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“下水道博士”:你所不知道的城市地下世界

時間:2024-10-19 01:22:42

編者按:

七月中旬,全國各地先後下起了暴雨,多個城市迎來了“看海”的季節:積水沒過車身,過馬路不能靠走要靠遊……人們也紛紛在朋友圈吐槽“下水道失靈”。那麼,下水道系統究竟是如何運作的呢?這個城市地下的空間,又究竟是什麼樣?

Dr.Sewer

環境工程博士,飲用水、廢水、雨水處理工程師

用白話來說,我研究的是下水道。說得高大上一些,我從事的是城市排水管網的設計、施工、運營、維護以及修複等方面的相關研究工作。說得直白一點,我就是管道工。

随着對自己專業的了解加深,我發現生活中,除了城市地面上美好的部分以外,還有很大一部分風景是我們忽視了的。當獨自一個人的時候,我建議你不妨靜下心來,把眼光投向地面,看看這個平時沒有看到的地下的世界。

了解地下的世界,不如首先從我研究的地下排水管網開始說起。排水管網是幹什麼用的呢?簡單說,它是一種線性約束,約束的是流體,約束的是我們不想要的水。我們把廢水,直接從人類生活這個部分,排入大自然。

一個是“污”,一個是“雨”

排水系統最早是合流制。簡單來說,就是把這個城市中我們認為是廢水的部分——人們在生活中産生的污水、降落在地面上的雨水等等,通過同一組管道收集起來,排入到河流中。

但是,雨水在某種程度上比人類的生活污水要幹淨得多。雨污混合在一起時,污水處理廠處理不了,大部分水就溢流在自然河道中。也就是說,雨水會攜同着污水,進入到自然水環境中,這樣就造成了污染。

在這種情況下,我們需要改變。于是,分流制系統被提出來了:雨水專門有一套收集雨水的系統,污水專門有一套收集污水的系統,這也就形成了我們現在地下管網的排水系統。

如果我們要參觀這個系統,需要從“圓”開始旅程。這個圓,就是大家平時踩在腳下的窨井蓋子,即我們生活中常說的窨井蓋。國外排水管道修建得比較早,采用的是合流制系統,由于雨污沒有分流,這些雨水和廢水統稱為sewer(廢水)。

中國開始設計排水管網時,雨水和污水已經分開,所以說,大家看到有的蓋子上寫的是“污”,有的寫的是“雨”。有些報道說,當路上的水排不走時,就把窨井蓋子揭開,讓水全部從這裡流下去。

這個蓋子真的起到這個作用嗎?其實并不是。這個蓋子并不是水的入口,而是為了讓人們能夠進入地下進行檢測、觀察,英文直接叫做man-hole,“人孔”,很直白的一個詞。中文裡,它叫檢查井。

人可以直接從這個直徑為700毫米的井蓋中,鑽入地下去參觀這套系統。這個井蓋下都有樓梯,可以供人一步一步走下來。近兩年,由于大暴雨引起城市洪水,發生過人被城市排水管網沖走失蹤的事情。之後,相關單位就設計了軟門防護網。

事實上,人走的是人孔,雨水走的是雨水口——雨水是從一個名為“雨水篦”的口子進入城市管網的。

井蓋是城市排水系統的一道大門。既然是門,就應該有一個像樣的門面。最“閑”的是日本人,他們有時間把每一個井蓋都做藝術處理加工,設計成不同的樣子。在其他國家,也有很多城市用不同的井蓋造型來體現自己的特色。

中國的井蓋比較單一,因為我們都是從廠家買回來的“标準化”蓋子。但是近些年來,也有人在窨井蓋上面進行藝術創作。

城市血栓

我們希望的是,通過這個圓的井蓋進入到城市的地下,看到不同的景觀。像倫敦的排水系統,高度應該有三到五米,跑汽車是沒問題的。或者像是日本,排水管網側面修有一個專門儲藏雨水的儲藏池,有了這個池子,城市中心區域的洪水可以快速地排掉,這樣,城市的内澇問題就能避免。我們覺得國外的下水道是一個很寬敞的地下空間,實際上,在中國很少見到像英國、日本那麼大的地下管網,因為我們在設計時采用了新理念,那個時候的管徑都比較小了。

其中也有特例,比如青島。在那裡可以經常看到井蓋上寫着一個“K”,這是當時膠州(Kiautschou)的縮寫。這是德國人在一百多年前,以德國排水管網的設計方式建造的。因此,青島采用了典型的雨水和污水混流式系統。

中國的大多數城市并沒有這麼大的管道能供人進去看看。如果好些人同時進去看的話,可能會有生命危險。裡面的環境缺氧嚴重,而且還有很多厭氧氣體,硫化氫,一氧化碳,甲烷等,不僅容易中毒,還有爆炸危險。

所以說,随着新技術的發展,我們并不建議人們直接進入排水體系。我們需要一些工具,比如,一個小機器人外加幾個輪子,搭載一個攝像頭,就能簡單組成一個檢查工具。它就像檢查心血管的光纖一樣,進入到排水體系中去,幫人們檢查地下的情形。

還有更小的管道,連機器人都進不去,該怎麼辦呢?可以用更簡單的解決方式,把攝像頭裝到一根長杆下邊,直接塞到下面去看裡邊的情形。

那麼,中國的地下系統到底長怎麼樣?我們曾經在兩個南方城市拍攝它們的排水管網,發現裡邊管子有脫節的、有錯位的,建築垃圾、高充盈度的污水、樹根、土等物品,全部堵塞其中。打個比方,這就像人們得了血栓,而且這種血栓全是低密度的膽固醇造成的,不易化解。或者說,這個城市得了腎結石,石頭一樣的東西把下水道體系堵掉了。

位于日本埼玉縣春日部市的“首都圈外郭放水路”,這是世界上最大的下水道系統,旨在緩解暴雨和台風季節城市主要水道和河流的泛濫(@視覺中國)

日本的藝術井蓋(@視覺中國)排水管道與超級英雄

雨果在《悲慘世界》中說:“下水道是一個城市的良心。”雖然他不是搞排水管道的工程師,這句話也并非完全代表其字面意思,但是,我傾向于理解為,排水管道為無家可歸者提供了一個庇護場所。

除了這些無家可歸的可憐人外,地下城市裡中也住着英雄。比如,忍者神龜就在下水道裡生活。為什麼英雄們會選擇在排水管道裡生活呢?很簡單,因為更寬敞。每個城市的排水管道的總公裡數,遠比我們路面上的公裡數要大得多。

像北京這樣的大城市,排水管道的總長度都是以千公裡為單位計算的。如果一個超級英雄要從城市的一個點到另一個點,走排水管道肯定比走北四環北三環要方便。

同時我們也看到,城市下面除了排水管網以外,還有各式各樣強電、弱電、供水、供氣、供暖等等的管道。地下管道錯綜複雜,一個單位出了問題就得把路挖開,影響到城市的日常運行。有人提出,我們可以學習日本,打造“共同溝”,把所有的管道都放一起,我們現在叫它綜合管廊。

除此之外,還有需要更大地下空間的工程,比如說地鐵。但是不管怎樣,人們實際上用到的地下空間,大概也隻到地下五十米左右。這種空間還是線性的,介于一維到二維之間,即“點到點”——用線性的約束方式,把不同的物質從一個點傳遞到城市的另一個點。

在不斷了解相關地下結構時,我才發現其實這個世界上,有很多人喜歡城市中被廢棄的地下空間。在葡萄牙的辛辛那提,有一個修好後從來沒有投入使用的地鐵系統,美國每年有很多行為藝術家把那裡當作行為表演藝術的場所。關于這其中的道理,我問過一個心理學專業的朋友。他說,喜歡這個場所的人都是缺乏安全感的,需要把自己關在一個局促的空間裡,以獲得這種滿足感和安全感。

以上就是我分享的内容,但是有一點再跟大家說一下,到城市的排水體系中去,是一件非常危險的事情,我不建議大家獨自跑到排水系統中去。