把北京所有水龍頭開一天會(huì)怎么樣？

現(xiàn)在的北京，末端供水點(diǎn)已經(jīng)有 1000w 之多，日供水能力更是達(dá)到 708 萬立方米。

也就是說，北京所有的水龍頭一天就能填滿半個(gè)西湖。

一百年前，在北京城內(nèi)的第一個(gè)自來水系統(tǒng)，僅能向城內(nèi) 420 處公共取水點(diǎn)供水，日供水量僅 13613 立方米。

這只能填滿大概六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)泳池。

所以，自來水系統(tǒng)是怎么一步步發(fā)展到如此龐大的呢？沒自來水的時(shí)候大家又是怎么解決用水問題的？今天我們來聊點(diǎn)新鮮的 “ 水 ” 歷史。

井水時(shí)代 

在沒有自來水之前，百姓用水方式多為井水，但北京的水有三味之說。

受到當(dāng)時(shí)原始且落后的鉆井技術(shù)的限制，井水多來自地下水的上層，硝酸鹽、鎂鹽等的含量極高，水味苦且顏色混濁。

只有一小部分是清澈甘甜的甜水井，因此根據(jù)口感水又被分為苦水和甜水。

但甜水因?yàn)橄∩?，所以價(jià)格極高。

《 中國經(jīng)濟(jì)史評論 》中寫到，甜水每擔(dān)京錢八十文，遇六月少雨時(shí)價(jià)近翻倍，也就是說只用甜水，換算到現(xiàn)在一個(gè)月得花上千塊。

這顯然是用不起的，但苦水又難以下咽，該怎么辦呢？

百姓們索性就甜苦摻半，造出第三味水，當(dāng)時(shí)稱二性子水。

但即使甜苦摻半，水依然不夠用。《

 光緒順天府志 · 食貨 · 戶口 》中記載，清朝末年，北京官計(jì)人口已達(dá) 80w 之多。而當(dāng)時(shí)用的又是保甲戶口統(tǒng)計(jì)法，也就是只統(tǒng)計(jì)擁有北京戶口的人。

實(shí)際人口比這個(gè)數(shù)字還要大上不少，而吃水用的水井卻少的可憐。

依照《 京師坊巷志 》中的數(shù)據(jù)：清末，北京城內(nèi)城外總共也只有 1228 口井。

這樣算下來一口水井至少給 652 人供水，足見用水之壓力。

不過第一座自來水廠并不源于如此緊張的用水壓力，因?yàn)殛P(guān)于民生用水的問題，慈禧的態(tài)度大致是：理解但不支持。

但另一個(gè)角度，她是支持的，來看一組北京市社會(huì)科學(xué)研究所編寫的《 北京歷史紀(jì)年 》中的數(shù)據(jù)。

這是清末北京地區(qū)大型火災(zāi)的統(tǒng)計(jì)，而這張表上所有火災(zāi)，慈禧老太太，她都經(jīng)歷過！基本從小被燒到大，甚至兒子光緒的婚禮都讓大火給燒了。

雖說有一個(gè)叫做激桶處的部門專門來滅火，但效率奇低，得一桶一桶從遠(yuǎn)處搬水再回來撲火，基本上起火，就救不回來了。

所以要說水廠能滅火她是舉雙手支持的，不過，支持但沒錢！這做法，很慈禧！

但大臣們也有自己的招——官督商辦。

直接把鍋甩到商人這里，商人一合計(jì)，既然這錢我出的，那賣點(diǎn)水給百姓不過分吧，索性就按照供水的模式給辦了。

所以繞了一圈，這被火燒怕的老太太倒是意外開啟了這條自來水之路。

自來水之路

光緒三十二年，以北京城東的孫河為源，北京的第一座自來水廠 “ 京師自來水公司 ” 成立，與之同起的是負(fù)責(zé)沉淀凈化的孫河水廠和負(fù)責(zé)漂白消殺的東直門水廠。

兩個(gè)水廠之間，由兩道口徑為 400 毫米的鋼管連接。

在東直門水廠內(nèi)還建有北京的第一座水塔，東直門水塔，用以將處理好的自來水壓進(jìn)供水管網(wǎng)。

當(dāng)時(shí)時(shí)的管網(wǎng)設(shè)計(jì)全長 20 萬米，共設(shè) 420 多個(gè)水龍頭。

從東直門開始鋪設(shè)，經(jīng)過東直門內(nèi)大街、北新橋，向南過東四牌樓、東單牌樓、崇文門，向西經(jīng)過前門到宣武門，向北經(jīng)過西單牌樓、西四牌樓到平安里。

這些主干網(wǎng)管線大多為直徑 450 毫米的管路，由主干網(wǎng)向下，是直徑為 200 毫米到 350 毫米的小干管，用以通到各街和大胡同。

由此再連接到 80 到 150 毫米的支管上，通往各個(gè)小胡同。最后連上直徑 50 毫米以下的小管接到用戶家院內(nèi)或者各個(gè)水站的龍頭上。

那百姓們該如何用水呢？

按照規(guī)劃，居民取水需購買 “ 水籌 ” ，售價(jià)為一個(gè)銅元四挑水，換算到現(xiàn)在就是兩毛五一挑。

憑票到水站取水再挑回家中的水缸里。這樣就構(gòu)成了從水源到處理再到供應(yīng)的完整供水結(jié)構(gòu)。

同時(shí)也解決了大約 16w 人的生活用水問題。

但剛剛我們不是說有城中至少有 80w 人么？

照理來說，接下來我們只需要多建水廠、多鋪管線，是不是就能滿足剩下六十多萬人、乃至全國的用水需求了呢？

其實(shí)并不行，因?yàn)楸本?nbsp;“ 無水 ” 可用。

水源不足

毫不夸張的說，你可以在幾乎任何一本建國前的水質(zhì)的資料里，找到北京地區(qū)水質(zhì)低劣，可用水源不足的描述。

甚至因?yàn)闆]有合適的水源，從清末到建國之初的這近 50 年時(shí)間里，北京也僅有這一座自來水廠。

而同時(shí)期水源相對富裕的上海已有 5 座之多。

其實(shí)不止是北京，北方城市大多都存在缺水問題。

巧婦難為無米之炊，沒水該怎么解決呢？

以上帝視角來看，可能很多小伙伴會(huì)想到南水北調(diào)。

雖說這項(xiàng)工程早在 1952 年就提出了，但因?yàn)槿鄙俚刭|(zhì)考察和水文資料，加上建國時(shí)的工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，這項(xiàng)工程直到 2002 年才開始動(dòng)工，顯然遠(yuǎn)水解不了近渴。

不過雖然向南借水工程量太大難度太高，但 50 年代的中國向前蘇聯(lián)借來了，向下借水的能力。

依靠豐富的地下水資源，我國陸續(xù)建成第一座高濁度水處理工程——蘭州西固第一水廠，地下水源工程——北京水源三廠，以及洛陽，包頭的大型滲渠工程等眾多內(nèi)陸水利項(xiàng)目。

城市的水源問題，在地下水的開采后得到緩解，多建水廠，多鋪管線的發(fā)展思路再次被提上日程。

一時(shí)間，各大城市爭相建水廠，修水塔，鋪管線，作為城市早期現(xiàn)代化供水系統(tǒng)標(biāo)志的 “ 水塔 ” ，在各大城市被玩出了花兒。

如何供水

在這些水塔里，有早期的支架式水塔，這種水塔整體造型上窄下寬，上部水箱多為筒狀或球形。

后來隨著建筑水平的提升也開始出現(xiàn)一些倒錐殼水塔，有點(diǎn)像裝滿紅酒的高腳杯，比如長沙洞井北路水塔，有的城市還會(huì)加裝一些涂裝增加觀賞度。

除此之外，還有一種酷似瞭望塔的的筒壁式水塔，而武漢的漢口水塔在這個(gè)基礎(chǔ)上與建筑合并，玩出了自己的花樣。

這些形狀各異的水塔利用自身的高度產(chǎn)生的壓差，將采集處理好的自來水運(yùn)往塔邊各地，形成一個(gè)個(gè)獨(dú)立的供水系統(tǒng)。

一擰就來的自來水，成為那個(gè)時(shí)候幸福的標(biāo)志。一座座拔地而起的水塔也成為上一代人童年的記憶。

但為什么現(xiàn)在的城市，我們幾乎看不到水塔了呢？

其實(shí)問題就出現(xiàn)水塔本身的功能---壓力。

因?yàn)橐粋€(gè)城市的水塔決定了這座城市所能供水的高度。這就意味著想修更高的樓就得建更高的水塔。

這極大增加了修建高層建筑的難度，比如北京飯店在建設(shè)時(shí)就遇到了這個(gè)問題。

作為當(dāng)時(shí)北京規(guī)劃的 “ 超高層建筑 ” ，北京飯店比當(dāng)時(shí)最高的東直門水塔高出 25.8 米。

這也意味著除了建造北京飯店外還要額外建一座至少與其等高的水塔。增加建筑成本的同時(shí)不說，水塔這個(gè)大尾巴擺在哪好看也成了難題。

如果擺在一邊不是很對稱，一邊建一個(gè)水塔又太浪費(fèi)，最好的辦法就是像漢口水塔一樣擺在中間，成為建筑的一個(gè)部分。

所以，既然都擺在中間了，那干嘛不把水塔頂部的水箱放在樓頂，自己給自己當(dāng)水塔呢？

按照這一想法，當(dāng)時(shí)北京飯店的設(shè)計(jì)師陳忠潮采取樓頂建水箱、樓下設(shè)加壓水泵的方式。

將公共管網(wǎng)的水，泵到樓頂，再通過高層建筑自身的壓差，成功解決了北京飯店的供水需求。

隨后參照這一成功經(jīng)驗(yàn)，人民大會(huì)堂、華僑大廈、民族飯店等高層建筑陸續(xù)拔地而起。城市水塔的熱潮也漸漸淹沒在這一座座高樓中。

不過隨著高層建筑的增多，大部分城市都出現(xiàn)了一個(gè)很奇怪的問題——水壓極其不穩(wěn)定，尤其是高層建筑旁的低矮居民樓，水壓小的時(shí)候十分鐘都接不滿一盆水，大的時(shí)候打得人手都疼。

這個(gè)問題，給當(dāng)時(shí)的市政帶來了很大的困擾，早上剛有電話投訴水壓小，還沒來得及調(diào)整，晚上又有人投訴水壓大。

所以市政管網(wǎng)的水壓到底該多大合適呢？其實(shí)怎么調(diào)整都不會(huì)合適，因?yàn)檫@個(gè)問題源于高層的自加壓產(chǎn)生的負(fù)壓。

那什么是負(fù)壓呢？

我們來舉個(gè)例子，假設(shè)一條管網(wǎng)上有三個(gè)供水點(diǎn)。理論上每個(gè)供水點(diǎn)的水壓是固定的，但如果其中一個(gè)供水點(diǎn)因?yàn)樽约菏歉邔咏ㄖ畨翰蛔?，就給自己增加了一個(gè)比公共官網(wǎng)壓力更大的泵壓，就會(huì)吸走本應(yīng)屬于其他供水點(diǎn)的水壓，從而產(chǎn)生負(fù)壓。

也就是說假設(shè)人民大會(huì)堂的頂樓一開水龍頭，這條管線上包括北京飯店在內(nèi)的其他建筑都沒水用了。

這對當(dāng)時(shí)的公共供水體系造成了極大的影響，因此 1994 年以國務(wù)院令發(fā)布的《 城市供水條例 》嚴(yán)格禁止將生活用水泵直接連接在市政管網(wǎng)上。

那高層供水的問題該怎么解決呢？

這個(gè)問題的解決方案聽起來倒是很有意思，還記得那道小學(xué)題目么？

有一個(gè)水池一邊進(jìn)水一邊抽水，當(dāng)時(shí)做這道題的我總是會(huì)想誰會(huì)閑的沒事這么干啊，但其實(shí)這種一邊抽水一邊放水的做法就是現(xiàn)在最常用的二次供水模式中的一環(huán)。

也就是建立一個(gè)蓄水池，通過公共管網(wǎng)的壓力流進(jìn)蓄水池，再二次加壓上樓，這樣低層用戶可以直接使用公共管網(wǎng)的壓力進(jìn)行供水。

高層則根據(jù)自身情況，設(shè)計(jì)二次加壓結(jié)構(gòu)解決自己的供水問題，那怎么算高層怎么算低層呢？

這在《 建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范 》中也給出了一套復(fù)雜的標(biāo)準(zhǔn)，各地會(huì)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)來制定更好執(zhí)行的規(guī)范，比如天津市就規(guī)定，凡是公建高度超過 12 米，住宅樓超過 6 層的，都必須設(shè)計(jì)和使用二次供水設(shè)施。

這在《 建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范 》中也給出了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，凡是公建高度超過 12 米，住宅樓超過 6 層的，都必須設(shè)計(jì)和使用二次供水設(shè)施。

這樣一來公共管網(wǎng)只負(fù)責(zé)送達(dá)，再依靠二次供水因地制宜。這就很大程度上解決了復(fù)雜壓力環(huán)境下的供水問題。

照理來說到這里，自來水供應(yīng)問題應(yīng)該解決的差不多了，但其實(shí)還有一場更大的危機(jī)在等待著我們。

地下水的問題 

雖然到 1997 年我們在一邊發(fā)現(xiàn)，一邊改進(jìn)中實(shí)現(xiàn)了 668 個(gè)城市的供水但代價(jià)也是巨大的。

由于過度依賴地下水，超采地下水，地底出現(xiàn)眾多漏斗狀空洞，最直接的影響就是地面沉降。

例如北京平原區(qū)，因超采地下水，沉降量超過 5cm 的區(qū)域面積已達(dá) 4300 多 km2，約占北京總面積的 68%，最大沉降量已達(dá) 1.5m 之多。

上海則更加夸張，從 1921 年到 1965 年，地面累計(jì)沉降高達(dá) 1.98 米。

這種級別的沉降，會(huì)直接造成地面塌陷，甚至影響高層建筑的穩(wěn)定性。

比如 1996 年，西安因沉降造成的大雁塔的傾斜度達(dá)到了驚人的 1010.5 毫米。

如此看來，作為應(yīng)急方案的地下水源似乎到了所能承載的極限，所以中國的自來水之路該怎么辦？ 

中國的自來水之路該怎么辦

這是太行山的一處山林，他還有另一個(gè)名字：紅旗渠。

1960 年，為解林州常年干旱之苦，近 10 萬人拎起錘頭、用十年時(shí)間，削平 1250 座山頭，架設(shè) 151 座渡槽，人工鑿?fù)?211 個(gè)隧洞，為世界獻(xiàn)上中國天河！

這是一片普通的山野，而它有一個(gè)屬于自己的名字，戈壁綠洲景泰川。

1969 年，黃河水自甘肅啟程，逆向揚(yáng)水 713m，為騰格里沙漠送去 4.75 億立方米水，這就是景泰川電力提灌工程，成功驗(yàn)證自低向高輸水可行性。

這是淠（ 讀 pi 四聲 ）史杭工程。

這五十年的探索似乎都在為一件事情做準(zhǔn)備 -- 南水北調(diào)。

2002 年，世界上最大的跨流域調(diào)水工程南水北調(diào)正式啟動(dòng)。

三條調(diào)水線路貫通長、黃、淮、海四大河流，中部、提漢江之水匯于丹江口水庫、自流北上，跨越 600 多條河流，建起世界最大的渡槽群，號稱水路立交！讓長江之水也可天上而來。

東部自揚(yáng)州江都水利樞紐，抽引長江下游之水，建起世界最大的泵站群， 13 級泵站將水逆流北上，聯(lián)通京杭水路。

在陜西，為讓引漢江之水，越秦嶺之險(xiǎn)，解渭州之困，在黃金峽水庫，將水抬高 100 多米，在秦嶺山上鑿穿 98 公里隧洞，送水入渭。

2014 年河南大旱，豫南一百多萬人即將面臨無水可用之困。南水北調(diào)干渠向白龜山水庫緊急調(diào)水 5011 萬立方米，平頂山成為中線工程第一座受益城市。

2017 年，通過南水北調(diào)中線一期工程，累計(jì)向北方 50 余條河流及地下水回填，補(bǔ)水超 100 億立方米，白洋淀淀區(qū)面積擴(kuò)大到近 300 平方公里，華北地區(qū)地下水超采區(qū)水位首次止跌回升。

到今天，南水北調(diào)累計(jì)為北方送去 720 億立方米水源，相當(dāng)于 5143 個(gè)西湖水量，沿線 7 省市超 1.76 億人從中受益。

截至 2024 年全國水利工作會(huì)議前，我國自來水農(nóng)村普及率已高達(dá) 90%，全國供水管道已達(dá) 110.30 萬公里是 1997 年的五倍之多，建國時(shí)的近百倍。

雖然有些地方仍然會(huì)有水質(zhì)不達(dá)標(biāo)、蔽日早期的一些水管到現(xiàn)在已經(jīng)年頭將近，開始污染水源的問題，這些仍然需要我們?nèi)ネ苿?dòng)解決。

曾經(jīng)滄海難為水, 我們生在一個(gè)擰開就有水的時(shí)代，也終于活成一百年前的我們所羨慕的模樣。

這一百年里，從不信天命到抗衡天塹再到幡然醒悟，我們構(gòu)筑起一座座高塔，穿越無數(shù)山河。

用一個(gè)個(gè)日夜在中國地圖上畫出屬于我們的中國水網(wǎng)！