"Thần điện" dưới lòng đất ở Tokyo: Kỳ quan chống ngập lụt của Nhật Bản hay chỉ là trò bịp được thổi phồng?

Cánh cổng dẫn vào “Thần điện”

Tại thành phố Kasukabe, tỉnh Saitama, cách trung tâm Tokyo khoảng 32 km về phía bắc, cảnh quan trông thật bình dị. Một sân bóng đá, một công viên trượt ván và một tòa nhà chính phủ nhỏ nép mình khiêm tốn.

Không có gì trên bề mặt báo hiệu sự tồn tại của một trong những kỳ quan kỹ thuật dân dụng vĩ đại nhất thế giới nằm sâu 50 mét bên dưới. Nhưng khi bước qua 116 bậc thang ẩm ướt, du khách sẽ được đưa vào một thế giới khác.

Không khí trở nên mát lạnh và mờ ảo trong một không gian ngầm khổng lồ, nơi những hàng cột bê tông cốt thép khổng lồ vươn lên trần nhà, tạo ra một cảnh tượng choáng ngợp và siêu thực. Người Nhật gọi nơi này là "Chika Shinden" tức "Thần điện dưới lòng đất".

Tên chính thức của công trình này là Kênh xả lũ ngầm vùng thủ đô mở rộng (Metropolitan Area Outer Underground Discharge Channel) thường được biết đến với biệt danh G-Cans. Đây là siêu dự án trị giá từ 2 đến 3 tỷ đô la Mỹ, được xây dựng với một mục tiêu duy nhất: bảo vệ Tokyo - một trong những vùng đô thị đông dân nhất hành tinh khỏi những trận lụt tàn khốc.

Kể từ khi hoàn thành, danh tiếng của G-Cans đã vượt ra ngoài biên giới Nhật Bản, được ca ngợi như một giải pháp chống ngập "thần thánh", một biểu tượng cho năng lực kỹ thuật và tầm nhìn xa của xứ sở hoa anh đào.

Nhưng liệu kỳ quan này có thực sự là tấm khiên bất khả xâm phạm cho Tokyo, hay cũng chỉ là “cống ngầm thường thường” như bao nơi khác?

Để hiểu được sự ra đời của G-Cans, trước hết phải hiểu được nỗi ám ảnh thường trực của Tokyo với nước. Vùng đồng bằng Kanto, nơi tọa lạc của siêu đô thị này, về mặt địa lý là một vùng đất dễ bị tổn thương. Với địa hình được mô tả như một "cái bát", vùng đất trũng này được bao quanh bởi các con sông lớn và dữ dội như Tone, Edo và Arakawa. Độ dốc thoai thoải của các con sông trong khu vực khiến nước thoát ra biển rất chậm, dễ dàng gây ra tình trạng ngập úng trên diện rộng mỗi khi có mưa lớn.

Lịch sử của Tokyo được viết bằng những trận lụt. Trong nhiều thế kỷ, khu vực này đã phải hứng chịu vô số trận lụt tàn khốc. Tuy nhiên, thảm họa định hình nên tư duy chống lụt của Nhật Bản hiện đại chính là cơn bão Kathleen vào tháng 9 năm 1947. Trong bối cảnh đất nước còn đang hoang tàn sau chiến tranh, cơn bão này đã gây ra mưa lớn kỷ lục, khiến đê của hai con sông lớn là Tone và Arakawa bị vỡ.

Nước lũ cuồn cuộn tràn vào đồng bằng Kanto, nhấn chìm một vùng rộng lớn và tiến thẳng vào các quận phía đông của Tokyo. Thảm họa đã cướp đi sinh mạng của hơn 1,100 người trên khắp 6 tỉnh và khiến hơn 300,000 ngôi nhà bị ngập. Bão Kathleen đã phơi bày một sự thật tàn khốc: chỉ riêng hệ thống đê điều trên mặt đất là không đủ để bảo vệ thủ đô.

Quá trình đô thị hóa nhanh chóng sau chiến tranh đã biến những cánh đồng lúa và đất nông nghiệp, vốn có chức năng như những hồ chứa nước tự nhiên, thành những khu rừng bê tông và nhựa đường không thể thấm nước.

Hậu quả là, nước mưa không còn nơi để ngấm xuống đất mà đổ dồn về các con sông với tốc độ chóng mặt, khiến chúng nhanh chóng bị quá tải. Sự kết hợp giữa địa hình bất lợi và áp lực từ quá trình phát triển hiện đại đã tạo ra một yêu cầu cấp bách cho một giải pháp chống lụt hoàn toàn mới và triệt để.

Chính từ bối cảnh đó, dự án G-Cans đã được khởi công vào năm 1992-1993, trở thành trụ cột chính của dự án kiểm soát lũ lụt trong khu vực.

Kiệt tác kỹ thuật bên trong “Thần điện”

Để hình dung được sự vĩ đại của G-Cans, hãy đi sâu vào từng bộ phận cấu thành của nó, một mạng lưới ngầm được thiết kế với quy mô gần như không tưởng.

G-Cans có 5 giếng thu nước khổng lồ bằng bê tông cốt thép được xây dựng dọc theo các con sông nhỏ. Mỗi giếng có độ sâu khoảng 65-70 mét và đường kính từ 30 đến 32 mét. Để dễ hình dung, người ta thường ví mỗi giếng này đủ lớn để chứa trọn Tượng Nữ thần Tự do của Mỹ hoặc một tàu con thoi không gian.

Khi mực nước vượt qua một ngưỡng an toàn đã được thiết kế sẵn trên các con đê, nước lũ sẽ tự động tràn qua các cửa thu và đổ vào một trong năm giếng thẳng đứng khổng lồ. Đây là một quá trình hoàn toàn thụ động, dựa vào trọng lực để thu gom lượng nước dư thừa mà không cần bất kỳ sự can thiệp cơ học nào.

Nối liền năm giếng thu nước là một đường hầm chính dài 6.3 km, với đường kính bên trong khoảng 10 mét. Đường hầm này được đào sâu 50 mét dưới lòng đất, đóng vai trò như một con sông ngầm nhân tạo, thu gom toàn bộ lượng nước từ năm giếng và dẫn chúng về một điểm tập kết cuối cùng.

Bể điều áp là bộ phận ấn tượng và nổi tiếng nhất của G-Cans. Đây là không gian ngầm khổng lồ với chiều dài 177 mét, chiều rộng 78 mét và chiều cao từ 18 đến 25.4 mét. Nâng đỡ trần của "thần điện" là 59 cột trụ bê tông khổng lồ, mỗi cột nặng tới 500 tấn.

Chức năng kỹ thuật chính của bể này không phải là để chứa nước lâu dài, mà là để làm giảm động năng của dòng nước. Khi dòng nước lũ từ đường hầm chính đổ vào đây, không gian rộng lớn và các cột trụ sẽ giúp phá vỡ sức mạnh của dòng chảy, làm nó chậm lại và ổn định, chuẩn bị cho giai đoạn bơm xả cuối cùng một cách an toàn và hiệu quả.

Thể tích khổng lồ của bể và sự hiện diện của 59 cột trụ vững chãi có tác dụng phá vỡ và triệt tiêu động năng của dòng nước. Chúng hoạt động như những vật cản, buộc dòng chảy phải lan tỏa, giảm tốc độ và trở nên ổn định hơn. Giai đoạn này cực kỳ quan trọng, vì nó giúp ngăn chặn hiện tượng "búa nước" (water hammer) - một cú sốc áp suất có thể gây hư hại nghiêm trọng cho các máy bơm ở giai đoạn sau.

Trạm bơm là trái tim của toàn bộ hệ thống. Nước từ bể điều áp sẽ được dẫn đến trạm bơm Showa. Tại đây, bốn máy bơm tuabin khổng lồ, được cải tiến từ động cơ tuabin khí của máy bay phản lực, sẽ hoạt động hết công suất.

Chúng có khả năng bơm xả một lượng nước khổng lồ lên tới 200 mét khối mỗi giây. Tốc độ này tương đương với việc hút cạn một bể bơi tiêu chuẩn dài 25 mét chỉ trong một giây.

Đây là giai đoạn chủ động và tiêu tốn nhiều năng lượng nhất. Bốn máy bơm tuabin khí gầm lên, bắt đầu quá trình bơm nước từ độ sâu hàng chục mét lên mặt đất và xả ra sông Edo. Sông Edo được chọn làm điểm xả vì đây là một con sông lớn hơn nhiều, có đủ khả năng tiếp nhận thêm một lượng nước khổng lồ và đưa nó ra Vịnh Tokyo một cách an toàn.

Toàn bộ quá trình vận hành phức tạp này được giám sát và điều khiển từ một phòng điều khiển trung tâm được trang bị công nghệ cao, đảm bảo mọi hoạt động diễn ra chính xác và hiệu quả.

Hiệu quả thế nào?

G-Cans không phải chỉ dành cho những trường hợp khẩn cấp. Theo thống kê, hệ thống này được kích hoạt trung bình khoảng 7 lần mỗi năm để điều tiết lũ. Kể từ khi bắt đầu vận hành một phần vào năm 2002 và hoạt động đầy đủ vào năm 2006, hệ thống đã được sử dụng hơn 140 lần (tính đến năm 2024).

Tuy nhiên, con số ấn tượng nhất chính là tác động kinh tế. Theo ước, trong 18 năm đầu hoạt động, G-Cans đã giúp ngăn chặn thiệt hại kinh tế do lũ lụt gây ra lên tới hơn 1 tỷ USD.

Trong hai cơn bão liên tiếp vào tháng 9 năm 2015, G-Cans đã phải hoạt động ở mức kỷ lục. Hệ thống đã xử lý và xả ra sông Edo khoảng 19 triệu mét khối nước lũ. Lượng nước này tương đương với thể tích của 15 sân vận động Tokyo Dome, một trong những công trình biểu tượng của Nhật Bản. Đây là lần hệ thống phải hoạt động với công suất lớn nhất từ trước đến nay, và nó đã vượt qua bài kiểm tra một cách xuất sắc.

Siêu bão Hagibis năm 2019 được xem là bài kiểm tra khắc nghiệt nhất đối với G-Cans và toàn bộ hệ thống phòng chống thiên tai của Nhật Bản. Hagibis là một trong những cơn bão mạnh nhất đổ bộ vào nước này trong nhiều thập kỷ, gây ra mưa lớn chưa từng có trên diện rộng. Trong trận siêu bão này, G-Cans đã hoạt động hết công suất, chuyển hướng thành công khoảng 12.18 triệu mét khối nước lũ.

Hoạt động của hệ thống trong bão Hagibis đã giúp giảm 90% số nhà bị ngập trong lưu vực sông và ngăn chặn thiệt hại kinh tế ước tính 26.4 tỷ Yên.

Một so sánh khác cũng cho thấy sự khác biệt rõ rệt trước và sau sự xuất hiện của “Thần điện”. Một cơn bão vào tháng 7 năm 2000, khi hệ thống chưa hoàn thiện, đã làm ngập 248 ngôi nhà. Sáu năm sau, vào tháng 12 năm 2006, một cơn bão với lượng mưa thậm chí còn lớn hơn đổ bộ vào khu vực, nhưng chỉ có 85 ngôi nhà bị ngập.

Những con số này cho thấy một điều rõ ràng: G-Cans không phải là một công trình xa xỉ bị thổi phồng. Từ góc độ kinh tế, nó là một khoản đầu tư dài hạn cực kỳ hiệu quả.

Chi phí xây dựng ban đầu khoảng 230 tỷ Yên là một con số khổng lồ, nhưng với việc đã ngăn chặn được thiệt hại ít nhất 148.4 tỷ Yên, hệ thống đã "hoàn vốn" được hơn 64% chỉ tính riêng về mặt thiệt hại kinh tế trực tiếp. Con số này chưa bao gồm những giá trị không thể đong đếm được như sinh mạng con người, sự ổn định xã hội và niềm tin của người dân.

Mặc dù hiệu quả của G-Cans là không thể phủ nhận, nhưng đây cũng không phải giải pháp "thần thánh" như nhiều người tung hô. Bản thân các chuyên gia Nhật Bản cũng thừa nhận những giới hạn của hệ thống và những thách thức to lớn mà nó phải đối mặt trong tương lai.

Ông Daijiro Sugama, một chuyên gia của Văn phòng Sông Edogawa, đã thẳng thắn cảnh báo: "Nó không thể giảm thiểu hoàn toàn nguy cơ lũ lụt". Hệ thống phòng thủ của Tokyo còn bao gồm hàng ngàn km đê điều, các đập thủy điện, các hồ điều tiết khác và các kênh xả lũ trên mặt đất. G-Cans hoạt động hiệu quả nhất khi phối hợp với các công trình này. Nếu chỉ dựa vào một mình nó, Tokyo vẫn sẽ ngập.

Quan trọng hơn cả, "Thần điện" là một công trình đắt đỏ, không phải quốc gia nào cũng có khả năng xây dựng được.