理区建设用地。 图 1：用地选址结果图 五结论及建议 1结论 从这次选址过程和结果来看，使用 GIS 作为定址勘察前的初步选址工具是可行并且有效的。而且，在叠加分析中，可以根据侧重点不同而改变权重值，或者改变某一个或几个参评因素来得到不同的选址结果。 2建议 在一些污水处理站选址工程中，与道路的距离也是一项参评因素。而
16、此次选址没有将道路条件作为选址的因素，这是因为此地区现状道路多为乡间小路，如果进行污水处理站建设，道路的改扩建是必然的，故认为道路为非必要因素。 地块中坡度较小（0-8）的位置主要集中在水体、基本农田附近和村寨四周。此次由于保护距离的限制，使得选出的地区坡度较大。如前所述，污水处理厂站的气味与其规模和工艺有关，故村庄保护距离和水体保护距离应可以视情况进行调整，以更好地满足利于建设和环境保护的目的。 参考文献 1崔俊民，浅谈选址勘察，J，文章编号：1009-6825（2003）03-0067-02，山西建筑第 29 卷第 3 期，2003 年 3 月：67-68 2宋世凯等，GIS 技术在新农村选址中的应用以河北省邯郸市涉县为例，J，文章编号：0517-6611（2011）07-04231-04，安徽农业科学，2011，39（7）：4231-4234 3张华，基于三维 GIS 的水利工程选址的研究，J，文章编号：1671-3044（2003）06-0034-04，海洋测绘，第 23 卷第 6 期，2003 年 11月：34-37 4张自杰等，排水工程（第四版 下册） ，M，ISBN 978-112-04030-8，中国建筑工业出版社，第 418 页
