伦敦供水系统的新里程

《儆醒！》杂志驻英国通讯员报道

英国首都伦敦现时拥有世上最先进的供水系统之一。这个供水系统的竣工时间比预期的早两年，整个工程耗资3亿7500万美元。其他国家也纷纷向英国购买有关技术的知识产权。

这个耗资巨大的工程是必需的吗？工程有什么成果？

推陈出新

伦敦最古老的中央总输水管在1838年建成。四十年后，市内贫民区的居民仍需提着水桶，到街头的公共自来水管取水。一位女作家说：“在清早，有一个汉子会用钥匙开启水龙头，这件事非常重要，……因为那个拿着钥匙的工作人员要是走了，那么，居民就连一滴水也取不到，除非到了第二天早上。”

维多利亚时代的工程师贡献良多。他们在路面以下不同深度的地方安装铁水管和兴建输水道，以便把自来水供应到个别的家庭去。然而，自那时以来，由于车辆川流不息，这使路面承受不少压力和震荡；加上当局为了确保遥远的地区——有时远至30公里——也有足够的自来水供应，于是增加水管输水的压力；结果，这一切导致总输水管破裂。因此，当局一旦为了修理总输水管而不得不封闭道路，交通秩序就会非常混乱。据估计，从英国各大水库输送而来的所有食水中，百分之25的食水在有缺损的输送管中漏掉了。

此外，在过去的150年期间，伦敦居民的食水需求量急剧上升，从每天3亿3000万公升增至每天20亿公升之巨。洗衣机、洗碟机、清洗汽车，以及人们在干旱的夏季里浇灌园子等，这一切都大大增加了用水量。因此，当局急需改善对这个大都会的食水供应。然而，当局可以怎样着手呢？

放眼未来

要在同一个道路系统下更换旧水管，重新装上较牢固、耐用的水管，这样做根本行不通。这样的工程不但耗费惊人，同时也为伦敦的居民带来种种难以接受的不便。因此，早在十年前，当局展开了泰晤士环形总输水管工程，这会大大提高伦敦的供水量。工程人员在伦敦平均40米深的地底放置总输水管或隧道，管子全长80公里，宽2.5米，每天可输水逾10亿公升。环形总输水管设计独特，工作人员可在任何一端控制水流的强弱，这样，他们随时都可以终止总水管任何部分的运作，以便进行维修。食水从水质处理厂向下流往地底深处的隧道，然后直接给抽送到各地区固有的食水供应站或蓄水库去。

这条地底隧道是全英国最长的，可是，为什么要把隧道建在这么深的地底呢？理由是，伦敦的地底建设了12个铁路系统，连同众多的公共服务设施，把地下的各个系统网络交织得有如一个大蜂巢似的。因此，这条输水隧道必须避免碰到这一切装置。有一次，工程师意外地发现到有一幢建筑物的桩基异常地深入了地底，而这些桩基是初步测量时没有发现的，那么，工程就这样耽搁了十个多月。

兴建工程分成许多阶段。有关方面起初没有预料到挖掘伦敦的土壤会有什么大问题，可是，首个工地——亦即泰晤士以南的图廷贝克——的隧道挖掘工程就被迫停止施工超过一年，因为隧道工人掘进一道水压甚高的水沙土层，结果，他们的镗床被水淹没了。为了解决这个问题，承包商决定用钻孔方法把一些摄氏零下28度的盐溶液流通地底，借此把土地冻结。接着，他们在附近另掘一个竖井，然后凿开冰块，取回掩埋了的镗床；这样，他们才可以继续开掘隧道。

工程师从这个经验看出，他们需要发明一种新系统，用混凝土作为隧道内壁的衬层。此外，由于土质并不稳定，他们也需要使用另一种隧道掘进机。由加拿大制造的地压平衡机正好解决这个问题。承包商购置了三部地压平衡机，结果，他们掘进隧道的速度增加了一倍，每月掘进1.5公里。

电脑工程

土地测量员用传统的经纬仪从屋顶定出视准线，借此为多个不同的竖井定位；测量结果会由电子仪器加以核对。以初步来说，这个方法已经足够；可是，挖掘隧道的工程一旦开始，隧道工人在地底怎样才能确保隧道的定线衔接无误呢？

在这方面，先进的全球定位系统（Global Positioning System，简称GPS）能够大派用场。这种测量设备包含一个卫星接收器，而这部接收器经过调准，能够跟一部环绕地球运行的GPS航天器连系。这副测量设备能够把几个环绕地球运行的卫星的信号逐一加以比较。电脑一旦把这些测量结果加以协调，那么，21口竖井以及580个钻孔，就得以按照英国陆军测绘局地图上的路线，全部设置在精确的位置上。借着这些资料的帮助，隧道工人能够获得所需的数据和指示，以精确无误的方式挖掘隧道。

电脑操作

要满足六百万居民的食水需求殊不容易。居民的食水需求不但每季不同，甚至每天也不同。因此，有关当局必须全日进行监察活动，以求确保在任何时候，水压和水质都保持适当的水平。这项重要的协调工作是怎样进行的呢？方法就是通过价值500万美元的电脑操作系统的帮助。

每个竖井的流泵都有一部电脑加以控制，由于电脑能够选择以最有效的方式在非繁忙时间用电，因此成本也减至最低。一组电脑主机设于伦敦以西的汉普顿，这些电脑负责控制整个网络。隧道壁的导管安装了纤维光学电缆，电脑从这些电缆接收信息，然后通过闭路电视监测器显示出来。

工作人员每天、每周和每月都会定时检测水质。《泰晤士报》指出，“水质检测包括60项强制性的测试，借此把食水中120种物质检测出来。强制性测试所分析的物质包括硝酸盐、微量元素、杀虫剂和其他化学溶剂。”这样的测量现在都是自动化进行的，有关资料会被转送到电脑总部，以便加以分析、研究，如有需要，有关人员就会采取相应行动。此外，食水试味员也会定期评估水质。

瞻望未来

这个现代化的供水系统实在令人惊叹。在幅员广达1500平方公里的大伦敦区，这个系统能够每天供应当地居民5亿8300万公升食水。供水系统一旦全面运作，它足以满足现时百分之50的食水需求，从而减轻其他供水来源的压力。

然而，这个供水系统仍未足够，因此，当局现正作出计划，以便在下世纪初把环形总输水管的服务范围伸延多60公里。不错，尽管食水问题相当棘手，这个解决方法却相当高明！

［第15页的图解］

伦敦地底的横切面，图中显示总输水管的位置在其他隧道服务设施以下

南面

新建成的总输水管和竖井

泰晤士河

地下铁路隧道

北面

［鸣谢］

Based on photograph: Thames Water

［第16页的图片］

用来兴建总输水管的隧道掘进机

［鸣谢］

Photograph: Thames Water

［第17页的图片］

兴建总输水管的工作情形

［鸣谢］

Photograph: Thames Water