德国排水系统和雨水处理现状介绍及思考

截止至2022年6月30日，德国人口为8279.9万人，较2019年的约8310万人，减少了0.3%。

   

图1  德国排水设施发展情况

图1反映出，1991年后，因东、西德合并，德国人口数量“跳跃”增加，之后几乎稳定在8300万。尽管由于近年来的外来移民，人口有小幅增长，但总体上尚未形成明显的长期增长趋势。

2022年德国人均生活用水量为125.9 L/人·d，其中包括商贸业用水量，但是不包括工业和农业用水（笔者注：相当于我国所称的综合生活用水量，或者大生活用水量。据德国水协资料介绍，工业用水量约为150 L/人·d）。2022年数据较2019年127.9 L/ 人·d下降了1.56%，这种趋势在几乎所有联邦州都有体现。

表1  德国各州（直辖市）人均生活用水量、公共排水系统污水纳管率与管道长度

   

从图1可以看到，1990年至2013年德国人均生活用水量持续下降，由140 L/人·d降至接近 120 L/人·d。近年来有小幅增长，但是基本上保持在人均125 L/人·d左右。据《中国城镇水务行业年度发展报告（2024）》数据显示，2023年我国人均生活用水量为179 L/人·d（其中不包括商业及公共生活用水量），可见相较德国我国的节水空间仍然很大。

德国各州/直辖市的排水制分布情况详见表2和图2（图中数值是合流制占比）。因为各个地区合流制和分流制面积及其难以统计，故表2中合流区域占比是经过计算得来：

合流制占比=合流管道总长度×100% /（合流制管道长度+分流制中污水管道长度）

表2  德国各州（市）合流制占比和污水处理厂外来水进入量情况

   

   

从图2可以看出德国南部和西部以合流制为主，北部和东部则以分流制为主，差异明显。（笔者注：在德国无论是合流制，还是分流制排水系统，均是以满足相关技术规定为前提，能够实现合流污水，或者雨水得到有效处理，实现对水环境的有效保护。 由于两种排水体制都不可避免地存在污染物质的排放，所以排水体制的选择应以污染物质排放量最小为首要原则。 ）

由图1可见，自1990年东、西德合并以来，德国全国平均合流制占比开始持续下降，其与原东德地区排水系统建设以分流制为主密切相关，德国业内戏称此现象为“合流制赤道线”持续南移。

在新施行的德国水协标准DWA A102《排入地表水的雨水径流管理和处理原则》中，明确要求验证所采用的排水系统与当地的水资源是否相平衡。因而德国愈加重视雨水的源头控制、入渗、利用等（笔者注：就是我们所称的“海绵措施”）。近十年来，在德国新建地区兴起了带有单独排放、渗透和滞留，甚至无雨水排放的新型排水系统的建设。新型雨水排水系统的核心是， 新建和新开发地区的雨水不纳入现有城镇排水系统，而是通过各类绿色设施就地消纳。 有文献介绍，自2021年来90%的新建地区均采用了新型排水系统。根据2019年的数据，其服务面积约已占德国排水总面积的10%。虽然在本次统计中新型排水系统的占比并未单独统计及列入表1，但其占比应已经超过10%。也正是由于新开发的地区、区域优先采用各种新型排水系统，各联邦州合流管道的占比近年来均在下降。

2025年1月起施行的欧盟《城市污水处理指令》也明确提出“应优先考虑‘绿色’发展及投资，只有在绝对必要的情况下，才考虑新建灰色基础设施”以及“优先采用基于自然的解决方案，控制源头污染，不鼓励灰色基础设施的方案”。这明确提示我们，雨水排水系统提标、分流制改造、雨天雨水排水口溢流（出流）污染控制绝非灰色“一条路”。只有“绿”“灰”结合，且以“绿”为先才是发展之路，才是“城市更新”、提供城市排水“韧性”的正确之路。但是，在我国“绿色”能否实现，还需要城市各部门、各专业的协调、合作和融合，并确保技术措施的恰当性及可落地性。

截至2022年，德国污水纳入公共合流制管道以及分流制污水管道的平均纳管率（收集率）为97.2%，详见表1。 德国污水纳管率包括农村生活污水，自上世纪70年代以来接入公共污水处理系统的居民比例一直很高，并逐渐接近100%。 公共排水系统污水纳管率最高是不莱梅市，达99.8%。

未接入公共管网的区域一般是通过经济性比较，接入公共管道系统不经济的区域。如一些偏远农村地区，或已接入了私营污水处理系统的区域。如 勃兰登堡州、梅克伦堡·前波美拉尼亚州和图林根州的纳管率低于90%，其与这些地区以农村为主的居住区域占比很大有关。但这些未进入公共污水处理体系的污水也依然必须按照相关法规及技术标准进行处理排放。

由图1中数据可见，近年来德国公共排水系统的污水纳管率稳定在97%以上。而且随着小型污水处理厂（站）的不断归并，纳管率依然保持上升趋势。需要说明的是，污水纳管率其是以接入公共排水管道的人口数（工业污水以折算为相应人口当量）计算的。这一计算方法与德国户籍管理严格密不可分。

我国户籍管理也是非常严格， 笔者建议是否也可以借鉴德国做法，尝试依照我国常住人口及人口当量统计方法来计算污水纳管率。 我国现行“城市生活污水集中收集率”计算方法，因受管道污水外渗、外来水入渗入流挤占、严重的混接、人均污染物产量测算准确性、统计人口真实性等各种因素影响，计算出的处理率数据难以反应真实情况。

截至2022年底，德国合流制、污水和雨水管道合计长度约达61.93万km，较2019年的60.8万km增加了1.13万km（1.8%），这可能与居住面积的增加有关。德国人均管道计算长度平均为7.48 m，详见表1。较2019年的人均7.32 m，2022年增加了0.16 m。不莱梅、汉堡和柏林三座城市的人均排水管道长度为德国最低，汉堡市，人均排水管道长度仅3.04 m，这与三座城市城市化程度非常高密切相关。德国合流制排水系统占比低的北部一些地区，人均排水管道长度则明显高于合流制占比高的南部地区。

图1还反映出，德国数十年来持续坚持进行排水管网建设，排水管道长度不断增加。即便是人口密度最高的柏林、汉堡、不莱梅三个城市州（类似于“直辖市”），人均排水管道长度也达3.04~4.64 m。据《中国城镇水务行业年度发展报告》（2024），按照上述报告城市和县城供水人口粗略估算，我国城市人均排水管道长度为1.7 m。由此可见我国排水管道建设仍然任重道远。

德国外来水量是依据污水总产量以及进入污水处理厂的总水量来计算的，德国各州的外来水量情况详见表2。从表2中可以看出，合流制占比高的萨尔州、巴登州、黑森州平均外来水量超过55%，意味着进入污水处理厂的1 立方米 污水中，超过0.55  立方米 是外来水。而分流制占比高的地区外来水量明显小于合流制地区。 目前，各联邦州仍采用不同的方法来估算外来水量，但到底是什么原因导致德国各地外来水量有这么大的差距，目前业界尚无明确的定论。是不是合流制地区，雨水也算为“外来水”？

趋势上， 德国排水系统中的外来水占比自2010年后有较大幅度的下降，平均外来水量从2010年的40%-45%减少到了目前的约30%。 从德国污水处理厂的进水浓度也能够间接证明，其管网系统中外来水的情况。据德国水协DWA专业刊物数据，德国污水处理厂全国年平均CODCr浓度为496 mg/L，合流制占比较高的巴登·符腾堡州为394 mg/L，合流制占比较低的东北部地区则达991 mg/L。

笔者曾经有个调查，德国按照单位管长测算，污水管道的外水量是13.4 立方米 /km·d，我国很多城市为150~300 立方米 /km·d，甚至更高。 对比我国污水厂进水污染物浓度普遍偏低的实情，外来水已成为排水系统首先要消灭的“敌人”。

德国自上世纪70年代开始在合流制地区建设旨在减少溢流污染的雨水溢流池、截流池。90年代至2005年是雨水池的高速建设时期，同时分流制地区为了减少雨天雨水的出流污染，也开始借鉴合流制溢流污染物削减的经验，推进包括雨水沉淀池在内的各种雨水池的建设。

2022德国共有各种类型的雨水池60668座，总容积约为6828万 立方米 ，平均单个容积约为1125 立方米 。与 2019 年的数据相比，雨水池数量增加了3828座（6.7%），总容积增加了370万 立方米 （5.7%）。合流制雨水溢流池和存蓄管涵（RüB + SK）的数量和容积的增长幅度最大，详见图3。鉴于当前几乎没有新建的合流制系统，雨水溢流池和存蓄管涵的数量应该趋于饱和，因此这种大幅增长非常令人意外。

表3中所统计的各种雨水池的功能及其本身构造不一，在不同的排水体制中的具体应用形式也不一样。

表3  德国各州（市）各种类型的雨水池情况

   

   

图3  德国雨水池发展情况

2022年，德国人均雨水池容积为0.825 立方米 ，较2019年增加了0.048 立方米 。各联邦州（市）人均雨水池容积情况详见表3，人均容积最高的是下萨克森州，达人均1.841 立方米 ；最低的是不莱梅市，为0.231 立方米 。

假设雨水池的平均建设成本为1000 欧元/立方米，仅德国的雨水池建设成本就达683亿欧元，人均约824.74 欧元。 若将此成本分摊到过去从德国开始进行雨水处理的约50年的时长里，每年人均雨水池建设投入约为16.50欧元。

德国合流制系统中， 截至2022年，有27992座雨水池和存蓄管涵在运行。值得注意的是，一半设施 是在1993年之前投入使用的，亟需且正在进行翻新或更新改造。

分流制系统中， 截至2022年， 有27915座雨水截流池（RRA），略少于雨水溢流池。尽管近年来雨水截流池的增幅相对较小，但继续增长的需求明显，远未达到饱和。分流制系统中有4761座雨水沉淀池（2019年为4427座），增幅约为7.5%。值得注意的是，德国水、污水和废弃物协会（DWA）发布的新的系列雨水排放指南，对排放要求更加严格，预计在未来几年分流制雨水沉淀设施的数量将大幅增加，一些正在运行的传统式的设施也会面临升级改造。

笔者认为： 雨水池毫无疑问的是排水系统的重要组成部分，其不仅可以承担径流雨水水量的储存、调节任务，还可以承担雨水、合流污水排放、溢流前的储存（雨后进入污水处理厂）、沉淀等任务。因其在不同类型系统中有着不同功能，所以各自被赋予了不同的名称。德国统称为雨水池，我国则统称为“雨水调蓄池”。但调蓄只是雨水池的多种功能之一，所以笔者认为该“雨水调蓄池”统称并不甚合适。

雨水池的任务是削减峰值雨水量进入管道，或者减少带有污染物的雨水，或者合流污水进入受纳水体。 但是这种措施一定要以有效的径流量削减，或者污染控制（如绿色设施）措施、以有保障排水管道设施良好状况的（如控制雨污混接、控制结构性缺陷等）措施、以有保证雨水管道淤泥清除到位的运维措施为前提 。末端减少雨天雨水出流和合流制溢流污染的各种溢流池和截流池等仅为减少进入水体污染物“拾遗补缺”的措施，绝对不能当成起关键作用的最终解决方案。如果没有上述前提条件，其连本应有的“拾遗补缺”的作用也未必能够发挥出来。按照所谓“初期雨水控制”标准建设的各类雨水池，能否有作用，只能期待实际运行数据的验证。