مهندسی بی‌نهایت: فرودگاه بین‌المللی کانزای ژاپن؛ پایانه‌ای مصنوعی روی دریا

فرودگاه اوساکا کانزای روی یک جزیره‌ی مصنوعی در خلیج اوساکا ساخته شده است. این فرودگاه در سال ۱۹۹۴ افتتاح شد و در سال ۲۰۰۷ عملیات توسعه‌ی آن به‌پایان رسید. ناگفته پیدا است که ساخت این فرودگاه به‌هیچ‌وجه کار ساده‌ای نبوده است؛ هرچند که ژاپنی‌ها را به انجام پروژه‌های دشوار و منظم مهندسی در دنیا می‌شناسند. برای ساخت جزیره دو کوه به‌طور کامل با خاک یکسان شد و طبق اطلاعات مؤسسه‌ی مهندسی عمران، این فرودگاه در زمان تکمیل ساخت به پرهزینه‌ترین پروژه‌ی عمرانی جهان در زمان خود تبدیل شده بود.

با وجود دستاوردهای شگفت‌انگیز مهندسی مانند تحمل زلزله‌ها و طوفان‌های شدید که با ساخت این سازه به اثبات رسیده است، در سال‌های اخیر مشکلات ساختاری در این فرودگاه جزیره‌ای ظهور کرده‌اند که مهم‌تر از همه نشست جزیره با سرعتی بیش از پیش‌بینی‌های اولیه است و همین امر منجر به مشکلاتی همچون آب‌گرفتگی‌های مکرر منجر شده است.

در این مقاله به جزئیاتی در مورد پیشینه‌ی فرودگاه، عملیات ساخت، بهره‌برداری و البته برنامه‌های آتی دولت ژاپن برای توسعه‌ی آن خواهیم پرداخت. با خواندن این مقاله می‌توانید با یکی از تحسین‌برانگیزترین پروژه‌های عمرانی تاریخ بشر و البته یکی از شگفت‌انگیزترین فرودگاه‌های جهان آشنا شوید.

در دهه‌های ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰ وقوع چند اتفاق مهم منجر به ساخت فرودگاه شد. مورد اول پایین رفتن سهم شهرهای اوساکا و کوبه از بازار تجارت و خریدوفروش کالا و رونق یافتن تجارت در توکیو بود. پیشنهاد ساخت فرودگاه دوم توکیو به‌نام ناریتا در سال ۱۹۶۶ مطرح شد و ساخت آن در سال ۱۹۷۸ به اتمام رسید. بسیاری از صادرکنندگان کالا برای ارسال کالاهای خود به‌خارج از کشور به‌جای فرودگاه‌‌های محلی مجبور بودند از فرودگاه‌های توکیو استفاده کنند.

مورد دوم کم‌ بودن ظرفیت فرودگاه اول اوساکا یعنی ایتامی بود. فرودگاه ایتامی در یکی از مناطق پرجمعیت حومه‌ی ناحیه‌ی شهری اوسکا قرار گرفته است. این فرودگاه در سال ۱۹۳۹ افتتاح شد و ابتدا توسط ارتش ژاپن مورد استفاده قرار گرفت؛ اما بعد از جنگ‌جهانی دوم ارتش ایالات‌متحده نیز از این فرودگاه استفاده می‌کرد. از سال ۱۹۵۹ به بعد فرودگاه ایتامی کارکرد غیرنظامی پیدا کرده و با انجام طرح‌های توسعه‌ای در مدت نه‌چندان طولانی به‌ یکی از هاب‌های مرکزی خطوط هوایی بین‌المللی تبدیل شد.

نمایی از فرودگاه ایتامی و نزدیکی آن به مناطق مسکونی و شهری

صنعت هوانوردی ژاپن در عرض ۲۰ الی ۳۰ سال و از دهه‌ی ۶۰ میلادی رشد بی‌سابقه‌ای را تجربه کرد و ظرفیت تنها فرودگاه‌ اوساکا جوابگوی حجم بالای تقاضا نبود. با توجه به قرار گرفتن ایتامی در مرکز یک منطقه‌ی پرجمعیت، فضای بیشتری برای توسعه‌ی فرودگاه نیز وجود نداشت. از طرف دیگر آلودگی صوتی فرودگاه و اعتراض اهالی مناطق مسکونی مشکلات بیشتری برای تنها فرودگاه اوساکا پیش آورده بود. در دهه‌ی ۱۹۷۰ میلادی، فرودگاه ایتامی به حداکثر ظرفیت ممکن خود رسید و از این‌ روی مسئولان به این نتیجه رسیدند که اوساکا به یک فرودگاه جدید نیاز دارد.

ساخت جزیره‌ی مصنوعی اول گزینه‌ی طراحان فرودگاه نبود. در طرح اولیه، ساخت فرودگاه در نزدیکی شهر بندری کوبه پیشنهاد شده بود. ساخت فرودگاه در این محل با توجه به وجود زیرساخت‌های ارتباطی گسترده می‌توانست برای هر دو شهر مفید باشد؛ علاوه بر آن کوبه فاقد فرودگاه بود. اما شهر کوبه با احداث فرودگاه در این محل مخالفت کرد و طراحان مجبور شدند به‌دنبال محل دیگری برای احداث فرودگاه خود بگردند.

طراحان که از مشکلات پیش‌آمده برای فرودگاه ایتامی درس گرفته بودند، به‌دنبال محلی بودند که از مناطق شهری به‌دور باشد. در این‌صورت سازندگاه می‌توانستند عملیات ساخت را به‌صورت ۲۴ ساعته جلو ببرند. همچنین مشکلات پیش‌آمده در طراحی فرودگاه ناریتا در توکیو نیز یکی از عوامل اصلی تاثیرگذاردر انتخاب محل احداث فرودگاه جدید اوساکا بود.

ابزارهای به‌نمایش‌درآمده در موزه ناریتا که در اعتراض‌های ناریتا توسط متعرضان به‌عنوان نماد استفاده شده بود

در دهه‌ی ۱۹۶۰ اعتراضات مردمی توسط ساکنان شهر اوساکا و صاحبان زمین، که مدعی بودند در فرایند طراحی فرودگاه با آن‌ها مشورت نشده است، شدت گرفت. از طرف دیگر احزاب جناح چپ با ساخت این فرودگاه به‌دلیل نگرانی از گسترش نظام سرمایه‌داری در ژاپن و اتحاد بیشتر با ایالات‌متحده آمریکا مخالفت می‌کردند.

ساخت فرودگاه به مهندسی پیشرفته و پیچیده‌ای نیاز داشت؛ چراکه این فرودگاه باید دربرابر زلزله، طوفان‌ و سیل مقاوم می‌بود. پس از تأیید طرح پیشنهادی، ساخت جزیره در سال ۱۹۸۷ شروع شد.

محل فرودگاه کانزای از نقشه‌ی هوایی مستقر در خلیج اوساکای ژاپن

ایده‌ی ساخت چنین جزیره‌ی بزرگی در یک خلیج نسبتاً عمیق (عمق آب در خلیج اوساکا به ۱۸ متر می‌رسد و بستر آن نیز به عمق ۳۰ متر از خاک‌ رس نرم تشکیل شده است) شاید بلندپروازانه به‌نظر برسد. اما ژاپن سابقه‌‌ای طولانی در ساخت زمین‌های مصنوعی در آب یا به‌اصطلاح احیای زمین دارد؛ چراکه در بسیاری از مناطق ژاپن زمین گران و کمیاب است.

سابقه‌ی ساخت زمین مصنوعی در خلیج اوساکا به دوران ادو (۱۶۰۰ الی ۱۸۶۷ میلادی) برمی‌گردد، زمانی‌که از زمین‌های احداث شده در دریا برای کاشت برنج در زنزدیکی ساحل استفاده می‌شد. اما ساخت زمین مصنوعی در ژاپن پس از پایان جنگ‌جهانی دوم سرعت گرفت؛ زیرا با افزایش سریع رشد اقتصادی ژاپن تقاضای زیادی برای زمین‌های جدید شکل گرفته بود. طبق آمار شرکت ساخت‌وساز مرکز املاک ژاپن ۰٫۵ درصد از مساحت زمین‌های کشور ژاپن از نوع مصنوعی و احیاشده در دریا است.

کار ساخت فرودگاه در سال ۱۹۸۷ شروع شد. پیش از همه ابتدا باید زمین فرودگاه در داخل آب دریا ساخته می‌شد. کار ساخت جزیره‌ی مصنوعی سه‌ سال به‌طول کشید و برای تهیه‌ی مصالح مورد نیاز، دو کوه که در مجاورت محل احداث فرودگاه قرار داشت به‌طور کامل با خاک یکسان شد. فرودگاه در واقع روی دو جزیره ساخته شده است که روی هرکدام از آن‌ها یک باند فرود و ترمینال احداث شده است. با این‌که احداث کل سازه‌ی فرودگاه در سال ۱۹۸۷ شروع شد؛ اما اولویت اول پیمان‌کاران تکمیل جزیره‌ی شماره‌ی ۱ بود که در سال ۱۹۹۴ پایان پذیرفت. اتمام ساخت جزیره‌ی دوم تا سال ۲۰۰۷ طول کشید. جزیره‌ی اول با ۵۱۱ هکتار مساحت نسبت به جزیره‌ی دوم با ۵۳۵ هکتار کمی کوچک‌تر است.

چالش اصلی در راه ساخت جزیره‌ها نه عمق آب بلکه شرایط بستر دریا بود. بستر خلیج اوکاسا از خاک ‌رس نرم تشکیل شده است که به آن رس آبرفتی نیز می‌گویند و ۷۰ درصد آن را آب تشکیل می‌دهد.

نمایی هوایی از فرودگاه در سال ۱۹۹۷ میلادی

برای حل این مشکل مهندسان از روش خشک‌کردن شنی استفاده کردند. در این روش، لوله‌های عمیقی در بستر دریا فرود برده می‌شوند، لوله‌ها‌یی که پر از شن‌وماسه خشک هستند. زمانی که لوله‌ها از بستر دریا برداشته می‌شوند، ستون‌های شنی برجای مانده آب خاک ‌رس را جذب کرده و قابلیت آن برای انقباض را کاهش می‌دهد. با اضافه کردن وزن بیشتری از شن، رطوبت خاک‌رس بیشتری جذب ستون‌های شنی می‌شود. برای پایدارسازی بستر فرودگاه کانزای از ۲ میلیون ستون شنی استفاده شد.

با وجود اقدامات صورت‌گرفته در زمینه‌ی پایدارسازی و مقاوم‌سازی بستر دریا، جزیره‌ و فرودگاه ساخته‌شده روی آن در طول زمان نشست شده است. سازندگان پروژه برای چاره‌اندیشی این موضوع با کارشناسان متعددی مشورت کردند و درنهایت چند تخمین درمورد میزان نشست فرودگاه تهیه شد. طبق گزارش‌ها دانشگاه سن‌خوزه‌ی کالیفرنیا، تخمین‌های ارائه‌شده توسط کارشناسان نشست زمین بین ۶ تا ۸ متر پس از ساخت فرودگاه را پیش‌بینی کرده بودند، از این‌رو مهندسان با درنظر گرفتن بدبینانه‌ترین تخمین، ساخت پروژه را به پیش بردند اما همان‌طور که بعداً مشخص شد این استراتژی اساساً غلط بود.

بعد از پایدارسازی زمین، قدم بعدی ساخت دیوار دریایی و پر کردن محل احیای زمین بود. در دورتادور محوطه‌ی احداث جزیره ۶۹ محفظه‌ی فلزی بزرگ ساخته شد، سپس فاصله‌ی بین این محفظه‌ها با ۴۸ هزار تتراپاد پر شد. تتراپاد نوعی سازه‌ی بتنی مخصوص است که برای حفاظت از سازه‌ها درمقابل امواج و خیزاب‌ها ازطریق پراکنده‌سازی نیروی آب‌های پیش‌رونده طراحی شده‌ است.

تتراپادهای به‌کاررفته در ساخت فرودگاه کانزای اوساکا

در قدم بعدی فضای مرکزی جزیره با سنگ پر شد. برای این کار ۴۳۰ میلیون مترمکعب سنگ استفاده شد. این حجم از سنگ از سه کوه مجاور در فاصله‌های ۱۰ تا ۳۰ کیلومتری محل احداث فرودگاه استخراج شدند. یکی از نکات مهم در ساخت جزیره ارتفاع نهایی آن بود. این ارتفاع باید براساس تخمین‌های صورت‌گرفته از میزان نشست لایه‌ی رسی بستر دریا محاسبه می‌شد. البته نشست لایه‌ی بستر بعد از مدتی متوقف می‌شد اما میزان نشست نهایی زمین برای هیچ‌کس مشخص نبود.

طبق گزارش‌های مجله‌ی ژئوتکنیک و ژئومحیط‌زیست ارتفاع نهایی انتخاب‌شده برای جزیره‌ی اول ۳۶٫۷ متر از بستر دریا و برای جزیره‌ی دوم ۴۰ تا ۴۳ متر بود.

شروع کار ساخت‌وساز تاسیسات فرودگاه و ترمینال جزیره‌ی اول در سال ۱۹۹۱ و پس از اتمام کار احیای جزیره اول شروع شد. گفتنی است در مرحله‌ی اول، هدف ساخت تنها یک باند فرود و یک ترمینال بود. یک معمار ایتالیایی به‌نام رنزو پیانو وظیفه‌ی طراحی ساختمان اصلی ترمینال اول را برعهده شد. پیانو پیش از آن مرکز ملی هنر و فرهنگ ژرژ پمپیدو در پاریس را طراحی کرده بود. از دیگر کارهای وی می‌توان به میدان پوتسدامر پلاتس در برلین و به برج هرمی‌شکل شارد در لندن اشاره کرد.

تصویری از ترمینال اصلی فرودگاه

ترمینال اول فرودگاه کانزای ۱٫۷ کیلومتر طول دارد و از این‌لحاظ طولانی‌ترین ترمینال جهان لقب گرفته است، البته برخی از ترمینال‌های فرودگاه‌های دگیر جهان از لحاظ مساحت کل بالاتر از ترمینال اول کانزای قرار می‌گیرند که از آن‌جمله می‌توان به بزرگ‌ترین ترمینال جهان یعنی ترمینال فرودگاه داکسینگ در شهر پکن اشاره کرد. در مراحل اولیه ساخت سازه‌ی فرودگاه، دولت ژاپن برای صرفه‌جویی در مخارج قصد داشت طول ترمینال را کوتاه‌تر کند؛ اما رنزو پیانو بر ساخت ترمینال براساس طرح‌های اصلی پافشاری کرد.

بار سازه‌ای ترمینال را ستون‌هایی با قابلیت ‌تنظیم ارتفاع تحمل می‌کنند. طراحی این ستون‌ها به‌نحوی است که تغییر ارتفاع ناشی از نشست زمین فرودگاه را جبران می‌کنند. این کار با جاگذاری صفحات فلزی اضافی در زیر پایه‌ی ستون امکان‌پذیر می‌شود. سقف ترمینال شکلی شبیه به ایرفویل (مقطع بال هواپیما) دارد. این طراحی نه‌تنها مسافران را به یاد شکل بال هواپیما می‌اندازد؛ بلکه به گذر آرام جریانات هوایی از بالای سقف ترمینال کمک می‌کند.

علاوه بر جزیره و ساختمان فرودگاه، ساخت یک راه ارتباط بین جزیره و سرزمین اصلی باید صورت می‌پذیرفت. به همین‌ منظور یک پل ۳٫۷ کیلومتری با نام پل دسترسی فرودگاه بین‌المللی کانزای احداث شد. این پل جزیره را به بخش رینکو متصل می‌کند. رینکو یکی از بخش‌های ناحیه‌ی شهری اوساکا است که خود در دهه‌ی ۱۹۹۰ و روی زمین‌های احیاشده بنا شد.

پل ارتباطی فرودگاه کانزای یک پل دوطبقه با ۶ لاین خودرویی است و دو لاین ریلی نیز در طبقه‌ی زیرین آن احداث شده است. احداث این پل در سال ۱۹۸۷ شروع شد و در سال ۱۹۹۴ با صرف هزینه‌ی یک میلیارد دلار به‌پایان رسید.

مسئولان با توجه به تجربه‌ی احداث فرودگاه توکیو و اعتراضات و اختلالاتی که در جریان آن پروژه پیش آمده بود تصمیم گرفتند تمام تدابیر ممکن را برای جلوگیری از یک اتفاق مشابه بگیرند. اگرچه آن‌ها با انتخاب محل فرودگاه که به دور از مناطق مسکونی پرجمعیت بود تا حد زیادی در انجام این کار موفق بودند؛ اما بازهم مشکلاتی در مسیر پروژه پیش آمد. مهم‌ترین اعتراضات به پروژه از سوی صنعت ماهیگیری محلی مطرح شد؛ چراکه پس از اتمام ساخت و عملیاتی شدن فرودگاه در کار ماهیگیران محلی اختلال ایجاد می‌شد. اما این اعتراضات ازطریق توافق برای پرداخت خسارت به ماهیگیران خاتمه یافت. بااین‌حال در کارگاه‌های استخراج سنگ اعتراضاتی صورت گرفت و در جریان این اعتراضات ۲۴ مورد حمله به این کارگاه‌ها گزارش شد.

ساخت ترمینال و باند فرود دوم در سال ۲۰۰۳ آغاز شد. دلیل تأخیر در شروع فاز دوم فرودگاه این‌ بود که پیمانکار فرودگاه در این مدت می‌توانست به سنجش میزان فرونشست جزیره‌ها بپردازد. پیش از آغاز احداث باند فرود دوم موضوع نشست جزیره‌ها بیش ‌از پیش در کانون توجه قرار گرفت؛ اما باتوجه به تکمیل ظرفیت فرودگاه کانزای در ساعات اوج بار، احداث باند فرود دوم در اولویت قرار گرفت اما احداث ترمینال دوم با تأخیر شروع شد.

بعد از بهره‌برداری از باند فرود و ترمینال اول فرودگاه کانزای، کارهای توسعه‌ای و تعمیری بیشتری روی سازه‌ی فرودگاه و جزیره و به‌خصوص دیوار دریایی انجام گرفت. وقتی مهندسان متوجه شدند که فرودگاه با سرعت بیشتری نسبت به برآوردها فرونشست می‌کند، کار افزایش ارتفاع دیوار دریایی با هزینه‌ی ۱۵۰ میلیون دلار آغاز شد.

همچنین طرح‌های بیشتری برای توسعه‌ی فرودگاه پیشنهاد شده است، از جمله احداث باند فرود سوم و ترمینال باربری. بااین‌حال این برنامه‌ها تاکنون عملیاتی نشده‌اند.

فرودگاه اوساکا کانزای در روز ۴ سپتامبر سال ۱۹۹۴ به بهره‌برداری رسید. درواقع در این تاریخ فقط باند فرود و ترمینال اول به بهره‌برداری رسیدند؛ این در حالی‌ بود که کار احداث جزیره‌ی دوم و پس از آن باند فرود و ترمینال دوم نیز همچنان ادامه داشت. مدت زیادی طول نکشید که فرودگاه کانزای به هاب اصلی پروازهای بین‌المللی تبدیل شد در حالی‌که فرودگاه ایتامی شهر اوساکا تنها به پروازهای داخلی اختصاص یافت.

اما در ماه‌های اول بهره‌برداری از فرودگاه، تعرفه‌های بالا شرکت‌های خطوط هوایی را شوکه کرد. طبق گزارش روزنامه‌ی نیویورک‌ تایمز در سال ۱۹۹۳، دولت ژاپن برای بازگرداندن هزینه‌ی ۱۴ میلیارد دلاری ساخت این فرودگاه به افزایش نرخ کرایه‌ی زمین و تعرفه‌های فرودگاهی دست زده بود.

میزان تعرفه‌های فرودگاهی و ناوبری فرودگاه کانزای در زمان خود در دنیا بی‌نظیر بود. برای مثال هزینه‌ی نشست هواپیمای بوئینگ ۷۴۷ در حدود ۱۰ هزار دلار بود. این در حالی‌ بود که هزینه‌ی فرود این هواپیما در فرودگاه جان اف. کندی در نیویورک ۲۵۰۰ دلار و در فرودگاه ناریتای توکیو ۸۵۰۰ دلار بود.

از سال ۱۹۹۴ فرودگاه ایتامی تنها به پروازهای داخلی اختصاص یافت، البته این موضوع استثنائاتی نیز داشت؛ ازجمله پروازهای چارتر و ویژه یا VIP. برای افزایش پروازهای فرودگاه کانزای، دولت ژاپن بر عملیات فرودگاه ایتامی محدودیت‌هایی وضع کرد؛ ازجمله محدودیتی که به‌موجب آن از سال ۲۰۰۶ تنها به هواپیماهای دو موتوره اجازه‌ی فرود در فرودگاه ایتامی داده می‌شد.

در سال ۲۰۱۲ مدیریت دو فرودگاه ایتامی و کانزای در یکدیگر ادغام شدند، بااین‌حال مدیریت این دو فرودگاه همچنان دراختیار دولت ژاپن قرار داشت. این کار باعث بهبود خدمات دو فرودگاه شد، ازجمله بهره‌برداری از خطوط اتوبوس بین‌فرودگاهی و کاهش تعرفه‌های پروازی فرودگاه کانزای. در سال ۲۰۱۶ یک کنسرسیوم خصوصی ژاپنی به‌نام کانزای ایرپورتز در مناقصه‌ی قرارداد بهره‌برداری از دو فرودگاه ایتامی و کانزای برنده شد و به این‌ترتیب مدیریت این دو فرودگاه به مدت ۴۵ سال از سوی دولت ژاپن به این کنسرسیوم سپرده شد. در سال ۲۰۱۸ بهره‌برداری از فرودگاه کوبه نیز به این قرارداد اضافه شد.

ترمینال فرودگاه ایتامی ژاپن که اغلب برای پروازهای داخلی استفاده می‌شود

در سال ۲۰۱۹ فرودگاه کانزای سومین فرودگاه پرتردد ژاپن و سی‌امین فرودگاه پرتردد آسیا بود. طبق اطلاعات منتشرشده توسط وب‌سایت این فرودگاه، حجم مسافر و بار جابه‌جا شده در فرودگاه اوساکا کانزای به شرح زیر است:

• تعداد مسافر جابه‌جا شده: ۲۸٫۸ میلیون نفر که ۲۲ میلیون نفر از آن مربوط به مسافران بین‌المللی بوده است
• حجم بار جابه‌جا شده: ۷۵۷ هزار تن

برای مقایسه در نظر بگیرید که طبق داده‌های دولت ژاپن در سال ۲۰۱۸ فرودگاه ناریتا در پایتخت ژاپن ۳۳٫۴ میلیون مسافر و ۲٫۲ میلیون تن بار جابه‌جا کرده است. شاید فرودگاه کانزای شلوغ‌ترین فرودگاه آسیا یا ژاپن نباشد؛ اما می‌توان گفت یکی از محبوب‌ترین مقاصد مسافران است. در سال ۲۰۲۰ فرودگاه کانزای در لیست بهترین فرودگاه‌های جهان در رتبه‌ی دهمین فرودگاه محبوب جهان و دومین فرودگاه محبوب در دسته‌ی فرودگاه‌ها با اندازه‌ی متوسط قرار گرفت. این فرودگاه همچنین جایزه‌ی بهترین خدمه‌ی فرودگاهی و بهترین فرایند تحویل چمدان از بین تمام فرودگاه‌های جهان را از آن خود کرده است.

مهم‌ترین نکته‌ای که در طراحی و ساخت فرودگاه کانزای لحاظ شده بود مخاطرات شدید آب‌و‌هوایی در ژاپن و لزوم حفاظت از فرودگاه در این شرایط بود. شاید بزرگ‌ترین آزمایشی که طراحی فرودگاه از سر گذراند ژانویه‌ی ۱۹۹۵ و تنها یک سال پس از افتتاح فرودگاه و زمانی بود که یک زلزله‌ی شدید در این منطقه رخ داد. زلزله‌ی کوبه که به آن زلزله‌ی بزرگ هانشین نیز گفته می‌شود، شدیدترین زلزله در ژاپن از سال ۱۹۲۳ بود و ۶۰۰۰ نفر را به‌کام مرگ فرستاد. مرکز این زمین‌لرزه در فاصله‌ی ۲۰ کیلومتری از فرودگاه قرار داشت و با وجود خسارات زیادی که به ساختمان‌های دورتر وارد کرد، تقریباً هیچ آسیبی به فرودگاه وارد نشد. کارشناسان این موفقیت درمقابل زمین‌لرزه‌ی ۷ ریشتری را به اتصالات لغزنده‌ای نسبت می‌دهند که در سرتاسر ساختمان فرودگاه از آن‌ها استفاده شده است.

همچنین در سال‌های گذشته فرودگاه کانزای به‌خوبی از پس طوفان‌های بزرگ برآمده است، برای نمونه در سال ۱۹۹۸ یک طوفان قدرتمند با سرعت ۲۱۰ کیلومتر بر ساعت فرودگاه را درنوردید. در سال ۲۰۱۸ نیز طوفان مهیب دیگری به‌نام طوفان جبی منطقه‌ی اوساکا و فرودگاه کانزای را درنوردید، این شدیدترین طوفان در ژاپن از سال ۱۹۹۳ بود که باعث وقوع خسارات گسترده در ناحیه‌ی کانزای شد.

طوفان جبی باعث تشکیل امواج مرتفع در دریا و سرریز شدن آب از بالای دیوارهای دریایی فرودگاه و درنتیجه آبگرفتگی باند فرود شد، همچنین برخورد یک کشتی تانکر به پل دسترسی فرودگاه باعث ایراد خساراتی به این پل شد. پس از طوفان جبی بازگشت کامل فرودگاه به حالت عملیاتی بیش از یک ماه به‌طول انجامید. با این‌که طوفان جبی یک مخاطره‌ی جوی شدید و نادر بود اما باعث بالاگرفتن بحث‌ها در مورد مشکلات مربوط به میزان نشست جزیره‌‌ها و کاهش ارتفاع فرودگاه شد.

فرودگاه کانزای تحت تأثیر سیل پس از طوفان جبی

از زمان مطرح شدن طرح ساخت فرودگاه کانزای در زمین‌های احیاشده در دریا، موضوع فرونشست زمین همواره ذهن طراحان و سازندگان آن را به‌خود مشغول کرده بود. شالوده‌ی فرودگاه روی یک لایه‌ی ضخیم از خاک رس قرار گرفته است و از همان روزهای اول طراحی، تخمین‌های متفاوتی از میزان فرونشست جزیره در سال‌های پیش‌رو ارائه شد.

روش خشک‌کردن خاک رس با استفاده از ستون‌های شنی که برای محکم‌سازی بستر دریا استفاده شده است باعث نشست بیشتر لایه‌های مرطوبی می‌شود که در زیر لایه‌های خشک‌شده قرار دارند و در اثر وزن جزیره بیش‌از پیش فشرده می‌شوند. البته گفتنی است وزن ساختمان فرودگاه و هواپیماهای آن در مقایسه وزن بسیار زیاد سنگ‌های به‌کار رفته شده برای ساخت جزیره تقریباً هیچ محسوب می‌شود.

طبق داد‌های مؤسسه‌ی بین‌المللی مهندسی عمران، میزان نشست فرودگاه از ۵۰ سانتی‌متر در سال ۱۹۹۴ به ۷ سانتی‌متر در ۲۰۰۸ کاهش پیدا کرده است.

همچنین در سال ۲۰۱۵ مطالعه‌ای در مورد میزان فرونشست فرودگاه کانزای صورت گرفت که نتایج آن در مجله‌ی مهندسی ژئوتکنیک و ژئومحیط‌زیست به‌ انتشار رسید. در طراحی فرودگاه پیش‌بینی شده بود که میزان نهایی فرونشست جزیره پس از تثبیت خاک و رسیدن به حد نهایی فشردگی به‌گونه‌ای خواهد بود که فرودگاه ۴ متر بالاتر از سطح دریا قرار خواهد گرفت، ارتفاعی که همچنان می‌توانست جلوی آبگرفتگی فرودگاه در صورت تخریب دیوارهای دریایی جزیره را بگیرد. اما این مطالعه نشان داد که جزیره‌ی اول تا سال ۲۰۱۵ به این سطح از فرونشست رسیده است و پیش‌بینی می‌شود که جزیره‌ی دوم بین‌ سال‌های ۲۰۲۳ و ۲۰۲۶ به این سطح از فرونشست برسد. علاوه بر این در همین مطالعه ، پیش‌بینی شده است که جزیر‌ه‌ی اول در سال ۲۰۶۷ و جزیره‌ی دوم بین سال‌های ۲۰۵۸ تا ۲۱۰۰ در اثر فرونشست بیشتر با دریا هم‌سطح شوند.

در هنگام ساخت فرودگاه کانزای، میزان خاک مورد نیاز برای احیای زمین در دریا براساس حداقل ارتفاع ضروری و میزان نشست فرودگاه پس از طی ۵۰ سال از زمان اتمام ساخت آن تخمین زده شد.

نگرانی دیگری که در مصاحبه‌ی یوکاکو هاندا مطرح شد، میزان فرونشست متفاوتی است که در بخش‌های مختلفی از فرودگاه اندازه‌گیری شده است. برای مثال در مرکز ترمینال اصلی فرودگاه در جزیره‌ی اول، زمین با سرعت بیشتری نسبت به دو انتهای ترمینال در حال فرونشست است. پیش از آن نیز در دیگر مناطق جزیره نرخ فرونشست متفاوتی به‌ثبت رسیده بود، به همین منظور و برای جلوگیری از ترک برداشتن و آسیب به باند فرود از آسفالت به‌جای بتن برای بازسازی سطح آن استفاده شد.

البته ممکن است میزان فرونشست فرودگاه در سال‌های آینده نسبت به تخمین‌های کنونی متفاوت باشد، درست همان‌طور که نرخ فرونشست کنونی با تخمین‌های اولیه اختلاف دارد. خطر فرونشست بیشتری که فرودگاه را تهدید می‌کند این است کاهش ارتفاع آن نسبت به سطح آب باعث می‌شود طوفان‌ها با هر شدتی می‌توانند باعث بالا آمدن آب از دیوارهای دریایی و آب‌گرفتگی فرودگاه شوند. برای حل ریشه‌ای این مشکل کار زیادی نمی‌توان انجام داد؛ اما پیش‌بینی‌های انجام‌شده در زمان ساخت فرودگاه به مهندسان این اجازه را می‌دهد برای به‌حداقل رساندن آسیب به فرودگاه و اختلال در عملکرد آن دست به اقداماتی بزنند.

یکی از این اقدام‌ها می‌تواند افزایش ارتفاع دیوارهای دریایی باشد، اقدامی که پیش از این یک‌بار و با هزینه‌ای سرسام‌آوری صورت گرفت. بااین‌حال طرح‌های دیگری برای افزایش بیشتر ارتفاع دیوارها مطرح شده‌اند. روزنامه‌ی سنگاپوری استریتس‌تایمز گزارش داده بود که عملیات سه‌ساله‌ی افزایش ارتفاع دیوارهای دریایی فرودگاه کانزای در سال ۲۰۱۹ تصویب و شروع شده است.

یکی از اقدامات پیش‌گیرانه‌ی دیگر می‌تواند افزایش ارتفاع ساختمان فرودگاه باشد. همان‌طور که پیش‌تر نیز در مقاله ذکر شد ستون‌های فونداسیون ساختمان فرودگاه قابل‌تنظیم هستند و این کار ازطریق جاگذاری صفحات فلزی در پایه‌ی ستون‌ها صورت می‌گیرد. طبق گزارش مجله‌ی ایرانداسپیز، فرایند بازرسی از ستون‌ها و تغییر ارتفاع آن‌ها در صورت لزوم هر دو سال یکبار از سوی پیمانکار صورت می‌گیرد.

با وجود تمام این مشکلات، فرودگاه اوساکا کانزای به‌عنوان یک دستاورد مهم مهندسی شناخته‌شده و مورد تحسین قرار گرفته است. با ساخت این فرودگاه تجربیات مهمی کسب شد که به توسعه‌ی روش‌های مهندسی برای غلبه بر چالش فرونشست زمین و البته ساخت فرودگاه‌های جزیره‌ای بیشتر انجامید.

یکی از تجربیات مهم دیگری که از ساخت فرودگاه کانزای کسب شد اهمیت توجه سازندگان به هزینه‌‌های پروژه‌ی این‌چنینی است. طبق برآوردهایی که در سال ۲۰۰۴ صورت گرفت هزینه‌ی ساخت این فرودگاه، طبق گزارش مجله‌ی ایرانداسپیس، ۸ میلیارد تخمین زده شد. اما در سال ۲۰۰۸ هزینه‌ی ساخت تا ۲۰ میلیارد دلار افزایش پیدا کرد که علت اصلی آن مشکلات به‌وجود آمده در زمینه‌ی احیای زمین و ساخت جزیره‌ی مصنوعی بوده است.

در ادامه و پایان این مقاله از دیگر فرودگاه‌های جزیره‌ای مهم مشابه نام‌ می‌بریم؛ همچنین به توضیحی اجمالی درمورد فرودگاه کوبه که طبق معاهده‌ای به‌طور مشترک با فرودگاه‌های کانزای و ایتامی اداره می‌شود می‌پردازیم.

یکی دیگر از مهم‌ترین فرودگاه‌های جزیره‌ای جهان در هنگ‌کنگ واقع است. فرودگاه بین‌المللی هنگ‌کنگ که نام قبلی آن فرودگاه چک‌لپ‌کوک بود، در سال ۱۹۹۸ افتتاح و جایگزین فرودگاه قدیمی کایی‌تاک شد. فرودگاه کایی‌تاک که از سال ۱۹۲۵ شروع به‌فعالیت کرده بود توسط ساخت‌وساز گسترده‌ی مناطق شهری محاصره شده بود و از همان مشکلات توسعه‌ای و آلودگی صوتی فرودگاه ایتامی رنج می‌برد.

مکان ساخت جزیره‌ی مصنوعی این فرودگاه در دهه‌ی ۱۹۸۰ انتخاب شد. باتوجه به مکان انتخاب‌شده امکان توسعه‌ی این فرودگاه همانند فرودگاه کانزای وجود دارد و به‌علت دوری آن از مناطق شهری امکان اجرای ۲۴ ساعته‌ی عملیات ساخت و البته بهره‌برداری از آن وجود داشت. مصالح مورد نیاز برای ساخت جزیره‌‌ی مصنوعی و احیای زمین فرودگاه به مساحت ۱۲.۴ کیلومترمربع از دو جزیره‌ی محلی تأمین شد. طبق گزارش مقامات فرودگاهی هنگ‌کنگ، عملیات احیای زمین این فرودگاه ۱ درصد به مساحت کل هنگ‌کنگ اضافه کرد!

همانند فرودگاه اوساکا کانزای، امکان اجرای پروژه‌های توسعه‌ برای فرودگاه هنگ‌کنگ نیز پیش‌بینی شده است. درحال‌حاضر برنامه‌هایی برای ساخت باند فرود سوم ازطریق احیای زمین بیشتر در بخش شمالی فرودگاه وجود دارد.

شهر کوبه که پیش از این از فرصت میزبانی فرودگاه کانزای استفاده نکرده بود، در سال ۲۰۰۶ از فرودگاه جزیره‌ای خود بهره‌برداری کرد. برنامه‌ها برای ساخت یک فرودگاه مخصوص شهر کوبه زمانی سرعت گرفت که وقوع زمین‌لرزه‌‌ای در نزدیکی این شهر، نیاز به وجود زیرساخت‌های حیاتی مانند فرودگاه برای کمک به توسعه‌ی اقتصادی دوباره‌ی منطقه برجسته‌ شد.

فرودگاه کوبه با یک باند فرود در نزدیکی ساحل این شهر و روی یک جزیره‌ی مصنوعی ساخته شده است. این فرودگاه نسبت به همتای خود در شهر کانزای بسیار کوچک‌تر بوده و تنها به پروازهای داخلی و برخی پروازهای منطقه‌ای اختصاص یافته است.

فرودگاه ناگویا سنترایر دومین فرودگاهی در ژاپن است که روی یک جزیره‌ی مصنوعی ساخته شد. البته گفتنی است فرودگاه ناگازاکی پیش از چوبو سنترایر احداث شده است اما ساخت آن روی جزیره‌ای انجام شد که پیش از آن در قالب پروژه‌ی دیگری احیا شده و مورد استفاده قرار می‌گرفت.

ژاپن تنها کشوری نیست که فرودگاه‌های خود را روی جزیره می‌سازد. کشور مالدیو هم برای انجام این کار اشتیاق زیادی دارد و دلیل آن هم ساده است؛ در این کشور فضای کافی برای احداث فرودگاه وجود ندارد.

فرودگاه اصلی کشور مالدیو به‌نام فرودگاه بین‌المللی ماله روی جزیره‌ی هلهوله ساخته شده است. هلهوله یک جزیره‌ی مصنوعی یا احیاشده نیست بلکه بیشتر یک جزیره‌ی مرجانی یا آتول است. این فرودگاه دارای باند فرودی به‌طول ۳٫۲ کیلومتر است و تنها ۲ متر بالاتر از سطح آب قرار دارد.

نظر شما درمورد سازه‌های جزیره‌ای فرودگاهی در گوشه‌وکنار جهان چیست؟