Siêu công trình giảm ngập úng đô thị tại Nhật Bản

Hệ thống đường hầm có tên Kênh xả ngầm bên ngoài khu vực đô thị (G-cans), được ví như một chiếc phễu, hứng nước từ các khu vực chung quanh rồi đổ ra sông Edogawa qua một đường hầm dài 6,3 km, nằm sâu 50 m dưới lòng đất.

Thủ đô Tokyo của Nhật Bản nằm trên một vùng đồng bằng bị cắt ngang bởi năm hệ thống sông ngòi khác nhau khiến việc lũ lụt xảy ra mỗi khi mùa mưa đến là điều tất yếu. Chính vì vậy, lịch sử của TP cũng gắn liền với “cuộc chiến” chống lũ lụt.

Cùng với quá trình đô thị hóa mạnh mẽ, công nghiệp hóa nhanh chóng và khai thác nước thiếu thận trọng trong những thập kỷ gần đây khiến một số khu vực bị sụt lún, làm trầm trọng thêm tính dễ bị tổn thương của TP.

Do địa hình như vậy nên trong quá trình xây dựng quy hoạch, chính quyền TP Tokyo luôn phải xây dựng các phương án đề phòng các loại lũ lụt khác nhau. Thí dụ, mưa lớn đổ xuống thượng nguồn cũng có thể một con sông bị vỡ đê và làm ngập cả một vùng ở hạ lưu. Hay một trận mưa như trút trong TP cũng có thể khiến hệ thống thoát nước của khu vực đó bị tê liệt. Triều cường, sóng thần, động đất cũng là những thảm họa cần được tính toán tại quốc gia này.

Nguồn: Internet

Sau nhiều thập kỷ lên kế hoạch cho những kịch bản này và không ngừng xây dựng, thủ đô Nhật Bản hiện có hàng chục đập, hồ chứa và đê nhằm thoát nước. Nằm sâu trong lòng đất của thành phố là một mê cung các đường hầm ngầm dọc theo các tuyến tàu điện ngầm và đường ống dẫn khí đốt. Trong đó, hệ thống G-cans là một trong những công trình kỹ thuật ấn tượng nhất.

Hệ thống này được khởi công xây dựng vào tháng 3/1993, ở phía Đông của tỉnh Saitama, giáp Thủ đô Tokyo. Sử dụng công nghệ kỹ thuật dân dụng tiên tiến của Nhật Bản, sau 13 năm thi công, với tổng kinh phí khoảng 2 tỷ USD, vào tháng 6/2006, hệ thống này đã bắt đầu dẫn nước từ sông Oootoshifurutone ra sông Edogawa.

Hệ thống G-cans là một cơ chế dẫn nước từ các khu dân cư bị ngập lụt vào năm bể trụ ngầm khổng lồ và sau đó xả ra sông Edogawa thông qua một hệ thống đường hầm ngầm nối các bể trụ lại với nhau. Theo đó, khi xảy ra tình trạng ngập lụt, mực nước vượt qua độ cao của đê bao quanh các sông Nakagawa, Kuramatsu và sông Oootoshifurutone, nước sẽ tự chảy vào các bể trụ ngầm.

Chiều cao của đê tràn được xây dựng chỉ gần bằng mặt đất thấp nhất gần đó nhằm bảo đảm hệ thống thoát nước có thể hoạt động hiệu quả ngay cả khi xảy ra lũ lụt ở quy mô nhỏ.

Một thành tố cực kỳ quan trọng của hệ thống G-cans là năm bể trụ ngầm được đánh số từ 1 đến 5, đóng vai trò duy trì, kiểm soát dòng chảy lũ và kênh xả. Mỗi bể trụ này cao khoảng 70 m, đường kính khoảng 30 m. Các bể trụ này được kết nối với nhau thông qua các đường hầm ngầm được xây dựng ở độ sâu 50m bên dưới tuyến đường số 16. Bao gồm các đường hầm có đường kính khoảng 10m, với tổng chiều dài 6,3km, hệ thống này được ví như một con sông ngầm dẫn nước lũ từ sông Nakagawa, Kuramatsu, Oootoshifurutone và các sông khác đổ ra sông Edogawa.

Trước khi xả ra sông, nước được chứa trong một bể chứa khổng lồ được xây dựng ở độ sâu khoảng 22 m dưới mặt đất. Bể được thiết kế để thực hiện nhiều chức năng, bao gồm giảm lưu lượng nước đổ tới từ các đường hầm dưới lòng đất và dẫn nước xả ra sông Edogawa, đồng thời điều chỉnh áp lực nước vốn có thể thay đổi mạnh trong trường hợp máy bơm nước dừng hoạt động đột ngột.

Với chiều dài 177 m, rộng 78 m, bể chứa nước này lớn bằng hai sân bóng đá. Trần của bể chứa được nâng đỡ bởi 59 trụ có chiều dài 7 m, rộng 2 m, cao 18 m, nặng 500 tấn mỗi trụ. Hệ thống cột trụ sừng sững khiến công trình này được ví như một “ngôi đền” dưới mặt đất.

Trạm bơm Showa được coi là “trái tim” của hệ thống G-cans vì nó đóng hai vai trò then chốt. Một là thoát nước từ bể chứa ra sông thông qua một máy bơm hoặc ống thoát nước. Hai là vận hành và quản lý tập trung tất cả các hệ thống dẫn nước và bảo đảm dòng chảy được thông suốt.

Hệ thống G-cans được mở cửa đón khách tham quan khi hết mua mưa bão. Nguồn: Internet

Tại trạm bơm này có bốn máy bơm cao áp khổng lồ, mỗi máy có công suất 50 m3/s. Khi cả bốn máy bơm hoạt động hết công suất, khả năng thoát nước sẽ là 200 m3/s. Nói cách khác, một hồ bơi dài 25 m đầy nước sẽ được rút hết trong một giây. Sau đó, hệ thống cửa xả sẽ được sử dụng để xả nước lũ qua sáu cửa, mỗi cửa rộng 5,4 m và dài 4,2 m, đủ để một chiếc tàu điện ngầm có thể chạy qua. Các cửa xả này cũng có tác dụng ngăn nước từ sông Edogawa chảy ngược vào bể ngầm.

Phòng điều hành ở trạm bơm này được coi là “bộ não” của hệ thống G-cans. Tất cả dữ liệu, từ thời tiết đến trạng thái của từng con sông, đều được thu thập, theo dõi và kiểm soát tại đây. Máy tính sẽ được sử dụng để điều khiển những hoạt động như đóng và mở các dòng chảy, khởi động và dừng các thiết bị bơm. Ngoài ra, khoảng 30 màn hình giám sát được điều khiển từ xa để kiểm soát và ngăn ngừa sự cố có thể xảy ra trong quá trình đóng mở cửa xả, khởi động và dừng máy bơm...

Ông Nobuyuki Akiyama, người chịu trách nhiệm quản lý hệ thống G-cans cho biết, ở khu vực đó, ngay cả những cơn mưa với lượng mưa trung bình cũng có thể nhấn chìm nhà cửa và đường sá, gây thiệt hại. Trước khi có hệ thống này, mỗi khi có bão, Tokyo đều bị ngập lụt.

Các chuyên gia cho rằng, việc trang bị kiến thức về phòng, chống thiên tai cho người dân cũng rất quan trọng. Do đó, khi không vận hành, hệ thống G-cans được mở cửa đón khách tham quan nhằm tăng cường nhận thức của người dân về tầm quan trọng của việc quản lý thảm họa.

Nguồn: Tapchixaydung