為紀念德國水協(xié)DWA成立75周年，DWA下屬的排水系統主委員會(huì )在德國水協(xié)刊物《Korrespondenz Abwasser Abfall》（污水與垃圾專(zhuān)業(yè)雜志）（2023年1月刊）發(fā)表了題為“排水系統現狀調查，規劃，建設，運營(yíng)，修復的創(chuàng )新工藝，方法，技術(shù)”的文章。

唐建國、蔡晙雯從德國排水系統面臨的形式、問(wèn)題、行動(dòng)需求、挑戰等角度出發(fā)，將其主要要點(diǎn)翻譯分享給我國同行學(xué)習、借鑒和討論。

01引言

(資料圖)

為紀念德國水協(xié)DWA成立75周年，DWA下屬的排水系統主委員會(huì )（Hauptausschusses Entw?sserungssysteme）在德國水協(xié)刊物《Korrespondenz Abwasser Abfall》（污水與垃圾專(zhuān)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”（“排水系統現狀調查，規劃，建設，運營(yíng)，修復的創(chuàng )新工藝，方法，技術(shù)”）的文章。

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

02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）人們對現代城市雨水收集方式的反思也日益增多，故對排水系統進(jìn)行改造的勢在必行。

3）需要與所有規劃進(jìn)行跨學(xué)科的對話(huà)。

4）設計、建造和運行可以?xún)Υ?、下滲、排放的雨水設施是不久將來(lái)的重要任務(wù)。

5）未來(lái)的一個(gè)重要任務(wù)是優(yōu)化現有系統。

6）補充（豐富）以藍、綠色為基礎設施的排水系統。

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

8）公共和私人排水系統共同構成一個(gè)完整的系統，只有當系統的兩個(gè)部分協(xié)調一致并相互作用，才能夠保證排水系統的正確。

9）缺乏排水系統的改造規劃，原因還在于規劃人員的知識不足。

10）排水系統的運行在未來(lái)面臨著(zhù)巨大的挑戰，需要在有限的人力和財力資源的背景下完成任務(wù)，這對運營(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）城鎮排水必須同時(shí)跨領(lǐng)域與城市、交通和綠地規劃合作，尋找新的方式，以盡量減少損害，單一擴大現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）將現有的合流系統轉換為分流系統并不緊迫，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）排水系統運營(yíng)方的基本目標是創(chuàng )造和維護耐用和高質(zhì)量的資產(chǎn)。

14）按照需要進(jìn)行運行維護，并在充分掌握排水系統現狀的情況下，進(jìn)行有針對性的排水系統治理，才更加有助于資源、能源和原材料節約。

15）必須批判性地看待公眾經(jīng)常需要省錢(qián)的問(wèn)題，因為短期的省錢(qián)效應可能對一般壽命很長(cháng)的排水基礎設施的長(cháng)期成本會(huì )產(chǎn)生不利的影響。

16）與氣候變化相適應的排水系統，將會(huì )強制使用推動(dòng)城市和社區水敏感發(fā)展的新設施和結構。

17）認真對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（國內稱(chēng)為“自密實(shí)”）和適當的土地管理將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

18）除了適當的規劃外，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)的挑戰都只能由合格和積極的人才來(lái)應對。

03文章摘錄

德國排水系統至今已有180多年的歷史，1842年在漢堡建造了第一條排水管道。后來(lái)為了應對暴雨帶來(lái)的影響，德國各地陸續建設了各種雨水池。

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%。城鎮排水管道長(cháng)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

1）排水系統改造勢在必行。

隨著(zhù)數字化在排水系統規劃、設計、管理、維護中發(fā)揮著(zhù)越來(lái)越大的作用，人們對現代城市雨水收集方式的反思也日益增多，故對排水系統進(jìn)行改造勢在必行。

2）需要與所有規劃進(jìn)行跨學(xué)科的對話(huà)。

設計、建造和運行可以?xún)Υ?、下滲、排放的雨水設施是不久將來(lái)的重要任務(wù)。按照需要進(jìn)行運行維護，并在充分掌握排水系統現狀，進(jìn)行有針對性的排水系統治理更有，才助于資源、能源和原材料節約。

3）需要與氣候變化相適應。

不斷加劇的氣候變化要求排水系統既要適用于旱季，也適用于局部強降雨。下轄8個(gè)專(zhuān)業(yè)委員會(huì )和55個(gè)工作組的排水系統主委員會(huì )也在研究如何將水意識與包括CO2e平衡、資源負荷、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)調一致。

二、面臨的基本問(wèn)題

1）排水系統信息與BIM的結合。

BIM旨在盡可能地在更長(cháng)的生命周期中提供所需的建筑信息。在排水系統領(lǐng)域，德國排水信息系統已經(jīng)建立數十年，并且可以很好地適應特定需求和任務(wù)設置。目前正在形成一套規則，以確保排水系統信息系統能夠滿(mǎn)足各種需求。目前除了屬性數據和運營(yíng)數據之外，還將更加關(guān)注數字化在規劃中的應用。

2）未來(lái)的一個(gè)重要任務(wù)是優(yōu)化現有系統。

系統收集和評估現有的運營(yíng)信息是必要的，除了定量測量（例如流量、水位）之外，水質(zhì)的測定將變得越來(lái)越重要，以便更好地評估現有系統的排放情況，對測量信息進(jìn)行系統性管理，并從中得出最佳結論。大數據分析或人工智能（AI）方法可以幫助系統的優(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 )對排水系統的運行產(chǎn)生重大影響，由此產(chǎn)生的污染負荷將是未來(lái)需要面對的問(wèn)題。此外，由于氣候變化、人口統計、技術(shù)或政策目標對現有排水系統造成新的適應壓力。

三、行動(dòng)需求

1）補充（豐富）以藍、綠色為基礎設施的排水系統，其除了有利于水資源管理、防洪和水環(huán)境保護外，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)調納入未來(lái)定居點(diǎn)“水意識”發(fā)展中；

3）提高對排水系統中廢物的產(chǎn)生和殘留影響的認知；

4）將監測作為質(zhì)量控制的關(guān)鍵；

5）進(jìn)一步開(kāi)發(fā)模擬模型，以提高對洪澇和物質(zhì)傳輸的預測能力；

6）加強社區間的溝通，將居民區的排水需求納入各級區域和市政發(fā)展規劃中。

四、發(fā)展現狀與排水系統狀態(tài)評估

2020年，成立了一個(gè)新的DWA專(zhuān)家委員會(huì )ES-4，負責評估排水系統狀況，并開(kāi)始制定一整套的DWA評估標準。目標是建立一個(gè)統一的實(shí)質(zhì)性理解判斷和發(fā)展標準的方法，來(lái)確定排水管道和構筑物質(zhì)類(lèi)別。物質(zhì)分區應納入渠道管理的上級過(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，有助于制定重建戰略和相關(guān)的財務(wù)計劃。

五、排水系統建設的未來(lái)挑戰

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

六、土地排水領(lǐng)域的創(chuàng )新和未來(lái)挑戰

公共和私人排水系統共同構成一個(gè)完整的系統。只有當系統的兩個(gè)部分協(xié)調一致并相互作用，才能夠保證排水系統的正確。故避免出現私人地塊的排水錯誤，優(yōu)化和進(jìn)一步發(fā)展私人地塊排水，有助于整個(gè)系統功能的提升。如何依法治水、如何在收費技術(shù)上評估引入定價(jià)模型、排水費、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。

七、排水系統未來(lái)運營(yíng)挑戰

排水系統的運行在未來(lái)面臨著(zhù)巨大的挑戰，其需要在有限的人力和財力資源的背景下完成任務(wù)。對運營(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。這也是許多運營(yíng)商采用運營(yíng)管理系統的原因之一。與氣候變化相適應的排水系統，將會(huì )強制使用推動(dòng)城市和社區水敏感發(fā)展的新設施和結構。

八、排水管道治理的新發(fā)展和前景

排水工程的重點(diǎn)是排水基礎設施的維護。根據最新的DWA調查，在道路下，公共排水系統有相當大的設施資產(chǎn)。但是有幾乎五分之一的管道顯示損壞，中長(cháng)期內要進(jìn)行修復。管網(wǎng)的維護與所有公共基礎設施一樣，是未來(lái)永無(wú)止境的任務(wù)。這意味著(zhù)付費者將繼續支付大量費用來(lái)維修、翻新和更新管網(wǎng)，并且費用將上漲。在德國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是通過(guò)內部非開(kāi)挖修復。但是仍然缺乏排水系統的改造規劃，原因還在于規劃人員的知識不足。排水管道維護所取得的成就和進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵是對管道修復治理所有人的培訓，特別是對于管網(wǎng)運營(yíng)商來(lái)說(shuō)，因為它們對專(zhuān)業(yè)規劃的質(zhì)量做出指導性決定，最終也是修復程序的決定方。

九、從運維方的角度來(lái)看排水系統

排水系統的運維商目前正在面對由于氣候變化以及相關(guān)聯(lián)的強降雨事件、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的公民。防止強降雨破壞的一種方法是將降雨區域與排水系統分離并進(jìn)行管理。城鎮排水必須同時(shí)跨領(lǐng)域與城市、交通和綠地規劃合作，尋找新的方式，以盡量減少損害。單一擴大現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。因為在罕見(jiàn)的強降水事件期間需要管理的水量會(huì )很快達到地下系統排放的極限，但是地表排水行泄通道則是跨領(lǐng)域的結果。在私有財產(chǎn)排水設施方面，還需要重新思考。公共和私人排水系統應被視為一個(gè)整體。私人土地上的被動(dòng)防洪措施也發(fā)揮著(zhù)重要作用。運營(yíng)方應為業(yè)主提供廣泛的咨詢(xún)服務(wù)。

除了重要的未來(lái)任務(wù)外，運營(yíng)方還負責不斷減少來(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。由于運營(yíng)商的復雜性，將現有的合流系統轉換為分流系統并不緊迫，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。當今地下基礎設施的路線(xiàn)規劃為每個(gè)人提供了信息。從稅費和經(jīng)濟方面來(lái)看，現狀管網(wǎng)的連續改變難以呈現。同時(shí)，城內區域的現狀建筑也導致土地排水系統的轉換將很難合理，將降水區域與現有合流系統解耦是更好的解決方案。

排水系統運營(yíng)方的基本目標是創(chuàng )造和維護耐用和高質(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，因為短期的省錢(qián)效應可能對一般壽命很長(cháng)的排水基礎設施的長(cháng)期成本產(chǎn)生不利影響。在這種背景下，運營(yíng)商必須進(jìn)行長(cháng)期戰略思考和規劃。除了適當的規劃外，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(hù)方面的專(zhuān)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)現持續和一致的循環(huán)經(jīng)濟、再利用需求。如果認真對待，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（國內稱(chēng)為“自密實(shí)”）和適當的土地管理將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

最終，所有未來(lái)的挑戰都只能由合格和積極的人才來(lái)應對。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略和措施，將長(cháng)期定位為有吸引力的雇主。

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