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纽约人花上50年60亿还没修好一条输水隧道,真相竟然是…

 退休管道工程师 2018-03-10

第三眼 Vol. 50

《经济学人》有一个音频节目叫Babbage。它是取名英国发明家查尔斯·巴贝奇(Charles Babbage,1792—1871),以纪念这位被认为是首位提出自动化计算机概念的科学先驱。本周的节目里主持人带听众走访了美国纽约一个建了半世纪还没建完的工程——纽约市三号输水隧道(NYC Water Tunnel No. 3)。适逢上周小编去了一趟延安,对那里的水质之差印象深刻。如此一个鲜明对比,觉得需要和读者们分享一下美国纽约是如何让市民喝上养生好水的。


奥氏部落《第三眼》第50篇

世上历时最长的下水道工程

耗费将近40亿美元历时50多年的3号隧道快要看到尽头了


历时将近50年,耗费将近50亿美元建造的纽约市3号输水隧道,已成为世界少有的不朽工程。也许也只有巴塞罗那的圣家堂可与其一比,因为两者目前都看不到官方完工的尽头。


有趣的是,随着时代变迁,这个巨型水基建设施的范围、节奏和功能属性与50年前已经不大相同,无论是设计和工程都在朝着新的方向前进。


纽约市3号输水隧道工程始于1970年,半个世纪以来一直被视为关乎城市生存的项目,也是纽约市历史上最大的基础设施投资项目之一。该工程旨在加强和提高城市的输水系统,同时使城市可以腾出空来检修分别于1917年和1936年投入使用的1、2号输水隧道。


大规模的隧道掘进操作已基本完成,其中一期工程早在1998年就已完工并投入运行,二期工程包括两部分:曼哈顿段和布鲁克林/皇后区段。其中曼哈顿段于2008年完工,2013年激活运行。目前剩下的工作就是皇后区/布鲁克林区,以及斯塔滕岛的虹吸管的建设工作,以完成与目前纽约市10亿加仑每天的供水网络最终对接。纽约市环保署近几年的财政预算有很大一部分就是用于3号隧道与人口超过500万的布鲁克林/皇后区的两道竖井的建造和接驳工作。因为如果目前的2号输水隧道停止工作的话,这两个区的供水将受到起码3个月的影响。


虽然这个大工程听上去已经进入尾声,但目前来说还没有任何具体日程。因为这两个竖井估计会在2018或者2019年开始动工,建好应该也是2025年的事了。



上图是纽约市的输水系统一览图。大家可以看到,绿色的线是从1917年就开始运行的1号隧道,它是上游水库的搬运工。随后于1936年加设的2号隧道(紫色)是为了给皇后区、布鲁克林区和斯塔滕岛供水。而这个建了50年还没建好的3号隧道充当已经101岁的1号隧道的关键后备。虽然它还没有完全建好,但是已经开始部分运作,范围从西79街到下曼哈顿区。

隧道掘进机节省了混凝土的使用(2006年的情景)


预算和首要任务

要知道,在1970年3号隧道动工建设的时候,美国的总统还是尼克松。这个工程经历的不仅见证了华尔街的浮浮沉沉,还有来自不同政党的市长背后的政治理念的更迭。可以说,3号隧道工程是一个关于数不清的预算拖延、工期变更和就业缓冲带的“神话故事”。


就像纽约现任市长Blasio就对他的前任明星市长Bloomberg略显激进的4年计划进行了修订,前者认为应该给予这个项目更充分的时间,而不是过度关注它的规模。另外考虑到政府每年有限的预算和始终在变的priorities,尽管三期工程的布鲁克林/皇后区的竖井工程很重要,纽约环保署当时还是决定将资源重点放在Ashokan水库的堤坝加固工作上,毕竟美国经历了2012年Sandy飓风之后,大家对防洪工作自然格外重视。


尽管如此,2016年的时候,纽约环保署还是为3号输水隧道工程拨出了6.85亿美元的预算。要不然,到2030年都未必能彻底完工。


纽约的饮水系统

不知道大家是否知道,纽约的自来水是可以喝的?纽约政府花了这么多钱和时间来修这些输水隧道,为了不就是让市民喝上安全好水呗。


近年美国密歇根州弗林特市(Flint)的饮水危机使美国全国上下都更加关注住处的供水情况。像纽约这样的世界大城市必然会受到媒体额外关注。《纽约时报》就在2016年为纽约市民写过一篇专题报道,告诉大家纽约自来水为什么有“自来水香槟”的美誉。


在天朝长大的小编曾经以为自来水是不可以喝的,知道自己出了国才领悟了“没有对比就没有伤害”的痛。十分佩服纽约人为了让大家喝上口感尚佳的自来水,设计了巧妙结合了自然和高科技的供水系统。

纽约90%的供水来自纽约以北约125里的Catskill/Delaware 流域,还有10%来自Croton流域。这些水源面积超过100万英亩,通过严格的法规确保了其免受污染。

哈德森河底下长达92里的Catskill引水渠已经有100岁了,水从源头流进城市要花上1年的时间,途径隧道、堤坝和水库,靠的就是神奇的重力作用。

Catskill/Delaware引渠的水进入Kensico水库,浮标机器人对水库的水质进行实时监测,例如温度、pH、氮磷和微生物水平等指标。不管你个人喜欢不喜欢,他们会往水库里投加适当的氯和氟,前者为了杀菌,后者为了市民的牙齿健康…


这里说个题外话,浮标机器人一年能检测接近200万个样品,而专业采样科学家最多只能收集15500个样品。这也是为什么水行业对机器人的大数据时代充满期待(新就业机会)和不安(有人要失业)的原因。

水库的出水会流经位于Westchester 县的世界最大的紫外消毒设备。


经过这'日光浴'的水会再制成加有氯、磷酸和氢氧化钠的“鸡尾酒”,以确保管道运输中的消毒工作,并提高pH以防止管道的侵蚀和有害金属的释出(例如铅)。

Hillview 水库是淡水进入城市管网主干之前的最后一站。它究竟有多大?你把它看做一个装了9亿加仑水的浴缸就好了,这足够纽约市一天的用水需求了。

 

然后这些水就进入三岔隧道,其中一条就是修了50年还没完全修好的3号输水隧道,但是应该在未来10年,这条新建隧道将承担纽约5个区的输水工作。这样它的两位已经101岁和82岁的老大哥可以放空自我,做一次全身检查了。

当你走在纽约任意一条街时,你脚下都至少有一条输水管道。实际上市里的每个建筑都跟管网相连。他们美国老外管这些管径小一点的管道叫service lines。


这些管道长达6800里,每年维护费高达1.4亿美元。钱从哪来?就是市民的饮用水和污水费呗。

纽约市有约1000个水质采样站。每天水质监测员回到其中50个采样点检查水温、余氯、pH水平以及特定化合物的浓度。


小编感言

最后给大家分享开头提到的《经济学人》的编辑跟着纽约市前副市长Kenneth Lipper走访3号隧道的节目录音。在走出隧道后,女记者硬是想为这次小旅程做个小结,但半天只憋出了一句:“我以后喝纽约的水的时候,会想起今天的所见所闻。” Lipper先生作为前副市长,说话水平确实高,他回应道:“伟大的文明不会仅仅活在当下,他们也会为未来的后代未雨绸缪,这意味着今天的一点牺牲,换来明天几代人的成功。


走访纽约三号输水隧道 来自奥尼卡水处理创新部落 06:38


听到这里,小编的鸡皮疙瘩都起来了——这不仅是给这个跨世纪工程最好的诠释,也是我们污水处理同行继续在各自岗位上默默坚持下去的动力源泉。


参考资料

1.https://www./interactive/2016/03/24/nyregion/how-nyc-gets-its-water-new-york-101.html 

2.http://ny./spotlight/2016/04-06/92159.html 

3.http://www./html/dep/html/dep_projects/cp_city_water_tunnel3.shtml 

4.https://www./articles/39869-nyc-water-tunnel-work-gets-ready-to-alter-flow 

5.https://www./nyc-water-101-from-the-catskill-aqueduct-and-robotic-measurements-to-your-tap/


【奥尼卡水处理创新部落】

从鹿特丹到北京,从布达佩斯到雅加达,分享全球各地环境工作者的个人博客、创新案例和理念。不求高大上,但求真善美!用跨界思维让污水处理走进美丽新世界。


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