3月31日-4月1日，“2021(第十九屆)水業(yè)戰(zhàn)略論壇”在北京舉辦，上海市城市建設(shè)設(shè)計研究總院(集團)有限公司(以下簡稱“上海城建設(shè)計總院”)總工程師唐建國做了題為“德國排水系統(tǒng)管道情況介紹及若干問題討論”的報告。

　　德國排水管網(wǎng)情況

　　一、調(diào)查范圍

　　從1984-1985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（平均三~四年進行一次）。本次論壇所談內(nèi)容是基于2018年的調(diào)查數(shù)據(jù)。本次調(diào)查對象是德國各地眾多的排水管網(wǎng)運營商，共隨機調(diào)查了423家排水管網(wǎng)運營商。涉及服務(wù)人口2860萬人，相當(dāng)于德國總?cè)丝诘?4.7%。按照人口規(guī)模，此次調(diào)查將城鎮(zhèn)規(guī)模分為5級。從表中可以看出5萬人口以下城鎮(zhèn)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%。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，柏林和不萊梅兩個城鎮(zhèn)調(diào)查比例數(shù)值很高。“柏林這個城市把管網(wǎng)全部做到100%，不萊梅作為一個直轄市，也能做到75%，很不容易?！碧平▏f道。

二、納管率

　　德國采用納管率污水的收集和處理情況，據(jù)聯(lián)邦統(tǒng)計局報告，德國城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)納管率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%，其與此次調(diào)查G4級和G5級的小城鎮(zhèn)調(diào)查占比較高有關(guān)?！暗聡鬯{管率是按污水管網(wǎng)服務(wù)范圍的居民人口數(shù)計算，即納管人口數(shù)占總?cè)丝跀?shù)的百分數(shù)。德國的戶口管理也是非常嚴格的，所以統(tǒng)計計算的納管率也是非常精準(zhǔn)的。我國污水處理率的統(tǒng)計方法相對存在較多的不確定性?！碧平▏榻B得到。

　　德國污水納管率：用當(dāng)量人口衡量是個好方法。準(zhǔn)確、公平。

三、排水體制

　　德國基本上是北部以分流制為主，南部以合流制為主。合流制占比最高的是薩爾州，合流制占比92.1%，其次是巴登州80.8%。因原東德地區(qū)新建分流制較多，故排水體制全國排水體制分界線，德國人稱其為排水體制的“赤道線”逐步南移。

德國排水體制分布情況

　　四、排水管道長度

　　據(jù)聯(lián)邦統(tǒng)計局報告，德國2016年城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)的總長度為59.43萬km。自1995年以來，城鎮(zhèn)排水管道長度增加了19.5萬km，即每年約增加9200km。

　　據(jù)2015年調(diào)查，合流管總長占排水管道總長42.2%，污水管道占35.8%，雨水管道占22%。按照居民人口計算，平均每人7.14m排水管道，平均40.23m一座檢查井。

五、管齡

　　德國的平均管齡為36.9年。按照各年齡段的長度比例，排水管道的平均管齡為45.3年。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。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。平均管齡為55.4年。

　　按照經(jīng)驗分析，德國的這些管道平均可使用時間為80年，剩余使用年限平均為47.1年。調(diào)查認為，為了確保排水管道能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)有的使用期限，在使用期內(nèi)進行維修、修繕等整治是非常必要的。整治需求與管齡，或者使用年限沒有直接關(guān)系。唐建國說：“管齡不應(yīng)該作為是否需要修復(fù)的指標(biāo)，這對我國的管道評估很有意義?！?/p>

　　德國排水管道平均可使用時間及剩余時間一覽表（經(jīng)驗）

六、管材

　　排水管道的管材分布幾乎沒有任何變化。陶土管和混凝土管的比例仍然在增加；塑料管在私人小區(qū)小口徑排水管道比較常見。

德國管材使用情況

　　七、管網(wǎng)缺陷狀況

　　通過數(shù)據(jù)顯示，德國目前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%，其中壓力管道居多。管網(wǎng)缺陷包括結(jié)構(gòu)性缺陷和功能性缺陷兩個方面。德國將“入滲”和“外滲”作為功能性缺陷。

　　唐建國說：“影響排水管道結(jié)構(gòu)安全的問題就是結(jié)構(gòu)性缺陷，影響排水管道正常工作問題的就是功能性缺陷。支管和主管連接處損壞（27.3%）、裂縫（25.7%）等是結(jié)構(gòu)性缺陷的主要問題，行道樹和粘附物（20.5%）等功能性缺陷對排水管道的影響也很大。德國把地下水入滲或者污水外滲作為結(jié)構(gòu)性缺陷，我國作為功能性缺陷?！?/p>

八、檢查井缺陷狀況

　　排水檢查井的結(jié)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(jié)構(gòu)損壞原因是連接處的突出或損壞（10.7%），爬梯究竟要設(shè)還是不設(shè)，是需要去思考。

九、排水管道修復(fù)

　　對于排水管道修復(fù)方面，德國與我國不同的是評價等級越低，修復(fù)迫切性越強。24.7%的排水管道狀態(tài)等級為0至2級，是需要在中短期內(nèi)進行修復(fù)的。完整的排水管網(wǎng)管理體系，應(yīng)包括修復(fù)計劃和策略。

　　歐盟標(biāo)準(zhǔn)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：

　　1）修理：局部小范圍的病害排除；

　　2）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(dāng)前的狀態(tài)；CIPP在此類中。

　　3）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。

　　管道修理呈增加趨勢，占51.1%，說明缺陷不嚴重。修繕中，非開挖內(nèi)襯翻新的比例在幅增加。管道管材翻新則持續(xù)降低。在調(diào)查中，71.4%受訪者是結(jié)合幾種修復(fù)方式，進行綜合修復(fù)；28.6%受訪者是只采用一種修復(fù)方式。

十、管道修復(fù)費用

　　唐建國介紹道：“德國排水管道缺陷是可以通過修理的方法解決，說明大部分缺陷是局部的、微小的缺陷，另外通過修繕方法治理的缺陷，大部分采用的是CIPP這種方法。目前CIPP方法使用越來越多，技術(shù)改進、材料更新和公司間的競爭，使用內(nèi)襯修復(fù)（翻新）的單位修復(fù)費用則逐年下降，該修復(fù)方式的改進、優(yōu)化、使用頻率的提高，以及供應(yīng)商之間競爭加劇等原因。但是管材翻新費用略有上升?！?/p>

　　十一、德國雨水池

　　在合流制溢流口處建設(shè)濕地設(shè)施，也是德國推行的措施。但是，這種設(shè)施沒有出水標(biāo)準(zhǔn)，也不對其進行監(jiān)督考核。

　　雨水池已成為排水系統(tǒng)的重要組成部分。德國、日本將具有各種功能的這些構(gòu)筑物統(tǒng)稱為“雨水池”。雨水池是對雨水、合流水截流，和/或者處理池子的綜合概念（如：雨水沉淀池、雨水截流池、雨水溢流池）德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN4045。我國則一律稱為“雨水調(diào)蓄池”。為什么我們加上“調(diào)蓄”二字？“調(diào)蓄”說明不了功能的內(nèi)涵，也沒有與所應(yīng)用場所相對應(yīng)，更與對應(yīng)的設(shè)計方法不協(xié)調(diào)。“德國現(xiàn)在的趨勢是溢流池越來越少，截流池越來越多，包括運行中的溢流池也在改造成截流池?！碧平▏榻B道。

　　唐建國說：“這張圖（下圖）可以很清楚的看出凈化雨水截流池和溢流池區(qū)別，最大的區(qū)別是前者沒有溢流，后者溢流水的得到沉淀的出水。”

雨水沉淀池

　　圖示是雨水截流池與溢流池合并的案例。該處排水口位于水源保護區(qū)，且排水區(qū)域（39hr）為工業(yè)區(qū)，采用分流制；雨天該分流制區(qū)域雨水先進綠地下部的截流池，再進入污水處理廠；超過截流池能力時，就進入雨水溢流池（圖中綠地），再從溢流口排出。

　　十二、地塊排水

　　德國發(fā)現(xiàn)了約有三分之二的排水管網(wǎng)的連接管有問題，這些問題主要出現(xiàn)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)。唐建國說：“如為了解決地下室潮濕問題，居民抽排地下水至合流管網(wǎng)中。對污水處理系統(tǒng)運營商來說，這一問題會導(dǎo)致外來水的增加，導(dǎo)致相關(guān)污水處理廠的計費困難?！?/p>

　　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(zhǔn)，另外46.5%的城鎮(zhèn)只有在特殊情況下才批準(zhǔn)連接管。地塊排水系統(tǒng)46.3%由當(dāng)?shù)爻擎?zhèn)主管當(dāng)局進行驗收，21.7%地塊排水系統(tǒng)由市民提交相關(guān)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(guān)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(dāng)?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。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(shè)公司一樣，地塊建設(shè)的私營部門也應(yīng)選擇有質(zhì)量保證的管道建設(shè)公司。

　　德國排水管網(wǎng)背景下對我國發(fā)展的討論

　　對于管道的橡膠圈是預(yù)設(shè)還是后加？O型的橡膠圈合適嗎？

　　我國的管道使用壽命是50年，但如果橡膠圈出現(xiàn)問題，那管道壽命就不是50年。德國的管道橡膠圈都是預(yù)設(shè)的情況，但出廠時橡膠圈不是預(yù)設(shè)的狀態(tài)則導(dǎo)致部分沒有安裝橡膠圈，最后就會出現(xiàn)漏洞的狀態(tài)。O型橡膠圈安裝時會扭曲變形，扭曲變形后是不能使用的。

　　檢查井井距如何確定？

　　所有管道的順序一定是先做井、后安裝。

　　我國排水管道該用什么斷面形式？

　　旱天、雨天有不同的截面，保證不淤流速是排水管道暢通的前提，保證不淤流速是排水管道設(shè)計的核心。我國污水管、合流管，由于計算污水量往往是按照遠期水量，近期有流速嗎？如下圖2、5、6、7、8斷面就能夠適應(yīng)近遠期。降雨大小、在地形平坦的地區(qū)，同樣上述斷面有較好的適用性。對于合流和雨水干管則宜采用9和4的斷面形式。帶有平底座的排水管道突出的優(yōu)點是：可以很好地解決回填中45°區(qū)域不易填實的問題。

　　排水管道建設(shè)要注意什么？

　　如何把建設(shè)有功能、有質(zhì)量和能發(fā)揮作用排水管道的理念貫穿到排水管道建設(shè)中，唐建國結(jié)合多年實踐經(jīng)驗，總結(jié)了排水管道建設(shè)“六講”?！傲v”簡單、明了，有道理，也是做好排水管道規(guī)劃、設(shè)計、施工和管理的基本要求。

　　第一講范圍：

　　道路排水管道工程的設(shè)計范圍與道路工程的設(shè)計范圍是不完全一致的。除了沿道路長度范圍就有可能不一致外，排水管道的設(shè)計范圍更要講道路紅線外的所要服務(wù)的范圍，目的就是要能夠把這些所服務(wù)范圍的污水、雨水有效接進來。相關(guān)規(guī)劃文件、設(shè)計文件在描述排水管道建設(shè)范圍時，一定要把道路兩側(cè)的服務(wù)范圍在文件上說清楚，在圖紙上畫清楚。這也是為今后排水戶排水納管管理提供重要依據(jù)。

　　第二講對象：

　　把服務(wù)范圍內(nèi)的各類排水對象真正弄清楚，如居住小區(qū)、學(xué)校、醫(yī)院、工廠、機關(guān)、公園等。根據(jù)不同的對象確定相應(yīng)的污水量、徑流系數(shù)，并統(tǒng)籌、合理考慮其依照規(guī)劃的發(fā)展變化。不分對象特征，采用綜合污水量、綜合徑流系數(shù)在一定程度上都是規(guī)劃、設(shè)計工作不深入、不扎實的具體表現(xiàn)。弄清服務(wù)范圍和服務(wù)對象是現(xiàn)場踏勘的重要工作，真不能“走馬觀花”。設(shè)計文件說不清服務(wù)對象，排水納管管理與運維管理可真就要“無所適從”了。

　　第三講出口：

　　排水管道建設(shè)一定是從末端向起端設(shè)計的，污水、雨水管道要與下游道路污水、雨水管相接、與泵站相接，雨水管甚至要直接接入水體。一定要搞清楚相接點基本設(shè)計要素，管徑、坡度、管底高程，更要對下游系統(tǒng)可否接入所設(shè)計管道的設(shè)計水量進行必要的驗算和復(fù)核，可不能夠把管子“一捅了之”。能否把大學(xué)排水工程課本里的“管頂平接”、“水面平接”應(yīng)用到實際情景中，就是基本功的體現(xiàn)。雨水直接排入水體，就一定要說清楚所排入的水體基本情況，如常水位、多年平均高水位、最高水位等。保證“不淤流速”是排水管道設(shè)計的靈魂，一定要慎用“最小坡度”，特別是在按照遠期流量設(shè)計時，否則就要考慮沖淤措施。自流雨水排水口一定要露出來。雨水排水口露出來是保證雨水排水的暢通，是對污水混接治理工作有效性的檢驗。

　　Pforzheim市一條污水處理廠2200進水總管，過ENZ河。深度15米，總長500米。2013年建成，是全世界巴黎、蘇黎世、倫敦等城市第五個“壓力空氣墊”倒虹管。采用的方法是旱天向倒虹管“加注”壓力空氣，在倒虹管上部形成“壓力空氣墊層”，從而實現(xiàn)倒虹管內(nèi)非滿流和高流速，避免了污泥淤積。該工程十分精細，反沖洗、壓力、水位等檢測齊全，旱流污水管和倒虹井底沖洗底防淤沖洗齊備；倒虹井設(shè)計精細巧妙。倒虹井井蓋與地表鋪裝一致，打開欄桿和防墜措施齊全完整、內(nèi)部環(huán)境整潔有序。

第四講進口：

　　道路排水管道要為將服務(wù)范圍內(nèi)排水對象的污水、雨水有效接入創(chuàng)造條件。自2006年，上海市政府實施第三輪環(huán)保行動計劃時，提出了二級管網(wǎng)（沿道路敷設(shè)，服務(wù)于道路兩側(cè)排水戶的排水管道）包括伸出道路紅線一米的支管和支管末端檢查井，以便于三級管網(wǎng)（街坊、小區(qū)、企事業(yè)單位內(nèi)）排水管道的接入。現(xiàn)在看來，無疑是對實現(xiàn)污水全收集是正確和合理的做法。

　　另外為了應(yīng)對雨水排水標(biāo)準(zhǔn)提高，有兩個做法，一是做“加法”，二是做“減法”?！凹臃ā辈粏问前凑招碌臉?biāo)準(zhǔn)加大道路雨水管管徑，更重要的是要按照新的雨水標(biāo)準(zhǔn)把雨水篦子和連管設(shè)置好，要讓雨水系統(tǒng)能夠做到(雨水口)“嘴巴喝得進”、(連管)“嗓子進得去”、(道路雨水管)“腸子不梗阻”、(雨水排口)“排口排得出”。

　　雨水口間距、數(shù)量、形式和連管口徑是根據(jù)其能夠保證將其收集范圍雨水。被有效“喝下去”確定的，還得做好雨水口周邊的“三個坡”，更不能被“堵了”。

　　脫離雨水收集口的雨水排水設(shè)計是不完整的雨水排水設(shè)計?！皽p法”就是做好LID，利用“海綿措施”把徑流量減下來，“減法”實際上也是對“進口”一種創(chuàng)新設(shè)計。將道路綠化隔離帶、人行道、小區(qū)內(nèi)部、屋頂進行海綿化改造和設(shè)計，這就是創(chuàng)建“海綿城市”的具體行動，這就是城市工程海綿化。

圖中美國費城的“綠色英畝計劃”案例就證明，“減法”是雨水排水提標(biāo)的重要手段。做好“減法”還會收到一個非常好的效果，那就是有效減少了“徑流污染”，這是實現(xiàn)城市水體“下雨不黑”的最有效措施。“減法”體現(xiàn)的是“綠、灰”相結(jié)合，體現(xiàn)的是“優(yōu)先考慮更多利用自然力量排水”。一英畝地表改造后所減少的徑流量，不就是雨水標(biāo)準(zhǔn)提標(biāo)要增加的雨量嗎?減的不就是灰色嗎?

　　在唐建國發(fā)表的《排水管道建設(shè)要做到“六講”》文章中，也談到了對廣州項目的介紹。廣州利用綠色措施實現(xiàn)“排水單元達標(biāo)”就是對雨污混接改造工作的創(chuàng)造性發(fā)展。很多城市雨水排水規(guī)劃、設(shè)計文件為體現(xiàn)海綿城市創(chuàng)建和提標(biāo)，不談綠色措施，而簡單地將“綜合徑流系數(shù)”調(diào)整0.6是不科學(xué)、不現(xiàn)實和不負責(zé)任的做法。

　　第五講系統(tǒng)

　　“講范圍、講對象、講出口、講進口”就是“講系統(tǒng)”的具體表現(xiàn)。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計計算書還要包括：在最小水量時，如按照遠期水量設(shè)計的管道，近期最小流速不滿足要求的對策措施，包括倒虹管；在水體高水位時，排水管道高水位時，道路積水時等的排水條件的復(fù)核與驗算。當(dāng)然，降雨前能夠?qū)崿F(xiàn)城市水體低水位，是保證雨水安全排水的前提，這也是“藍色措施”。“藍色”措施是解決內(nèi)澇最有效的手段之一。在新建排水管道的同時，不要忘了對“滿身是病”的現(xiàn)狀排水管道進行整治(這就是“管”的內(nèi)容)。上海中心城區(qū)雨水排水規(guī)劃方案提出的“管、綠、藍、灰”有機結(jié)合的理念是支持排水標(biāo)準(zhǔn)與內(nèi)澇標(biāo)準(zhǔn)提升和雨天出流污染削減多目標(biāo)同時實現(xiàn)的基礎(chǔ)，是系統(tǒng)規(guī)劃的體現(xiàn)，也是正確的路徑。僅依靠按照若干毫米設(shè)計的所謂雨水調(diào)蓄池解決不了雨水排水提標(biāo)，也解決不了城市水體“下雨就黑”。

　　上海中心城區(qū)雨水排水規(guī)劃方案提出的“管、綠、藍、灰”有機結(jié)合的理念是支持排水標(biāo)準(zhǔn)與內(nèi)澇標(biāo)準(zhǔn)提升和雨天出流污染削減多目標(biāo)同時實現(xiàn)的基礎(chǔ)，是系統(tǒng)規(guī)劃的體現(xiàn)，也是正確的路徑。

第六講質(zhì)量：

　　“排水管道、排水管道”是指能夠發(fā)揮正常排水功能的管道，其質(zhì)量是不可忽視的，沒有質(zhì)量，就不能夠保證排水功能的發(fā)揮。49字箴言全面概括了對排水管道質(zhì)量保證的要求。

　　管材質(zhì)量要牢靠——管材現(xiàn)場一定要抽檢，特別是環(huán)柔度（撓曲性）

　　管道基礎(chǔ)要托底——基礎(chǔ)在承口處做槽，即托底，又限位

　　管道接口要到位——插口末端畫條線；先做井，后裝管

　　溝槽回填要密實——原土回填，重視密實度。實現(xiàn)“管土一體”

　　嚴密檢查要保證——提倡閉氣試驗，雨水管也要做

　　窨井質(zhì)量要重視——窨井井體要與管道材質(zhì)一致，也不能漏水

　　運維管理要扎實——巡視、清通、檢查、修理要跟上

　　如果還要提一個質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，那就是“兩張圖、兩句話”：污水管道非滿流、有濃度、水暢流；雨水管道：旱天無積泥、無水流。

　　唐建國在論壇上結(jié)合實際考察對德國一污水管道工地進行了介紹分析：

　　1、采用D400陶土管（3米節(jié)，每節(jié)約300歐元），注意插口橡膠圈是出廠前已被固定在上面了。

　　2、與用戶接口是直接連接的，德國允許直接連接；在現(xiàn)場用專門工具在管上開洞，并用專門連接件做好密封。

　　3、敷設(shè)好若干長度后采用“氣密法”進行嚴密性檢查，合格則開始回填。

　　4、回填采用“液態(tài)回填材料”；不需振動搗實，就可達到回填要求；沒有塵土、不要黃沙、沒有噪音、原土利用、基礎(chǔ)與管一體，且溝槽可很窄。

　　5、支座上有一用軟木“填塞”的縫，這就是用于管道安裝時高程誤差的調(diào)節(jié)。

　　6、為了防止地下水把木支座泡脹，影響管道高程，在使用前必須先把支座泡24小時。

　　7、綜合造價800歐元/米。

　　唐建國介紹道近期住房建設(shè)部發(fā)布的《2019年城市建設(shè)統(tǒng)計年鑒》，《2019年城市建設(shè)統(tǒng)計年鑒》中稱：我國城市排水管道總長約為74萬km。與德國排水管道總長近602萬km相比少很多。

　　無論是為解決污水管網(wǎng)全覆蓋、污水全收集、全處理，還是為提升雨水排水標(biāo)準(zhǔn)，解決城市內(nèi)澇問題，排水管道建設(shè)一定是我國今后城市建設(shè)重中之重的任務(wù)。而且一定要把所建設(shè)的排水管道建成為：有相應(yīng)功能、有質(zhì)量、能正常發(fā)揮作用的排水管道。在演講的最后唐建國呼吁在做排水管網(wǎng)建設(shè)和維護時要講規(guī)矩、講科學(xué)、講道理、講質(zhì)量！

編輯： 趙凡