Londons nya superavlopp: En andra flod under metropolen

Står man vid Themsens strand efter ett plötsligt sommarregn kan man förvänta sig att vattnet ser uppfriskat ut. Fram till nyligen var verkligheten dock motbjudande. Ett måttligt eftermiddagsåskväder – den typ som knappt fuktar jackan – överbelastade rutinmässigt Londons dräneringsnätverk och skickade miljontals ton obehandlat mänskligt avfall och gatubräte rakt ut i tidvattenfloden.

Staden led inte av trasiga rör. Den led av ett ingenjörsmästerverk som helt enkelt hade vuxit ur sin kapacitet.

För att stoppa den ekologiska förgiftningen av floden har ingenjörer under flera år borrat djupt under metropolen för att konstruera Thames Tideway Tunnel. Denna massiva betongledning, som sträcker sig 25 kilometer och är bred nog att köra tre dubbeldäckarbussar sida vid sida, fungerar som en underjordisk uppsamlingstank som fångar upp stormavlopp innan de når öppet vatten.

Det viktorianska mästerverket som nådde sin gräns

Londons avloppskris kan spåras tillbaka till sommaren 1858 – den ökända ”Great Stink”. En dödlig blandning av kolerautbrott och odrägliga flodångor tvingade parlamentet att avbryta sina sessioner och beställa civilingenjören Sir Joseph Bazalgette att designa ett helt nytt underjordiskt dräneringsnätverk.

Bazalgettes lösning var en extraordinär bedrift av viktoriansk civilingenjörskonst. Han konstruerade över 1 770 kilometer tegelavlopp som matade in i 132 kilometer stora uppsamlingstunnlar, vilka ledde huvudstadens avloppsvatten österut bort från stadskärnan.

Avgörande var att Bazalgette byggde ett ”kombinerat” avloppssystem: istället för att lägga två separata uppsättningar rör – ett för hushållsavlopp från toaletter och handfat, och ett annat för regnvattenavrinning från tak och gator – rann allt ner i samma gemensamma tegelledningar.

Bazalgette visste att kraftiga regn kunde översvämma systemet och inkluderade säkerhetsventiler: kombinerade avloppsöverflöden (CSO). Om regn hotade att backa upp avloppsvatten i invånarnas källare, öppnades dessa slussportar och dumpade det utspädda överskottet rakt ut i Themsen.

På den tiden var det en förnuftig kompromiss. London hade ungefär två till tre miljoner invånare, och Bazalgette fördubblade den nödvändiga kapaciteten för att hantera fyra miljoner. Han antog att denna säkerhetsmarginal skulle hålla på obestämd tid.

Han kunde inte ha förutsett det moderna London. Idag är staden hem för ungefär nio miljoner människor. Årtionden av stadsutbredning har asfalterat öppen mark med asfalt, betong och tegel, vilket skapat miljarder kvadratmeter ogenomträngliga ytor. Istället för att naturligt sjunka ner i marken, rusar regnvattnet omedelbart ner i gatubrunnar.

I början av 2000-talet öppnades överflöden som var designade att endast utlösas under katastrofala stormar dussintals gånger om året, och dumpade uppskattningsvis 39 miljoner ton obehandlat avloppsvatten i floden årligen.

Att konstruera ett gravitationsdrivet superavlopp

Planerarna stod inför ett omöjligt dilemma. Att riva upp varje gata i Storlondon för att separera regnvattenavlopp från hushållsavloppsrör skulle ta ett halvt sekel och kosta hundratals miljarder pund, vilket skulle paralysera staden i processen.

Alternativet var att fånga upp överflödena vid flodkanten.

Som beskrivs av Institution of Civil Engineers, designade projektteamet en enda, massiv huvudtunnel som löper direkt under Themsens bana. Med start vid Acton i västra London på ett djup av ungefär 30 meter, sluttar tunneln stadigt nedåt mot öster och når ett djup på nästan 70 meter vid Abbey Mills.

Denna kontinuerliga lutning är kärnan i systemets effektivitet. Eftersom röret sluttar nedåt längs hela sin 25 kilometer långa sträcka, rör sig avloppsvattnet helt med naturlig gravitation. Systemet kräver inga massiva boosterpumpar längs sin rutt för att trycka vatten genom huvudartären; det låter helt enkelt fysiken göra jobbet.

Längs flodbankarna fångar vertikala schakt upp 34 av de mest förorenande viktorianska överflödespunkterna. När stormar slår till virvlar högteknologiska virvelgeneratorer miljontals liter inkommande stormavlopp ner i vertikala fallrör in i det huvudsakliga superavloppet, vilket ventilerar lufttrycket så att det forsande vattnet inte orsakar strukturella chockvågor inuti betongröret.

Det uppsamlade avloppsvattnet samlas inuti den 7,2 meter breda ledningen, som kan lagra upp till 1,6 miljoner kubikmeter dagvatten. Som beskrivs på den officiella Tideway-projektplattformen, ansluter tunneln direkt till den befintliga Lee Tunnel, vilket leder det uppsamlade avloppsvattnet rakt till Beckton Sewage Treatment Works i östra London för att grundligt saneras innan rent vatten återgår till havet.

Att pressa sig under en levande metropol

Att gräva en tunnel med en vägbredds dimension under London är en högriskbana med många hinder.

Tunnelborrmaskinerna var tvungna att navigera i en klaustrofobisk underjordisk labyrint, dyka under historiska tunnelbanelinjer, högspänningsledningar, djupa byggnadspålar och århundraden gamla brofundament. Geologiska förhållanden lade till ytterligare ett lager av komplexitet: arbetslag i väster tuggade sig igenom mjuk Londonlera, medan maskiner i öster malde sig igenom slipande krita och flinta under högt vattentryck.

För att undvika att paralysera Londons ytgator utnyttjade projektet floden direkt ovanför. Istället för att täppa till stadens avenyer med hundratusentals dieseldumpbilstransporter, transporterade entreprenörer miljontals ton utgrävt material och förde in prefabricerade betongtunnelsegment med flodbåtar, vilket höll tung industritrafik borta från bostadskorridorerna.

Bazalgettes tegeltunnlar räddade det viktorianska London från kolera och pest, men de var aldrig menade att stödja en megastad från 2000-talet. Genom att bygga en massiv förbiledning djupt under flodbädden har ingenjörer uppdaterat viktoriansk briljans för modern skala, vilket säkerställer att Themsen förblir en levande flod snarare än en nödavloppsventil.