城市无管网区域粪污流动的空间解析工具：SanIFFlow模型在综合卫生规划中的应用

为解决发展中国家次级城市缺乏粪污流动空间表征工具的问题，研究人员开发了SanIFFlow（Sanitation Infrastructure and Faecal Flow）模型，通过整合建筑、人口和排水网络等开源数据，构建了基于行政区（ward-level）的粪污流动图谱。该研究实现了对高风险区域的精准识别，为资源受限地区的靶向卫生干预提供了可扩展的数据驱动框架，成果对推动城市包容性卫生（CWIS）实践具有重要意义。

　　

在快速城市化的发展中国家，约80%的次级城市依赖分散式卫生设施（如化粪池和旱厕），但缺乏系统化的粪污流动管理工具。Rajshahi等城市面临粪污经开放排水渠无序流动的严峻挑战，导致公共卫生风险和环境恶化。现有工具如粪流图（SFD）虽能评估城市整体粪污去向，却难以捕捉空间异质性；而精细化模型又因数据需求过高难以推广。这种矛盾催生了对兼顾空间精度与实操性的新型工具的需求。

英国工程与物理科学研究理事会（EPSRC）资助团队开发的SanIFFlow模型，创新性地采用行政区（ward）为基本单元，通过融合建筑体积估算、人口空间分配和排水网络拓扑分析，构建了可扩展的粪污流动空间表征体系。该研究以孟加拉国Rajshahi市西部流域为案例，验证了模型在资源受限场景下的适用性，成果发表于《Geomatica》。

关键技术包括：基于ALOS PALSAR 12m数字高程模型（DEM）的建筑高度提取，采用100m缓冲区地面高程校正技术；利用LandScan网格人口数据通过体积密度法（Eq. iii）分配建筑级人口；通过Strahler水系分级确定主要排水渠（primary drain）流向；结合Sankey图实现粪污量级可视化。

4.1 行政区人口分布特征
模型将约90km²研究区划分为19个行政区，建筑平均3-4层，单栋容纳10人。人口密度呈现核心区高（43,300人/ward）、边缘区低（6,000人/ward）的梯度分布，为粪污产量空间差异奠定基础。

4.2 粪污产量空间格局
年粪污产量（Eq. vii）在1,190-2,940吨/区间波动，其中Ward 16至Ward 18因下游汇流效应成为累积热点。通过Jenks自然断点法分类，揭示出上游低负荷（600吨/年）与下游高负荷（3,000吨/年）的鲜明对比。

4.3 粪污流动可视化
Sankey图显示主要排水渠承担了73%的粪污输送，其中北部Baranai河沿岸渠段因接收多行政区汇流，带宽达基准值的4.8倍，直观暴露了基础设施超载风险。

讨论部分强调了三重突破：首先，模型通过"分形缩放"理念（fractal approach）实现了从建筑级（sub-catchment）到行政区级（ward-level）的无缝转换；其次，提出的数据采集框架（表1）首次系统化记录了化粪池清掏量（kg/yr）、渗滤坑（soak pit）分流比等关键参数；最后，通过嵌套市政管理体系（图4），在Rajshahi市保守局现有架构中植入数据分析单元，使模型具备政策转化潜力。

局限性在于上采样过程会弱化局部异质性，且模型在旱厕主导区域适用性受限。未来需通过居民参与式监测完善数据链，但当前工作已为CWIS（Citywide Inclusive Sanitation）提供了首个可操作的空间决策支持工具。这项研究标志着城市卫生管理从经验判断向数据驱动的范式转变，尤其为南半球快速城市化地区提供了可复制的技术模板。