下水道之禍
文：劉揚、汪徽
本文發表於《班門·砼之色》
2016年的夏天，我們的新聞中充斥著全國各地暴雨的消息，關於下水道的問題，又一次被推上輿論前沿。雨果曾在《悲慘世界》中寫道：
下水道是城市的良心。當洪水四溢， 城市的下水道，讓滔滔之水悄然排淌，城市迴歸安詳。
龍應臺也曾說：
“驗證一個國家和城市是否發達，一場雨足矣──最好來一場傾盆大 雨，足足下它三個小時，因為它或許有錢建造高樓大廈，卻還沒有 心力來發展下水道；高樓大廈看得見，下水道看不見。你要等一場 大雨才能看出它的真面目來。”
其實，一個城市的下水道能不能禁得住一場傾盆大雨的考驗， 還真不是某一屆政府是不是有良心這麼簡單。
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世界上的城市使用的下水道主要分為兩種形式：地下廊道式和 地下管網式。我國城市普遍採用的是後者。
我國多數地區的排水管一般在地下2米到5米，最淺的不到1米，管徑多在1米以內，所以，給排水相關專業的工作人員更常用“汙水管網”這個稱呼。為何我國採用這種地下管網式的設計呢？這還 得從新中國成立初期說起。
新中國剛成立時，百廢待興，老祖宗遺留下來的明渠和暗溝相 結合的排水系統大多年久失修，淤塞嚴重，甚至垃圾堆積、汙水四溢。老舍話劇《龍鬚溝》表現的就是那時老百姓的生活場景。
連環畫《龍鬚溝》
這種情況造成了許多環境衛生問題，新中國的締造者們一面開展“愛國衛生運動”填溝修塘，一面積極學習建設城市排水系統的經驗，而學習對象毫無疑問就是“蘇聯老大哥”了。北京、廣州、瀋陽、天津、 武漢等一批重點城市和新興工業城市，在蘇聯專家手把手的指導下 建設起了現代化排水工程，將蘇聯地下管網式排水設施全盤複製到了中國。
管網式排水設施顯然比廊道式下水道造價低、見效快，不過，蘇聯大部分地區位於高寒地帶，降水較少，莫斯科的年平均降水量為582 毫米，列寧格勒（今聖彼得堡）為585毫米。而我國很多地區降水較多，尤其是秦嶺淮河以南地區年降水量都在800毫米以上。
埋深只有5米的管網式排水管道，設計偏保守，小口徑的排水管承載能力也有限，這樣的管網應付瞬時暴雨就自然會捉襟見肘，形成內澇。
所以，我們能看到，一座城市的下水道建設通常都與其歷史發 展密切相關。而世界上最有戲劇性的城市下水道建設過程，當數人類工程奇蹟之一的倫敦下水道系統。
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1848年的倫敦，是世界上最大、最富裕、最令人著迷的大都市，但這座城市也有著最稠密的人口。在19世紀上半葉，倫敦人口激增了兩倍，人們這樣說：“倫敦的愛爾蘭人比都柏林還多，天主教徒比羅馬還多。”
這洶湧的人潮，卻帶來了毀滅全城的一場巨大危機。1848年，倫敦爆發了一場霍亂。患上疫病的人們，先有急性腹瀉的症狀，而後出現嚴重脫水，繼而肝臟衰竭，患者通常會在發病的48小時內身亡。
在17世紀倫敦大瘟疫之後，人們還沒有見到過這麼可怕的疫症爆發。人們不知道這致死的疾病成因在哪裡，但大家已經開始懷疑，那些無法排出城市的生活汙水乃至橫流的糞便，與這場疾病之間有千絲萬縷的聯繫。
此時倫敦的衛生系統已經處於崩潰狀態，那些汙穢物使得整座城市裡充斥著臭氣。而汙水也肆無忌憚地流入泰晤士河，使之變成了一個發酵的渠道，整日流著渾濁的褐色液體。人們認為，“瘴氣” 從泰晤士河面升入雲層，帶著惡臭籠罩倫敦，像一個惡魔，從空中撒下痢疾、傷寒和霍亂的種子。
首先試圖解決汙染問題的，是首都下水道委員會，委員會成員和許多政客一樣，辯論、爭吵、解散、重組，卻並不達成任何共識，一事無成。直到1849年8月，他們聘請了一位名為約瑟夫·巴澤爾杰特的工程師做助理測量員。
約瑟夫·巴澤爾杰特
這位工程師早在鐵路擴張的高峰期就投身工程界，從17歲開始就為事業執著地忙個不停。他在下水道委員會的第一項任務，就是檢查市內老舊的下水道系統。
這些老下水道都很狹窄，它們設計出來主要是為了排出雨天時積起的地表水，而非源源不斷的人類排洩物。而當時新發明出來的抽水馬桶，又正好將巨量廢物排入下水道。
這個老舊的排水系統沿倫敦城內的許多河流而建，但城市擴張過程中，越來越多這樣的小河被掩埋了。排不掉的髒水和汙穢物，只能倒進汙水坑，等晚上用車運走。在這樣一個人口膨脹的城市裡，這只是杯水車薪。有時候，下起大雨，汙水坑儲存不了過量汙水，髒東西就湧回住宅水管，浸沒地下室，或從地板滲出。
而最底層的居民，受苦最多。在絕望之中，許多人寫信給媒體，《泰晤士報》登載了超過50封讀者來信。人們寫道：
“我們住在威多尼 斯區，其他人可能不清楚我們的處境，有權勢的人也未必在乎…… 我們與垃圾汙物同住。水窪惡臭，非常噁心……很多人都病倒了，我們像豬一樣生活……而下水道委員會對我們的投訴置若罔聞。”
其實，下水道委員會注意到了事態的嚴重性，他們也向《泰晤士報》求助，向讀者徵詢解決問題的意見。而讀者的回信都送到了巴澤爾杰特手中。他一共整理了 137 封來信，全部都不知所謂，有些甚至匪夷所思，比如有一位叫作W.H.史密斯的報刊經銷商建議， 那些汙水量太大，應該用火車運走。
在下水道工程調查的同時，關於霍亂的調查也在繼續。“瘴氣” 說仍佔上風，人們認為攜帶病菌的氣體來自全市200多萬居民的呼吸，來自下水道、汙水池、墓地以及屠宰場。英國濟貧法委員會的官員 埃德溫·查德威克認為所有氣味都是病源，於是他決策，將所有的 汙水衝進泰晤士河裡，把氣味徹底趕出倫敦。
這是一個極可怕的錯誤，一夜之間，舊下水道的汙水全部被衝 進河流中。這不但不起任何作用，還將泰晤士河變成了最大的汙染源。
倫敦居民仍在死去，墳墓不敷使用。有的窮人連喪葬費都付不起。而最可怕的場景是，屍體放置數週，而家人仍在正常生活。他們用洋蔥包裹死屍，以掩蓋屍臭。
倫敦汙水橫行時的諷刺漫畫，名為《通常被稱作泰晤士河水的“惡魔湯”》
在倫敦蘇活區，英國麻醉學家、流行病學家約翰·斯諾也在調查， 他完全不相信“瘴氣”是病源。假如病菌經由空氣擴散，那麼無法 解釋疫情分佈不平均的現象，在他研究的一處街道，一邊災情嚴重， 而另一邊則安然無恙，但人們呼吸的是同樣的空氣。他蒐集了大量證據，調查結論是病菌來自水源，但衛生部門否認了這一結論。
不過，城市汙水的問題的確需要解決了。1856 年，一直致力於 推進下水道改造的巴澤爾杰特被任命為有話語權的、新成立的首都 公會的首席工程師，開始著手重新設計排汙系統。
他此前已經花了很多年時間調查分析。他發現，倫敦位於一個 河谷的斜坡上，只要能在汙水流進河水之前，阻截現有的下水道， 就可以借重力將汙水通過新下水道帶離倫敦。根據他的計劃，舊下 水道的汙水不再流入倫敦市內的河流。而建新的下水道系統會把汙 水直接帶到泰晤士河口，安全地排向大海。
為了新建的下水道水流順暢，他要計算水流傾斜度和速度，如 果太快，下水道會被過度損耗；如果太慢，汙水會停止流動。有傾 斜度的水管深入地下，數以千噸的汙水必須被抽到地面高度，然後 再排入河中，這就需要擁有巨大抽力的發動機，它會將汙水抽上一 個大水庫，然後藉助退潮時的高水位將汙水逐步排入河口。
1856年2月18日，他草擬了呈給政府的計劃。計劃建議在泰晤士河的南面和北面各興建三條主要的大型主下水道，按深度分為高層、中層和低層。這些下水道也會在特定區域相交，處理源源不絕 的汙水。新下水道設計總長度接近160千米，需要開挖350萬噸泥土，相交的渠道就像大馬路，堅固的水道必須承受整個倫敦市的重量， 因此，巴澤爾杰特選擇了最堅固的橢圓形水道。這樣也可以確保即 使水位下降，水仍然會流動，而不會藏汙納垢。
巴澤爾杰特對自己的藍圖很有信心 :“如果一切運作正常的話， 沒有人會察覺到它的存在。”
但政客再次阻礙了工程上馬。1856年7月2日，政府官員給巴 澤爾杰特回覆了一封信：“巴澤爾杰特先生的計劃的確有不少可取之處，但我們不認為您的工程能保證把汙水帶離倫敦。”他們否決了計劃，巴澤爾杰特為此已經準備了七年，他又不斷修改了五次，卻仍不能獲得通過。
與此同時，現有的下水道系統，其淤塞達到了史無前例的狀態。1858年，倫敦爆發了歷史上有名的“大惡臭”。
當年夏季，溫度升高至47 ℃，這幾乎和熱帶沙漠裡的溫度差不多，當河流水位下降，一層一層的人類汙穢物就逐漸積攢起來，當這些汙穢物被衝上泥濘的河岸，在高溫中不斷髮酵，臭味燻翻了整個倫敦城。
在“大惡臭”最糟糕的時候，人們把泰晤士河視為死亡之源
國會議員們害怕霍亂再次降臨，開始逃離首都。那一年霍亂並未再來，但群眾的抗議已至頂點，政府終於通過議案。他們撥款300萬英鎊，讓巴澤爾杰特立即開工。
1859年2月19日的一則新聞寫道：
“倫敦的主下水道，泰晤士 河和汙水道的接口終於動工，鋤頭和鑿子代替了筆墨與爭論。”
數千工人開始挖掘溝渠，他們在渠道內用木架支撐以防倒塌， 整條下水道都由磚頭砌起來，並用挖起的泥土蓋頂。而工程中最重要的元素之一，就是把磚頭黏起來的混凝土。
在倫敦地下興建起來的下水道系統，將如蟻穴一般網羅密佈， 如果下水道不結實，整座城市都會塌陷。所以，水泥的選擇十分關鍵，巴澤爾杰特選擇了當時出現的新品種——波特蘭水泥。這種水泥更昂貴，但其堅硬度和耐久度非常適合這個工程。不過波特蘭水泥當時 並沒有經過大規模測試，在製作混凝土的過程中，混合物只要有微 小的差異，強度就會降低。
巴澤爾杰特堅持使用波特蘭水泥，但為了把風險降到最低，他設計了嚴格的質量控制方法，施工人員需要在混合水泥之前進行嚴 格抽檢。而現代質量控制體系，也因這項工程而誕生。最後，這項工程用掉了超過3.8億塊磚頭與67萬立方米的混凝土。
倫敦弗利特街的下水道施工現場
1865年4月4日，南部排水口的克羅斯內斯泵房正式投入使用， 當時的威爾士親王主持了開啟儀式。倫敦南部的汙水都可以經由新下水道系統流入此處，並由當時世界上最大的水泵抽入蓄水池，並在合適的時候排入泰晤士河口。這座泵房內部裝飾豪華，被稱作“一座鋼鐵的維多利亞式大教堂”。而在倫敦北部建成的，是規模相似 的阿比·米爾斯泵房。
克羅斯內斯泵房用上了當時世界最大的發動機
巴澤爾杰特的下水道系統建成之後，霍亂再也沒有回到倫敦。最初，這項工程只是為了除去惡臭，但事實上它不僅除掉了臭氣，也將汙水帶離城市，並將整個城市從疫症中拯救出來。
同時，它也承擔起城市防洪的功用，在1867年7月26日夜裡，暴雨傾盆，一個晚上下的雨，相當於平常兩個月的總和。但倫敦新下水道系統發揮了最大功力，整座城市安然無恙。
南北兩座出水口的泵房都有著精緻的內部裝潢，圖為阿比·米爾斯泵房內景
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倫敦下水道在一個多世紀前就已經如此成熟，雖然隨著城市擴張，仍然在不斷擴建、翻修、鞏固，但它的牢固基礎，仍要歸功於約瑟夫·巴澤爾杰特在 100 多年前的貢獻。
那麼，我們國家許多城市使用的管網式下水道系統，有改造的空間嗎？其實從排水設施本身來看，管網式並不比廊道式差，只要設計合理，調度得當，都可以發揮出很好的排水作用。相比廊道式， 管網式埋深淺、口徑小，排水效率偏低，因此需要就近迅速排水。
2013年夏天，北京那場暴雨，留下了慘痛的教訓。2014年，有新聞報道稱，為緩解中心城排澇壓力，北京計劃在城市的東西兩側建設總長100千米的地下廊道，兩條廊道完工後可以蓄洪800萬立方米。不過這個規劃近兩年沒有再提過了，要把一個城市的排水系 統從管網轉變為廊道，顯然不是一蹴而就的。
一方面是河湖日益乾涸，一方面是暴雨淹城，如果我們的城市 下水道不能在短時間內從埋深5米的管網式變成埋深50米的廊道式， 就需要在城市中配套建設多個小型蓄洪設施。這些小型溼地既可以 讓雨水就近入庫，也可以滋潤城市空氣，同時還能為街頭增加清新 小景，可謂一舉多得。其實智慧的古人已經為我們作出了示範。
我國古代排水設施的傑出代表當屬“福壽溝”。這種設施位於 江西贛州，修建於北宋時期，堪稱罕見的成熟、精密的古代城市排水系統，雖經歷了900多年的風雨，至今仍是贛州居民日常排放汙水的主要通道。福壽溝工程通過科學合理的設計，利用城市地形的高低差，全部採用自然流向的辦法，使城市的雨水和汙水排入江中和濠塘內。
福壽溝
福壽溝分為三大部分：一是將原來簡易的下水道改造成斷面為矩形、用磚石砌壘的寬渠，主溝斷面寬約90釐米，高180釐米左右，溝頂用磚石壘蓋，縱橫遍佈城市各個角落，將城市的汙水收集、 排放到貢水和章江；二是將福壽溝與城內的幾十個池塘連通起來，增加暴雨時城市的雨水調節容量，減少街道被淹沒的面積和時間；三是建設了12個防止洪水季節江水倒灌、造成城中內澇災害的“水窗”。這種“水窗”結構精巧，運用水力學原理，在江水上漲時外閘門自動關閉，水位下降到低於“水窗”時，排出的水流又能將內閘門衝開。
《福壽溝圖》，載清同治《贛縣誌》
福壽溝綜合了城市汙水排放、雨水疏導、河湖調劑、池沼串聯、空氣溼度調節等功能，甚至形成了池塘養魚、淤泥作為有機肥料用 來種菜的生態環保循環鏈，整個排水網絡縱橫紆折，或伏或現。這 是現代城市下水道非常有益的借鑑。
此外，將城市道路兩側高於地面的花池、花壇改為低於地面，尤其是路邊綠化帶更要低於路面，如此便能蓄存相當量的路面雨水；將近綠地、喬木下的鋪裝地面改成透水小石子，既可以防止揚塵也 能起到很好的滲水作用。與其讓雨水“長途跋涉”地奔徙到遠方的 河湖，不如就地消化，滯洪蓄水。
下水道看似是城市管理的一個局部，然則它的規劃、建設、管理涉及的方方面面和一個國家的社會經濟發展水平息息相關。我們的城市管理日漸步入精細化軌道了，未雨綢繆的事，我們還需要多考慮一些。
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