19世纪60年代，巴黎的一处集成式下水道，其标志性特点是：两侧为宽敞的走道，中间为排水渠。法国摄影师纳达尔摄。导读：提起巴黎的下水道系统，人们的第一印象是绝世的伟大工程，下水道四壁整洁、管道通畅、空间宽敞可以参观……19世纪中期，在拿破仑三世的支持下，塞纳区长乔治-欧仁·奥斯曼开始组织新建巴黎的供水和排污系统，法国水利工程师欧仁·贝尔格朗设计并改建了巴黎下水道，最终缔造了现代的下水道网络。
1867年巴黎世界博览会之后，参观下水道甚至逐渐成为巴黎风靡一时的消遣活动。不过，因为下水道修建工程开销太大，奥斯曼后遭到解雇。此后不到一年，法军在普法战争中大败。有观点认为，如果将巴黎改造的钱款拨出一部分，用于提升法国军队的武器装备，战争也许会有不同的结局。
巴黎的下水道在法国历史与文学作品中都声名狼藉。1791年，雅各宾派革命者让-保尔·马拉为逃避敌人的追捕，曾藏身于下水道中。
也许是因为这一经历，他才染上皮肤病，抑或是让他原本就有的皮肤病加重。他不得不花大量的时间泡药浴，最终被夏洛蒂·科黛杀死在浴缸里。后来，新古典主义画家雅克-路易·大卫以此为主题创作出名画《马拉之死》。维克多·雨果的长篇小说《悲惨世界》问世于1862年，小说以1815年至1832年为时代背景，主人公冉阿让与他受伤的朋友马吕斯也正是通过下水道才摆脱了邪恶的警务督察沙威的追捕。
人们对下水道的清理往往只是偶一为之，大多依赖雨水冲刷，或是靠下水道清洁工使用硬木板刷清理。这种木板刷的杆身长2米，一端带有与杆身垂直的木板，用于清理淤积的污物。
巴黎下水道实在是恶名昭著，乃至拿破仑·波拿巴的侄子路易·拿破仑·波拿巴（即拿破仑三世）下令，将治理下水道纳入对法国首都的改造计划中，让雨果小说中描述的贫民阶层摆脱悲惨的处境——他们不得不生活在臭气熏天的下水道中，以至于在1825年至1852年间共发起了九次起义。路易镇压了1852年的那场无产阶级起义，后来成为皇帝拿破仑三世。
1848年12月，在第八场起义之后，路易当选法兰西第二共和国的总统，承诺将为所有百姓带来安稳、正义与繁荣。这位新总统注意到了市民心中潜伏着的暴乱倾向，决定实施重建首都巴黎的宏伟计划，以防反动者利用狭窄的街道和恶臭的贫民窟设置路障，或催生人民的不满情绪。为了这项改造计划，路易说服了法国人赋予他一些近乎独裁的权力，只有这样，他才能维护巴黎和平，才能部署巴黎改造工作。
路易早年曾遭受流放，在英格兰居住过一段时间，对伦敦的公园及建筑师约翰·纳什设计的大道十分欣赏，比如摄政街。路易将改造巴黎视为自己宏伟计划的一部分，想借此来维护和巩固自己的统治。一旦改造完成，狭窄的街巷将被宽阔的大街取代，便于部署炮兵与骑兵；纯净的水将从远处的泉眼引来，替代城市中用于排污的塞纳河的河水；街道下面巨大的下水道体系一旦建成，将会把污水排到河水下游地区，不再对百姓健康造成威胁。
更重要的是，那些对政府怨声最高的失业人群，会成为城市改造工事的劳动力。
巴黎改造确实收效卓著。英国的公共卫生改革家埃德温·查德威克在访问巴黎时，曾向招待他的拿破仑三世汇报，称这座城市“地面的街道一尘不染，地下的污水排放井然有序”，随即又补充道：“奥古斯都曾说，他接手的是一个砖砌的罗马，留下的却是一座大理石造的城市。这样说来，您接手的是一个恶臭的巴黎，留下的却是一座芬芳的城市。
”为了实现自己的宏图伟志，拿破仑三世需要一个有才干的公职人员来执行改造计划，他找到了时任波尔多地方长官的乔治-欧仁·奥斯曼。
这本是一次仅凭直觉的选择，但两米多高的奥斯曼不仅有能力胜任这份工作，而且符合拿破仑三世的要求，在1853年至1870年间实现了皇帝的愿景。曾经只有一两米宽的小巷被扩建为20米至40米宽的大道，许多大道以凯旋门广场、巴士底广场等大型广场为中心向外辐射延伸。
这些宽阔的街道与多座火车站连通，因此巴黎能够迅速从外地调入军队来镇压暴乱。总长418千米的崭新宽阔的大道，由此取代了曾经的窄街陋巷。一些批评者称，巴尔扎克与雨果笔下的那个巴黎消失无踪了。随着奥斯曼计划持续强硬的推进，1867年，历史学家里昂·阿莱维恳求道：“20世纪还没到呢，让我们给那时候的人留点事情做吧。”不过，只要有拿破仑三世的支持，奥斯曼就强大到足以与这些声音抗衡。
在执行法兰西皇帝雄心勃勃的计划前，奥斯曼需要一位专攻技术的工程师。1855年建完一套“下水道与供水系统”后，奥斯曼挑选了欧仁·贝尔格朗做技术工程师。贝尔格朗先后毕业于久负盛名的巴黎综合理工学院与国立桥路学校，他在修建勃艮第地区阿维隆市的供水工事中展现出了丰富的地质学与水利管理知识，给奥斯曼留下了深刻的印象。
奥斯曼与他进行了面谈，面谈记录中写道：“当我发现这个高大秃顶、貌似农民、毫无超群智慧迹象的人，竟然是一位卓越的地质学家与水文学家时，感到十分惊讶。”
贝尔格朗在水利管理方面的知识不可或缺，因为奥斯曼工程初期阶段的重点便是改进巴黎的供水体系。当时，巴黎人口急速增长，142千米长的下水道把大部分污物都排入了塞纳河，可人们的饮用水源仍主要来自塞纳河。排入下水道的污物主要是街道上的垃圾，以及马粪和马尿，人的粪便则由一批批掏粪工晚上收集，再送至农场或臭气熏天的垃圾场。
18世纪晚期出现了一种新观点，即废物，包括污水，都可以创造财富。
这个观点来自这样一个事实：污水有成为上佳肥料的潜力，能令土地增产。起初，这一观点的许多支持者提出了各种方法，来实现“污水炼金”。法国小说家尼古拉-埃德姆·雷蒂夫建议巴黎人与其将污水排到塞纳河里，不如将其卖给农民，所得款项可以用于支持城市街道的清扫工作。哲学家皮埃尔·勒鲁的“循环理论”则指出，回收利用人类粪便能够提高土壤肥力，令土地的产能轻松跟上人口增长的步伐。
他还建议，“每个人都应该虔诚地收集好自己的粪便，以缴税的形式上交国家，即收税人”。维克多·雨果曾和勒鲁一同在海峡群岛流放，他在拜访勒鲁后也成为循环理论的支持者，甚至在《悲惨世界》中表达了对这一理论的坚定支持。当提及巴黎人将废物排至塞纳河时，雨果写道，“巴黎每年都让两千五百万法郎付之东流，这绝不只是个比方。
我们自认为是在清洁城市，实则是在削弱人民的财力”，那些被丢弃的财富“如果用在提升社会福利或造福人民的事情上，会令巴黎的光彩翻倍。巴黎的盛宴，她的挥金如土，她的恢宏气势，她的穷奢极侈，她的富丽堂皇，全在她的下水道中展示出来。”
德国化学家尤斯图斯·冯·李比希继续为“污水炼金”观点添砖加瓦，他发现钾等矿物质能促进植物生长，因而提出将污水倒入河流和海洋中的行为是对珍贵肥料的巨大浪费。
英格兰牧师亨利·莫尔将李比希的理论付诸实践，于19世纪50年代设计了一个“干土厕”，即用一个装有土的容器（如水桶）收集粪便和尿液，每次在人排泄后，就在排泄物上盖一层土，一直重复至容器被装满，再将容器内的排泄物倾倒至自家的花园里用作肥料，而且成效卓著。
就在这个时期，人们普遍认为霍乱是由污染产生的“瘴气”导致的。虽然这一理解有误（水源才是元凶），但人们开始意识到，像塞纳河这样严重污染的水源至少不适合饮用。他幻想着巴黎所有的下水道泄水闸门都被打开，那些富含养分的人类排泄物奔涌而出……这座伟大城市的生机来自土地，现在要以这种方式帮助土地恢复生机。——埃弥尔·左拉，《土地》，1887
贝尔格朗修建了一系列引水渠与导水管，将饮用水从巴黎东部马恩河的支流迪伊斯河和东南部的瓦恩河引至巴黎。为了节约饮用水，街道清理使用的仍是塞纳河的污水。直至如今，在巴黎及法国其他地区还经常可以看到“饮用水”和“非饮用水”这样的表达。在改进了供水体系之后，贝尔格朗将注意力转向了巴黎臭名昭著的下水道系统。为了应对供水改善后排水量的上升，他将下水道的总长度增加到800千米左右，是原来长度的四倍。
另外，贝尔格朗修建的下水道可不像当年马拉藏身的通道那样狭窄。在较窄的街道下面，贝尔格朗颇具创新地把下水道设计成蛋形，以更好地集中水流，从而能够在水量较小时加快水的流速。这种下水道有2.3米高、1.3米宽，足够工作人员舒适地站在里面清理淤堵，完成修缮工作。
不过，贝尔格朗的成名主要得益于他设计的巨型“集成式”下水道，这种下水道将各条街道下水道中的污水汇集在一起，传输至市区外不远的阿涅勒，在那里排入塞纳河中。在此设计中，他利用了塞纳河的一处弯道，使得下水道接入塞纳河下游的出水口距巴黎市中心仅8千米。此外，因为流经巴黎的塞纳河不受潮汐影响，河水能够快速将污水排至下游。
奥斯曼曾豪壮地描述这些下水道的规模与性质：“地下的下水道是这座伟大城市的内脏，其功能和人体的内脏相似……分泌物需要隐秘地排出，要在丝毫不打扰城市运行、不减损城市优美的同时，维护城市的公共卫生。”巴黎的下水道干线共有十一条，总长64.3千米，其中最大的一条是通往阿涅勒出水口的那条，于1859年竣工，逾5千米长、4.3米高、5.5米宽，仅下水道底部的狭窄通道就有3.5米宽、1.35米深。
该下水道的排污量超过了同一时期约瑟夫·巴扎尔盖特在伦敦修建的下水道的四倍，但伦敦可比巴黎大多了。巴黎塞纳河左岸下水道收集到的污水被虹吸管吸出并转移至右岸，与右岸的污水一起排至阿涅勒出水口。虹吸管位于阿尔玛桥附近，由两条长150米的密闭铁管组成。投放使用时，人们把铁块绑在铁管上，令其沉入塞纳河里，为此塞纳河停止通航一周。这一举措没有多少人赞同，但是皇帝仍然运用威权促成了此事。
在伦敦，如果想完成这一举措简直不可能，约瑟夫·巴扎尔盖特必须先说服铁嘴钢牙的下议员与地方议员。
为了清理这种集成式下水道，还特别设计了一种大清沙船，船长约2米、宽1.5米，能够沿着每条下水道的中心管道行进，一路将水中沉积的所有垃圾向前推进。较小的下水道由原理相似的小清沙车清理。当清沙船和清沙车将碎石、垃圾、污物等废弃物都推至收集点或推入塞纳河后，一队队清洁工会用绳索把船或车逆流拉回起点。
一位在1902年目睹过这一过程的人就此记录如下：下水道的冲洗工作通过船只或小车完成，它们前部安装有挡板……挡板或下水道的泄水闸门上有孔洞，这些孔洞大到足以让水流通过，又小到可以将固体物拦截下来。当水位达到一定高度时，将泄水闸门降至水下，依靠水流强有力的冲击力，就能把拦截下来的固体沉渣冲走。对虹吸管的清理由一个大球完成，水流推动球体从虹吸管中穿过，并将管中的废物带走。
集成式下水道中，除了两侧用于行走的走道，还有两套独立的铁管供水系统，一套供饮用水，一套供非饮用水，即冲刷街道用的河水。这是一项造福后人的巧妙设计，后来的工程师会不胜感激，因为有了这个设计，他们在修理与替换这些管道时就不用将地面挖开了。
贝尔格朗与奥斯曼的下水道在设计之初就将供人参观纳入考量，各条下水道中均标有地面上对应的街道名称。
在1867年巴黎世界博览会期间，奥斯曼策划了下水道参观项目，每天可供四百名游客坐着小船或小车游览下水道，其他游客则可以沿着两侧的走道参观，“下水道干净整洁，即使女士穿着干净美丽的裙子在地下从卢浮宫走到协和广场，也不会弄脏裙子”。下水道由煤气灯照明（奥斯曼不喜欢电力），葡萄牙国王路易一世与俄国沙皇亚历山大二世都曾来此参观，后者更是由奥斯曼和贝尔格朗亲自导览。参观下水道逐渐成为巴黎的一项日常休闲活动。
1894年，一位参观者将大清沙船形容为“一艘名副其实的贡多拉，铺着地毯，有软垫座椅，还有巨大的煤气灯照明，可能没有威尼斯的贡多拉那么精美，却要明亮许多”。旅游指南向犹豫不决的游客们保证，这趟时长45分钟的游览，“女士们也可以毫不犹豫地参加”。《哈珀周刊》上的一篇文章描述道，“女士们身穿时尚的服装，戴着轻巧的软帽，穿着高跟鞋”，另一位美国游客见此景象，不禁赞美“这些可爱的女士为下水道增光添彩”。
记者路易·弗约略带嘲弄地说：“就连那些见多识广的人也认为，我们的下水道可能是世间最美丽的东西。”1903年，参观者乘小车参观巴黎下水道。到了20世纪，巴黎下水道依然是热门的旅游景点，游客们可以乘坐特别设计的下水道游览车舒适地观赏。
贝尔格朗负责施工的下水道系统的确壮观精彩，不过到了20世纪60年代，巴黎的警察长官担心下水道空间巨大且容易进入，可能会被“秘密军事组织”（OAS）中意图暗杀戴高乐将军的恐怖分子用作藏身之地。这一组织认为，戴高乐在阿尔及利亚战争中出卖了法国的利益，因此几次暗杀戴高乐，但每次行动均以失败告终，且没有一次是通过下水道实施的。
贝尔格朗负责施工的下水道系统固然很壮观，但存在一个巨大的缺点：这些下水道能够收集巴黎的雨水，以及用塞纳河水从街道上冲下来的废弃物，包括污泥、厨余垃圾、马粪、泥沙、尘土与沙砾，却不能收集人类粪便。奥斯曼确实考虑过在众多下水道中设置一条专门的管道处理粪便，却只在阿涅勒附近修建了一小段。
他主张在房屋中设置“分离器”（实际上就是过滤器），将尿液等液体过滤掉，但整个第二帝国的粪便依然得靠五十支夜香工人队伍收集。奥斯曼对粪便处理不感兴趣，当然也不希望粪便令他样板工程般的下水道变得臭气熏天，因此他在粪便处理方面贡献甚少。但在巴扎尔盖特整治伦敦的计划中，粪便处理是重中之重。据估计，在1883年，每逢暴雨，巴黎至少有两万五千口水井被粪池漫出的污水污染。
巴黎市的首席工程师阿道夫·米勒曾在巴黎北部的拉维莱特与热讷维耶做过一些实验，将夜香工人收集来的粪便泼洒在曾经贫瘠的土地上。就连奥斯曼也亲口承认，这些粪便使土壤肥力增加了（由此引起土地租金上涨），确实鼓舞人心。后来，这一做法在5000公顷的土地上得到推行。在20世纪80年代，巴黎采用现代污水处理体系很久以后，拉维莱特被改造成一座公园。
最终，是阿道夫·米勒将人类粪便处理纳入下水道体系，巴黎的粪便开始通过下水道收集和处理。这事奥斯曼原本是不可能同意的。
下水道工程的巨大开销最终导致了奥斯曼的“下台”。因为反对工程开销的呼声越来越大，拿破仑三世解雇了奥斯曼。而此后不到一年，法军在普法战争中大败，拿破仑三世自己也被废黜，流亡至英国肯特郡的奇斯尔赫斯特。据估计，奥斯曼的巴黎改造工程共花费约100万英镑。法军在战争中落败是因为士兵疏于训练，装备陈旧过时。如果将巴黎改造的钱款拨出一部分，用于提升军队的武器装备，战争也许会有不同的结局。
贝尔格朗在巴黎下水道的规划建设中成就卓著，当选为法国科学院院士。他的名字与七十一位科学家、工程师和数学家一起，被镌刻在埃菲尔铁塔第一层平台下方四周的壁面上。奥斯曼的名字不在其中，但是我们今天所见、所欣赏的巴黎，正是奥斯曼、拿破仑三世和贝尔格朗共同留给后人的宝贵遗产。可以说，恢宏的奥斯曼大道是对其创造者奥斯曼的重要纪念。不过提起下水道，尽管奥斯曼将其修建得同样巨大恢宏，却只完成了下水道的部分任务。