下水道之祸
文：刘扬、汪徽
本文发表于《班门·砼之色》
2016年的夏天，我们的新闻中充斥着全国各地暴雨的消息，关于下水道的问题，又一次被推上舆论前沿。雨果曾在《悲惨世界》中写道：
下水道是城市的良心。当洪水四溢， 城市的下水道，让滔滔之水悄然排淌，城市回归安详。
龙应台也曾说：
“验证一个国家和城市是否发达，一场雨足矣──最好来一场倾盆大 雨，足足下它三个小时，因为它或许有钱建造高楼大厦，却还没有 心力来发展下水道；高楼大厦看得见，下水道看不见。你要等一场 大雨才能看出它的真面目来。”
其实，一个城市的下水道能不能禁得住一场倾盆大雨的考验， 还真不是某一届政府是不是有良心这么简单。
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世界上的城市使用的下水道主要分为两种形式：地下廊道式和 地下管网式。我国城市普遍采用的是后者。
我国多数地区的排水管一般在地下2米到5米，最浅的不到1米，管径多在1米以内，所以，给排水相关专业的工作人员更常用“污水管网”这个称呼。为何我国采用这种地下管网式的设计呢？这还 得从新中国成立初期说起。
新中国刚成立时，百废待兴，老祖宗遗留下来的明渠和暗沟相 结合的排水系统大多年久失修，淤塞严重，甚至垃圾堆积、污水四溢。老舍话剧《龙须沟》表现的就是那时老百姓的生活场景。
连环画《龙须沟》
这种情况造成了许多环境卫生问题，新中国的缔造者们一面开展“爱国卫生运动”填沟修塘，一面积极学习建设城市排水系统的经验，而学习对象毫无疑问就是“苏联老大哥”了。北京、广州、沈阳、天津、 武汉等一批重点城市和新兴工业城市，在苏联专家手把手的指导下 建设起了现代化排水工程，将苏联地下管网式排水设施全盘复制到了中国。
管网式排水设施显然比廊道式下水道造价低、见效快，不过，苏联大部分地区位于高寒地带，降水较少，莫斯科的年平均降水量为582 毫米，列宁格勒（今圣彼得堡）为585毫米。而我国很多地区降水较多，尤其是秦岭淮河以南地区年降水量都在800毫米以上。
埋深只有5米的管网式排水管道，设计偏保守，小口径的排水管承载能力也有限，这样的管网应付瞬时暴雨就自然会捉襟见肘，形成内涝。
所以，我们能看到，一座城市的下水道建设通常都与其历史发 展密切相关。而世界上最有戏剧性的城市下水道建设过程，当数人类工程奇迹之一的伦敦下水道系统。
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1848年的伦敦，是世界上最大、最富裕、最令人着迷的大都市，但这座城市也有着最稠密的人口。在19世纪上半叶，伦敦人口激增了两倍，人们这样说：“伦敦的爱尔兰人比都柏林还多，天主教徒比罗马还多。”
这汹涌的人潮，却带来了毁灭全城的一场巨大危机。1848年，伦敦爆发了一场霍乱。患上疫病的人们，先有急性腹泻的症状，而后出现严重脱水，继而肝脏衰竭，患者通常会在发病的48小时内身亡。
在17世纪伦敦大瘟疫之后，人们还没有见到过这么可怕的疫症爆发。人们不知道这致死的疾病成因在哪里，但大家已经开始怀疑，那些无法排出城市的生活污水乃至横流的粪便，与这场疾病之间有千丝万缕的联系。
此时伦敦的卫生系统已经处于崩溃状态，那些污秽物使得整座城市里充斥着臭气。而污水也肆无忌惮地流入泰晤士河，使之变成了一个发酵的渠道，整日流着浑浊的褐色液体。人们认为，“瘴气” 从泰晤士河面升入云层，带着恶臭笼罩伦敦，像一个恶魔，从空中撒下痢疾、伤寒和霍乱的种子。
首先试图解决污染问题的，是首都下水道委员会，委员会成员和许多政客一样，辩论、争吵、解散、重组，却并不达成任何共识，一事无成。直到1849年8月，他们聘请了一位名为约瑟夫·巴泽尔杰特的工程师做助理测量员。
约瑟夫·巴泽尔杰特
这位工程师早在铁路扩张的高峰期就投身工程界，从17岁开始就为事业执着地忙个不停。他在下水道委员会的第一项任务，就是检查市内老旧的下水道系统。
这些老下水道都很狭窄，它们设计出来主要是为了排出雨天时积起的地表水，而非源源不断的人类排泄物。而当时新发明出来的抽水马桶，又正好将巨量废物排入下水道。
这个老旧的排水系统沿伦敦城内的许多河流而建，但城市扩张过程中，越来越多这样的小河被掩埋了。排不掉的脏水和污秽物，只能倒进污水坑，等晚上用车运走。在这样一个人口膨胀的城市里，这只是杯水车薪。有时候，下起大雨，污水坑储存不了过量污水，脏东西就涌回住宅水管，浸没地下室，或从地板渗出。
而最底层的居民，受苦最多。在绝望之中，许多人写信给媒体，《泰晤士报》登载了超过50封读者来信。人们写道：
“我们住在威多尼 斯区，其他人可能不清楚我们的处境，有权势的人也未必在乎…… 我们与垃圾污物同住。水洼恶臭，非常恶心……很多人都病倒了，我们像猪一样生活……而下水道委员会对我们的投诉置若罔闻。”
其实，下水道委员会注意到了事态的严重性，他们也向《泰晤士报》求助，向读者征询解决问题的意见。而读者的回信都送到了巴泽尔杰特手中。他一共整理了 137 封来信，全部都不知所谓，有些甚至匪夷所思，比如有一位叫作W.H.史密斯的报刊经销商建议， 那些污水量太大，应该用火车运走。
在下水道工程调查的同时，关于霍乱的调查也在继续。“瘴气” 说仍占上风，人们认为携带病菌的气体来自全市200多万居民的呼吸，来自下水道、污水池、墓地以及屠宰场。英国济贫法委员会的官员 埃德温·查德威克认为所有气味都是病源，于是他决策，将所有的 污水冲进泰晤士河里，把气味彻底赶出伦敦。
这是一个极可怕的错误，一夜之间，旧下水道的污水全部被冲 进河流中。这不但不起任何作用，还将泰晤士河变成了最大的污染源。
伦敦居民仍在死去，坟墓不敷使用。有的穷人连丧葬费都付不起。而最可怕的场景是，尸体放置数周，而家人仍在正常生活。他们用洋葱包裹死尸，以掩盖尸臭。
伦敦污水横行时的讽刺漫画，名为《通常被称作泰晤士河水的“恶魔汤”》
在伦敦苏活区，英国麻醉学家、流行病学家约翰·斯诺也在调查， 他完全不相信“瘴气”是病源。假如病菌经由空气扩散，那么无法 解释疫情分布不平均的现象，在他研究的一处街道，一边灾情严重， 而另一边则安然无恙，但人们呼吸的是同样的空气。他搜集了大量证据，调查结论是病菌来自水源，但卫生部门否认了这一结论。
不过，城市污水的问题的确需要解决了。1856 年，一直致力于 推进下水道改造的巴泽尔杰特被任命为有话语权的、新成立的首都 公会的首席工程师，开始着手重新设计排污系统。
他此前已经花了很多年时间调查分析。他发现，伦敦位于一个 河谷的斜坡上，只要能在污水流进河水之前，阻截现有的下水道， 就可以借重力将污水通过新下水道带离伦敦。根据他的计划，旧下 水道的污水不再流入伦敦市内的河流。而建新的下水道系统会把污 水直接带到泰晤士河口，安全地排向大海。
为了新建的下水道水流顺畅，他要计算水流倾斜度和速度，如 果太快，下水道会被过度损耗；如果太慢，污水会停止流动。有倾 斜度的水管深入地下，数以千吨的污水必须被抽到地面高度，然后 再排入河中，这就需要拥有巨大抽力的发动机，它会将污水抽上一 个大水库，然后借助退潮时的高水位将污水逐步排入河口。
1856年2月18日，他草拟了呈给政府的计划。计划建议在泰晤士河的南面和北面各兴建三条主要的大型主下水道，按深度分为高层、中层和低层。这些下水道也会在特定区域相交，处理源源不绝 的污水。新下水道设计总长度接近160千米，需要开挖350万吨泥土，相交的渠道就像大马路，坚固的水道必须承受整个伦敦市的重量， 因此，巴泽尔杰特选择了最坚固的椭圆形水道。这样也可以确保即 使水位下降，水仍然会流动，而不会藏污纳垢。
巴泽尔杰特对自己的蓝图很有信心 :“如果一切运作正常的话， 没有人会察觉到它的存在。”
但政客再次阻碍了工程上马。1856年7月2日，政府官员给巴 泽尔杰特回复了一封信：“巴泽尔杰特先生的计划的确有不少可取之处，但我们不认为您的工程能保证把污水带离伦敦。”他们否决了计划，巴泽尔杰特为此已经准备了七年，他又不断修改了五次，却仍不能获得通过。
与此同时，现有的下水道系统，其淤塞达到了史无前例的状态。1858年，伦敦爆发了历史上有名的“大恶臭”。
当年夏季，温度升高至47 ℃，这几乎和热带沙漠里的温度差不多，当河流水位下降，一层一层的人类污秽物就逐渐积攒起来，当这些污秽物被冲上泥泞的河岸，在高温中不断发酵，臭味熏翻了整个伦敦城。
在“大恶臭”最糟糕的时候，人们把泰晤士河视为死亡之源
国会议员们害怕霍乱再次降临，开始逃离首都。那一年霍乱并未再来，但群众的抗议已至顶点，政府终于通过议案。他们拨款300万英镑，让巴泽尔杰特立即开工。
1859年2月19日的一则新闻写道：
“伦敦的主下水道，泰晤士 河和污水道的接口终于动工，锄头和凿子代替了笔墨与争论。”
数千工人开始挖掘沟渠，他们在渠道内用木架支撑以防倒塌， 整条下水道都由砖头砌起来，并用挖起的泥土盖顶。而工程中最重要的元素之一，就是把砖头黏起来的混凝土。
在伦敦地下兴建起来的下水道系统，将如蚁穴一般网罗密布， 如果下水道不结实，整座城市都会塌陷。所以，水泥的选择十分关键，巴泽尔杰特选择了当时出现的新品种——波特兰水泥。这种水泥更昂贵，但其坚硬度和耐久度非常适合这个工程。不过波特兰水泥当时 并没有经过大规模测试，在制作混凝土的过程中，混合物只要有微 小的差异，强度就会降低。
巴泽尔杰特坚持使用波特兰水泥，但为了把风险降到最低，他设计了严格的质量控制方法，施工人员需要在混合水泥之前进行严 格抽检。而现代质量控制体系，也因这项工程而诞生。最后，这项工程用掉了超过3.8亿块砖头与67万立方米的混凝土。
伦敦弗利特街的下水道施工现场
1865年4月4日，南部排水口的克罗斯内斯泵房正式投入使用， 当时的威尔士亲王主持了开启仪式。伦敦南部的污水都可以经由新下水道系统流入此处，并由当时世界上最大的水泵抽入蓄水池，并在合适的时候排入泰晤士河口。这座泵房内部装饰豪华，被称作“一座钢铁的维多利亚式大教堂”。而在伦敦北部建成的，是规模相似 的阿比·米尔斯泵房。
克罗斯内斯泵房用上了当时世界最大的发动机
巴泽尔杰特的下水道系统建成之后，霍乱再也没有回到伦敦。最初，这项工程只是为了除去恶臭，但事实上它不仅除掉了臭气，也将污水带离城市，并将整个城市从疫症中拯救出来。
同时，它也承担起城市防洪的功用，在1867年7月26日夜里，暴雨倾盆，一个晚上下的雨，相当于平常两个月的总和。但伦敦新下水道系统发挥了最大功力，整座城市安然无恙。
南北两座出水口的泵房都有着精致的内部装潢，图为阿比·米尔斯泵房内景
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伦敦下水道在一个多世纪前就已经如此成熟，虽然随着城市扩张，仍然在不断扩建、翻修、巩固，但它的牢固基础，仍要归功于约瑟夫·巴泽尔杰特在 100 多年前的贡献。
那么，我们国家许多城市使用的管网式下水道系统，有改造的空间吗？其实从排水设施本身来看，管网式并不比廊道式差，只要设计合理，调度得当，都可以发挥出很好的排水作用。相比廊道式， 管网式埋深浅、口径小，排水效率偏低，因此需要就近迅速排水。
2013年夏天，北京那场暴雨，留下了惨痛的教训。2014年，有新闻报道称，为缓解中心城排涝压力，北京计划在城市的东西两侧建设总长100千米的地下廊道，两条廊道完工后可以蓄洪800万立方米。不过这个规划近两年没有再提过了，要把一个城市的排水系 统从管网转变为廊道，显然不是一蹴而就的。
一方面是河湖日益干涸，一方面是暴雨淹城，如果我们的城市 下水道不能在短时间内从埋深5米的管网式变成埋深50米的廊道式， 就需要在城市中配套建设多个小型蓄洪设施。这些小型湿地既可以 让雨水就近入库，也可以滋润城市空气，同时还能为街头增加清新 小景，可谓一举多得。其实智慧的古人已经为我们作出了示范。
我国古代排水设施的杰出代表当属“福寿沟”。这种设施位于 江西赣州，修建于北宋时期，堪称罕见的成熟、精密的古代城市排水系统，虽经历了900多年的风雨，至今仍是赣州居民日常排放污水的主要通道。福寿沟工程通过科学合理的设计，利用城市地形的高低差，全部采用自然流向的办法，使城市的雨水和污水排入江中和濠塘内。
福寿沟
福寿沟分为三大部分：一是将原来简易的下水道改造成断面为矩形、用砖石砌垒的宽渠，主沟断面宽约90厘米，高180厘米左右，沟顶用砖石垒盖，纵横遍布城市各个角落，将城市的污水收集、 排放到贡水和章江；二是将福寿沟与城内的几十个池塘连通起来，增加暴雨时城市的雨水调节容量，减少街道被淹没的面积和时间；三是建设了12个防止洪水季节江水倒灌、造成城中内涝灾害的“水窗”。这种“水窗”结构精巧，运用水力学原理，在江水上涨时外闸门自动关闭，水位下降到低于“水窗”时，排出的水流又能将内闸门冲开。
《福寿沟图》，载清同治《赣县志》
福寿沟综合了城市污水排放、雨水疏导、河湖调剂、池沼串联、空气湿度调节等功能，甚至形成了池塘养鱼、淤泥作为有机肥料用 来种菜的生态环保循环链，整个排水网络纵横纡折，或伏或现。这 是现代城市下水道非常有益的借鉴。
此外，将城市道路两侧高于地面的花池、花坛改为低于地面，尤其是路边绿化带更要低于路面，如此便能蓄存相当量的路面雨水；将近绿地、乔木下的铺装地面改成透水小石子，既可以防止扬尘也 能起到很好的渗水作用。与其让雨水“长途跋涉”地奔徙到远方的 河湖，不如就地消化，滞洪蓄水。
下水道看似是城市管理的一个局部，然则它的规划、建设、管理涉及的方方面面和一个国家的社会经济发展水平息息相关。我们的城市管理日渐步入精细化轨道了，未雨绸缪的事，我们还需要多考虑一些。
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