把北京所有水龍頭開一天會怎么樣？
現在的北京，末端供水點已經有 1000萬之多，日供水能力更是達到 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西湖。
而一百年前，在北京城內的第一個自來水系統，僅能向城內 420 處公共取水點供水。
日供水量僅 13613 立方米。只能填滿大概六個標準泳池。
所以，自來水系統是怎么一步步發(fā)展到如此龐大的呢？沒自來水的時候大家又是怎么解決用水問題的？今天我們來聊點新鮮的 “ 水 ” 歷史。
井水時代
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。
受到當時原始且落后的鉆井技術的限制，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，因此根據口感水又被分為苦水和甜水。
但甜水因為稀少，所以價格極高。
《 中國經濟史評論 》中寫到，甜水每擔京錢八十文，遇六月少雨時價近翻倍，也就是說只用甜水，換算到現在一個月得花上千塊。
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，當時稱二性子水。
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，北京官計人口已達80萬之多。
而當時用的又是保甲戶口統計法，也就是只統計擁有北京戶口的人。
實際人口比這個數字還要大上不少，而吃水用的水井卻少的可憐。
依照《 京師坊巷志 》中的數據：清末，北京城內城外總共也只有 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，因為關于民生用水的問題，慈禧的態(tài)度大致是：理解但不支持。
但另一個角度，她應該是支持的，來看一組北京市社會科學研究所編寫的《 北京歷史紀年 》中的數據。
這是清末北京地區(qū)大型火災的統計。而這張表上所有火災，慈禧老太太，她都經歷過！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，既然這錢我出的，那賣點水給百姓不過分吧，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，與之同起的是負責沉淀凈化的孫河水廠和負責漂白消殺的東直門水廠。
兩個水廠之間，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供水管網。當時時的管網設計全長 20 萬米，共設 420 多個水龍頭。
從東直門開始鋪設，經過東直門內大街、北新橋，向南過東四牌樓、東單牌樓、崇文門，向西經過前門到宣武門，向北經過西單牌樓、西四牌樓到平安里。
這些主干網管線大多為直徑 450 毫米的管路，由主干網向下，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，通往各個小胡同。
最后連上直徑 50 毫米以下的小管接到用戶家院內或者各個水站的龍頭上。
那百姓們該如何用水呢？按照規(guī)劃，居民取水需購買“ 水籌 ” ，售價為一個銅元四挑水。
憑票到水站取水再挑回家中的水缸里。這樣就構成了從水源到處理再到供應的完整供水結構。
同時也解決了大約 16萬人的生活用水問題。
但剛剛我們不是說有城中至少有 80萬人么？
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？
其實并不行，因為北京 “ 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的資料里，找到北京地區(qū)水質低劣，可用水源不足的描述。
甚至因為沒有合適的水源，從清末到建國之初的這近 50 年時間里，北京也僅有這一座自來水廠。
而同時期水源相對富裕的上海已有 5 座之多。
其實不止是北京，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，可能很多小伙伴會想到南水北調。
雖說這項工程早在1952 年就提出了，但因為缺少地質考察和水文資料，加上建國時的工業(yè)基礎薄弱，這項工程直到2002 年才開始動工，顯然遠水解不了近渴。
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陸水利項目。
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。
一時間，各大城市爭相建水廠，修水塔，鋪管線，作為城市早期現代化供水系統標志的 “ 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一些倒錐殼水塔，有點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基礎上與建筑合并，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生的壓差，將采集處理好的自來水運往塔邊各地，形成一個個獨立的供水系統。
一擰就來的自來水，成為那個時候幸福的標志。一座座拔地而起的水塔也成為上一代人童年的記憶。
但為什么現在的城市，我們幾乎看不到水塔了呢？其實問題就出現水塔本身的功能 --- 壓力。
因為一個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時就遇到了這個問題。
作為當時北京規(guī)劃的 “ 超高層建筑 ” ，北京飯店比當時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不說，水塔這個大尾巴擺在哪好看也成了難題。
如果擺在一邊不是很對稱，一邊建一個水塔又太浪費，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，自己給自己當水塔呢？
按照這一想法，當時北京飯店的設計師陳忠潮采取樓頂建水箱、樓下設加壓水泵的方式。
將公共管網的水，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驗，人民大會堂、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，大部分城市都出現了一個很奇怪的問題——水壓極其不穩(wěn)定，尤其是高層建筑旁的低矮居民樓，水壓小的時候十分鐘都接不滿一盆水，大的時候打得人手都疼。
這個問題，給當時的市政帶來了很大的困擾，早上剛有電話投訴水壓小，還沒來得及調整，晚上又有人投訴水壓大。所以市政管網的水壓到底該多大合適呢？
其實怎么調整都不會合適，因為這個問題源于高層的自加壓產生的負壓。那什么是負壓呢？
我們來舉個例子，假設一條管網上有三個供水點。
理論上每個供水點的水壓是固定的，但如果其中一個供水點因為自己是高層建筑，水壓不足，就給自己增加了一個比公共官網壓力更大的泵壓，就會吸走本應屬于其他供水點的水壓，從而產生負壓。
也就是說假設人民大會堂的頂樓一開水龍頭，這條管線上包括北京飯店在內的其他建筑都沒水用了。
這對當時的公共供水體系造成了極大的影響，因此 1994 年以國務院令發(fā)布的《 城市供水條例 》嚴格禁止將生活用水泵直接連接在市政管網上。
那高層供水的問題該怎么解決呢？
這個問題的解決方案聽起來倒是很有意思，還記得那道小學題目么？
有一個水池一邊進水一邊抽水，當時做這道題的我總是會想誰會這么干啊，但其實這種一邊抽水一邊放水的做法就是現在最常用的二次供水模式中的一環(huán)。
也就是建立一個蓄水池，通過公共管網的壓力流進蓄水池，再二次加壓上樓，這樣低層用戶可以直接使用公共管網的壓力進行供水。
高層則根據自身情況，設計二次加壓結構解決自己的供水問題，那怎么算高層怎么算低層呢？
這在《 建筑給水排水設計規(guī)范 》中也給出了一套復雜的標準，各地會根據標準來制定更好執(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，都必須設計和使用二次供水設施。
這樣一來公共管網只負責送達，再依靠二次供水因地制宜。這就很大程度上解決了復雜壓力環(huán)境下的供水問題。
照理來說到這里，自來水供應問題應該解決的差不多了，但其實還有一場更大的危機在等待著我們。
地下水的問題
雖然到 1997 年我們在一邊發(fā)現、一邊改進中實現了 668 個城市的供水，但代價也是巨大的。
由于過度依賴地下水，超采地下水，地底出現眾多漏斗狀空洞，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 4300 多平方千米，約占北京總面積的 68%，最大沉降量已達 1.5m 之多。
上海則更加夸張，從 1921 年到 2011 年，地面累計沉降高達 1.98 米。
這種級別的沉降，會直接造成地面塌陷，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到了驚人的 1010.5 毫米。
如此看來，作為應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、用十年時間，削平 1250 座山頭，架設 151 座渡槽，人工鑿通 211 個隧洞，為世界獻上中國天河！
這是一片普通的山野，而它有一個屬于自己的名字，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，成功驗證自低向高輸水可行性。
這是淠（ pì ）史杭工程
這五十年的探索似乎都在為一件事情做準備 -- 南水北調。
2002 年，世界上最大的跨流域調水工程南水北調正式啟動。
三條調水線路貫通長、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，聯通京杭水路。
在陜西，為引漢江之水，越秦嶺之險，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。南水北調干渠，向白龜山水庫緊急調水 5011 萬立方米，平頂山成為中線工程第一座受益城市。
2017 年，通過南水北調中線一期工程，累計向北方 50 余條河流及地下水回填，補水超 100 億立方米，白洋淀淀區(qū)面積擴大到近 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，南水北調累計為北方送去 720 億立方米水源，相當于 5143 個西湖水量，沿線 7 省市超 1.76 億人從中受益。
截至 2024 年全國水利工作會議前，我國自來水農村普及率已高達 90%，全國供水管道已達 110.30 萬公里是 1997 年的五倍之多，建國時的近百倍。
雖然有些地方仍然會有水質不達標的問題，以及早期的一些水管到現在已經年頭將近，開始污染水源，這些仍然需要我們去推動解決。
曾經滄海難為水, 我們生在一個擰開就有水的時代，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，我們構筑起一座座高塔，穿越無數山河。
用一個個日夜在中國地圖上畫出屬于我們的中國水網！
