غول‌های زیرزمینی آسیا
مدیریت آب شهری در آسیا به یکی از مهم‌ترین چالش‌های کلان‌شهرها تبدیل شده است و کلان‌شهرهای پیشرو همچون توکیو، هنگ‌کنگ و کوالالامپور با اجرای پروژه‌های غول‌پیکر زیرزمینی و نوآورانه توانسته‌اند الگوهایی منحصربه‌فرد برای کنترل رواناب و افزایش تاب‌آوری شهری ارائه دهند.
Admin1
مدیریت آب شهری در دهه‌های اخیر به یکی از چالش‌های راهبردی و حیاتی در برنامه‌ریزی شهری تبدیل شده است. با رشد سریع جمعیت، گسترش شهرنشینی و تغییرات اقلیمی، شهرها با فشار فزاینده‌ای در تأمین آب، تصفیه فاضلاب و کنترل رواناب‌های سطحی روبه‌رو هستند. این فشارها منابع طبیعی را تهدید می‌کنند و سلامت عمومی، زیرساخت‌های شهری و کیفیت زندگی شهروندان را تحت تأثیر قرار می‌دهند. در چنین شرایطی، توسعه زیرساخت‌های هوشمند و پایدار برای مدیریت جامع منابع آبی، ضرورتی اجتناب‌ناپذیر است.
در بسیاری از شهرهای بزرگ آسیا، بارش‌های شدید و غیرقابل پیش‌بینی به‌ویژه در مناطق ساحلی یا گرمسیری، خطر وقوع سیلاب‌های شهری را افزایش داده‌اند. این سیلاب‌ها می‌توانند منجر به خسارات مالی گسترده، اختلال در حمل‌ونقل، آلودگی منابع آب و تهدید سلامت عمومی شوند. از این‌رو، شهرهای آسیایی به‌دنبال راهکارهایی نوآورانه برای کنترل و هدایت آب‌های سطحی هستند که از منظر مهندسی و زیست‌محیطی قابل اتکا باشند. در این میان، بعضی شهرها با بهره‌گیری از فناوری‌های پیشرفته، طراحی‌های چندمنظوره و رویکردهای طبیعت‌محور توانسته‌اند الگوهای موفقی در مدیریت آب شهری ارائه دهند.
تالار زیرزمینی کنترل سیلاب توکیو، ژاپن
توکیو با اجرای پروژه عظیم «کانال تخلیه زیرزمینی بیرونی منطقه کلان‌شهری» موسوم به «G-Cans» توانسته است به یکی از پیشگامان جهانی در کنترل سیلاب‌های شهری تبدیل شود. این پروژه پس از ۱۳ سال ساخت‌وساز در سال ۲۰۰۶ تکمیل شد و به‌عنوان بزرگ‌ترین سامانه زیرزمینی انحراف آب‌های سیلابی در جهان شناخته می‌شود. پروژه G-Cans یک شاهکار مهندسی است و نمونه‌ای از سرمایه‌گذاری کلان دولتی در زیرساخت‌های حیاتی شهری به شمار می‌رود. هزینه طراحی و اجرای این سامانه بیش از ۲.۶ میلیارد دلار آمریکا بود که از محل بودجه‌های ملی ژاپن و با مشارکت دولت محلی استان سایتاما تأمین شد. این سرمایه‌گذاری هنگفت با هدف کاهش خسارات ناشی از سیلاب‌های مکرر و حفاظت از مناطق پرجمعیت کلان‌شهر توکیو صورت گرفت و در عمل توانسته است در کمتر از دو دهه فعالیت، بیش از ۱.۱ میلیارد دلار خسارت احتمالی را کاهش دهد.
مدیریت و اجرای پروژه بر عهده وزارت زمین، زیرساخت، حمل‌ونقل و گردشگری ژاپن بود که به‌عنوان سازمان اصلی سیاست‌گذار و تأمین‌کننده مالی عمل کرد. در کنار آن، اداره توسعه شهری استان سایتاما مسئولیت نظارت و بهره‌برداری روزانه را بر عهده گرفت و همکاری نزدیکی با شهرداری‌های محلی برقرار کرد. شرکت‌های بزرگ ساختمانی و مهندسی ژاپنی نیز در بخش‌های مختلف پروژه، از حفاری تونل‌ها و ساخت سیلوهای عظیم گرفته تا نصب پمپ‌های قدرتمند، مشارکت داشتند. این هماهنگی چندسطحی میان دولت مرکزی، سازمان‌های محلی و بخش خصوصی، از عوامل کلیدی موفقیت پروژه محسوب می‌شود.
سامانه G-Cans در حومه توکیو و در استان سایتاما قرار دارد و شامل پنج سیلوی بتنی عظیم به ارتفاع ۶۵ متر و قطر ۳۲ متر، تونل‌هایی به طول ۶.۴ کیلومتر در عمق ۵۰ متری زمین و یک مخزن آب غول‌پیکر به ارتفاع ۲۵ متر است. هر سیلو به‌وسیله شفت‌های عمودی به تونل‌های زیرزمینی متصل می‌شود تا جریان آب‌های سطحی و رودخانه‌های کوچک و متوسط به‌طور مستقیم به شبکه هدایت شوند. تونل‌های اصلی این سامانه در عمق حدود ۵۰ متر زیر سطح زمین قرار دارند و با قطر داخلی نزدیک به ۱۰ متر طراحی شده‌اند تا حجم عظیمی از آب را در کوتاه‌ترین زمان منتقل کنند.
مخزن مرکزی که به‌عنوان «تالار زیرزمینی» یا «معبد زیرزمینی» شناخته می‌شود، با ابعاد ۲۵ متر ارتفاع، ۱۷۷ متر طول و ۷۸ متر عرض، فضایی به بزرگی یک زمین فوتبال ایجاد کرده است. این مخزن توسط ۵۹ ستون بتنی هر یک با وزن تقریبی ۵۰۰ تن پشتیبانی می‌شود تا فشار هیدرواستاتیک ناشی از حجم بالای آب را تحمل کند. در بخش تخلیه، ۷۸ پمپ توربینی غول‌پیکر نصب شده است که هرکدام توانایی انتقال حدود ۲.۶ متر مکعب آب در ثانیه دارند و در مجموع می‌توانند تا ۲۰۰ متر مکعب در ثانیه آب را به رودخانه ادوگاوا و سپس به خلیج توکیو منتقل کنند. این ظرفیت معادل تخلیه یک استخر المپیک در کمتر از ۲۵ ثانیه است.
طراحی هیدرولیکی سامانه G-Cans به‌گونه‌ای است که بتواند رواناب‌های ناشی از بارش‌های شدید و طوفان‌های گرمسیری را از پنج رودخانه اصلی منطقه جمع‌آوری کند. ورودی‌های سامانه به شکل سرریزهای بزرگی طراحی شده‌اند که می‌توانند در زمان اوج بارندگی، جریان آب را به سیلوها هدایت کنند. سیستم کنترل و پایش دیجیتال به‌طور مداوم کیفیت و حجم آب ورودی را بررسی می‌کند تا از عملکرد ایمن پمپ‌ها و سازه‌ها اطمینان حاصل شود.
این سامانه سالانه حدود هفت بار در زمان بارندگی شدید فعال می‌شود و طبق برآوردها، در ۱۸ سال نخست فعالیت خود، بیش از ۱.۱ میلیارد دلار آمریکا خسارت ناشی از سیلاب را کاهش داده است. بخش معبد زیرزمینی نه‌تنها عملکرد پمپاژ را در سامانه بر عهده دارد، بلکه به‌عنوان فضای آموزشی و گردشگری مورد استفاده قرار می‌گیرد و نمادی از تاب‌آوری شهری توکیو در برابر بارش‌های شدید است. معبد زیرزمینی به‌عنوان یک «موزه زنده مهندسی» بازدیدکنندگان را جذب می‌کند و سالانه هزاران نفر از دانشجویان، پژوهشگران و گردشگران داخلی و خارجی برای مشاهده و یادگیری درباره مدیریت سیلاب به آن مراجعه می‌کنند.
شبکه گسترده تونل‌های باران‌گیر زیرزمینی هنگ‌کنگ، چین
هنگ‌کنگ با توجه به موقعیت جغرافیایی و قرارگیری در مسیر طوفان‌های گرمسیری، با خطرات مکرر سیلاب روبه‌رو است. برای مقابله با این چالش، شبکه‌ای گسترده از تونل‌های زیرزمینی جمع‌آوری آب باران در شهر احداث شده است که در مجموع ۱۰.۵ کیلومتر طول دارند و از چندین ورودی در مناطق پرخطر شهری آب را جمع‌آوری می‌کنند. شبکه تونل‌های زیرزمینی جمع‌آوری آب باران هنگ‌کنگ یکی از مهم‌ترین پروژه‌های زیرساختی این شهر به شمار می‌رود و نقشی حیاتی در کاهش خطرات سیلاب ایفا می‌کند.
این شبکه در عمق‌های متفاوتی از ۳۰ تا ۱۶۰ متر زیر سطح زمین قرار دارد تا بدون ایجاد اختلال در زندگی روزمره شهروندان، بتواند حجم وسیعی از رواناب‌های ناشی از بارش‌های شدید را به‌طور مستقیم به دریا منتقل کند. قطر داخلی تونل‌ها بین هفت تا هشت متر است و همین ابعاد امکان عبور میلیون‌ها متر مکعب آب را در هر رویداد بارندگی فراهم می‌سازد.
ساخت این پروژه با سرمایه‌ای بالغ بر ۳.۵ میلیارد دلار هنگ‌کنگ معادل تقریبی ۴۵۰ میلیون دلار آمریکا انجام شد و مدیریت آن بر عهده اداره خدمات زهکشی هنگ‌کنگ بود. در اجرای این طرح، شرکت‌های مهندسی بین‌المللی و پیمانکاران محلی مشارکت داشتند و برای نخستین بار در مقیاسی وسیع از فناوری‌های نوین حفاری همچون «حفاری از پایین به بالا» برای ایجاد شفت‌های عمودی استفاده شد. این ورودی‌ها در نقاط پرخطر و مستعد آب‌گرفتگی شهر ساخته شدند تا جریان باران به‌سرعت وارد تونل‌ها شود و از ورود رواناب به خیابان‌ها و مناطق مسکونی جلوگیری کند.
این سامانه توانسته است به شکل چشمگیری خطر آب‌گرفتگی در مناطق پرجمعیت شمال جزیره هنگ‌کنگ را کاهش دهد. برآوردها نشان می‌دهد که از زمان بهره‌برداری در سال ۲۰۱۲ تاکنون، این شبکه بارها در زمان وقوع طوفان‌های شدید فعال شده و از خسارات مالی و انسانی گسترده‌ای پیشگیری کرده است. اهمیت این پروژه تنها در ابعاد مهندسی آن خلاصه نمی‌شود، بلکه نشان‌دهنده رویکرد راهبردی هنگ‌کنگ در استفاده هوشمندانه از فضای زیرزمینی برای افزایش تاب‌آوری شهری است که در شهری با تراکم بالای جمعیت و محدودیت زمین، ارزش حیاتی دارد و الگویی برای دیگر کلان‌شهرهای آسیایی محسوب می‌شود.
تونل هوشمند چندمنظوره کوالالامپور، مالزی
تونل هوشمند مدیریت رواناب و جاده کوالالامپور موسوم به «SMART» یکی از شاخص‌ترین پروژه‌های زیرساختی جنوب شرق آسیا محسوب می‌شود. این تونل با طول ۹.۷ کیلومتر در سال ۲۰۰۶ پس از چندین سال طراحی و ساخت به بهره‌برداری رسید. تونل اسمارت نخستین سازه چندمنظوره در جهان است که همزمان دو کارکرد حیاتی مدیریت سیلاب‌های شهری و تسهیل حمل‌ونقل را در خود جای داده است. در شرایط عادی، تونل به‌عنوان مسیر ترافیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد و روزانه هزاران خودرو از آن عبور می‌کنند، اما در زمان بارندگی شدید و وقوع سیلاب، بخش جاده‌ای بسته می‌شود و کل تونل به یک مخزن عظیم ذخیره و انحراف آب تبدیل می‌شود. ظرفیت این مخزن نزدیک به سه میلیون متر مکعب است که امکان کنترل و هدایت رواناب‌های ناشی از بارش‌های شدید را فراهم می‌کند و از آب‌گرفتگی مناطق کم‌ارتفاع شهر جلوگیری به عمل می‌آورد.
از نظر فنی، تونل اسمارت دارای سه سطح عملکردی است: در حالت اول، فقط بخش پایینی تونل برای عبور آب استفاده می‌شود و مسیر ترافیکی باز می‌ماند؛ در حالت دوم، بخشی از مسیر خودروها بسته و ظرفیت بیشتری برای عبور آب فراهم می‌شود و در حالت سوم، تونل به‌طور کامل به سامانه ذخیره و انتقال آب اختصاص می‌یابد. این طراحی چندمرحله‌ای انعطاف‌پذیری بالایی در مدیریت شرایط بحرانی ایجاد کرده است.
ساخت تونل با استفاده از فناوری‌های پیشرفته حفاری و سازه‌های مقاوم در برابر فشار هیدرواستاتیک انجام شده است تا بتواند بار ترافیکی و حجم بسیار بالای آب را تحمل کند. برای اجرای این پروژه، از ماشین‌های حفاری تونل با قطر بسیار بزرگ استفاده شد که قادر بودند در زمین‌های رسی و سنگی متراکم منطقه کوالالامپور پیشروی کنند. دیواره‌های تونل با سگمنت‌های بتنی پیش‌ساخته پوشانده شده است که به‌صورت حلقه‌ای نصب شده‌اند و علاوه‌بر مقاومت مکانیکی، در برابر فشار هیدرواستاتیک ناشی از فشار بالای آب نیز پایدار هستند. سیستم‌های آب‌بندی و درزگیری ویژه در محل اتصال سگمنت‌ها به کار رفته‌اند تا از نفوذ آب به بخش جاده‌ای جلوگیری شود.
تونل اسمارت مجهز به سامانه‌های پایش لحظه‌ای فشار آب، جریان و وضعیت سازه است. حسگرهای نصب‌شده در طول تونل داده‌ها را به مرکز کنترل منتقل می‌کنند تا در صورت افزایش ناگهانی فشار یا حجم آب، تغییر حالت عملکردی تونل به‌سرعت انجام شود، همچنین پمپ‌های تخلیه و دریچه‌های کنترل جریان در نقاط کلیدی تعبیه شده‌اند تا امکان مدیریت دقیق حجم آب فراهم شود.
هزینه اجرای این پروژه حدود ۵۰۰ میلیون دلار آمریکا برآورد شد که بخش عمده آن توسط دولت مالزی و با مشارکت بخش خصوصی تأمین شد. پیمانکار اصلی پروژه شرکت MMC بود که با همکاری مهندسان بین‌المللی، طراحی و اجرای این سازه پیچیده را بر عهده گرفت. این سرمایه‌گذاری کلان نه‌تنها به کاهش خسارات ناشی از سیلاب‌های مکرر در کوالالامپور کمک کرده، بلکه زیرساخت حمل‌ونقل شهر را نیز ارتقا داده است. آمارها نشان می‌دهد که تونل اسمارت توانسته است در طول سال‌های بهره‌برداری، بارها از وقوع آب‌گرفتگی گسترده در مرکز شهر جلوگیری کند و خسارات مالی قابل توجهی را کاهش دهد. این پروژه به‌عنوان الگویی جهانی در استفاده بهینه از فضای شهری شناخته می‌شود و نشان می‌دهد که چگونه می‌توان با ترکیب کارکردهای مختلف در یک سازه، تاب‌آوری در برابر بلایای طبیعی را افزایش داد و نیازهای روزمره شهروندان را پاسخ گفت.
