鉆進(jìn)下水道看一看
世界名城下半身的華麗轉(zhuǎn)體
◎本刊特約主筆 孫力舟 ◎本刊特約撰稿 袁佳怡
時下，出國旅游的人越來越多，但大家的眼睛多是盯著人家的上半身——城市街道、地面建筑、大型雕塑……其實，歐洲文明的精粹，往往也凝聚在很多名城的地下世界里。我們不妨鉆進(jìn)這些名城的下水道，去看看這些城市的歷史、文化、科技，以及居住在這些城市的人對生活的理解。
下水道成了旅游景觀
法國首都巴黎、奧地利首都維也納、比利時首都布魯塞爾、英國首都倫敦等歐洲名城，都有下水道博物館。它們既是市政工程知識的科普場所，又是“憶苦思甜”的教育基地。
1948年拍攝的英國電影《第三人》(Third Man)，曾獲戛納國際電影節(jié)金棕櫚獎、英國電影學(xué)院最佳影片獎、第23屆奧斯卡(1950)最佳攝影獎。這部諜戰(zhàn)名片多處以維也納的下水道為故事場景，反映了二戰(zhàn)結(jié)束不久，維也納被蘇美英法四國分區(qū)占領(lǐng)時的混亂、神秘、陰暗氣氛。
維也納充分開發(fā)這種文化資源，把下水道旅游的行程設(shè)計與電影《第三人》緊密結(jié)合，以吸引游客。如今，每年的5月1日到10月26日，每周四到周日，從上午10點到晚上8點，都可以參加有導(dǎo)游帶領(lǐng)的維也納下水道旅游團(tuán)。
布魯塞爾的下水道旅游，本城居民免費，外地的成年人3歐元，外地青少年2歐元。游客可以看到怎樣將布魯塞爾的城市廢水送往北海的地下暗河。
捷克首都布拉格的下水道旅游，始于1906年，當(dāng)時奧匈帝國借此向外國游客展示其最先進(jìn)的下水道設(shè)施。其入口就在舊市政廳廣場，門票約為30美分，游客還可參觀艾柯特克尼克(Ekotechnicke)博物館，該處曾是奧匈帝國的第一個污水處理廠，建于1907年，1967年停止使用。在這里，游客可以看到巨大的機(jī)器對水中的污物進(jìn)行攔截處理。
英國曼徹斯特市的“科學(xué)與工業(yè)博物館”，利用世界上最早的客運火車站的地下室，展示了從羅馬時代到當(dāng)代的曼徹斯特排水系統(tǒng)，該博物館的陳列以一場霍亂疫情引發(fā)的葬禮開始，其中展示的人物都真人大小，揭示了修建完備的下水設(shè)施的必要性，博物館還展示了城市水循環(huán)的全過程：供水、廁所、下水管道、污水處理。在模擬的維多利亞時代下水道中，游客可以聞到尿的氣味，聽到老鼠亂竄的聲音。
德國漢堡的下水道博物館，展出了從下水道中歷年撈出的各種物件，小到紐扣，大到自行車，甚至還有出生證。
英國倫敦下水道的主管機(jī)構(gòu)——泰晤士河水管局則通過“下水道周”活動，組織大家參觀下水道。英國第四電視臺新聞主持人史蒂芬·史密斯，著有《地下倫敦之旅》一書。他在書中介紹了自己參加“下水道周”活動的全套裝備：“帶有礦井燈的安全帽、再生紙制成的工作套裝、高亮度的工作馬甲、抗菌的長手套、厚襪子，外加一雙鞋筒長得能碰到屁股的雨靴，鞋底和鞋頭好像是金屬的。”
看來，游覽歐洲名城的下水道，不但能收獲知識，還樂趣無窮。
“測謊石”其實是出水口
其實，城市排水設(shè)施的歷史可以追溯到更早。據(jù)美國“下水道的歷史” 網(wǎng)站介紹，現(xiàn)代考古發(fā)現(xiàn)，早在公元前4000年，古巴比倫(今天的伊拉克一帶)就出現(xiàn)了排水管。在歐洲地區(qū)，公元前3200年的蘇格蘭，就有家用排水設(shè)施的雛形存在。但是，在這些古代文明中，要數(shù)古羅馬的排水系統(tǒng)保存得最為完好。
美國電影《羅馬假日》中有這么一個讓人印象深刻的情節(jié)：窮記者喬·布萊德里(格里高利·派克飾演)把手伸進(jìn)石頭人的嘴巴中，悄悄地把胳膊抽出衣袖，再拔出袖子，裝作手已被“吃掉”。他用這個小小的伎倆，打動了安妮公主(奧黛麗·赫本飾演)的芳心。這個石頭大嘴叫“真言之口”，人們習(xí)慣管它叫“測謊石”，傳說是一位羅馬君主為了檢驗大臣是否忠誠而造的。其實， 這個所謂的測謊石，正是古羅馬時代下水道的一個出水口。
公元前6世紀(jì)，古羅馬建造了排水溝渠。古羅馬下水道的部分設(shè)施，經(jīng)歷了2500多年的雨水和污水沖刷，為許多民族和王朝服務(wù)，在很少得到修繕的情況下，至今仍在使用。
今天的羅馬城，除了“真言之口”，還有兩個地點便于觀察古羅馬時代的下水道。
一是在帝國廣場旁邊的水星廟遺址，一扇門后是一堵老墻，上面刻著“Cloaca Maxima”(最偉大的下水道)，這就是古羅馬下水道的一個入口。
據(jù)英國《每日電訊報》2005年10月31日報道，考古學(xué)家在檢查帝國廣場地下水渠的水質(zhì)時，發(fā)現(xiàn)那里竟有大約550只淡水螃蟹安營扎寨。普通的公螃蟹僅有5厘米長，而這些螃蟹大都有7厘米長，且繁殖能力也遠(yuǎn)比在郊區(qū)河中旺盛?？茖W(xué)家認(rèn)為，這是因為廣場地下水渠中水質(zhì)優(yōu)良，而且螃蟹不會受到其他動物威脅。
二是臺伯河上的一座古橋，橋下有下水道的一個出口。傳說下水道中的妖魔會在此現(xiàn)身。
中世紀(jì)：樓上往樓下潑尿
羅馬帝國滅亡后，歐洲的城市排水經(jīng)歷了巨大的倒退。
中世紀(jì)歐洲城市一般沒有地下排水系統(tǒng)，排水依靠在街邊開挖的陰溝。由于當(dāng)時城市人口密度較大，街巷逼仄，中世紀(jì)的歐洲城市污穢不堪。
在英國廣播公司介紹倫敦歷史的“城市地圖”節(jié)目中，曾用過中世紀(jì)倫敦的樓上住戶向樓下的明渠潑尿的繪畫。在比利時學(xué)者亨利·皮雷納的名著《中世紀(jì)的城市》中，沒有任何關(guān)于下水道的記錄。
英王亨利四世(1399～1413年在位)時代，在王宮下面修了下水道。17世紀(jì)60年代的倫敦大火后，泰晤士河的個別支流被逐步覆蓋，成為專門排污的下水道。然而，從總體看，中世紀(jì)到19世紀(jì)中期，倫敦的絕大部分污水經(jīng)過陰溝排入泰晤士河的大小支流，再排入泰晤士河干流。由于泰晤士河及其支流變得惡臭不堪，英國中世紀(jì)到近代早期，曾多次通過法律，禁止在陰溝上新建廁所。
霍亂推動近代下水道建設(shè)
惡性消化道傳染病——霍亂主要通過被污染的水源傳播。
19世紀(jì)30年代，西歐多國的城市暴發(fā)霍亂。那些衛(wèi)生狀況惡劣、水源極易受到污染的窮人，成為霍亂的主要受害者。在法國，憤怒的窮人甚至懷疑是資產(chǎn)階級政府在水中下毒傷害他們。有證據(jù)顯示，在1830年和1832年法國革命，以及同時期柏林、漢堡和圣彼得堡的騷亂中，霍亂都起了推波助瀾的作用。
在1831年英國第一次霍亂流行時，外科醫(yī)生約翰·斯諾就發(fā)表報告，指出霍亂是通過被污染了的水源傳播的。1854年，霍亂再次襲擊倫敦。在索霍教區(qū)，霍亂尤為嚴(yán)重。當(dāng)?shù)鼐用窳粢獾脚f房屋的地下有糞坑，斯諾推測正是這些糞坑中的污水流入水井，污染了水源。斯諾拜訪了受害者的家屬，注意到幾乎所有死亡病例，都發(fā)生在水井四周半徑很小的范圍內(nèi)。當(dāng)?shù)毓賳T在聽取斯諾的匯報后，拆除了該井抽水機(jī)的手柄，果然當(dāng)?shù)卦贈]新的霍亂病例出現(xiàn)。
每年夏天，英國國會大廈中的議員們，不得不把浸透了氯仿和石灰的布片掛在窗戶上，試圖抵御泰晤士河冒出來的惡臭。然而，時任英國首相的迪斯累利仍被熏得沖出國會大廳，用手絹捂住鼻子。
在19世紀(jì)中期，同樣面臨衛(wèi)生狀況惡劣之苦和霍亂威脅的巴黎，為倫敦樹立了一個好榜樣。法國人修建了規(guī)模宏大的下水道，成為歐洲的樣板。1855年，巴黎舉行下水道旅游開幕儀式，來訪的葡萄牙國王成為第一位游客。
倫敦下水道與地鐵同時施工
在巴黎的下水道名揚天下之后，或許是受老對手的刺激，倫敦人也開始大興土木了。
巴澤爾杰特被譽為“倫敦最崇高的締造者”。1858年，他出任“京城施工委員會”總工程師。他認(rèn)為，泰晤士河變得奇臭無比，是因為該河水位較低時，陰溝將穢物排入河道，而漲潮時，穢物又被水流沖回。這樣，穢物在陰溝入河處來來去去，新排入的穢物又不斷累積。因此，他改造倫敦排水系統(tǒng)，力圖實現(xiàn)兩個主要目標(biāo)：一是把陰溝埋入地下，二是防止下水道污物排入中心城區(qū)的泰晤士河內(nèi)。
在19世紀(jì)中期，要完成規(guī)模如此宏大的地下工程，技術(shù)上確實是個艱難的挑戰(zhàn)。不僅如此，倫敦的第一條地鐵——京城線也在同期施工，這兩大地下巨龍曾兩度斗法。1860年11月，發(fā)潤敦路水管爆裂，淹沒地鐵施工現(xiàn)場。1862年4月，弗沴河下水道的拱頂爆裂，沖毀了地鐵挖掘現(xiàn)場的底部。
然而，由于實施了嚴(yán)格的工程安全管理制度，施工期間各種事故造成的死亡不超過10人。
1875年，在耗資650萬英鎊之后，工程終于完工，施工者新建和改建了約2092公里長的下水道管網(wǎng)。其中，最重要的是長達(dá)129公里的三條“攔截下水道”，其中兩條依靠重力輸送污物，一條由泵站加壓。當(dāng)漂浮著浮沫和團(tuán)團(tuán)污物的污水在接近泰晤士河時，突然被沖入巨大涵洞，然后經(jīng)“攔截下水道”傾瀉到遠(yuǎn)離倫敦主要生活區(qū)和飲用水源的泰晤士河下游。倫敦下水道的兩個出水口，分別位于泰晤士河南北，只在水位高的時候向河內(nèi)排放，確保未經(jīng)處理的廢水能被退潮帶向下游。
高科技融入歐美排水系統(tǒng)
進(jìn)入20世紀(jì)，不斷涌現(xiàn)的高新技術(shù)，也體現(xiàn)在歐美城市的排水系統(tǒng)里。
目前，大多數(shù)城市用的是混凝土材質(zhì)的下水道管，但英國已正式生產(chǎn)玻璃纖維混凝土管，它在強度上優(yōu)于普通鋼筋混凝土管。美國20世紀(jì)70年代開始用聚合物混凝土做預(yù)制檢查井，也有用塑料管做下水道的。
下水道養(yǎng)護(hù)方面，美國從20世紀(jì)50年代開始使用鉆桿通溝機(jī)，后來又推廣了高壓水沖車。對檢查井和收水井內(nèi)堆積的污泥，發(fā)達(dá)國家主要用真空吸泥車和射流泵式吸泥車，加以吸取和排除，還推廣了下水道電視檢查技術(shù)。
荷蘭鹿特丹市海拔低于海平面，經(jīng)常面臨海水倒灌的威脅，同時市區(qū)內(nèi)洼地眾多，排澇壓力較大。鹿特丹創(chuàng)造了特有的“水廣場”防澇和雨水利用系統(tǒng)。水廣場順地勢而建，由形狀、大小、高度各不相同的各個水池組成，水池之間以渠道相連。那里平時是市民的休閑娛樂場所，暴雨來臨時，就成為防澇系統(tǒng)。
上海世博會最佳城市實踐區(qū)，就展示了鹿特丹水廣場的模型，游客們可以真切地看到，人工制造的急劇降雨并不會淹沒市區(qū)，而是集中在廣場之中。
在可持續(xù)發(fā)展理念風(fēng)行世界的今天，“可持續(xù)的城市排水系統(tǒng)”應(yīng)運而生，它以環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展為前提，其技術(shù)方法可分解為4組控制措施，即過濾式沉淀槽和洼溝、過濾式排水溝和滲透型地面、滲入裝置、水洼與池塘。它恢復(fù)或模擬自然滲透系統(tǒng)，盡量少用瀝青等不利滲水的材料。
近年來，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，倫敦下水道的管理也上了一個臺階。現(xiàn)在，泰晤士河水管局的網(wǎng)站上實時發(fā)布下水道維修、滲透報告和計劃中的下水道工程。市民只要輸入所在社區(qū)或衛(wèi)星城的郵政編碼，就可查出所在區(qū)域下水道的各種信息。
倫敦2020年要建成超級下水道
2007年，《英國醫(yī)學(xué)雜志》舉行民意調(diào)查，下水道設(shè)施超過了抗生素、DNA的發(fā)現(xiàn)和麻醉術(shù)，被評為167年來最重大的醫(yī)學(xué)成就。此項調(diào)查的問題是：“自1840年《英國醫(yī)學(xué)雜志》創(chuàng)刊以來，什么是最重要的醫(yī)學(xué)進(jìn)步？”在11341名受訪者中，絕大多數(shù)人認(rèn)為，答案應(yīng)是下水道設(shè)施，因為不斷改進(jìn)的污水處理和清潔水供應(yīng)系統(tǒng)減少了霍亂等疾病的產(chǎn)生和傳播。
歐美城市的下水道雖有諸多先進(jìn)之處，但它們的下水道工程并非“一勞永逸”，工程投入使用之后，也需要投入大量的人力、物力進(jìn)行維護(hù)、維修、改造。一般而言，發(fā)達(dá)國家的城市排水工程確實一次性投入較大，工程質(zhì)量較好，但也要隨著城市的擴(kuò)張和人們對生活質(zhì)量的要求提高、環(huán)保觀念的增強，而需要對原有工程進(jìn)行擴(kuò)建、改建。
發(fā)達(dá)國家這樣的擴(kuò)建、改建不僅發(fā)生在工業(yè)革命時期和二戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)高速增長的時代，直到21世紀(jì)初也仍然存在。
英國第四頻道電視臺新聞主持人史蒂芬·史密斯稱，維多利亞時代建設(shè)的倫敦地下水管網(wǎng)，已經(jīng)出現(xiàn)年久失修的跡象。有多達(dá)1/4的倫敦下水道在泄漏。盡管泰晤士河水管局已經(jīng)竭盡全力，平均每年還是有40處污水溢出。
倫敦市的泰晤士河水管局也正計劃開挖新的“超級下水道”，以減少排入泰晤士河的污水。2011年2月11日的英國廣播公司電視節(jié)目說，維多利亞時代鋪設(shè)的倫敦下水道盡管質(zhì)量很高，但畢竟不是為了今天倫敦的800萬市民設(shè)計的。新的下水道計劃耗資36億英鎊，長達(dá)32公里，這一工程將像英吉利海峽隧道一樣浩大。超級下水道有望于2020建成。由于耗資巨大，該工程遭到不少人的反對。
洛杉磯下水道將延長785公里
2005年，洛杉磯市政府與美國環(huán)保署及市民組織共同簽署了一項市政工程規(guī)劃，商定融資20億美元，以解決多年來困擾城市的下水道漫溢問題。根據(jù)協(xié)議，洛杉磯市政府必須至少再建785公里長的下水道，每年疏通4506公里長的下水管道。工程將更換部分陳舊的下水管道，提升污水處理系統(tǒng)的能力，同時對餐館排放的地溝油進(jìn)行整治。
洛杉磯市有400萬居民，城市下水道的總長度達(dá)到10460公里，在全美名列前茅。1994年到2005年，居民投訴下水道漫溢的事件超過4500起，當(dāng)?shù)厥姓瘑T會為此收到聯(lián)邦政府的罰單金額已達(dá)160萬美元。由于本次下水道整治方案出臺，洛杉機(jī)市政當(dāng)局只需向聯(lián)邦政府財政部上繳80萬美元的罰金，另外80萬美元可用本項目的治理費用沖抵。這次下水道系統(tǒng)的更新改造，將使幾代人受益。此外，洛杉磯市政當(dāng)局還要在相配套的環(huán)境工程投入850萬美元，其中包括濕地建設(shè)和改進(jìn)部分雨水排水系統(tǒng)。協(xié)議在正式簽署前，留出30天的時間供市民們提出不同意見。
城市發(fā)展催生現(xiàn)代污水處理
城市排水系統(tǒng)除了要處理雨水，還得處理污水。隨著人們環(huán)保要求的提高，單純把污水輸送到遠(yuǎn)離城市的地方，將污染轉(zhuǎn)移的做法早已落伍。
總體上看，歐美城市排水，大致經(jīng)歷了明渠明溝收集污水——下水道收集污水——延長管道讓污水遠(yuǎn)離城市——污水初步處理——污水深度處理的發(fā)展過程。
在現(xiàn)代房屋衛(wèi)生設(shè)備問世之前，各種廢水大多從地面流入排水管道，然后就近排入天然水體，因污染量低，廢水無需處理。
隨著現(xiàn)代房屋衛(wèi)生設(shè)備和城市高層建筑的出現(xiàn)，大量人口的糞便用水流輸送，城市污水越來越臟；再加上工業(yè)廢水大量增加，城市附近的河流湖泊已無法接納這么多的污染。
廢水的排水道基本按地形布置，管段都有坡度，水流順坡定向流動，形成管系，把廢水匯集到污水處理廠。
目前，污水處理廠分為三級。污水一級處理廠主要是用物理方法(如隔柵、沉淀池等)去除污染物；二級處理廠則是在一級處理的基礎(chǔ)上用生物處理方法(如活性污泥法等)去除溶解性污染物；污水三級處理廠則把二級處理后的污水，進(jìn)一步去除其他污染成分(氮、磷、微細(xì)懸浮物、微量有機(jī)物和無機(jī)鹽等)，主要靠生物脫氮、凝集沉淀、砂濾、硅藻土過濾等方法。
1913年，英國建起第一個城市污水二級處理廠。
20世紀(jì)60年代以來，主要發(fā)達(dá)國家都大力增加撥款，興建城市污水處理廠，對污水進(jìn)行二級生物處理的技術(shù)逐漸普及。自1960年起，英國每年用于下水處理及污水處理的投資從5000萬鎊增至1.15億鎊，約占國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的0.5%。
1876年，美國修建了第一條攔截下水道，不再把污水直接排入河流。1884年，波士頓市出現(xiàn)了第一個污水泵。紐約市現(xiàn)有總長度超過9?656公里的下水管道，494個合法的污水和雨水排放口，93個廢水泵站，14個廢水處理廠。(除了文中提及的文獻(xiàn)，本文在寫作過程中，還參考了《中國土木建筑百科辭典(隧道與地下工程卷)》、《瘟疫與苦難——人類歷史對流行性疾病的影響》([美]艾爾弗雷德·杰伊布里特著)等書，以及《西歐國家可持續(xù)性城市排水系統(tǒng)的應(yīng)用》、《國外城市的排水防澇》、《國外下水道施工和養(yǎng)護(hù)概況》等文章，在此一并致謝！)
環(huán)境百科
排水系統(tǒng)的“合流制”與“分流制”
城市和建筑群的排水系統(tǒng)收集、輸送、處理和處置廢水的方式，叫做排水體制。采用一種方式對待所有廢水的體制稱“合流制”。它只有一個管道，稱合流系統(tǒng)，其排水管道稱合流管道。采用不同方式對待不同性質(zhì)廢水的體制稱“分流制”，它一般由兩個排水系統(tǒng)，一個是雨水系統(tǒng)，專門收集雨水和冷卻水等污染程度較低的、不經(jīng)過處理直接排放水體的工業(yè)廢水，其管道稱“雨水管道”。另一個是污水系統(tǒng)，收集較臟的生活污水和需要處理后才能排放的工業(yè)廢水，其管道稱“污水管道”。城市的污水管道和合流管道中的廢水，統(tǒng)稱為城市污水。
一般來說，雨污分流的下水道更有利于衛(wèi)生，但是投資較大。在中國，多用于旅游城市。例如，我國云南省大理白族自治州的大理市，就使用雨污分流的辦法，不讓污水排入洱海。
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