德國排水管網(wǎng)現(xiàn)狀情況介紹

德國水協(xié)DWA的專業(yè)刊物《Korrespondenz Abwasser·Abfall》（污水與垃圾）2020年第12期刊載了由德國水協(xié)DWA的調(diào)查成果《Zustand der Kanalisation in Deutschland》“德國排水管網(wǎng)狀況”，現(xiàn)摘錄部分數(shù)據(jù)，供學習、討論、參考。

報告作者：Christian Berger(Hennef) Christian Falk (Dortmunt) Fiedrich Hetzel (Hennef) Johannes Pinnekamp (Aachen) Jan Ruppelt (Aachen/Essen) Peter Schleifer(Aachen) Jonnas Schmitt (Hennef)

從1984/85年起，德國水協(xié)就開始對德國排水管網(wǎng)狀況進行定期調(diào)查（基本上是三年一次）。本文基于2018年的調(diào)查數(shù)據(jù)，也是第八次調(diào)查。主要情況為：

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調(diào)查范圍

本次調(diào)查對象是全德國各地眾多的排水管網(wǎng)運營商，考慮到各運營商服務區(qū)域的居民人數(shù)、排水管網(wǎng)長度、排水戶納管率等因素，本次共調(diào)查了423家排水管網(wǎng)運營商。涉及服務人口2860萬人，相當于德國總人口的34.7%。

按照人口規(guī)模，此次調(diào)查將城鎮(zhèn)規(guī)模分為5級，相關情況詳見表1。本次調(diào)查5萬人口以下城鎮(zhèn)的調(diào)查數(shù)量占調(diào)查總數(shù)的78.3%，其排水管網(wǎng)長度要占德國排水管網(wǎng)總長度的75%以上，可見德國小城鎮(zhèn)的排水管網(wǎng)十分完善。

本次調(diào)查的排水管網(wǎng)總長為126161km，約占德國排水管網(wǎng)總長的21.2%。本次調(diào)查的代表樣本并不是依據(jù)城鎮(zhèn)規(guī)模均勻分布的，其中G4級和G5級城鎮(zhèn)的代表性很強，但規(guī)模較小的城鎮(zhèn)代表性較低。各州排水管道調(diào)查情況詳見表2，顯然柏林和不來梅兩個城鎮(zhèn)調(diào)查比例數(shù)值很高。

表1 調(diào)查范圍概況一覽表

注：德國人口和排水管網(wǎng)km數(shù)來源于聯(lián)邦統(tǒng)計局的現(xiàn)有數(shù)據(jù)。

表2 各州（市）排水管道調(diào)查長度占比（%）

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納管率

據(jù)聯(lián)邦統(tǒng)計局報告，德國城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)納管率為97.1%，與2013年相比，提高了0.2個百分點。本次調(diào)查的納管率為98.2%（n=423；Σ=126161km），其與G4級和G5級城鎮(zhèn)調(diào)查占比較高有關。

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排水管道長度

據(jù)聯(lián)邦統(tǒng)計局報告，德國城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)的總長度從2013年的575580 km增加到2016年的594334 km，增長了3.3%�？傮w而言，自1995年以來，城鎮(zhèn)排水管道長度增加了195132 km，即每年約增加9200 km，詳見圖1。其中，合流制污水管網(wǎng)增長了33208 km，分流制污水管網(wǎng)增長了104908 km，分流制雨水管網(wǎng)增長了57016 km。壓力管道約占城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)總長度的8%�，F(xiàn)有的壓力管道大部分都在分流制污水管道區(qū)域，所占的比例約為21%（n=230；∑=78351 km）。排水管道增加的主要原因為：

依據(jù)規(guī)劃發(fā)展計劃，對現(xiàn)有的合流排水系統(tǒng)和分流排水系統(tǒng)擴大；

將現(xiàn)有的合流排水系統(tǒng)改造為分流排水系統(tǒng)；

在不斷調(diào)查排水系統(tǒng)狀況的過程中，將一些排水管道納入城鎮(zhèn)排水管道范疇。

圖1 德國排水管道歷年變化圖

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管齡

按照聯(lián)邦統(tǒng)計局的數(shù)據(jù)進行管齡推算，平均管齡為36.9年�？紤]到各年齡段的長度比例，排水管道的平均管齡為45.3年，詳見圖2。管齡差異在于不同城鎮(zhèn)規(guī)模等級的影響，較小的城鎮(zhèn)，其排水管道年齡要年輕的多，對管齡推測的影響更大。

圖2 德國城鎮(zhèn)規(guī)模與管齡關系圖

在人口低于5萬的城鎮(zhèn)中，60%的排水管道的管齡在50年以下，而隨著城鎮(zhèn)規(guī)模的擴大，排水管道的平均管齡也在上升。在人口超過25萬的大城鎮(zhèn)中，超過15%的排水管道年齡在100年以上。該規(guī)模城鎮(zhèn)的排水管道平均年齡為55.4年。在人口超過10萬的城鎮(zhèn)中，管齡不明的排水管道比例低于5%，但在人口低于5萬的城鎮(zhèn)中，管齡不明的排水管道比例增加了3倍。此外，在5萬至10萬人口的城鎮(zhèn)中，管齡不明的排水管道比例為20%。

德國特別提醒：管齡不應作為是否需要修復的指標，例如100年以上的磚石結構排水管道往往仍處于非常良好的狀態(tài)。

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管材

與上次調(diào)查相比，排水管道的管材分布幾乎沒有任何變化。但明顯可以看出，隨著城鎮(zhèn)規(guī)模的擴大，陶土管和混凝土管的比例也在增加，塑料管的情況則相反。一方面可能是管齡結構和管材分布有關系，因為小城鎮(zhèn)排水管道一般較年輕，而塑料管材的使用是近幾十年才增加的。另一方面，在小區(qū)里比較常見的小口徑排水管道，多采用塑料材質(zhì)。在25萬人口以上的大城鎮(zhèn)中，磚砌體管材的比例最高（4.2%）。這些磚石結構的排水管道在該規(guī)模城鎮(zhèn)的排水管道管齡分布中占比很高，這和該規(guī)模城鎮(zhèn)排水管道管齡較高，管徑較大一致。詳見圖3。

圖3 管材與城鎮(zhèn)規(guī)模關系情況一覽表

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管網(wǎng)耗電量

在氣候變化大背景下，電能消費和節(jié)約資源變得越來越重要。對污水的收集、轉(zhuǎn)輸、凈化和對飲用水的獲取、處理、分配是水資源可持續(xù)利用的重要部分。因此，本次調(diào)查除污水處理廠及其進水泵站外，還調(diào)查了排水管網(wǎng)用電情況。

排水管網(wǎng)單位耗電量的中位數(shù)為4.45 kwh/人·年（n=263，Σ=89912 km）。相當于污水處理廠單位耗電量的7.1%至14.9%。

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管網(wǎng)缺陷狀況

就德國整體而言，49.9%的排水管道已進行過檢測，35.8%的排水管道做過多次檢測。尚未檢測的排水管道比例為14.3%（n=277；Σ=99122km），其中壓力管道居多。按照長度加權管道結構性缺陷比例結果如圖4所示。

圖4 德國排水管道各類結構性缺陷占比情況

最常見的損壞類型是“連接管處損壞或突出”（27.3%），其次是“裂縫”（25.7%），緊隨其后的是“密封缺陷（橡膠圈扭曲、脫落）”（18.6%）、“表面缺陷”（13.1%）和“管道破裂/塌陷”（4.3%）。

按照長度加權管道功能性缺陷比例結果如圖5所示。有三分之一是由植物根系生長造成的，其次是粘附物（20.5%）和入滲（17.7%）。

德國排水管網(wǎng)狀況由運營商自身檢測評估的占60.2%，其余39.8%委托第三方服務商進行。人口在5萬以下的城鎮(zhèn)，管網(wǎng)現(xiàn)狀評估主要由第三方服務商進行，而人口在25萬以上的大城鎮(zhèn)主要由運營商自身進行。

圖5 德國排水管道各類功能性缺陷占比情況

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檢查井缺陷狀況

排水檢查井的結構和功能性缺陷如圖6所示。爬梯損壞是檢查井最常見缺陷（19.6%），而在上次調(diào)查中最常見的井蓋和井框的損壞則下降了6%。第三種最常見的檢查井結構損壞原因是連接處的突出或損壞（10.7%）。在本次調(diào)查中，對檢查井檢測覆蓋率和了解程度低于管道。

圖6 德國排水檢查井各類缺陷占比情況

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排水管道修復

一個完整的排水管網(wǎng)管理體系包括修復計劃和策略，在此方面德國有健全的相關標準體系。表3是德國排水管道狀態(tài)評價等級情況。排水管道狀態(tài)等級為0至2級，是需要在中短期內(nèi)進行修復的（注：德國評價等級越低，修復迫切性越強），此次調(diào)查比例為24.7%。推斷整個德國這一比例是18.7%，較2013年19.4%略有下降。

表3 德國排水管道狀態(tài)評價等級情況

2014~2018年德國已修復的排水管網(wǎng)總長占比為5.3%（n=212；Σ=87184km）。這意味著，德國每年平均約有1%的排水管道得到整治（修復）。但是，排水系統(tǒng)的使用壽命為100年，這就意味著，現(xiàn)階段只能維持現(xiàn)狀排水系統(tǒng)功能，并不能改善排水系統(tǒng)。故預計中短期內(nèi)需要修復的排水管道比例會進一步增加。主要原因是還有部分排水管道沒有經(jīng)過調(diào)查檢測、排水管道不完善和其他多種因素造成的。

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管道整治（修復）方式

管道整治（修復）是指通過各種技術手段的處理，消除存在的缺陷，改善或者使得其達到預先規(guī)定的狀態(tài)，滿足排水管道運行要求。已上升為歐盟標準的DIN EN752《建筑物外排水系統(tǒng)－第五部分：整治工藝分類》將整治措施分為三個類：

修理：局部小范圍的病害排除；

修繕：在完全或者部分利用包括其原始管渠材料的情況下，改善排水管道當前的狀態(tài)；

更新：在原管位（內(nèi)部）或者另外的位置實施新的排水管渠，替代原有排水管渠的功能。

滿足上述三類整治措施要求的工藝技術是很多的，表4德國是各種整治工藝技術在歷年的使用情況。在以往的調(diào)查中，管道修理呈增加趨勢，管道管材翻新則持續(xù)降低。管道修理仍是最常用的方式，占51.1%。通過非開挖內(nèi)襯翻新的比例大幅增加。在調(diào)查中， 71.4%受訪者是結合幾種修復方式，進行綜合修復；28.6%受訪者是只采用一種修復方式。

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管道整治（修復）費用

與以往調(diào)查一樣，本次也調(diào)查了管道整治（修復）和新建管道的費用。表5詳細列出了過去15年的結果和對未來5年的預測。

60.0%受訪者認為有必要增加財政支出以滿足管網(wǎng)修復的需求。58.1%的運營商認為，政策決定者已經(jīng)意識到這一事實，并對未來的污水基礎設施投資有足夠的認識。

從表5首先可以看出，德國管網(wǎng)運營商重視大力投資改造管網(wǎng)。其次是從具體的修復費用對比可以看出，管道修理的單位修復費用（以米計）沒有太大的改變；而使用內(nèi)襯修復（翻新）的單位修復費用則逐年下降，發(fā)生這一現(xiàn)象可能原因是該修復方式的改進、優(yōu)化、使用頻率的提高，以及供應商之間競爭加劇等原因。近年來，管道管材翻新費用略有上升。

表4 德國管道整治修復技術應用歷年情況

德國測算排水管網(wǎng)的剩余價值為367歐元/米，排水管網(wǎng)的重建價值，即不考慮價格上漲因素，為754歐元/米（n=78；Σ=43718km）。

部分人認為，考慮到相關法規(guī)的限制，以及在確定損害后到實施修復措施前的必要優(yōu)先順序，一定程度的管道損害也是可以實現(xiàn)管道功能的。只有在根據(jù)DWA-M 143-14確定了補救措施之后，才能對費用做出可靠的說明。所以任何關于具體費用的說明都會有較大的不確定性，要量化每項損害或每米損害長度的修復費用，專業(yè)規(guī)劃是必不可少的。

表5 德國排水管道整治（修復）費用一覽表

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地塊排水

德國加大了對地塊排水系統(tǒng)的檢查力度，發(fā)現(xiàn)了大量與城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)相連接的地塊排水系統(tǒng)存在很多技術和經(jīng)濟上的問題，且需要認真對待和解決。約有三分之二的排水管網(wǎng)的連接管有問題，這些問題主要發(fā)生在合流污水管中，或者是含有合流污水管在內(nèi)的組合系統(tǒng)。對污水處理系統(tǒng)運營商來說，這一問題會導致外來水的增加，導致相關污水處理廠的處理效果變差與計費困難。此外，受納排水管超負荷運轉(zhuǎn)，不能保證無倒流的連接也是重要的問題。

目前，13.4%的城鎮(zhèn)在現(xiàn)行法規(guī)中要求連接管道需經(jīng)過批準，另外46.5%的城鎮(zhèn)只有在特殊情況下才批準連接管。

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地塊排水驗收

在本次調(diào)查中，首次詢問了新建設施后，對（私人）地塊排水設施進行驗收的主體。大部分地塊排水系統(tǒng)（46.3%由當?shù)爻擎?zhèn)主管當局進行驗收，21.7%地塊排水系統(tǒng)由市民提交相關證書進行驗收，32.0%地塊系統(tǒng)沒有進行驗收。78.4%的受訪者稱被要求提供相關證明、例如排水系統(tǒng)現(xiàn)狀、功能、防水測試等。大約有同樣比例的地塊排水運營商被要求提供符合當?shù)貜U水法規(guī)的資質(zhì)證明，以及符合RAL GZ968或RAL GZ961的專業(yè)公司認證。還有較少的運營商被要求提供SüwVO NRW的專業(yè)證明。

德國水協(xié)指出，今后，與公共部門通過選擇有質(zhì)量保證的管道建設公司一樣，地塊建設的私營部門也應選擇有質(zhì)量保證的管道建設公司。

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結論

1）在本次調(diào)查中，對423家排水管網(wǎng)運營商進行了調(diào)查，這些運營商服務于德國2860萬人口，排水管網(wǎng)總長度126161km，占總人口的34.7%，約占排水系統(tǒng)總長度的21%；

2）排水管網(wǎng)系統(tǒng)的平均管齡為36.9年（推測），考慮到各年齡段的長度比例，排水管道的平均管齡為45.3年；德國水協(xié)特別提醒：管齡不應作為是否需要修復的指標，例如100年以上的磚石結構排水管道往往仍處于非常良好的狀態(tài)。

3）德國49.9%的排水管道已進行過檢測，35.8%的排水管道做過多次檢測。尚未檢測的排水管道比例為14.3%，最常見的原因是管網(wǎng)信息不全；

4）德國約有不到五分之一的系統(tǒng)需要在中短期內(nèi)進行修復，為了長期改善德國排水管網(wǎng)的狀況，必須加大排水管道的修復力度；

5）60%的受訪者認為有必要增加管網(wǎng)系統(tǒng)的財政支出；

6）管道管材翻新和管道修復的比例在下降，而內(nèi)襯修復（翻新）的比例上升了6.3個百分點，上升幅度最大，內(nèi)襯修復費用逐年下降；

7）排水管網(wǎng)養(yǎng)護人員擁有足夠的專業(yè)技能，德國水協(xié)指出，今后，與公共部門通過選擇有質(zhì)量保證的管道建設公司一樣，地塊建設的私營部門也應選擇有質(zhì)量保證的管道建設公司；

8）混凝土和陶土仍是排水管網(wǎng)中最常使用的管材，塑料管的比例在持續(xù)增加；

9）排水管網(wǎng)的單位用電量中位數(shù)為4.45 kWh/（人·年）。

來源：本文來自城建水業(yè)