本周，纽约时代广场发生了一起严重的供水主管道爆裂事件，给这座城市最繁忙的地铁站造成了广泛的混乱。水流 如瀑布般倾泻而下，涌入下方的地铁轨道——堪称城市地下瀑布。据 美联社 报道，罪魁祸首是一根 127 年的铸铁管道，其使用年限已超过预期寿命几年。
尽管此次事件引发了争分夺秒的挖掘、清理、寻找和修复工作，更不用说事后的清洁和抽水，但供水主管道爆裂实际上并非罕见。美国土木工程师学会的 2021 年报告 估计，美国每两分钟就发生一次供水主管道爆裂。在管道使用寿命结束之前更换全国所有管道的成本将超过 1 万亿美元。
去年，纽约市约发生了 400 起供水主管道爆裂事件，该市已投入超过 10 亿美元来升级其约 6,800 英里的老旧基础设施，包括供水和排污管道。纽约并非特例。 洛杉矶 也推出了一项 13 亿美元的计划，逐步更换城市下方已老化的管道。
那么，是什么导致供水主管道破裂？多种因素。温度变化、水压、土壤条件、气候变化、一棵 stray 的树根，以及由于施工、地震和磨损引起的地面移动都可能发挥作用。构成供水管道的材料并不像其使用年限那样重要。现有的供水管道可能由铁、水泥甚至木材制成。
供水主管道频繁爆裂的首要原因是美国供水基础设施的陈旧。 “想象一下，如果一件 120 多年前的东西，你还指望它能像 120 年前那样正常工作，并且满足我们现在对其提出的需求，” 2021 年美国基础设施报告卡副主席、芝加哥的供水基础设施专家 Darren Olson 告诉《流行科学》。 “当这些供水管道在 120 多年前铺设时，没有人能预见到纽约会发展成现在这样，以及这些系统所承受的压力，尤其是我们最近因气候变化所面临的压力。”
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干旱或洪水等极端天气会导致净水厂水位大幅波动。温度的波动，例如冬季越来越疯狂的冻融循环，会导致管道膨胀和收缩得更厉害，使其更容易损坏。
“他们估计，美国每天损失 60 亿加仑的处理水。这相当于 9,000 个游泳池的水，仅仅因为泄漏或供水主管道爆裂而白白流失，” Olson 说。而这些爆裂还会引发一系列次生问题。“供水主管道爆裂不仅会造成淹水，想象一下那些依赖这些水的企业。可能是制造厂，也可能是餐馆，”他补充道。“每年因供水主管道爆裂，水相关行业估计会造成 510 亿美元的经济损失。”
一根管道的损坏可能会影响整个供水系统。“如果你失去了供水系统的压力，那么压力在供水系统中仍然至关重要，因为它不仅能将水输送到我们的水龙头，还能阻止其他物质进入供水系统，”Olson 解释道。“一旦发生供水主管道爆裂，并且压力消失，你可能会面临 煮沸 饮用水的通知，因为系统没有足够的压力来保证不让其他东西进入你的水源。”
要修复破损的管道，工作人员必须找到泄漏点，挖出该段管道，将其隔离，改道供水，进行必要的维修，然后重新投入使用，最后恢复一切秩序。供水系统 通常是环状连接 的，这意味着水可以通过多条路径流动。分布在系统中的水阀井允许工程师关闭系统的某个特定部分，同时保持未受影响的部分运行。
小型供水管道的维修可能需要几个小时。而大型供水传输管道则需要更长的时间。
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整个过程听起来是一项艰巨的任务，而且存在太多有风险的管道。但城市工程师正在学习如何聪明地进行预防。一种方法是使用资产管理，这是一种追踪地下管道所有位置的方法，并考虑其历史问题，以及管道的尺寸、直径和材料。“当你开始更全面地审视所有这些因素时，你就能更有效地规划和使用我们拥有的资金，优先更换最老、最关键的管道。这可以帮助城市更好地管理他们的系统，”Olson 说。
然而，即使有良好的规划，也存在某些限制。其中之一就是用于此项工作的资金。“早在 20 世纪 70 年代，联邦政府就为我们所有的供水基础设施贡献了 63%，”Olson 指出。“现在这个比例已降至 10% 以下。这取决于州或市政府，或县来帮助投资自己的系统并资助这项投资。”
好消息是，2022 年的 两党基础设施法案 认识到改善国家供水基础设施的必要性。“该法案确实为此 [问题] 提供了资金，这是我们所需资金的一个良好起点，”Olson 说。“但需求如此巨大，这仅仅是我们未来联邦投资于供水基础设施的希望的开端。”
