[Kóc Khơ Me]

Công trình cống ngầm sâu và hồ điều hòa TARP ở Chicago

Thành phố Chicago với các sông rạch cạnh hồ Michigan:


Nước thải đã qua xử lý chảy vào sông Chicago:


Chicago được đặc trưng bởi địa hình đầm lầy vùng hồ Michigan. Đồng bằng này bao bọc bởi 3 con sông là sông Chicago , sông Des Plaines, và sông Calumet. Từ lâu khi nghiên cứu các nhánh suối nhỏ để trung chuyển hàng hóa giữa các nhánh sông người ta đã biết ở Chicago có những vùng đất Mud Lake chỉ cao hơn mực nước hồ Michigan chừng 4.5m cũng là vùng phân thủy giữa lưu vực sông Mississipi và lưu vực hồ Great Lake.

Vấn đề ngập lụt của Chicago phần lớn bắt nguồn từ lý do địa hình; phần lớn thành phố được xây dựng trên khu vực đầm lầy. Mực nước hồ Michigan chỉ thấp hơn bờ sông có 0,6m làm cho việc thoát nước rất kém hiệu quả. Hồ Michigan không kham nổi nước thải của thành phố và khi có mưa bão, các trạm bơm cung cấp nước sạch cho người dân bị nhiễm nước thải. Tình trạng này khiến dịch tả bùng phát hồi thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20. Thiệt hại do lũ lụt tăng đáng kể sau năm 1938, khi các khu vực thoát nước bị lấn chiếm, dành đất cho phát triển.

Các nghiên cứu từ cuối những năm 60 thế kỷ trước bởi dự án TARP được biết với tên DEEP TUNNEL là một cách giải quyết vấn đề này. TARP Tunnel gồm các hệ thống cống ngầm đường kính lớn Mainstem, Calumet, Des Plaines, và Upper Des Plaines. Dự án bao gồm việc xây dựng 174km đường hầm rộng từ 3m đến 10m xuyên qua lớp đá vôi đô-lô-mít ở độ sâu chừng 107m dưới mặt đất. Những đường hầm này sẽ thu gom nước thải, nước mưa để lưu giữ tạm và phân bổ đến các nhà máy xử lýnước thải cũng như các hồ điều hòa là các hầm mỏ đá đã khai thác xong, lưu giữ chúng một thời gian chờ lắng đọng và tự làm sạch đến khi có thể xả thải ra môi trường một cách an toàn.

Toàn bộ Dự án đường hầm và hồ chứa trị giá 4 tỷ dollar được chia thành 2 giai đoạn sẽ kiểm soát một cách chủ động tình trạng ngập lụt và xử lý nước thải ô nhiễm cho 52 cộng đồng dân cư ở vùng Cook County. Dự án được bắt đầu từ năm 1975 và là dự án kiểm soát ô nhiễm nguồn nước lớn nhất quốc gia lúc bấy giờ. Dự kiến việc hoàn tất toàn bộ dự án phải sau năm 2019, đây cũng là dự án có thời gian thực hiện dài nhất thế giới.

Giai đoạn 1 của dự án TARP bắt đầu năm 1975 và hoàn thành toàn bộ vào năm 2006. Giai đoạn này tập trung chủ yếu vào việc kiểm soát ô nhiễm nguồn nước bằng việc xây dựng 4 hệ thống cống đường kính lớn Mainstream, Des Plaines, Calumet và Upper Des Plaines nhằm thu gom riêng biệt nước thải sinh hoạt và nước mưa. Sau mỗi lần mưa bão, nước chúa tạm trong đường hầm sẽ được bơm đến nhà máy xử lý hai giai đoạn trước khi xả ra môi trường để đảm bảo mục tiêu chống ô nhiễm nguồn nước. Các cống ngầm này chứa được 2,3 tỷ gallon nước chờ xử lý trong điều kiện thời tiết mưa bão.

Giai đoạn 2 của TARP tập trung vào mục tiêu kiểm soát lũ lụt, đồng thời nâng cao hiệu quả kiểm soát ô nhiễm đã thực hiện trong giai đoạn 1. Ngay từ năm 1986, người ta đã quyết định ghi vào Chiến lược phát triển kinh tế bang việc xây dựng 3 hồ điều hòa lớn O'Hare, McCook, và Thornton Reservoirs tại các mỏ đá sau khi đã khai thác xong để nâng tổng dung tích chứa hệ thống lên 17.5 tỷ gallon nước.


Sơ đồ hệ thống TARP:


Các đường ngầm sâu trong lòng đất:


Các cửa hầm trong tương lai:


Cống ngầm sâu (Deep Tunnel):Đó là một hệ thống ống cống lớn lưu giữ tạm thời nước thải chưa xử lý ở độ sâu từ 45m đến 107m trong lòng đất cho đến khi các nhà máy xử lý nước thải có thể tiếp nhận và xử lý.

Hệ thống cống tách biệt:




Hệ thống cống hỗn hợp:



Nguyen lý hoạt động của các hệ thống này như sau

Khi thời tiết nắng ráo:

Khu vực tách biệt dòng chảy: Nước thải sinh hoạt từ hộ gia đình và các doanh nghiệp theo hệ thống thoát nước đô thị đến hệ thống cống thoát cấp vùng. Hệ thống cống cấp vùng này sẽ phân chia nước thải đến các nhà máy xử lý ở Milwaukee hoặc ở Oak Creek. Hệ thống cống thoát nước mưa không nhận nước khi thời tiết khô ráo.

Khu vực thoát nước hỗn hợp: Khi thời tiết nắng ráo, hệ thống hoạt động tương tự như hệ thống thoát nước tách biệt.

Khi thời tiết mưa bão:

Hệ thống thoát nước tách biệt: Khi thời tiết mưa bão, nước thải sinh hoạt được xử lý giống như khi thời tiết nắng ráo. Tuy nhiên một số van sẽ được mở ra cho phép một phần nước mưa được chảy chung với hệt thống thoát nước sinh hoạt. Đến khi dòng chảy trong hệ thống cống cấp vùng trở nên quá tải cho các khu xử lý, người ta chuyển hướng chúng đến lưu trữ tạm trong các đường hầm sâu (deep tunnel) cho đến khi các khu xử lý có thể tiếp nhận trở lại.

Các cống thu nước mưa từ đường phố, bãi đỗ xe, công viên, quãng trường.. sẽ đổ thẳng ra hệ thống sông hồ chung quanh.

Khu vực thoát nước hỗn hợp: Vì việc vận chuyển nước thải trong hệ thống tăng lên đáng kể khi thời tiết mưa bão. Nó sẽ nhanh chóng làm tràn ngập hệ thống cống thoát cấp vùng, khi đó người ta sẽ chuyển hướng chúng đến các đường hầm sâu (deep tunnel) để lưu trữ tạm thời chờ xử lý sau.

Khi thời tiết bão lớn:


Hệ thống hồ điều hòa của TARP:
TARP có 3 hồ điều hòa rất lớn là hồ O'Hare, hồ McCook, và hồ Thornton. Các hồ này chính là các mỏ đá vôi đã hết thời gian khai thác được cải tạo sử dụng làm hồ chứa điều hòa.

Hồ O’Hare có dung lượng 350 triệu gallon đã hoàn thành đưa vào sử dụng từ năm 1999.


Hồ McCook đang trong quá trình xây dựng. Sau khi hoàn thành các giai đoạn vào năm 2013 và 2019 sẽ có dung tích khoảng 7 tỷ gallon.




Hồ Thornton cũng xây dựng trong 2 giai đoạn. Giai đoạn đầu đã hoàn thành năm 2003 với dung tích chứa 3,1 tỷ gallon trên phần mỏ tây Thornton. Giai đoạn 2 khi hoàn thành vào năm 2014 ở phần phía Bắc của mỏ Thornton sẽ đưa tổng dung tích hồ lên 7,9 tỷ gallon.




Cùng với sức chứa 2,3 tỷ gallon trong các đường hầm, sau khi hoàn thành toàn bộ hệ thống TARP sẽ có sức chứa 17,5 tỷ gallon nước, khắc phục gần như triệt để tình trạnh ngập lụt và ô nhiễm nguồn nước của bang Chicago.

Sự thành công của TARP là điều hiển nhiên bởi chất lượng nước trên các sông Chicago, sông Calumet và các nhánh sông khác được cải thiện đáng kể. Người đi câu đã trở lại, bến tàu, nhà hàng nhan nhản bên sông, các môn du lịch và giải trí nước bùng phát, giá trị các bất động sản dọc bờ sông tăng vọt làm cho người dân Chicago thấy rằng hệ thống sông nước là một tài sản vô giá chứ không còn phải áy náy ngượng ngập vì những điều bất tiện như trước kia nữa.

Lược dịch từ http://v3.mmsd.com/DeepTunnel.aspx và các tài liệu khác của bang Chicago và internet.
Kỳ sau: Các kênh rạch nội đô ở Leningrad (hoặc Hà Lan) trong vai trò chống ngập lụt