从井水到自来水，14亿人的喝水问题是如何解决的？

把北京所有水龙头开一天会怎么样？

现在的北京，末端供水点已经有1000w之多，日供水能力更是达到708万立方米。

也就是说北京所有的水龙头一天就能填满半个西湖。

而一百年前，在北京城内的第一个自来水系统，仅能向城内420处公共取水点供水。

日供水量仅13613立方米。只能填满大概六个标准泳池。

所以，自来水系统是怎么一步步发展到如此庞大的呢？没自来水的时候大家又是怎么解决用水问题的？今天我们来聊点新鲜的“水”历史。

井水时代

在没有自来水之前，百姓用水方式多为井水，但北京的水有三味之说。

受到当时原始且落后的钻井技术的限制，井水多来自地下水的上层，硝酸盐、镁盐等的含量极高，水味苦且颜色混浊。

只有一小部分是清澈甘甜的甜水井，因此根据口感水又被分为苦水和甜水。

但甜水因为稀少，所以价格极高。

《中国经济史评论》中写到，甜水每担京钱八十文，遇六月少雨时价近翻倍，也就是说只用甜水，换算到现在一个月得花上千块。

这显然是用不起的，但苦水又难以下咽，该怎么办呢？

百姓们索性就甜苦掺半，造出第三味水，当时称二性子水。

但即使甜苦掺半，水依然不够用。

《光绪顺天府志·食货·户口》中记载，清朝末年，北京官计人口已达80万之多。

而当时用的又是保甲户口统计法，也就是只统计拥有北京户口的人。

实际人口比这个数字还要大上不少，而吃水用的水井却少得可怜。

依照《京师坊巷志》中的数据：清末，北京城内城外总共也只有1228口井。

这样算下来一口水井至少给652人供水，足见用水之压力。

不过第一座自来水厂并不源于如此紧张的用水压力，因为关于民生用水的问题，慈禧的态度大致是：理解但不支持。

但另一个角度，她是支持的，来看一组北京市社会科学研究所编写的《北京历史纪年》中的数据。

这是清末北京地区大型火灾的统计。而这张表上所有火灾，慈禧老太太，她都经历过！基本从小被烧到大。

甚至儿子光绪的婚礼都让大火给烧了，虽说有一个叫做激桶处的部门专门来灭火，但效率奇低，得一桶一桶从远处搬水再回来扑火，基本上起火，就救不回来了。

所以要说水厂能灭火她是举双手支持的，不过，支持但没钱！这做法，很慈禧！

但大臣们也有自己的招——官督商办。

直接把锅甩到商人这里，商人一合计，既然这钱我出的，那卖点水给百姓不过分吧，索性就按照供水的模式给办了。

所以绕了一圈，这被火烧怕的老太太倒是意外开启了这条自来水之路。

自来水之路

光绪三十二年，以北京城东的孙河为源，北京的第一座自来水厂“京师自来水公司”成立，与之同起的是负责沉淀净化的孙河水厂和负责漂白消杀的东直门水厂。

两个水厂之间，由两道口径为400毫米的钢管连接。

在东直门水厂内还建有北京的第一座水塔，东直门水塔，用以将处理好的自来水压进供水管网。当时的管网设计全长20万米，共设420多个水龙头。

从东直门开始铺设，经过东直门内大街、北新桥，向南过东四牌楼、东单牌楼、崇文门，向西经过前门到宣武门，向北经过西单牌楼、西四牌楼到平安里。

这些主干网管线大多为直径450毫米的管路，由主干网向下，是直径为200毫米到350毫米的小干管，用以通到各街和大胡同。

由此再连接到80到150毫米的支管上，通往各个小胡同。

最后连上直径50毫米以下的小管接到用户家院内或者各个水站的龙头上。

那百姓们该如何用水呢？按照规划，居民取水需购买“水筹”，售价为一个铜元四挑水，换算到现在就是两毛五一挑。

凭票到水站取水再挑回家中的水缸里。这样就构成了从水源到处理再到供应的完整供水结构。

同时也解决了大约16w人的生活用水问题。

但刚刚我们不是说城中至少有80万人么？

照理来说，接下来我们只需要多建水厂、多铺管线，是不是就能满足剩下六十多万人、乃至全国的用水需求了呢？

其实并不行，因为北京“无水”可用。

水源不足

毫不夸张地说，你可以在几乎任何一本建国前的水质的资料里，找到北京地区水质低劣，可用水源不足的描述。

甚至因为没有合适的水源，从清末到建国之初的这近50年时间里，北京也仅有这一座自来水厂。

而同时期水源相对富裕的上海已有5座之多。

其实不止是北京，北方城市大多都存在缺水问题。巧妇难为无米之炊，没水该怎么解决呢？

以上帝视角来看，可能很多小伙伴会想到南水北调。

虽说这项工程早在1952年就提出了，但因为缺少地质考察和水文资料，加上建国时的工业基础薄弱，这项工程直到2002年才开始动工，显然远水解不了近渴。

不过虽然向南借水工程量太大难度太高，但50年代的中国向苏联学来了，向下借水的能力。

依靠丰富的地下水资源，我国陆续建成第一座高浊度水处理工程——兰州西固第一水厂，地下水源工程——北京水源三厂，以及洛阳、包头的大型渗渠工程等众多内陆水利项目。

城市的水源问题，在地下水的开采后得到缓解，多建水厂、多铺管线的发展思路再次被提上日程。

一时间，各大城市争相建水厂、修水塔、铺管线，作为城市早期现代化供水系统标志的“水塔”，在各大城市被玩出了花儿。

如何供水

在这些水塔里，有早期的支架式水塔，这种水塔整体造型上窄下宽，上部水箱多为筒状或球形。

后来随着建筑水平的提升也开始出现一些倒锥壳水塔，有点像装满红酒的高脚杯，比如长沙洞井北路水塔，有的城市还会加装一些涂装增加观赏度。

除此之外，还有一种酷似瞭望塔的筒壁式水塔，而武汉的汉口水塔在这个基础上与建筑合并，玩出了自己的花样。

这些形状各异的水塔利用自身的高度产生的压差，将采集处理好的自来水运往塔边各地，形成一个个独立的供水系统。

一拧就来的自来水，成为那个时候幸福的标志。一座座拔地而起的水塔也成为上一代人童年的记忆。

但为什么现在的城市，我们几乎看不到水塔了呢？其实问题就出现水塔本身的功能——压力。

因为一个城市的水塔决定了这座城市所能供水的高度。这就意味着想修更高的楼就得建更高的水塔。

这极大增加了修建高层建筑的难度，比如北京饭店在建设时就遇到了这个问题。

作为当时北京规划的“超高层建筑”，北京饭店比当时最高的东直门水塔高出25.8米。

这也意味着除了建造北京饭店外还要额外建一座至少与其等高的水塔。

增加建筑成本的同时不说，水塔这个大尾巴摆在哪好看也成了难题。

如果摆在一边不是很对称，一边建一个水塔又太浪费，最好的办法就是像汉口水塔一样摆在中间，成为建筑的一个部分。

所以，既然都摆在中间了，那干嘛不把水塔顶部的水箱放在楼顶，自己给自己当水塔呢？

按照这一想法，当时北京饭店的设计师陈忠潮采取楼顶建水箱、楼下设加压水泵的方式。

将公共管网的水，泵到楼顶，再通过高层建筑自身的压差，成功解决了北京饭店的供水需求。

随后参照这一成功经验，人民大会堂、华侨大厦、民族饭店等高层建筑陆续拔地而起。城市水塔的热潮也渐渐淹没在这一座座高楼中。

不过随着高层建筑的增多，大部分城市都出现了一个很奇怪的问题——水压极其不稳定，尤其是高层建筑旁的低矮居民楼，水压小的时候十分钟都接不满一盆水，大的时候打得人手都疼。

这个问题，给当时的市政带来了很大的困扰，早上刚有电话投诉水压小，还没来得及调整，晚上又有人投诉水压大。所以市政管网的水压到底该多大合适呢？

其实怎么调整都不会合适，因为这个问题源于高层的自加压产生的负压。那什么是负压呢？

我们来举个例子，假设一条管网上有三个供水点。

理论上每个供水点的水压是固定的，但如果其中一个供水点因为自己是高层建筑，水压不足，就给自己增加了一个比公共管网压力更大的泵压，就会吸走本应属于其他供水点的水压，从而产生负压。

也就是说假设某幢高楼的顶楼一开水龙头，这条管线上其他建筑都没水用了。

这对当时的公共供水体系造成了极大的影响，因此1994年以国务院令发布的《城市供水条例》严格禁止将生活用水泵直接连接在市政管网上。

那高层供水的问题该怎么解决呢？

这个问题的解决方案听起来倒是很有意思，还记得那道小学题目么？

有一个水池一边进水一边抽水，当时做这道题的我总是会想谁会闲的没事这么干啊，但其实这种一边抽水一边放水的做法就是现在最常用的二次供水模式中的一环。

也就是建立一个蓄水池，通过公共管网的压力流进蓄水池，再二次加压上楼，这样低层用户可以直接使用公共管网的压力进行供水。

高层则根据自身情况，设计二次加压结构解决自己的供水问题，那怎么算高层怎么算低层呢？

这在《建筑给水排水设计规范》中也给出了一套复杂的标准，各地会根据标准来制定更好执行的规范，比如天津市就规定，凡是公建高度超过12米，住宅楼超过6层的，都必须设计和使用二次供水设施。

这样一来公共管网只负责送达，再依靠二次供水因地制宜。这就很大程度上解决了复杂压力环境下的供水问题。

照理来说到这里，自来水供应问题应该解决的差不多了，但其实还有一场更大的危机在等待着我们。

地下水的问题

虽然到1997年我们在一边发现，一边改进中实现了668个城市的供水，但代价也是巨大的。

由于过度依赖地下水，超采地下水，地底出现众多漏斗状空洞，最直接的影响就是地面沉降。

上海从1921年到1965年，地面累计沉降高达1.98米。

这种级别的沉降，会直接造成地面塌陷，甚至影响高层建筑的稳定性。

比如1996年，西安因沉降造成的大雁塔的倾斜度达到了惊人的1010.5毫米。

如此看来，作为应急方案的地下水源似乎到了所能承载的极限，所以中国的自来水之路该怎么办？

中国的自来水之路该怎么办

这是太行山的一处山林，他还有另一个名字：红旗渠。

1960年，为解林州常年干旱之苦，近10万人拎起锤头、用十年时间，削平1250座山头，架设151座渡槽，人工凿通211个隧洞，为世界献上中国天河！

这是一片普通的山野，而它有一个属于自己的名字，戈壁绿洲景泰川。

1969年，黄河水自甘肃启程，逆向扬水713m，为腾格里沙漠送去4.75亿立方米水，这就是景泰川电力提灌工程，成功验证自低向高输水可行性。

这是淠（读pi四声）史杭工程：

这五十年的探索似乎都在为一件事情做准备——南水北调。

2002年，世界上最大的跨流域调水工程南水北调正式启动。

三条调水线路贯通长、黄、淮、海四大河流。中部提汉江之水汇于丹江口水库、自流北上，跨越600多条河流，建起世界最大的渡槽群，号称水路立交！让长江之水也可天上而来。

东部自扬州江都水利枢纽，抽引长江下游之水，建起世界最大的泵站群，13级泵站将水逆流北上，联通京杭水路。

在陕西，为了引汉江之水，越秦岭之险，解渭州之困，在黄金峡水库，将水抬高100多米，在秦岭山上凿穿98公里隧洞，送水入渭。

2014年河南大旱，豫南一百多万人即将面临无水可用之困。南水北调干渠，向白龟山水库紧急调水5011万立方米，平顶山成为中线工程第一座受益城市。

2017年，通过南水北调中线一期工程，累计向北方50余条河流及地下水回填，补水超100亿立方米，白洋淀淀区面积扩大到近300平方公里，华北地区地下水超采区水位首次止跌回升。

到今天，南水北调累计为北方送去720亿立方米水源，相当于5143个西湖水量，沿线7省市超1.76亿人从中受益。

截至2024年全国水利工作会议前，我国自来水农村普及率已高达90%，全国供水管道已达110.30万公里，是1997年的五倍之多，建国时的近百倍。

虽然有些地方仍然会有水质不达标、早期的一些水管到现在已经年头将近，开始污染水源的问题，这些仍然需要我们去推动解决。

曾经沧海难为水，我们生在一个拧开就有水的时代，也终于活成一百年前的我们所羡慕的模样。

这一百年里，从不信天命到抗衡天堑再到幡然醒悟，我们构筑起一座座高塔，穿越无数山河。

用一个个日夜在中国地图上画出属于我们的中国水网！

图片、资料来源

钟淳昌：中国给水50年

谷银波：清末民初的京师自来水公司

李国敏：从“辘轳井”汲水到超高层供水

中华人民共和国水利部：中国水资源年报/中国水文年报

河蚌旅行：《北京一府两县图说》

水润京华：北京自来水的“前世今生”

北京日报：北京的自来水

Practical Engineering：How Water Towers Work

星球研究所：为14亿人保卫江河，有多难？

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