Các công trình từ độc đáo đến đơn giản để giải quyết ngập lụt trên thế giới

Bình luận Ánh Dương • 14:19, 27/10/20

Giúp NTDVN sửa lỗi

Ngập lụt là một vấn đề phổ biến và đang trở nên tồi tệ hơn khi thế giới đang nóng lên gây băng tan ở Bắc Cực, các hiện tượng thời tiết cực đoan, cơn bão quái vật... Thế giới đã xây dựng và đưa ra nhiều ý tưởng độc đáo để hạn chế lũ lụt, từ việc quy hoạch đô thị, xây tường chắn nước đến các giải pháp đơn giản cho từng ngôi nhà.

Khi nói đến lũ lụt, chúng ta thường đưa ra hai cách để tiếp cận: phòng ngừa hoặc bảo vệ.

Ngăn ngừa lũ lụt bao gồm quy hoạch đô thị thích hợp, xây dựng tường chắn biển thích hợp và thực hành xây dựng các ngôi nhà phù hợp hoặc thích ứng với điều kiện khu vực hay bị ngập lụt. Đây là các biện pháp phòng ngừa với phương pháp cải tạo cơ sở hạ tầng theo hướng hiện đại và có khả năng phòng chống lụt.

Tuy nhiên, vẫn có nhiều trường hợp mà việc ngăn chặn không giải quyết được vấn đề, khi đó chúng ta cần xem xét đến các biện pháp bảo vệ. Đó là các phương pháp sử dụng đến các thiết bị chắn nước cho một khu vực hay cho chính ngôi nhà của mình, như bao cát hoặc xây dựng các rào cản lũ lụt tạm thời và những thứ tương tự.

  1. Rào chắn lũ tự động khổng lồ chống ngập lụt Maeslant ở Hà Lan
Thiết kế đập Maeslant chống ngập lụt tại Hà Lan.
Thiết kế đập Maeslant chống ngập lụt tại Hà Lan. (Ảnh: Wikipedia)
Cấu trúc lớn màu trắng xoay vào vị trí đóng và chứa đầy nước để bảo vệ khu vực khỏi ngập lụt.
Cấu trúc lớn màu trắng xoay vào vị trí đóng và chứa đầy nước để bảo vệ khu vực khỏi ngập lụt. (Ảnh: Wikipedia)

Hệ thống Deltaworks của Hà Lan là một trong những hệ thống chống lũ toàn diện nhất trên toàn thế giới. Mạng lưới cơ sở hạ tầng ngăn lũ phức tạp này xuất phát từ việc đất nước Hà Lan nằm gần như hoàn toàn dưới mực nước biển.

Một rào cản đáng chú ý là một phần của Deltaworks là Maeslantkering, hay còn được gọi là Rào chắn lũ tự động Maeslant. Rào chắn này được hoàn thành vào năm 1997 và ngày nay nó vẫn là một trong những cấu trúc chuyển động lớn nhất trên toàn thế giới.

Khi nước dâng lên ở khu vực xung quanh, các cảm biến kích hoạt các bức tường đóng lại và các bể chứa nước sẽ được lấp đầy dọc theo tấm chắn. Trọng lượng nước này làm cho các bức tường đẩy mạnh xuống nền của chúng, giữ cho nước lũ không chọc thủng các cổng chắn nước.

Maeslantkering có hai cổng rào dài 210 mét, với hai giàn thép dài 237 mét giúp cố định. Khi ở trạng thái đóng, rào chắn sẽ bảo vệ toàn bộ chiều rộng (360 mét) của kênh đào Nieuwe Waterweg, đường thủy chính của cảng Rotterdam.

Maeslantkering ("Maeslant barrier" trong tiếng Hà Lan) là một rào cản triều cường trên sông Nieuwe Waterweg, ở thành phố South Holland, Hà Lan.

2. Đập chắn nước sông Thames vĩ đại ở Luân Đôn, Anh Quốc

Một bức ảnh rộng về Thames Barrier, mô tả các cấu trúc thép xoay vào vị trí để ngăn ngập lụt.
Một bức ảnh rộng về Thames Barrier, mô tả các cấu trúc thép xoay vào vị trí để ngăn ngập lụt. (Ảnh: Andrew Price / Flickr)

Ngập lụt dọc theo sông Thames ở Anh là một vấn đề dai dẳng trong suốt lịch sử của nó. Để chống lại điều này, các kỹ sư đã thiết kế một hệ thống rào chắn có thể di chuyển được làm bằng thép rỗng. Các cấu trúc này tạo thành các cửa dẫn nước mà trong thời gian lũ lụt cao có thể đóng lại để ngăn nước chảy qua. Thiết kế này cho phép tàu bè và các phương tiện giao thông đường thủy khác đi qua một cách dễ dàng trong thời gian bình thường, nhưng các nhà chức trách vẫn có thể nhanh chóng tạo thành rào chắn khi mực nước dâng cao.

Những cấu trúc này đã được xây dựng từ khi hoàn thành xây dựng vào năm 1984 và kể từ đó đã được sử dụng hơn 100 lần để bảo vệ khu vực xung quanh khỏi bị phá hủy.

3. Ý tưởng về cửa chắn nước phản ứng nhanh

Một mô hình do máy tính tạo ra về hệ thống Water-gate mô tả cách nó 'thổi phồng' để đổ đầy nước và tạo ra một con đập.
Một mô hình do máy tính tạo ra về hệ thống Water-gate mô tả cách nó 'thổi phồng' để đổ đầy nước và tạo ra một con đập.

Khi lũ lụt sắp xảy ra, bạn thường cần một hàng rào để bảo vệ mình. Bao cát phục vụ nhiệm vụ này trong nhiều trường hợp, nhưng chúng có thể yêu cầu một lượng lớn thời gian chuẩn bị và thiết lập, cộng với nó cồng kềnh khi mang theo. Một thiết bị được gọi là cửa chắn nước có thể là một giải pháp thay thế hữu ích. Đây là một thiết bị có thể triển khai nhanh chóng được làm bằng vật liệu PVC. Nó sử dụng áp lực của nước chảy vào để tự ổn định. Về cơ bản, điều này có nghĩa là nước lũ được sử dụng để xây dựng con đập cho chính nó.

Bởi vì thiết bị sử dụng PVC nhẹ và thiết kế dựa vào áp lực nước để làm phồng nó, bản thân thiết bị rất nhỏ gọn và có thể được triển khai bởi một người trong vài phút đến hàng giờ tùy thuộc vào kích thước.

Bằng cách bao quanh ngôi nhà với cửa chắn nước này, một con đập tạm thời đã được tạo ra xung quanh ngôi nhà. Nó cũng hoàn toàn có thể tái sử dụng, vì vậy nó là một lựa chọn tuyệt vời cho những người sống trong khu vực có nguy cơ lũ lụt.

4. Lập bản đồ rủi ro lũ lụt LiDAR

Tại Bangkok, Thái Lan, lập bản đồ LiDAR đang được sử dụng để phát triển các mô hình và đồ thị độ cao để hiểu nơi nào cần tập trung nguồn lực để phòng chống lũ lụt. LiDAR là hệ thống thiết bị phát hiện bằng ánh sáng trong một phạm vi (light-detection and ranging) cho phép tạo bản đồ độ cao 3D, cho phép các kỹ sư phát triển các mô hình độ cao chính xác cho một khu vực nhất định của thành phố.

Thành phố cũng đang sử dụng các thiết bị bay không người lái để quét hệ thống thoát nước của thành phố để tìm các chướng ngại vật có thể ngăn cản dòng chảy của nước; nói một cái cây mắc kẹt trong cống hoặc rác tích tụ trong đường ống thoát nước.

Thái Lan nói chung đã bị ảnh hưởng nặng nề bởi lũ lụt trong thập kỷ qua, đó là lý do khiến họ phải áp dụng một loạt công nghệ như vậy trong việc ngăn chặn và lập kế hoạch cho lũ lụt.

5. Phần mềm tối ưu hóa quản lý ngập lụt Opti

Opti là một trong những hệ thống ngăn lũ độc đáo nhất nằm trong danh sách này. Thay vì một hệ thống rào chắn nước, Opti là một công ty sử dụng phần mềm quản lý dữ liệu để lập bản đồ và tối ưu hóa hệ thống thoát nước của thành phố.

Hầu hết các thành phố trên thế giới đều có một số phương pháp dự kiến để đối phó với nước mưa trên đường phố. Điều này có thể liên quan đến một loạt hệ thống thoát nước mưa và bể chứa, nhưng những hệ thống này không phải lúc nào cũng ở đúng vị trí hoặc hoạt động đúng 100%.

Công ty khởi nghiệp Opti này đã huy động được hơn 11 triệu đô la trong vòng đầu tư ban đầu. Nó thúc đẩy công nghệ lập bản đồ để dự đoán vị trí lũ lụt sẽ xảy ra trong toàn thành phố, cho phép các nhà quy hoạch thành phố biết chính xác hơn vị trí xây dựng các hồ trữ nước và các hệ thống quản lý lũ lụt khác.

Đáng chú ý, liên quan đến các hồ trữ nước, đây là một trong những phương pháp phòng ngừa hữu ích nhất có thể được sử dụng để bảo vệ các thành phố khỏi lũ lụt. Về cơ bản chúng chỉ là những phần lõm rộng lớn trên mặt đất chứa đầy nước thừa từ hệ thống thoát nước. Sau khi bão tan, nước lại rút ra khỏi hồ. Tuy nhiên, khi xảy ra hiện tượng nước tràn ra khỏi các hồ trữ nước này, đó có thể là một tin xấu.

Phần mềm mà Opti đã phát triển theo dõi các dự báo thời tiết và dự đoán những nơi có khả năng xảy ra lũ lụt trong thành phố khi có bão. Ở một số thành phố nhất định, các kỹ sư có quyền kiểm soát lượng nước đang được giữ trong bất kỳ hồ giữ nước nhất định nào. Với Opti, những kỹ sư đó có thể tận dụng phần mềm để biết khi nào nên xả một cái nào và khi nào lấp đầy cái nào khác, tất cả đều tương quan với dự báo thời tiết thực tế trong khu vực.

Hệ thống đã được lắp đặt tại hơn 130 thành phố trên khắp Hoa Kỳ. Mặc dù công ty biết rằng họ sẽ không thể ngăn chặn được toàn bộ các trận lũ lụt, nhưng họ hy vọng rằng công nghệ của họ sẽ giảm thiểu thiệt hại do lũ lụt xảy ra.

6. Rào chắn nước cửa nhà Aquobex 

Nhìn vào hệ thống Aquobex được lắp đặt trên cửa trượt đôi để chống ngập lụt vào nhà.
Nhìn vào hệ thống Aquobex được lắp đặt trên cửa trượt đôi để chống ngập lụt vào nhà. (Ảnh: Aquobex)

Chúng ta đã dành thời gian thảo luận về các rào chắn nước quy mô lớn. Đối với một thiết bị quy mô nhỏ hơn, chúng ta có hệ thống rào chắn chặn cửa vào nhà Aquobex. Đó là một rào chắn nước quy mô nhỏ được thiết kế để bịt kín các cửa ra vào và lối vào các tòa nhà. Bằng cách tạo ra một lớp đệm kín với các bề mặt xung quanh, nước dâng được ngăn không cho vào nhà hoặc tòa nhà khi các rào chắn nước này được lắp đặt cho tất cả các lối vào của tòa nhà.

Thanh chắn hoàn toàn có thể tái sử dụng và có thể nhanh chóng triển khai trong trường hợp khẩn cấp.

7. Phao chắn nước WIPP (Water Inflated Property Protector)

Sử dụng phao chắn nước WIPP để chống ngập lụt tại lối vào một ngôi nhà.
Sử dụng phao chắn nước WIPP để chống ngập lụt tại lối vào một ngôi nhà. (Ảnh: Hydroresponse)

Hệ thống bảo vệ tài sản được thổi phồng bằng nước là một trong những hệ thống chống lũ cơ bản nhất mà chúng ta thảo luận trong danh sách này, nhưng đơn giản không nhất thiết có nghĩa là không tốt.

Hệ thống này được tạo thành từ các túi polyester phủ vinyl có thể kết nối được để chứa một lượng lớn nước và đóng vai trò như các đập tạm thời. Bằng cách chống lại dòng nước lũ với nhiều nước hơn, hệ thống rào chắn nặng là một cách nhanh chóng và hiệu quả để ngăn chặn sự xâm nhập của nước lũ từ một cấu trúc giống như cách hoạt động của bao cát.

8. Các mô hình nhà chống lũ trên thế giới 

Hà Lan là quê hương của các công trình kiến trúc nhà nổi với địa hình trũng. Các ngôi nhà nổi được gắn chặt vào các trụ neo linh hoạt và nằm yên trên nền bê tông. Nếu mực nước sông dâng cao, chúng có thể di chuyển lên trên cao để tránh ngập lụt cho ngôi nhà.
Hà Lan là quê hương của các công trình kiến trúc nhà nổi với địa hình trũng. Các ngôi nhà nổi được gắn chặt vào các trụ neo linh hoạt và nằm yên trên nền bê tông. Nếu mực nước sông dâng cao, chúng có thể di chuyển lên trên cao để tránh ngập lụt cho ngôi nhà. (Ảnh: inhabitat.com)
Nhà kính nổi bằng hệ thống nâng thủy lực chống ngập lụt
Nhà kính nổi bằng hệ thống nâng thủy lực chống ngập lụt. (Ảnh: inhabitat.com)

9. Từ nhà bè đơn giản đến nhà phao an toàn tại Việt Nam

Gia đình anh Lực ở thôn 3 Yên Thọ – người có căn “nhà phao” đầu tiên ở xã Tân Hóa, giải pháp nhà phao bắt đầu hình thành.

Mô hình nhà phao sơ khai của bà con xã Tân Hóa, Quảng Bình để chống ngập lụt.
Mô hình nhà phao sơ khai của bà con xã Tân Hóa, Quảng Bình để chống ngập lụt. (Ảnh: Song Foundation)

Dựa trên mô hình nhà phao sơ khai, dự án Nhà chống lũ tại xã Tân Hóa, Quảng Bình đã được triển khai. Các tiêu chí cơ bản của mô hình nhà phao Nhà chống lũ là: (1) Ứng phó được ở mức lũ 15m (2) Đảm bảo an toàn trong điều kiện có mưa, gió (3) Đảm bảo tải trọng được 1 tấn với nhà khung gỗ và 1 tấn 8 với nhà khung thép (4) Có khả năng nhân rộng: chi phí hợp lý, nguyên vật liệu có sẵn, kỹ thuật đơn giản, người dân có thể tự thực hiện.

Kỹ thuật neo 5 điểm của Nhà chống lũ tại xã Tân Hóa, Quảng Bình để làm nhà chống ngập lụt cho người dân.
Kỹ thuật neo 5 điểm của Nhà chống lũ tại xã Tân Hóa, Quảng Bình để làm nhà chống ngập lụt cho người dân. (Ảnh: Song Foundation)

Hy vọng các thông tin trên đây có thể giúp ích cho những người dân hiện đang sống trong các vùng hay xảy ra lũ lụt như đồng bào miền Trung Việt Nam trong những ngày qua và bất cứ nhà quy hoạch hoặc vận động chính sách nào có thể đưa ra các ý tưởng phù hợp với các khu vực đang sinh sống hoặc quản lý.

Ánh Dương

Khoa học Công nghệ


BÀI CHỌN LỌC

Các công trình từ độc đáo đến đơn giản để giải quyết ngập lụt trên thế giới