Đập Banqiao (Đập Banqiao) được coi là một kiệt tác của con người. Một con đập đắp bằng đất nằm trên sông Nhu ở thị trấn Trục Mã Điềm, tỉnh Hà Nam, Trung Quốc. Đây cũng là nỗ lực khai thác nước để tưới cho đất nông nghiệp trên lưu vực sông Hoài, một khu vực bao gồm một số tỉnh và là nơi sinh sống của 170 triệu người.
Lõi của con đập được tạo thành từ hàng tấn đất sét, phần lớn không thấm nước, được bao bọc bởi một lớp vỏ cát dày. Đập tám tầng được cho là có khả năng giữ 158 tỷ gallon nước – tương đương 240.000 bể bơi cỡ Olympic – không đổ xuống các ngôi làng bên dưới.
Phải mất 15 tháng để xây dựng con đập, và khi nó được hoàn thành vào năm 1952 và được các kỹ sư Liên Xô gia cố, đập Banqiao được các quan chức chính phủ gọi là “đập sắt” – đủ rộng, đủ rộng và đủ vững chắc để chịu được lũ lụt kéo dài 100 và thậm chí 1.000 năm. Năm 1975, con đập này đã hứng chịu cơn bão Nina với lượng mưa lớn, lên tới 63 inch (khoảng 1600mm).
Đập Shimantan (Thạch Mãn Thần) ở thượng nguồn sông Hoài bị vỡ trước, tạo ra bức tường nước khổng lồ đổ vào đập Bản Kiều. Nửa giờ sau, đập Bản Kiều bị sập và cột nước cao tới 6m, tốc độ dòng chảy gần 30 dặm một giờ, cuốn trôi 60 con đập khác trên đường đi, làm hơn 171.000 người thiệt mạng, phá hỏng giao thông. hoàn toàn, cô lập hàng triệu người.
Mặt cắt ngang đập đắp.
Làm thế nào mà một con đập được cho là không thể phá hủy lại trở thành sự cố vỡ đập thủy điện lớn nhất trong lịch sử và những bài học trong câu chuyện có thể giúp chúng ta ‘sửa chữa những sai lầm’ trong kỹ thuật sau này.
Không lâu sau khi Mao Trạch Đông lên nắm quyền vào năm 1949, một chiến dịch xây đập cấp tốc bắt đầu ở Trung Quốc. Khai thác nước của các con sông của Trung Quốc để tưới tiêu cho đất đai là một phần quan trọng của chiến dịch này, và trong thập kỷ tiếp theo, hơn 100 con đập đã được xây dựng ở tỉnh Hà Nam, miền Trung, nơi có lưu vực sông Hoài. Nhiều người đã cổ vũ cho sáng kiến này, nhưng một nhà khoa học tên là Chen Xing bày tỏ sự lo lắng.
Vào những năm 1950, Chen là một trong những nhà thủy văn học hàng đầu của Trung Quốc. Là một chuyên gia trong lĩnh vực bảo tồn nước, ông đã thiết kế Hồ chứa Suya, vào thời điểm đó là dự án hồ chứa lớn nhất ở châu Á. Khi chứng kiến các con đập nổi lên, Chen lo lắng rằng các công việc bảo tồn nguồn nước quan trọng khác đang bị bỏ qua. Mục đích thứ yếu của các con đập là để hạn chế lũ lụt, nhưng Chen tin rằng những nỗ lực khác – nạo vét lòng sông, duy trì các con đê, và tạo ra các bãi ngập lũ và các khu vực lưu trữ tạm thời – cũng cực kỳ quan trọng trong việc đảm bảo rằng nước không tàn phá sau này trong điều kiện khắc nghiệt. các sự kiện thời tiết.
Ở lưu vực sông Hoài hạn chế, nơi đập Bản Kiều được xây dựng, những lo ngại này càng gay gắt hơn. Việc xây dựng quá nhiều đập và hồ chứa xung quanh Hà Nam sẽ làm mực nước ngầm dâng cao đến mức không an toàn, gây ngập úng đất nông nghiệp. Các vùng đồng bằng trước đây được sử dụng để phân lũ nay là nơi có các hồ chứa khổng lồ.
Nếu đập Bản Kiều bị sập thì nước sẽ không còn đâu: Người dân sống trên bãi bồi cũ, đất nào không có người ở là bão hòa. Lời khuyên của Chen là bổ sung 12 kênh kiểm soát, được gọi là cống, vào đập Bản Kiều. Điều này sẽ cho phép xả lượng nước dư thừa từ hồ chứa vào sông Nhu trong trường hợp có bão lớn.
Mối quan tâm của ông không chỉ bị phớt lờ mà Chen Xing cuối cùng còn bị buộc thôi việc giám sát thiết kế một số dự án đập khác trong khu vực. Chỉ có năm cống được lắp đặt trong đập Bản Kiều. Kể từ đó, những ‘sai lầm kỹ thuật’ ngày càng gia tăng. Các công nhân xây dựng đập không có kinh nghiệm trong việc xây dựng hồ chứa. Các vết nứt hình thành trong năm cửa cống mà chính phủ đã cho phép, cũng như trong chính con đập.
Các vết nứt cuối cùng đã được sửa chữa với sự hướng dẫn của các kỹ sư Liên Xô, nhưng không được bảo dưỡng hoặc kiểm tra thường xuyên để xác định xem con đập được sửa chữa có chịu được catac hay không?
“Bạn phải nghĩ các con đập như những sinh vật sống cần được chăm sóc suốt đời. Cả tài liệu, hồ sơ hầu như không được chăm sóc”.
Nước được xả ra từ đập Xiaolangdi ở Hà Nam vào năm 2012 để ngăn lũ lụt cục bộ.
Theo chính phủ Trung Quốc, đập Banqiao được thiết kế dựa trên tiêu chuẩn tần suất lũ 1.000 năm một lần tương ứng với lượng mưa 300 mm / ngày. Tuy nhiên, trên thực tế lũ lụt với tần suất 2.000 năm mới xảy ra. Vì vậy, đập Bản Kiều lúc đó phải thu 697 tỷ m3 nước, trong khi dung tích thiết kế chỉ 492 tỷ m3 nước.
Trong khoảng thời gian ba ngày, lượng mưa hơn 55 inch (khoảng 1397 mm), đôi khi lên đến 1600 mm, đã rơi xuống ở một khu vực thường ít hơn 32 inch (khoảng hơn 800 mm một năm). Lượng mưa gần bằng một nửa dung tích chứa nước tối đa mà hồ chứa phía sau đập Bản Kiều ban đầu được thiết kế để chứa. Lượng nước đó đã nâng mực nước của hồ chứa lên tới 113 feet (113m), hoặc cao hơn khoảng 14 feet (4,3m) so với bức tường nước của đập có thể giữ.
Vào thời điểm đó con đập đang bị đe dọa nghiêm trọng. Wade nói: “Đập đất cũng an toàn như đập bê tông nếu chúng được xây dựng đúng cách. “Nhưng đập đất có một điểm yếu cơ bản, đó là bằng mọi giá phải tránh tràn qua đập. Nước chảy qua đó. Đập đất sẽ cuốn trôi cát, đất sét hoặc vật liệu đất ban đầu trên đỉnh đập, sau đó xa hơn. ăn mòn nó, dẫn đến sụp đổ ”.
Trong những giờ phút quan trọng ngày 5/8 khi cơn bão số 1 đổ bộ, xả lũ sông Nhu qua cống sẽ là động thái chính xác. Nhưng ban đầu, các nhà điều hành đập được yêu cầu đóng cửa. Theo giải thích vào thời điểm đó, các cửa cống vẫn chưa được mở để giảm thiểu lũ lụt nghiêm trọng ở hạ lưu xảy ra sau khi triều cường đổ bộ vào tỉnh Hà Nam. Đến khi tình hình trở nên nguy cấp, đường dây liên lạc bị bão cắt đứt. Không có thông tin, những người điều hành đập Banqiao đã chờ đợi quá lâu để mở năm cửa cống, như Chen Xing đã dự đoán, là không đủ. Phù sa tích tụ từ lòng hồ cũng chặn các cửa ra vào khi mưa tiếp tục rơi.
Đúng 1h sáng ngày 8/8, công nhân đắp bao cát trên đỉnh đập Bản Kiều thì thấy nước hồ chứa tràn. Một vài gallon nước đã biến thành một vài gang, chảy qua và nhai đi trên đỉnh của con đập. Con đập nhanh chóng bị nghiền nát bởi hàng trăm nghìn gallon nước. Một bức tường nước cao hơn 6m lao qua với tốc độ hơn 50 km một giờ, lao xuống các thung lũng và đồng bằng bên dưới.
Trong 5 giờ tiếp theo, thủy triều dâng qua đập Bản Kiều làm đổ 62 đập nhỏ khác trên đường đi của nó, phá hủy toàn bộ thị trấn. Một người sống sót cho biết: “Âm thanh của vụ vỡ đập nghe như bầu trời sụp đổ và mặt đất nứt nẻ. Nhà cửa và cây cối đã biến mất ngay lập tức”.
Theo một nhà báo Trung Quốc có bút danh Yi Si, hơn một triệu người đã bị “mắc kẹt trong nước”. Vào ngày 21 tháng 8, 13 ngày sau khi đập Bản Kiều bị sập, gần 400.000 người vẫn bị mắc kẹt trên các mái nhà hoặc trên những mảnh đất khô. Thức ăn rơi trên không, nhưng Yi ước tính rằng một nửa trong số đó đã hạ cánh xuống nước.
“Khoảng hai tuần sau thảm họa, khi nước lũ cuối cùng bắt đầu rút đi … các thi thể ở khắp nơi trong tầm mắt, mục nát và phân hủy trong sức nóng”, Yi viết.
Theo thống kê của chính quyền tỉnh Hà Nam vào cuối tháng 8 năm 1975, khoảng 85.600 người đã chết trong thảm họa này. Bao gồm cả những cư dân không phải là người bản xứ, con số là khoảng 100.000 người. Trong khi đó, một chương trình trên kênh Discovery vào năm 2005 đưa ra con số thiệt mạng là 240.000 người. Ngoài ra, theo một báo cáo do 8 ủy viên Đảng Cộng sản Trung Quốc công bố vào những năm 1980, sự cố vỡ đập Banqiao đã khiến 100.000 người chết đuối và 130.000 người khác chết vì dịch bệnh và nạn đói sau lũ lụt.
Ở một số khía cạnh, thảm họa vỡ đập Banqiao vẫn là một câu chuyện cảnh giác trong vài thập kỷ tới, đặc biệt là khi Trung Quốc hiện có khoảng 100.000 đập trên các con sông của họ và chúng tiếp tục là đường dẫn chính cho giao thông hàng không. chỉ để sản xuất thủy điện mà còn để tích trữ và xả lượng nước dư thừa ra sông.
Một báo cáo năm 2012 cho thấy hơn 130 đập trong số này dễ bị động đất hoặc có thể bị hỏng (Đập ở những khu vực địa chấn cao có thể gây ra hỏng hóc trong quá trình thực hiện). chẳng hạn như làm đầy hoặc thoát nước một hồ chứa.)
Lính Trung Quốc đắp bao cát chống nước lũ dâng cao của sông Hoài vào năm 2003. Có tới 100 triệu công dân Trung Quốc bị ảnh hưởng.
Không chỉ ở Trung Quốc mà ở Mỹ, hàng nghìn con đập cũng đang đạt hoặc vượt quá giới hạn thiết kế, theo một phân tích gần đây của hãng tin AP (AP). Mark Ogden, chuyên gia kỹ thuật của Hiệp hội Quản lý An toàn Đập Hồ cho biết, mặc dù gói cơ sở hạ tầng khoảng 3 tỷ USD đã được ký thành luật vào năm ngoái cho các đập của Mỹ, nhưng vẫn cần nhiều hơn thế. “Có hơn một vài nghìn đập có nguy cơ cao ở Hoa Kỳ, và số lượng đó không đủ để có thể kiểm tra và đánh giá tất cả các đập hiện có ở đó.”
Nhưng như Patrick McCully, một nhà phân tích khí hậu và năng lượng có trụ sở tại Hoa Kỳ, đã phác thảo trong cuốn sách của mình, việc xây dựng một con đập hoàn toàn an toàn là điều “đơn giản là không thể”.
Các con đập là kiệt tác của kỹ thuật phòng thủ và các nhà thiết kế cố gắng nghĩ ra mọi lực có thể tưởng tượng để cấu trúc có thể xuyên qua, nhưng ngay cả những con đập lớn nhất cũng có ‘giới hạn’ mà các nhà khoa học nghiên cứu thủy văn gọi là ‘xác suất vượt mức hàng năm’. Hầu hết các kỹ sư và nhà thủy văn học có thể tìm thấy dữ liệu tốt về các hiện tượng thời tiết khắc nghiệt có từ 100 năm trước, điều này cho phép họ hình dung ra một con đập có thể chịu được sự kiện thời tiết tồi tệ nhất trong khoảng thời gian 100 năm.
Ví dụ, họ có thể giả định rằng cơn bão tồi tệ nhất trong 100 năm qua có một phần trăm khả năng xảy ra hàng năm trong một trăm năm tới. Nhưng bạn không có đủ dữ liệu 1000 năm để xây dựng một con đập có thể chịu được bất cứ thứ gì vì các mô hình thời tiết trên toàn thế giới luôn thay đổi và các cơn bão một lần trong đời như Sandy và Harvey dự kiến sẽ tăng lên. lên do biến đổi khí hậu. Bạn chỉ dự đoán tương lai và bạn không thực sự biết chắc chắn nó sẽ diễn ra như thế nào?
