一文介紹 | 德國(guó)“排水系統(tǒng)現(xiàn)狀調(diào)查 規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、修復(fù)的創(chuàng)新工藝、方法、技術(shù)

1 引言

為紀(jì)念德國(guó)水協(xié)DWA成立75周年，DWA下屬的排水系統(tǒng)主委員會(huì)（Hauptausschusses Entw?sserungssysteme）在德國(guó)水協(xié)刊物《KorrespondenzAbwasserAbfall》（污水與垃圾專業(yè)雜志）（2023年1月刊）發(fā)表了題為“Innovative Verfahren, Prozesse, Technologien bei Zustandserfassung, Planung, Bau, Betrieb und Sanierung von Entw?sserungssystemen”（“排水系統(tǒng)現(xiàn)狀調(diào)查，規(guī)劃，建設(shè)，運(yùn)營(yíng)，修復(fù)的創(chuàng)新工藝，方法，技術(shù)”）的文章。

現(xiàn)將其主要要點(diǎn)分享給我國(guó)同行學(xué)習(xí)、借鑒和討論。并向德國(guó)水協(xié)（DWA）和排水主委員會(huì)（DWA-Hauptausschusses Entw?sserungssyseme）致以誠(chéng)摯的謝意！

2 借鑒與思考

1）在近十多年里，治水的哲學(xué)思想發(fā)生了變化，越來(lái)越多的雨水直接在源頭被回收、再利用。

2）人們對(duì)現(xiàn)代城市雨水收集方式的反思也日益增多，故對(duì)排水系統(tǒng)進(jìn)行改造的勢(shì)在必行。

3）需要與所有規(guī)劃進(jìn)行跨學(xué)科的對(duì)話。

4）設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行可以儲(chǔ)存、下滲、排放的雨水設(shè)施是不久將來(lái)的重要任務(wù)。

5）未來(lái)的一個(gè)重要任務(wù)是優(yōu)化現(xiàn)有系統(tǒng)。

6）補(bǔ)充（豐富）以藍(lán)、綠色為基礎(chǔ)設(shè)施的排水系統(tǒng)。

7）由于排水系統(tǒng)具有特殊的耐用性,以及對(duì)環(huán)境保護(hù)和居民健康永久保護(hù)的重要性，必須確保排水系統(tǒng)的最高質(zhì)量。

8）公共和私人排水系統(tǒng)共同構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)，只有當(dāng)系統(tǒng)的兩個(gè)部分協(xié)調(diào)一致并相互作用，才能夠保證排水系統(tǒng)的正確。

9）缺乏排水系統(tǒng)的改造規(guī)劃，原因還在于規(guī)劃人員的知識(shí)不足。

10）排水系統(tǒng)的運(yùn)行在未來(lái)面臨著巨大的挑戰(zhàn)，需要在有限的人力和財(cái)力資源的背景下完成任務(wù)，這對(duì)運(yùn)營(yíng)過(guò)程的透明度和資源消耗的合理性的要求越來(lái)越高。

11）城鎮(zhèn)排水必須同時(shí)跨領(lǐng)域與城市、交通和綠地規(guī)劃合作，尋找新的方式，以盡量減少損害，單一擴(kuò)大現(xiàn)有條件解決極端降雨并不是一個(gè)解決問(wèn)題的普遍辦法。

12）將現(xiàn)有的合流系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為分流系統(tǒng)并不緊迫，而且在實(shí)踐中難以實(shí)施。通常，在建成和與交通相關(guān)的住宅街道中，幾乎沒(méi)有任何空間用于額外的管渠。

13）排水系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)方的基本目標(biāo)是創(chuàng)造和維護(hù)耐用和高質(zhì)量的資產(chǎn)。

14）按照需要進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)，并在充分掌握排水系統(tǒng)現(xiàn)狀的情況下，進(jìn)行有針對(duì)性的排水系統(tǒng)治理，才更加有助于資源、能源和原材料節(jié)約。

15）必須批判性地看待公眾經(jīng)常需要省錢(qián)的問(wèn)題，因?yàn)槎唐诘氖″X(qián)效應(yīng)可能對(duì)一般壽命很長(zhǎng)的排水基礎(chǔ)設(shè)施的長(zhǎng)期成本會(huì)產(chǎn)生不利的影響。

16）與氣候變化相適應(yīng)的排水系統(tǒng)，將會(huì)強(qiáng)制使用推動(dòng)城市和社區(qū)水敏感發(fā)展的新設(shè)施和結(jié)構(gòu)。

17）認(rèn)真對(duì)待建筑材料的使用和材料的選擇，挖掘材料的再利用，例如液態(tài)土壤回填（國(guó)內(nèi)稱為“自密實(shí)”）和適當(dāng)?shù)耐恋毓芾韺l(fā)揮越來(lái)越重要的作用。18）除了適當(dāng)?shù)囊?guī)劃外，高質(zhì)量的維修、翻新和新建管網(wǎng)工作也是必不可少的。19）所有未來(lái)的挑戰(zhàn)都只能由合格和積極的人才來(lái)應(yīng)對(duì)。

3 文章摘錄

德國(guó)排水系統(tǒng)至今已有180多年的歷史，1842年在漢堡建造了第一條排水管道。后來(lái)為了應(yīng)對(duì)暴雨帶來(lái)的影響，德國(guó)各地陸續(xù)建設(shè)了各種雨水池。在近十多年里，治水的哲學(xué)思想發(fā)生了變化，越來(lái)越多的雨水直接在源頭被回收、再利用。污水收集率從1995年92.2%提高到2019年的97.2%。城鎮(zhèn)排水管道長(zhǎng)度也從1995年的399,202 km提高到2019年的608,052 km，平均每年增加8,700 km。

一、面臨的形勢(shì)

1）排水系統(tǒng)改造勢(shì)在必行。隨著數(shù)字化在排水系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理、維護(hù)中發(fā)揮著越來(lái)越大的作用，人們對(duì)現(xiàn)代城市雨水收集方式的反思也日益增多，故對(duì)排水系統(tǒng)進(jìn)行改造勢(shì)在必行。

2）需要與所有規(guī)劃進(jìn)行跨學(xué)科的對(duì)話。

設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行可以儲(chǔ)存、下滲、排放的雨水設(shè)施是不久將來(lái)的重要任務(wù)。按照需要進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)，并在充分掌握排水系統(tǒng)現(xiàn)狀，進(jìn)行有針對(duì)性的排水系統(tǒng)治理更有，才助于資源、能源和原材料節(jié)約。

3）需要與氣候變化相適應(yīng)。不斷加劇的氣候變化要求排水系統(tǒng)既要適用于旱季，也適用于局部強(qiáng)降雨。下轄8個(gè)專業(yè)委員會(huì)和55個(gè)工作組的排水系統(tǒng)主委員會(huì)也在研究如何將水意識(shí)與包括CO2e平衡、資源負(fù)荷、城市的各種不同的使用需求（例如多功能空間）與城市發(fā)展更好地協(xié)調(diào)一致。

二、 面臨的基本問(wèn)題

1）排水系統(tǒng)信息與BIM的結(jié)合。BIM旨在盡可能地在更長(zhǎng)的生命周期中提供所需的建筑信息。在排水系統(tǒng)領(lǐng)域，德國(guó)排水信息系統(tǒng)已經(jīng)建立數(shù)十年，并且可以很好地適應(yīng)特定需求和任務(wù)設(shè)置。目前正在形成一套規(guī)則，以確保排水系統(tǒng)信息系統(tǒng)能夠滿足各種需求。目前除了屬性數(shù)據(jù)和運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)之外，還將更加關(guān)注數(shù)字化在規(guī)劃中的應(yīng)用。

2）未來(lái)的一個(gè)重要任務(wù)是優(yōu)化現(xiàn)有系統(tǒng)。系統(tǒng)收集和評(píng)估現(xiàn)有的運(yùn)營(yíng)信息是必要的，除了定量測(cè)量（例如流量、水位）之外，水質(zhì)的測(cè)定將變得越來(lái)越重要，以便更好地評(píng)估現(xiàn)有系統(tǒng)的排放情況，對(duì)測(cè)量信息進(jìn)行系統(tǒng)性管理，并從中得出最佳結(jié)論。大數(shù)據(jù)分析或人工智能（AI）方法可以幫助系統(tǒng)的優(yōu)化。另外目前還沒(méi)有引起足夠重視的議題是：排水系統(tǒng)的外來(lái)物質(zhì)（微塑料、建筑產(chǎn)品或表面處理中的微量物質(zhì)）可能會(huì)對(duì)排水系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生重大影響，由此產(chǎn)生的污染負(fù)荷將是未來(lái)需要面對(duì)的問(wèn)題。此外，由于氣候變化、人口統(tǒng)計(jì)、技術(shù)或政策目標(biāo)對(duì)現(xiàn)有排水系統(tǒng)造成新的適應(yīng)壓力。

三、行動(dòng)需求

1）補(bǔ)充（豐富）以藍(lán)、綠色為基礎(chǔ)設(shè)施的排水系統(tǒng)，其除了有利于水資源管理、防洪和水環(huán)境保護(hù)外，還有助于改善城市供水狀況；

2）將雨水綜合管理活動(dòng)協(xié)調(diào)納入未來(lái)定居點(diǎn)“水意識(shí)”發(fā)展中；

3）提高對(duì)排水系統(tǒng)中廢物的產(chǎn)生和殘留影響的認(rèn)知；

4）將監(jiān)測(cè)作為質(zhì)量控制的關(guān)鍵；

5）進(jìn)一步開(kāi)發(fā)模擬模型，以提高對(duì)洪澇和物質(zhì)傳輸?shù)念A(yù)測(cè)能力；

6）加強(qiáng)社區(qū)間的溝通，將居民區(qū)的排水需求納入各級(jí)區(qū)域和市政發(fā)展規(guī)劃中。

四、發(fā)展現(xiàn)狀與排水系統(tǒng)狀態(tài)評(píng)估

2020年，成立了一個(gè)新的DWA專家委員會(huì)ES-4，負(fù)責(zé)評(píng)估排水系統(tǒng)狀況，并開(kāi)始制定一整套的DWA評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。目標(biāo)是建立一個(gè)統(tǒng)一的實(shí)質(zhì)性理解判斷和發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)的方法，來(lái)確定排水管道和構(gòu)筑物質(zhì)類別。物質(zhì)分區(qū)應(yīng)納入渠道管理的上級(jí)過(guò)程，并用于各種目的。從這個(gè)意義上說(shuō)，物質(zhì)分配應(yīng)該成為一個(gè)全面的狀態(tài)事件的一部分，并在理想情況下，有助于制定重建戰(zhàn)略和相關(guān)的財(cái)務(wù)計(jì)劃。

五、排水系統(tǒng)建設(shè)的未來(lái)挑戰(zhàn)

由于排水系統(tǒng)具有特殊的耐用性,以及對(duì)環(huán)境保護(hù)和居民健康永久保護(hù)的重要性，必須確保排水系統(tǒng)的最高質(zhì)量。由于建設(shè)成本往往高昂——排水系統(tǒng)通常是城市中有最高的資產(chǎn)價(jià)值的基礎(chǔ)設(shè)施之一——所有質(zhì)量保證要求都是經(jīng)濟(jì)要素的特別重點(diǎn)。

六、土地排水領(lǐng)域的創(chuàng)新和未來(lái)挑戰(zhàn)

公共和私人排水系統(tǒng)共同構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)。只有當(dāng)系統(tǒng)的兩個(gè)部分協(xié)調(diào)一致并相互作用，才能夠保證排水系統(tǒng)的正確。故避免出現(xiàn)私人地塊的排水錯(cuò)誤，優(yōu)化和進(jìn)一步發(fā)展私人地塊排水，有助于整個(gè)系統(tǒng)功能的提升。如何依法治水、如何在收費(fèi)技術(shù)上評(píng)估引入定價(jià)模型、排水費(fèi)、如何確定排水量、有哪些替代排水方法則是必須及早研究的重要事項(xiàng)。

七、排水系統(tǒng)未來(lái)運(yùn)營(yíng)挑戰(zhàn)

排水系統(tǒng)的運(yùn)行在未來(lái)面臨著巨大的挑戰(zhàn)，其需要在有限的人力和財(cái)力資源的背景下完成任務(wù)。對(duì)運(yùn)營(yíng)過(guò)程的透明度和資源消耗的合理性的要求越來(lái)越高。這也是許多運(yùn)營(yíng)商采用運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)的原因之一。與氣候變化相適應(yīng)的排水系統(tǒng)，將會(huì)強(qiáng)制使用推動(dòng)城市和社區(qū)水敏感發(fā)展的新設(shè)施和結(jié)構(gòu)。八.排水管道治理的新發(fā)展和前景

排水工程的重點(diǎn)是排水基礎(chǔ)設(shè)施的維護(hù)。根據(jù)最新的DWA調(diào)查，在道路下，公共排水系統(tǒng)有相當(dāng)大的設(shè)施資產(chǎn)。但是有幾乎五分之一的管道顯示損壞，中長(zhǎng)期內(nèi)要進(jìn)行修復(fù)。管網(wǎng)的維護(hù)與所有公共基礎(chǔ)設(shè)施一樣，是未來(lái)永無(wú)止境的任務(wù)。這意味著付費(fèi)者將繼續(xù)支付大量費(fèi)用來(lái)維修、翻新和更新管網(wǎng)，并且費(fèi)用將上漲。在德國(guó)51.1%的管道已進(jìn)行了修理和24.7%的進(jìn)行了更新，其中大約四分之三的排水管的修復(fù)是通過(guò)內(nèi)部非開(kāi)挖修復(fù)。但是仍然缺乏排水系統(tǒng)的改造規(guī)劃，原因還在于規(guī)劃人員的知識(shí)不足。排水管道維護(hù)所取得的成就和進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵是對(duì)管道修復(fù)治理所有人的培訓(xùn)，特別是對(duì)于管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，因?yàn)樗鼈儗?duì)專業(yè)規(guī)劃的質(zhì)量做出指導(dǎo)性決定，最終也是修復(fù)程序的決定方。九.從運(yùn)維方的角度來(lái)看排水系統(tǒng)

排水系統(tǒng)的運(yùn)維商目前正在面對(duì)由于氣候變化以及相關(guān)聯(lián)的強(qiáng)降雨事件、日益頻繁的干旱時(shí)期所帶來(lái)的各種影響。它們直接影響到居住區(qū)的公民。防止強(qiáng)降雨破壞的一種方法是將降雨區(qū)域與排水系統(tǒng)分離并進(jìn)行管理。城鎮(zhèn)排水必須同時(shí)跨領(lǐng)域與城市、交通和綠地規(guī)劃合作，尋找新的方式，以盡量減少損害。單一擴(kuò)大現(xiàn)有條件解決極端降雨并不是一個(gè)解決問(wèn)題的普遍辦法。因?yàn)樵诤币?jiàn)的強(qiáng)降水事件期間需要管理的水量會(huì)很快達(dá)到地下系統(tǒng)排放的極限，但是地表排水行泄通道則是跨領(lǐng)域的結(jié)果。在私有財(cái)產(chǎn)排水設(shè)施方面，還需要重新思考。公共和私人排水系統(tǒng)應(yīng)被視為一個(gè)整體。私人土地上的被動(dòng)防洪措施也發(fā)揮著重要作用。運(yùn)營(yíng)方應(yīng)為業(yè)主提供廣泛的咨詢服務(wù)。

除了重要的未來(lái)任務(wù)外，運(yùn)營(yíng)方還負(fù)責(zé)不斷減少來(lái)自公共管網(wǎng)的外來(lái)水。原則上，地下水、施工降水都不屬于排水管網(wǎng)系統(tǒng)。由于運(yùn)營(yíng)商的復(fù)雜性，將現(xiàn)有的合流系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為分流系統(tǒng)并不緊迫，而且在實(shí)踐中難以實(shí)施。通常，在建成和與交通相關(guān)的住宅街道中，幾乎沒(méi)有任何空間用于額外的管渠。當(dāng)今地下基礎(chǔ)設(shè)施的路線規(guī)劃為每個(gè)人提供了信息。從稅費(fèi)和經(jīng)濟(jì)方面來(lái)看，現(xiàn)狀管網(wǎng)的連續(xù)改變難以呈現(xiàn)。同時(shí)，城內(nèi)區(qū)域的現(xiàn)狀建筑也導(dǎo)致土地排水系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換將很難合理，將降水區(qū)域與現(xiàn)有合流系統(tǒng)解耦是更好的解決方案。

排水系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)方的基本目標(biāo)是創(chuàng)造和維護(hù)耐用和高質(zhì)量的資產(chǎn)。在這方面，必須批判性地看待公眾經(jīng)常需要省錢(qián)的問(wèn)題，因?yàn)槎唐诘氖″X(qián)效應(yīng)可能對(duì)一般壽命很長(zhǎng)的排水基礎(chǔ)設(shè)施的長(zhǎng)期成本產(chǎn)生不利影響。在這種背景下，運(yùn)營(yíng)商必須進(jìn)行長(zhǎng)期戰(zhàn)略思考和規(guī)劃。除了適當(dāng)?shù)囊?guī)劃外，高質(zhì)量的維修、翻新和新建管網(wǎng)工作也是必不可少的。因此，承包商和客戶方面的專業(yè)能力是必不可少的。

展望未來(lái)，需要新的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)持續(xù)和一致的循環(huán)經(jīng)濟(jì)、再利用需求。如果認(rèn)真對(duì)待，建筑材料的使用和材料的選擇，挖掘材料的再利用，例如液態(tài)土壤回填（國(guó)內(nèi)稱為“自密實(shí)”）和適當(dāng)?shù)耐恋毓芾韺l(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

最終，所有未來(lái)的挑戰(zhàn)都只能由合格和積極的人才來(lái)應(yīng)對(duì)。因此，技能和工作安排變得至關(guān)重要。必須比以往更加積極地制定戰(zhàn)略和措施，將長(zhǎng)期定位為有吸引力的雇主。（若有翻譯不當(dāng)，請(qǐng)指出與見(jiàn)諒）