Theo dự báo của các nhà khoa học hiện đại, với sự gia tăng dân số toàn cầu và gia tăng dân số đô thị, sự xuất hiện của các loại năng lượng mới, thân thiện với môi trường, con người sẽ ở dưới lòng đất ngày càng lâu hơn. Điều này có nghĩa là trong thiên niên kỷ thứ ba, việc khai thác sáng tạo và sử dụng hợp lý không gian ngầm đối với con người càng trở nên cấp thiết. Điều này được chứng minh bằng các khái niệm về thành phố thẳng đứng trong tương lai đang được các kiến trúc sư, các nhà thiết kế khắp thế giới quan tâm nghiên cứu. Để thực hiện thành công các khái niệm này, cần phải nghiên cứu và lập luận cứ cho học thuyết tổng thể về sử dụng không gian ngầm để giải quyết không chỉ các vấn đề hiện tại mà cả các vấn đề tương lai của lĩnh vực xây dựng ngầm, vấn đề công thái học, đảm bảo độ tin cậy, an toàn, sự thoải mái về mặt tâm lý và cảm xúc cho người sử dụng.

Trung tâm thương mại được xây dựng ngầm tại Les Halles Paris, Pháp

Nỗ lực chung của con người nhằm đạt tiến bộ trong việc chinh phục không gian ngầm tạo điều kiện thuận lợi cho hợp tác cùng có lợi và trao đổi thông tin quốc tế. Lý thuyết và thực tiễn thế giới trong khai thác sáng tạo và sử dụng hợp lý các không gian ngầm chính là tài nguyên quý đối với cộng đồng xây dựng chuyên nghiệp.

Tại các nước phát triển, các dự án xây dựng ngầm được chia thành hai loại - “đô thị nén”, và “đô thị vườn”. “Đô thị nén” liên quan tới việc hạn chế chiều cao công trình tại các trung tâm đô thị như trung tâm lịch sử, hay giá đất cao tại các khu kinh doanh uy tín, xây dựng ngầm sẽ giúp tạo diện tích có ích nhiều hơn mà không làm nảy sinh các xung đột pháp lý. Một trong những ví dụ điển hình là việc xây dựng ngầm tại quận Ville-Marie, Montreal. Các quảng trường và lối đi ngầm dành cho người đi bộ cũng góp phần vào xu hướng nén chung, giúp kết nối các tòa nhà và ga tàu điện ngầm để hình thành toàn bộ mạng lưới ngầm. “Đô thị vườn” ngụ ý xây dựng ngầm nhờ dịch chuyển các công trình xuống dưới lòng đất cho phép hình thành các khu vực dành cho người đi bộ và không gian xanh công cộng. Ví dụ điển hình là khu phố Les Halles ở Paris, trường nghệ thuật ở Arnhem, trung tâm thương mại ở Sapporo và thành phố dưới lòng kênh đào ở Amsterdam.

Dự án AMFORA trong lòng sông Amstel đoạn qua trung tâm Amsterdam, Hà Lan 

Các xu hướng và các khái niệm cơ bản hiện nay trong khai thác tổng thể không gian ngầm gồm có:

- Chuyển đổi từ phát triển theo mặt phẳng sang phát triển về thể tích không gian đô thị (trong tương lai có thể bố trí trong đó phần lớn các công trình dân dụng, công trình công nghiệp, hệ thống thông tin truyền thông, kho chứa, bãi đỗ xe, các công trình thể thao - văn hóa, khách sạn, trung tâm thương mại, các cơ sở dịch vụ ...);

- Tiết kiệm đất đai và sự quay vòng của các vật liệu nguồn gốc tự nhiên với sự chuyển đổi tối thiểu và có thể sử dụng năng lượng ở dạng tự nhiên;

- Khái niệm đô thị thẳng đứng, cụ thể là di dời phần lớn khối lượng xây dựng cao tầng trên mặt đất ra vùng ngoại ô, trong trung tâm thành phố tổ chức khu vực có nhiều cây xanh và hạ tầng ngầm phát triển.

Các ưu tiên giữa giao thông và người đi bộ so với bề mặt trái đất được xác định chủ yếu bởi khí hậu khu vực. Tại Madrid hay San Francisco, nơi có điều kiện khí hậu ôn hòa, đường ô tô được xây dựng dưới lòng đất; trong khi đó, tại Alaska, Canada và Na Uy - nơi có mùa đông khắc nghiệt, mưa nhiều, mức dưới mặt đất chỉ được xây dựng dành cho người đi bộ.

Các khu công nghiệp bị bỏ hoang của thành phố với giá đất thấp cần được các chủ đầu tư quan tâm phát triển do chất lượng đất tốt để xây dựng bãi đỗ xe ngầm hoặc các trung tâm logistic ngầm, còn trên mặt đất xây dựng các công viên cây xanh. Điều này tạo lợi nhuận cho chủ đất đồng thời tạo điều kiện thuận lợi để cải thiện môi trường vì lợi ích của người dân. Một dự án tương tự đã được triển khai tại Helsinki - trạm xử lý nước thải được xây dựng ngầm phía dưới khu dân cư mới.

Ai sẽ được lợi từ việc khai thác không gian ngầm?

Hầu như không thể đưa ra câu trả lời cho vấn đề mang tính pháp lý này một cách trực tiếp, rõ ràng. Thuộc tính có ích cơ bản của không gian ngầm là khả năng chứa mọi đối tượng xây dựng hoặc mọi quy trình cực kỳ quan trọng. Tuy nhiên, cùng với những lợi ích của việc sử dụng không gian ngầm, cũng có rất nhiều mặt tiêu cực do đặc thù của nguồn tài nguyên địa chất này. Kinh nghiệm thế giới về xây dựng ngầm cho thấy ít nhất ba vấn đề cơ bản trong việc sử dụng hiệu quả không gian ngầm, đó là các vấn đề về tâm lý, kỹ thuật và pháp lý.

Vấn đề tâm lý nằm ở ý kiến chủ quan của những người cho rằng điều kiện sống dưới lòng đất rõ ràng kém hơn so với trên mặt đất. Theo các chuyên gia, việc thích nghi hoàn toàn với điều kiện của không gian ngầm là rất khó khăn do tính khép kín, hạn chế dịch chuyển và cô lập lâu dài khỏi điều kiện sống đã quen thuộc. Chính khái niệm về “không gian ngầm”, cũng như mong muốn có thể làm chủ không gian ngầm đã khơi gợi (một cách tự nhiên) những liên tưởng và cảm xúc tiêu cực ở nhiều người. Trong suy nghĩ của người bình thường, sống trên tầng cao trong tòa nhà chọc trời không đáng sợ bằng việc ở trong căn phòng sâu 10–20 m dưới lòng đất, dù điều kiện nhiệt độ lý tưởng, chiếu sáng tốt và đầy đủ tiện nghi sinh hoạt hàng ngày, vì “đơn giản là không thể”.

Trung tâm xử lý dữ liệu Bahnhof (Stockholm, Thụy Điển) nằm ở độ sâu 30m dưới lòng đất, với cây xanh, thác nước và giếng lấy sáng

Các vấn đề kỹ thuật chính của không gian ngầm so với không gian bề mặt bao gồm độ ẩm tự nhiên cao, thiếu ánh sáng ban ngày, không thể tiếp cận tự do từ bề mặt trái đất (do việc đi xuống và đi lên chỉ có thể thực hiện thông qua một số phương thức nhất định), áp lực của đá và khả năng dịch chuyển của đất đá do việc tạo ra hoặc sử dụng các khoảng không dưới lòng đất, các chi phí cơ bản nhiều hơn khi xây dựng một tòa nhà dưới lòng đất so với trên bề mặt.

Vấn đề pháp lý trong khai thác tổng thể không gian ngầm vốn đặc trưng nhất tại Mỹ và một số quốc gia nơi quyền sở hữu đất đai bao gồm quyền sở hữu không gian ngầm. Tại Liên bang Nga, các điều kiện để khai thác tổng thể và sử dụng không gian ngầm chưa được thiết lập: chưa có cơ sở pháp lý cần thiết, hệ thống tiêu chuẩn quy hoạch đã quá lỗi thời, việc đào tạo nhân sự thiếu bài bản. Ngay cả hệ thống metro của Thủ đô Moskva với các nhà ga được coi là đẹp nhất thế giới cũng còn thua xa các hệ thống của nhiều quốc gia khác về các mặt như không có nhà vệ sinh, mật độ bố trí các tuyến trung chuyển, nhà ga đa năng...

Trong hàng nghìn năm, môi trường sống tự nhiên của con người là không gian hai chiều trên bề mặt trái đất. Bị thúc đẩy bởi nhu cầu cấp thiết cùng sự tò mò, đôi khi là liều lĩnh, con người luôn cố gắng vượt ra ngoài không gian này, bằng cách mở rộng (điều chỉ có thể thực hiện được trong những giới hạn cực kỳ hạn chế), hoặc bằng cách cố gắng sử dụng chiều thứ ba: lên cao hơn hoặc xuống thấp hơn. Trong thế kỷ XXI, con người đang hướng tầm mắt vào sâu hơn trong lòng trái đất, và quá trình khai thác một cách sáng tạo, sử dụng một cách hợp lý các không gian ngầm cần sự tham gia của cộng đồng khoa học, cộng đồng chuyên gia toàn thế giới, các kiến ​​trúc sư, kỹ sư gồm cả kỹ sư khai mỏ, nhà xây dựng, luật sư, nhà tâm lý học, chuyên gia về an toàn sống.

Trước hết, cần thuyết phục nhà nước, doanh nghiệp và xã hội về sự cần thiết phải phát triển công trình ngầm. Trên thực tế, không có dự án nào liên quan tới khai thác tổng thể không gian ngầm, dù ở cấp độ khu vực hay quốc gia, mà không gây ra những quan ngại sâu sắc trong cộng đồng chuyên gia.Vì vậy, ở thời điểm hiện tại, điều quan trọng là cần xác định rõ những ưu điểm mà việc khai thác tổng thể không gian ngầm sẽ mang lại cho tất cả các bên liên quan, sau đó mới tiến hành giải quyết các vấn đề kỹ thuật cụ thể.

https://undergroundexpert.info.ru

ND: Lệ Minh