本文发表于《大众科学》的前博客网络，仅反映作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
在纽约市的早高峰时段，游客们因仰望天空而显得格外显眼。他们可能更清楚地看到了大多数纽约人习以为常的事物：水塔。这些看起来古老的木制结构装饰着几乎每一栋纽约市建筑的屋顶，在为这座城市中心供水方面发挥着不可或缺但经常被忽视的作用。
在世界许多地方，如果你想要用水，很可能需要自己将水运回家。这使得处理沐浴、烹饪、饮用或洗衣等日常事务变得困难。在1980年代后期，当我的家人还住在特立尼达时，我们用桶收集雨水用于沐浴和洗衣（饮用和烹饪的纯净水通过送货获得）。随着我们建立起家园，大型水箱为我们基本的水管系统供水，使我的母亲能够节约地使用她的洗衣机——在当时的条件下，这是一种惊人的奢侈品。
当我2001年去探望祖母时，桶仍然普遍用于祖母的农场，为动物收集水。水箱里的水严格用于室内，并小心配给。（一天洗两次澡的想法是荒谬的浪费行为。）尽管农场建在一条河流和至少一个池塘附近，但随着时间的推移，这些资源已经减少，部分水被转移用于支持稻田和整体发展。
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在富裕的美国，只需简单地转动旋钮即可轻松获得水，而且我们有足够的水来供应公共饮水机和装饰性水景，我们可能不会过多考虑水从哪里来。它就在那里。但是，如果您住在纽约市的公寓楼里，您能用水是清洁城市和提高城市居民福祉的直接结果。
洁净的追求
纽约市水塔的故事根植于卫生。保持清洁是一种身份的象征。它意味着您有获取水的手段，以及允许您清除污垢和其他令人不快元素的工具和辅助设备。这适用于地方和人，并且随着城市地区人口和地位的增长，变得越来越重要。纵观历史，有证据表明人们为了个人和公共清洁的目的而使用水利工程：例如，陶土管道的痕迹表明米诺斯人拥有某种输水系统，当然，希腊人和罗马人以其管道、渡槽和水库而闻名，其中一些为精心设计的公共浴池和喷泉提供了动力。
然而，在中世纪的某个时候，公共沐浴不再流行。生活在当时瘟疫的阴影下，许多人认为沐浴会使毛孔张开，容易感染疾病，因此开始限制这种潜在的脆弱性，尤其是在这意味着共享用水时。随着人们开始不信任死水，公共浴池和为其供水的水利工程因废弃而破败。这种恐惧也延伸到通过简陋泵的机械方式输送的水，这些水是从交通繁忙的河流中抽取的，而且不得不承认，并不是最干净的。相反，人们转而使用井、蓄水池和小溪来获取日常用水。
这些对疾病的解释的变体一直持续到19世纪（巴斯德的工作直到19世纪后期才被完全接受）。例如，污秽理论认为，肮脏、不卫生的条件会导致疾病。早期的城市经常被认为是这一真理的例证：由于缺乏污水排水和垃圾收集的基础设施，随着人口的增长，城市地区变得臭名昭著。
当荷兰人定居纽约市时，他们发现一个岛屿上布满了天然溪流和水道。不幸的是，工业很快污染了其中较大的河流，例如收集池塘，当较小的河流被填满时，例如以运河街命名的运河，这造成了严重的排水问题，导致许多“庭院和小巷里的死水潭”充满了“令人作呕的气体”（1）。早期的水管系统建造不良，加剧了自然排水问题。在1840年代，富裕的纽约市家庭可能拥有室内水管，其中包括至少一个水龙头和某种抽水马桶，但排水系统仍处于起步阶段：建筑商将房屋排水管埋在地下室地板下，使其无法维修或清洁，并阻碍了适当的通风。如果您没有那么幸运拥有自己的私人设施，那么您将根据您的经济能力在公共院子或大厅里共用一个水龙头和厕所。
1863年，一群由斯蒂芬·史密斯博士领导的富有社会意识的纽约人创立了纽约市民协会，该协会专注于公共卫生改革。他们在1864年发起了一项全市范围的卫生调查，揭示了困扰该市的不平等的卫生条件，并发起了一场运动，以改善所有人获得健康福利的机会。《纽约时报》对这份报告评价道
我们在这份市民报告中不仅有一份完整的卫生调查，以及一系列有趣且无可辩驳的证据；我们还有表格、地图、图表、图版和计划，这些不仅证明了协会的开明精神，也证明了其伟大调查的科学性。由工程师委员会主席E.L. NIETE编制的城市卫生和地形图，展示了曼哈顿岛的原始地形和水道、古代水线、“人工陆地”以及排水、排污等的旧的和新的分布。卫生图表揭示了天花和斑疹伤寒的具体地点和范围。其他图表显示了租户房屋的位置、空间、周围环境和比例。病房和街道的剖面图用于解释各种报告，而警察和医疗检查员熟知但普通大众却一无所知的地区的图形说明，使我们能够在一定程度上理解人口过剩的“神秘和苦难”。
这种“神秘和苦难”包括没有下水道的街道或开放的地上排水沟。这份报告要求将卫生作为优先事项，并向所有市民提供清洁的水。
1865年，州立法机构通过了一项法案，引入了一套通用的污水处理系统，该系统在创建排水管线时考虑了纽约市各区的自然水文历史。不幸的是，这些要求仅扩展到没有下水道的地区；较老的地区将继续与污水问题和获得清洁用水作斗争。这种情况一直持续到1870年代，当时公共工程部的成立将有助于补救其中的一些问题，改进措施包括房屋连接到排水系统的间距以及通风的沙井盖，但较旧的砖砌排水管仍然难以维修。
城市发展，用水需求增长
到1880年，法规允许卫生委员会监督所有新的管道工程的安装，并坚持遵守三项主要的排水原则：废气管道通风良好，管道使用耐用材料，并且管道的铺设位置便于维修。恰逢其时：在此期间，这座城市将经历一次增长，这将推动它向北和向上发展。随着建筑物越来越高，为了最大限度地提高管道效率，管道装置垂直堆叠，因此一层楼的浴室位于另一层楼的浴室下方。然而，随着更高的建筑物的出现，从街道主管线向六楼以上的居民供水已不再实际：水压成为一个问题。
为此，引入了顶层储水箱，这些储水箱使用手动泵填充。顶层水箱通过利用重力减轻了泵的部分负担。这种做法一直延续下来，并为我们提供了纽约市屋顶上的木制水箱的基础。纽约市的水塔仅由三家公司建造：Isseks Brothers、Rosenwach Group 和 American Pipe and Tank。自这些标志性装置被强制要求确保所有纽约市民都能获得用水以来，其设计并没有真正改变。它们只不过是巨大的桶，可以储存5,000到10,000加仑的水……居民们用这些水来做饭、洗澡、刷牙、饮用、冲厕所和洗衣。当水位降至一定水平以下时，泵就会启动，水箱就会被注满。木材继续被使用，因为它最适合在户外使用，而且具有成本效益。钢制水箱的成本可能高达木制水箱的四倍，并且维护费用相当可观（2）。此外，在夏天，钢制水箱可能会很快变得非常热。木制水箱在夏天保持水凉爽，在冬天防止水结冰。
这些木制巨人虽然经常被忽视，但象征着卫生和公共卫生历史上的一个重要里程碑。它们不仅使城市得以发展——无论是在人口还是在高度上——而且还证明了一项基本人权已经实现：清洁用水是可获得的。也许有一天，这个象征及其所包含的一切将扩展到世界的各个角落。
来源
Charles, Jacoba. “城市屋顶的长期象征，依然坚固。”《纽约时报》，2007年6月3日。访问于2013年2月10日：http://www.nytimes.com/2007/06/03/nyregion/thecity/03wate.html?pagewanted=print
Harris, Elizabeth. “为纽约人供水是一项家族企业。”《纽约时报》，2012年12月17日。访问于2012年2月6日：http://www.nytimes.com/2012/12/18/nyregion/for-3-families-wooden-water-tanks-are-in-the-blood.html?_r=0
Stone, May. (1979) “管道悖论：美国人对19世纪后期家庭卫生设施的态度。”《Winterthur Portfolio》14 (3): 283-309。
注释
1. Stone (1979): 292。
2. Charles (2007)