Hoàn thành siêu dự án chuyển nước xuyên Bắc Nam dài 130km, huy động 87km đường ống thép và bê tông, tổng chi phí hơn 100.000 tỷ đồng
(Thị trường tài chính) - Không chỉ là một thành tựu táo bạo về kỹ thuật, Hệ thống dẫn nước quốc gia (NWC) còn đóng vai trò trọng yếu trong sự phát triển của đất nước, định hình lại địa lý Israel và thúc đẩy nền kinh tế.
Khi Israel được thành lập vào năm 1948, quốc gia này đối mặt với một thách thức lớn: Làm thế nào để đảm bảo nguồn nước cho dân số tăng nhanh trong khi lượng mưa phân bố không đồng đều?
Từ nhu cầu cấp bách đó, Hệ thống dẫn nước quốc gia (NWC) ra đời. Đây là một công trình kỹ thuật được thiết kế nhằm chuyển một lượng nước đáng kể từ khu vực phía Bắc ẩm ướt đến miền Trung và miền Nam vốn khô hạn hơn.
Không chỉ là một thành tựu táo bạo về kỹ thuật, hệ thống này còn đóng vai trò trọng yếu trong sự phát triển của đất nước, định hình lại địa lý Israel và thúc đẩy nền kinh tế, dù cũng gây ra nhiều tranh cãi, theo Interesting Engineering.
Vào cuối thập niên 1940, số lượng cư dân mới tại Israel tăng đột biến do ảnh hưởng của Thế chiến II. Năm 1948, dân số chỉ khoảng hơn 800.000 người. Chỉ sau ba năm, đến 1951, con số này đã tăng gấp đôi lên 1,6 triệu người. Hiện nay, dân số Israel đã vượt 9 triệu người, tập trung trong khu vực có diện tích xấp xỉ bang New Jersey của Mỹ (22.000 km2).
Sự gia tăng dân số nhanh chóng đặt ra bài toán cấp thiết về tình trạng thiếu nước do sự phân bố lượng mưa không đồng đều. Những vùng phía bắc như Biển Galilee và lưu vực sông Jordan có lượng mưa dồi dào, trung bình khoảng 102cm mỗi năm. Tuy nhiên, phần lớn cư dân mới lại sinh sống tại miền Trung và miền Nam, nơi có lượng mưa thấp hơn nhiều. Sa mạc Negev, chiếm gần một nửa diện tích đất nước, có những khu vực chỉ nhận chưa tới 10cm nước mưa mỗi năm.
Trong khi cộng đồng Bedouin đã thích nghi với môi trường khắc nghiệt này từ lâu, dòng người di cư đến đây đòi hỏi một nguồn nước ổn định từ xa. Đảm bảo nguồn nước là điều tối quan trọng để đáp ứng nhu cầu dân số ngày càng tăng và tạo nền tảng cho sự phát triển lâu dài của đất nước.
Cấu trúc của hệ thống dẫn nước
Hình thành vào đầu những năm 1950, Hệ thống dẫn nước quốc gia (NWC) của Israel được thiết kế để giải quyết sự phân bố nước không đồng đều.
Công trình kéo dài 130km, bao gồm hàng loạt công trình bên dưới và bên trên mặt đất, với 87km đường ống thép và bê tông, 13km đường hầm xuyên qua địa hình đá gồ ghề, và 8km kênh lộ thiên kết nối với các hồ chứa lớn.
Việc thi công bắt đầu vào năm 1958 dưới sự quản lý của Tahal, một công ty chuyên về quy hoạch tài nguyên nước và hoàn tất sau 8 năm vào năm 1964.
Ban đầu, hệ thống vận chuyển 450 triệu m3 nước mỗi năm, với mức cao nhất là 1,5 triệu m3 nước mỗi ngày. Tổng chi phí 420 triệu USD khi đó tương đương khoảng 4 tỷ USD theo giá trị ngày nay (hơn 100.000 tỷ đồng).
Dự án được thiết kế với tầm nhìn dài hạn, cho phép mở rộng quy mô theo nhu cầu. Các kỹ sư áp dụng công nghệ mô-đun để tăng công suất vận chuyển khi dân số gia tăng. Hiện nay, hệ thống có thể dẫn gần 4 lần lượng nước ban đầu, đạt mức 1,7 tỷ m3 nước hàng năm.
Khắc phục chênh lệch độ cao
Một trong những thách thức kỹ thuật lớn nhất của NWC là vận chuyển nước từ Biển Galilee, nơi thấp hơn mực nước biển 213m, lên những khu vực cao hơn với tổng chênh lệch độ cao khoảng 600m.
Dòng nước bắt đầu từ trạm bơm Sapir, nâng nước lên cao 250m từ điểm khởi đầu của hệ thống. Sau đó, trạm bơm Tzalmon sử dụng các turbine và máy bơm chuyên biệt để tiếp tục đẩy hàng triệu m3 nước lên thêm 115m qua đoạn dốc nhất.
Từ đây, nước chảy vào đường hầm Yakov dài 850m, xuyên qua địa hình đồi núi Elun. Đào qua các lớp đá vôi và bazan là một nhiệm vụ đầy thách thức, đòi hỏi hàng nghìn công nhân, kỹ sư và chuyên gia duy trì độ dốc tối ưu để tận dụng trọng lực, hạn chế tối đa việc dùng thêm máy bơm.
Để đảm bảo kết cấu vững chắc, đường hầm rộng 3m được gia cố bằng thép và bê tông, cho phép tăng công suất trong tương lai.
Ngoài ra, hai trạm bơm lớn ở Eshkol và Mishmar Haemek giúp điều phối, xử lý và kiểm soát lưu lượng nước trước khi đưa tới miền nam Israel, đặc biệt là vùng sa mạc Negev.
Giảm thiểu thất thoát nước do bay hơi
Do điều kiện thời tiết nóng và lượng mưa thấp, tình trạng bốc hơi nước là một vấn đề nghiêm trọng, đặc biệt tại các hồ chứa trên mặt đất và kênh đào lộ thiên. Để hạn chế thất thoát nước, nhiều giải pháp đã được áp dụng.
Các hồ chứa nhỏ hơn được xây dựng theo hình oval hoặc hình tròn nhằm giảm diện tích tiếp xúc bề mặt, từ đó hạn chế bay hơi.
Hồ Eshkol Reservoir, một trong những hồ chứa lớn nhất, có sức chứa hơn 5 triệu m3 nước, rộng 400m và sâu 15m. Kết cấu của hồ được thiết kế để giảm tiếp xúc với gió và ánh nắng mặt trời, giảm tối đa lượng nước mất đi.
Tương tự, các kênh đào được thiết kế theo hình thang với độ sâu và độ dốc phù hợp để hạn chế hấp thụ nhiệt. Bằng cách tận dụng những nguyên lý cơ bản về vật lý và thủy văn, các kỹ sư đã tối ưu hóa hệ thống để bảo toàn nguồn nước quý giá.
Thay đổi sa mạc
Sự thành công của NWC đã thay đổi đáng kể diện mạo Israel, đặc biệt là sa mạc Negev. Thành phố Be’er Sheva đã trở thành trung tâm giáo dục, nghiên cứu và công nghiệp phát triển mạnh mẽ nhờ nguồn nước ổn định.
Thành phố quy hoạch đầu tiên của Israel, Arad (thành lập năm 1962), cũng phát triển bất chấp điều kiện sa mạc khắc nghiệt nhờ hệ thống cấp nước từ NWC. Những khu vực như Dimona, Mitzpe Ramon và Kiryat Gat cũng phát triển nhanh chóng, điều không thể thực hiện nếu thiếu hạ tầng dẫn nước bền vững.
Theo Interesting Engineering
