Các tòa nhà chọc trời, hệ thống giao thông thông minh, mạng lưới tiện ích ngầm, dự báo thời tiết thời gian thực và các nền tảng quản lý thành phố kỹ thuật số thường được xem là biểu tượng của sự phát triển đô thị hiện đại. Tuy nhiên, khi những cơn mưa dữ dội ập đến, nhiều thành phố công nghệ tiên tiến trên thế giới vẫn đang chịu tình trạng ngập lụt đô thị nghiêm trọng. Đường sá trở thành sông, các gara ngầm bị ngập nước, các ga tàu điện ngầm đóng cửa, giao thông sụp đổ, và cư dân bị mắc kẹt ở những khu vực thấp.
Mâu thuẫn rõ ràng này đặt ra một câu hỏi quan trọng: Nếu các thành phố ngày càng phát triển hơn, tại sao ngập lụt vẫn xảy ra?
Câu trả lời không phải là công nghệ hiện đại đã thất bại. Thay vào đó, ngập lụt đô thị là kết quả của sự tương tác phức tạp giữa thời tiết cực đoan, sự mở rộng đô thị, cơ sở hạ tầng cũ kỹ, giới hạn công suất thoát nước và các thách thức quản lý khẩn cấp. Hiểu rõ những yếu tố này là điều thiết yếu để xây dựng các thành phố thực sự kiên cường.
Lượng mưa ngày càng dữ dội hơn
Một trong những thay đổi lớn nhất trong vài thập kỷ gần đây là tần suất các trận mưa cực lớn ngắn ngày càng tăng. Một thành phố có thể nhận được lượng mưa của cả tháng chỉ trong vài giờ. Hệ thống thoát nước thường được thiết kế dựa trên số liệu thống kê lượng mưa lịch sử, chẳng hạn như dự kiến có bão mỗi 5, 10 hoặc 20 năm. Khi lượng mưa thực tế vượt quá các giả định đó, khả năng xảy ra ngập lụt trở nên dễ xảy ra ngay cả khi hệ thống hoạt động đúng.
Biến đổi khí hậu đang góp phần làm không khí ấm hơn, có thể giữ được nhiều độ ẩm hơn. Khi bão hình thành, chúng có thể giải phóng độ ẩm nhanh chóng, tạo ra những trận mưa lớn làm quá tải mạng lưới thoát nước đô thị. Trong nhiều trường hợp, vấn đề không phải là mưa liên tục trong vài ngày mà là một trận mưa lớn bất thường trong thời gian ngắn.
Đối với các nhà quản lý thành phố, điều này có nghĩa là cơ sở hạ tầng được thiết kế cho khí hậu ngày hôm qua có thể không đủ cho những cơn bão ngày mai.
Đô thị hóa làm giảm thoát nước tự nhiên
Trước khi phát triển đô thị, nước mưa có thể thấm vào đất, thảm thực vật, vùng đất ngập nước và đất trống. Các thành phố hiện đại thay thế những bề mặt này bằng bê tông, nhựa đường, mái nhà và vỉa hè. Những bề mặt không thấm nước này ngăn chặn sự xâm nhập và khiến mưa chảy gần như ngay lập tức.
Một so sánh hữu ích là miếng bọt biển và khay kim loại. Đất tự nhiên hấp thụ nước như một miếng bọt biển; Bề mặt đô thị lát đá thoát nước như một cái khay. Khi mật độ đô thị tăng, tỷ lệ diện tích không thấm nước tăng lên, và nước chảy tràn thoát nhanh hơn nhiều.
Điều này tạo ra hai vấn đề lớn:
Lưu lượng nước chảy tràn vào mạng lưới thoát nước cao hơn.
Thời gian tập trung ngắn hơn, nghĩa là nước đến nhanh hơn khả năng thoát ra của hệ thống.
Ngay cả một mạng lưới thoát nước được thiết kế tốt cũng có thể gặp khó khăn khi hàng nghìn hecta bề mặt đô thị dẫn nước vào đường ống cùng lúc.
Hệ thống thoát nước có giới hạn vật lý
Một quan niệm sai lầm phổ biến là ống thoát nước có thể được mở rộng vô thời hạn. Thực tế, hệ thống thoát nước đô thị bị giới hạn bởi không gian, chi phí, các tiện ích hiện có và công suất xả hạ lưu.
Ống ngầm cạnh tranh với đường ống nước, đường ống gas, cáp viễn thông, hệ thống làm mát khu vực và cơ sở hạ tầng giao thông. Việc mở rộng một đoạn có thể mang lại ít lợi ích nếu các ống dẫn hạ lưu, trạm bơm hoặc sông vẫn là điểm nghẽn.
Hơn nữa, thiết kế mọi con phố để chịu được cơn bão cực đoan nhất có thể là điều không thực tế về mặt kinh tế. Kỹ sư phải cân bằng giữa rủi ro lũ lụt chấp nhận được với chi phí xây dựng và bảo trì. Do đó, một mức độ ngập lụt nào đó có thể xảy ra trong các sự kiện vượt quá tiêu chuẩn thiết kế.
Câu hỏi then chốt không phải là liệu lũ lụt có thể bị loại bỏ hoàn toàn hay không, mà là liệu tác động của nó có thể được giảm thiểu và đẩy nhanh quá trình phục hồi hay không.
Cơ sở hạ tầng già cỗi ở các thành phố đang phát triển
Nhiều thành phố lớn đã mở rộng nhanh chóng trong những giai đoạn mà mô hình mưa, mật độ dân số và sử dụng đất rất khác so với hiện nay. Hệ thống thoát nước được xây dựng từ nhiều thập kỷ trước giờ đây có thể phục vụ cho quần thể lớn hơn nhiều và phát triển mật độ hơn nhiều.
Các vấn đề phổ biến bao gồm:
- Tích tụ trầm tích trong cống
- Các cửa vào bị chặn
- Xuống cấp kết cấu của đường ống
- Công suất bơm không đủ
- Kết nối trái phép với hệ thống nước mưa
Việc bảo trì thường ít được chú ý hơn so với xây dựng mới, nhưng lại là một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến hiệu quả chống lũ. Một thành phố hiện đại với hệ thống thoát nước kém bảo trì có thể hoạt động kém hơn so với một thành phố cũ với hệ thống được bảo trì tốt.
Không gian dưới lòng đất làm tăng nguy cơ lũ lụt
Các thành phố hiện đại ngày càng phát triển không gian ngầm: hệ thống tàu điện ngầm, trung tâm thương mại ngầm, bãi đỗ xe, đường hầm tiện ích và tầng hầm. Những cơ sở này có giá trị kinh tế nhưng vốn dễ bị tổn thương vì nước tự nhiên chảy xuống dưới.
Khi nước lũ thấm vào công trình ngầm, việc loại bỏ trở nên khó khăn. Việc tiếp cận có thể bị hạn chế, hệ thống điện có thể cần cách ly, và độ sâu nước có thể tăng nhanh chóng. Trong những sự kiện nghiêm trọng, ngập ngầm có thể gây thiệt hại kinh tế lớn hơn lũ bề mặt.
Đó là lý do tại sao khả năng thoát nước khẩn cấp đã trở thành một thành phần thiết yếu trong quy hoạch khả năng chống chịu đô thị.
Lũ lụt cũng là một vấn đề quản lý bề mặt
Lũ lụt đô thị không chỉ được quyết định bởi các đường ống ngầm. Địa hình bề mặt ảnh hưởng mạnh mẽ đến cách nước chảy qua các con phố và khu dân cư.
Các điểm thấp trong mạng lưới đường bộ, ngã tư bị lõm, hầm hầm và các khu phát triển kém san phẳng có thể tích tụ nước ngay cả khi các hệ thống thoát nước gần đó vẫn hoạt động. Các tòa nhà xây dựng dưới mặt đường đặc biệt dễ bị tổn thương.
Do đó, quản lý lũ hiện đại kết hợp thoát nước ngầm với quy hoạch dòng chảy bề mặt, các khu vực lưu trữ tạm thời, công viên giữ nước, hồ chứa nước và các tuyến tràn có kiểm soát.
Vai trò của công nghệ thoát nước khẩn cấp
Khi lượng mưa vượt quá sức chứa của cơ sở hạ tầng cố định, phản ứng khẩn cấp trở nên cấp thiết. Các cơ quan đô thị ngày càng dựa vào thiết bị thoát nước di động có thể triển khai nhanh chóng trên các con đường ngập nước, hầm ngầm, tầng hầm, lối vào tàu điện ngầm và các tiện ích tiện ích.
ZONDAR Intelligent Technology phát triển thiết bị kiểm soát lũ thủy lực và thoát nước khẩn cấp cho các tình huống đòi hỏi cao này, bao gồm:
- Máy bơm chìm thủy lực
- Bộ nguồn thủy lực di động
- Hệ thống thoát nước khẩn cấp đầu cao
- Robot thoát nước kiểm soát lũ cho không gian ngầm và hạn chế
Hệ thống thủy lực mang lại những lợi thế quan trọng trong các tình huống khẩn cấp do lũ lụt vì chúng có thể hoạt động trong môi trường ẩm ướt mà không cần đặt động cơ điện trực tiếp vào nước lũ. Tính di động của chúng cho phép các đội cứu hộ phản ứng khi cơ sở hạ tầng bơm cố định không khả dụng, bị hư hại hoặc không thể tiếp cận.
Khả năng chống chịu đô thị hiện đại không chỉ phụ thuộc vào cơ sở hạ tầng lâu dài mà còn vào khả năng phục hồi thoát nước nhanh chóng khi xảy ra các điều kiện đặc biệt.
Thành phố thông minh cần quản lý lũ lụt thông minh
Công nghệ số đang chuyển đổi quản lý lũ lụt thông qua giám sát lượng mưa thời gian thực, cảm biến mực nước, mô hình dự đoán, bản đồ lũ GIS và hệ thống cảnh báo tự động. Những công cụ này giúp nâng cao nhận thức tình huống và giúp cơ quan chức năng triển khai nguồn lực hiệu quả hơn.
Tuy nhiên, chỉ dữ liệu thì không thể loại bỏ nước khỏi đường phố bị ngập lụt. Cảm biến phải được kết nối với các khả năng vận hành:
- Các đội cứu hộ được đào tạo
- Cấu trúc chỉ huy rõ ràng
- Thiết bị bơm di động
- Kế hoạch kiểm soát giao thông
- Hệ thống truyền thông công cộng
- Quy trình sơ tán
Một thành phố thực sự thông minh tích hợp thông tin, cơ sở hạ tầng, thiết bị và con người vào một hệ thống ứng phó lũ lụt phối hợp.
Từ Kiểm soát Lũ lụt đến Khả năng chống chịu lũ lụt
Trong lịch sử, nhiều thành phố tập trung vào phòng chống lũ lụt — cố gắng giữ cho nước tràn vào. Ngày càng nhiều chuyên gia nhấn mạnh khả năng chống chịu lũ lụt, nhận ra rằng một số trận lũ vẫn có thể xảy ra trong các sự kiện cực đoan.
Các thành phố kiên cường hướng tới:
Bảo vệ các cơ sở quan trọng như bệnh viện, nhà máy điện và trung tâm giao thông.
Giảm độ sâu và thời gian ngập lụt.
Duy trì các tuyến truy cập khẩn cấp.
Khôi phục các dịch vụ thiết yếu một cách nhanh chóng.
Giảm thiểu sự gián đoạn kinh tế.
Bảo vệ mạng sống con người trên hết.
Sự thay đổi này đã thay đổi triết lý thiết kế từ "không ngập lụt" sang "hỏng hóc an toàn và phục hồi nhanh."
Công dân có thể làm gì
Khả năng chống chịu lũ lụt đô thị không chỉ là trách nhiệm của chính phủ. Cư dân cũng có thể giảm rủi ro bằng cách:
Theo dõi các cảnh báo thời tiết chính thức.
Tránh các con đường và hầm hầm ngập nước.
Giữ cho các cửa thoát nước gần nhà không có mảnh vụn.
Đỗ xe tránh xa các khu vực thấp khi có bão.
Chuẩn bị thông tin liên hệ khẩn cấp và kế hoạch sơ tán.
Di chuyển các vật dụng có giá trị và thiết bị điện vượt mức lũ dự kiến.
Nâng cao nhận thức cộng đồng vẫn là một trong những biện pháp giảm thiểu lũ lụt hiệu quả nhất về chi phí.
Kết thúc
Các thành phố hiện đại bị ngập lụt không phải vì thiếu công nghệ, mà vì cường độ mưa, quá trình đô thị hóa, hạn chế hạ tầng, phát triển ngầm và biến đổi khí hậu tạo ra những thách thức mà không thành phố nào có thể loại bỏ hoàn toàn. Dự báo tiên tiến, cảm biến thông minh và hệ thống quản lý số là những công cụ quý giá, nhưng chúng phải được kết hợp với cơ sở hạ tầng thoát nước vững chắc, bảo trì hiệu quả, khả năng bơm khẩn cấp và quy hoạch đô thị bền vững.
Thước đo thực sự của một thành phố hiện đại không phải là liệu nó có bao giờ bị ngập lụt hay không, mà là khả năng dự đoán rủi ro, bảo vệ con người, phản ứng trong tình huống khẩn cấp và phục hồi sau đó. Khi thời tiết cực đoan trở nên phổ biến hơn, đầu tư vào hệ thống thoát nước bền vững và ứng phó khẩn cấp nhanh sẽ quan trọng không kém việc đầu tư vào các tòa nhà thông minh và giao thông thông minh.
Tại ZONDAR Intelligent Technology, chúng tôi tin rằng khả năng chống chịu lũ lụt đô thị đòi hỏi cả tầm nhìn kỹ thuật và khả năng sẵn sàng vận hành. Bằng cách kết hợp thiết bị thoát nước khẩn cấp tiên tiến với kế hoạch ứng phó lũ lụt thực tiễn, các thành phố có thể giảm thiểu tác động của các cơn bão lớn và phục hồi nhanh hơn khi có lượng mưa bất thường.
