德國排水管網現狀情況介紹

德國水協DWA的專業刊物《Korrespondenz Abwasser·Abfall》（污水與垃圾）2020年第12期刊載了由德國水協DWA的調查成果《Zustand der Kanalisation in Deutschland》“德國排水管網狀況”，現摘錄部分數據，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，德國水協就開始對德國排水管網狀況進行定期調查（基本上是三年一次）。本文基于2018年的調查數據，也是第八次調查。主要情況為：

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調查范圍

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

按照人口規模，此次調查將城鎮規模分為5級，相關情況詳見表1。本次調查5萬人口以下城鎮的調查數量占調查總數的78.3%，其排水管網長度要占德國排水管網總長度的75%以上，可見德國小城鎮的排水管網十分完善。

本次調查的排水管網總長為126161km，約占德國排水管網總長的21.2%。本次調查的代表樣本并不是依據城鎮規模均勻分布的，其中G4級和G5級城鎮的代表性很強，但規模較小的城鎮代表性較低。各州排水管道調查情況詳見表2，顯然柏林和不來梅兩個城鎮調查比例數值很高。

表1 調查范圍概況一覽表

注：德國人口和排水管網km數來源于聯邦統計局的現有數據。

表2 各州（市）排水管道調查長度占比（%）

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納管率

據聯邦統計局報告，德國城鎮排水系統納管率為97.1%，與2013年相比，提高了0.2個百分點。本次調查的納管率為98.2%（n=423；Σ=126161km），其與G4級和G5級城鎮調查占比較高有關。

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排水管道長度

據聯邦統計局報告，德國城鎮排水管網的總長度從2013年的575580 km增加到2016年的594334 km，增長了3.3%。總體而言，自1995年以來，城鎮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，合流制污水管網增長了33208 km，分流制污水管網增長了104908 km，分流制雨水管網增長了57016 km。壓力管道約占城鎮排水管網總長度的8%。現有的壓力管道大部分都在分流制污水管道區域，所占的比例約為21%（n=230；∑=78351 km）。排水管道增加的主要原因為：

依據規劃發展計劃，對現有的合流排水系統和分流排水系統擴大；

將現有的合流排水系統改造為分流排水系統；

在不斷調查排水系統狀況的過程中，將一些排水管道納入城鎮排水管道范疇。

圖1 德國排水管道歷年變化圖

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管齡

按照聯邦統計局的數據進行管齡推算，平均管齡為36.9年。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，詳見圖2。管齡差異在于不同城鎮規模等級的影響，較小的城鎮，其排水管道年齡要年輕的多，對管齡推測的影響更大。

圖2 德國城鎮規模與管齡關系圖

在人口低于5萬的城鎮中，60%的排水管道的管齡在50年以下，而隨著城鎮規模的擴大，排水管道的平均管齡也在上升。在人口超過25萬的大城鎮中，超過15%的排水管道年齡在100年以上。該規模城鎮的排水管道平均年齡為55.4年。在人口超過10萬的城鎮中，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。

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管材

與上次調查相比，排水管道的管材分布幾乎沒有任何變化。但明顯可以看出，隨著城鎮規模的擴大，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，在小區里比較常見的小口徑排水管道，多采用塑料材質。在25萬人口以上的大城鎮中，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模城鎮的排水管道管齡分布中占比很高，這和該規模城鎮排水管道管齡較高，管徑較大一致。詳見圖3。

圖3 管材與城鎮規模關系情況一覽表

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管網耗電量

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

排水管網單位耗電量的中位數為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，管網現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評價等級情況。排水管道狀態等級為0至2級，是需要在中短期內進行修復的（注：德國評價等級越低，修復迫切性越強），此次調查比例為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 德國排水管道狀態評價等級情況

2014~2018年德國已修復的排水管網總長占比為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，排水系統的使用壽命為100年，這就意味著，現階段只能維持現狀排水系統功能，并不能改善排水系統。故預計中短期內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過調查檢測、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定的狀態，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－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；

更新：在原管位（內部）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。在以往的調查中，管道修理呈增加趨勢，管道管材翻新則持續降低。管道修理仍是最常用的方式，占51.1%。通過非開挖內襯翻新的比例大幅增加。在調查中， 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

與以往調查一樣，本次也調查了管道整治（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修復的需求。58.1%的運營商認為，政策決定者已經意識到這一事實，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，德國管網運營商重視大力投資改造管網。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；而使用內襯修復（翻新）的單位修復費用則逐年下降，發生這一現象可能原因是該修復方式的改進、優化、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

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

部分人認為，考慮到相關法規的限制，以及在確定損害后到實施修復措施前的必要優先順序，一定程度的管道損害也是可以實現管道功能的。只有在根據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，專業規劃是必不可少的。

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的檢查力度，發現了大量與城鎮排水系統相連接的地塊排水系統存在很多技術和經濟上的問題，且需要認真對待和解決。約有三分之二的排水管網的連接管有問題，這些問題主要發生在合流污水管中，或者是含有合流污水管在內的組合系統。對污水處理系統運營商來說，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，不能保證無倒流的連接也是重要的問題。

目前，13.4%的城鎮在現行法規中要求連接管道需經過批準，另外46.5%的城鎮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（46.3%由當地城鎮主管當局進行驗收，21.7%地塊排水系統由市民提交相關證書進行驗收，32.0%地塊系統沒有進行驗收。78.4%的受訪者稱被要求提供相關證明、例如排水系統現狀、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地廢水法規的資質證明，以及符合RAL GZ968或RAL GZ961的專業公司認證。還有較少的運營商被要求提供SüwVO NRW的專業證明。

德國水協指出，今后，與公共部門通過選擇有質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量保證的管道建設公司。

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結論

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

2）排水管網系統的平均管齡為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。

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信息不全；

4）德國約有不到五分之一的系統需要在中短期內進行修復，為了長期改善德國排水管網的狀況，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系統的財政支出；

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

7）排水管網養護人員擁有足夠的專業技能，德國水協指出，今后，與公共部門通過選擇有質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量保證的管道建設公司；

8）混凝土和陶土仍是排水管網中最常使用的管材，塑料管的比例在持續增加；

9）排水管網的單位用電量中位數為4.45 kWh/（人·年）。

來源：本文來自城建水業