Chống úng ngập đô thị: Cuộc chạy đua không hồi kết của nhân loại

Chống úng lụt luôn là thách thức lớn của mọi đô thị hiện đại.

Khác với nông thôn hoặc các khu vực tự nhiên, khi nước mưa dễ dàng ngấm xuống đất, còn đô thị với nền cứng khiến nước cần có hệ thống dẫn thoát hợp lý để hạn chế tối đa các vùng trũng, ùn, ứ… Với một hệ thống thoát nước đô thị cơ bản, nước mưa được thu gom nhờ hệ thống cống rãnh trước khi được xả vào một hệ thống nước tự nhiên, như lạch, sông hoặc hồ. Tuy nhiên, trên thực tế, vỉa hè, bãi đỗ xe nền cứng, mái nhà bê tông… biến những cơn mưa lớn diện rộng trở thành các “dòng lũ” luồn lách khắp mọi nơi, cuốn theo nhiều rác rưởi và dễ dàng làm tắc nghẽn các đường ống kích thước nhỏ.

Để giải quyết theo hướng bền vững, nhiều đô thị đã mạnh tay xây dựng những hạ tầng thoát nước đồ sộ. Thành phố Tokyo (Nhật Bản) từ năm 2016 đã đưa vào vận hành kênh xả nước ngầm khu vực đô thị (MAOUDC) - hệ thống đường hầm dài 6,3km nằm ở độ sâu 22m dưới lòng đất được xây dựng ngay trong hệ thống bể cùng một số trụ chứa nước hình trụ cao chót vót, đủ để giúp “siêu thành phố” này không bị ngập lụt. Mỗi bể chứa nước cao 70m, đủ lớn để chứa một tàu con thoi hoặc tượng Nữ thần Tự do. Hạ tầng thoát nước tuyệt vời này được đầu tư tới 2 tỷ USD, bắt đầu vận hành từ năm 2016 và hiện là công trình chống lũ lớn nhất thế giới.

Về nguyên lý, hệ thống hầm ngầm sẽ hút nước từ những con sông nhỏ tại khu vực phía bắc Tokyo, sau đó đổ về 5 bể trụ ngầm. Nước trong bể ngầm sau đó sẽ chảy qua hệ thống đường hầm dài 6,3km tới sông lớn Edo với vận tốc gần 200m3/s. Nước đổ ra sông qua hệ thống 6 cửa xả. Kích thước mỗi cửa xả đủ để một chiếc tàu điện ngầm có thể chạy qua.

Để làm được điều này, MAOUDC không thể thiếu hệ thống máy bơm cao áp của trạm bơm Showa - hệ thống máy bơm lớn nhất Nhật Bản, trong 1 giây có thể hút cạn bể bơi tiêu chuẩn 25m. Được xem là trái tim của hệ thống thoát nước khẩn cấp Tokyo, hệ thống này bao gồm 4 máy bơm cao áp. Mỗi máy trong vòng 1 giây có thể xả được 50m3 nước với công suất 14 nghìn mã lực.

“Siêu” cống ngầm dưới lòng đất tại Tokyo.

Bên cạnh nỗ lực xây mới, chính quyền nhiều nơi cố gắng đề ra những giải pháp tăng cường hiệu quả của các hệ thống thoát nước sẵn có - đặc biệt tại các thành phố lâu đời.

Tại Mỹ, các thành phố phải gấp rút triển khai những giải pháp thoát nước mưa phù hợp với khí hậu. Ở phía Tây Nam, các đô thị đang cố gắng gia tăng lượng cơ sở hạ tầng thu hoạch nước mưa và tái chế nước. Chương trình nước tinh khiết của San Diego đang đặt mục tiêu sản xuất một phần ba nguồn cung cấp nước uống của thành phố thông qua tái chế nước vào năm 2035.

Với những khu vực hạn chế không gian như Chicago và Toronto, các dự án “mái nhà xanh” được khuyến khích, kỳ vọng làm giảm dòng chảy xói mòn - tác nhân gây úng ngập cục bộ và gây ra nhiều nguy hiểm cho hạ tầng. Ở các vùng ven biển của xứ cờ hoa, cơ sở hạ tầng tự nhiên bao gồm vùng đất ngập nước và cồn cát ngày càng được tăng cường.

Nước mưa xả đi khỏi các thành phố có thể cuốn theo nhiều tạp chất có hại cho môi trường.

Tại Ấn Độ, đầu tháng 6-2022, Mumbai đã triển khai lắp đặt 3.679 lưới bảo vệ để giảm nguy cơ đối với người dân khi các dòng nước chảy xiết tràn về buộc phải mở toang những miệng cống ngầm. Công ty thoát nước của thành phố cũng cho biết, trước mỗi mùa mưa, các đội ngũ kỹ sư được phái đi kiểm tra toàn bộ hệ thống thoát nước để sửa chữa hư hỏng. 

Ở Nam Á và Nam Mỹ, một số nước như Brazil, Pakistan và Honduras có một cách tiếp cận mới về vệ sinh ở một số khu vực đô thị, khi khuyến khích người dân trong cộng đồng tự xây dựng hệ thống thoát nước đơn giản. Với kết cấu tương tự như hệ thống thoát nước thông thường, những hệ thống này có chi phí thấp, chỉ sử dụng các đường ống nhỏ hơn được đặt ở các khu vực nông hơn, nhưng góp phần không nhỏ vào hạ tầng thoát nước chung của cả khu vực.

Giới chuyên môn cũng cho rằng, các cộng đồng đô thị phải được thiết kế để sống cân bằng với khí hậu và môi trường địa phương. Để đạt được điều này, việc quy hoạch thành phố và xây dựng khu dân cư cần luôn ý thức rằng, một số nơi không phù hợp với đời sống con người. Tại Canada hiện nay, chương trình tái định cư đường ngập lụt hỗ trợ tài chính để di dời cư dân có nhà nằm trong vùng ngập lụt sông hoặc rìa úng lụt.

Úng lụt tại thành phố Passaic (New Jersey, Mỹ).

Bất chấp những nỗ lực chống “thủy thần” đáng kể thời gian qua, các chuyên gia hiện vẫn lo ngại sẽ còn nhiều rủi ro trong tương lai, đòi hỏi nhân loại luôn phải chạy đua để đảm bảo an toàn. Đáng kể hơn cả là tình trạng biến đổi khí hậu sẽ sớm khiến những tính toán mạnh dạn nhất trở nên sơ sót.

Ngoài ra, còn một vấn đề khác đáng quan tâm là khi nước mưa được giải phóng mà không có bất kỳ quản lý ô nhiễm nào. Khi nước chảy trên bề mặt đô thị, nó kéo theo vi khuẩn, kim loại nặng, chất dinh dưỡng và hạt mầm - có thể gây ra những tác động to lớn đối với môi trường sống. Chính vì thế, nhiều đô thị đang cố gắng xây dựng thêm nhà máy xử lý nước thải cuối các hệ thống thoát nước. Các nhà máy này sẽ chỉ xả nước chưa qua xử lý trong một số trường hợp khẩn cấp.