Những ngày mưa lớn cuối tháng 9 biến nhiều khu vực Bangkok thành sông. Ôtô mắc kẹt, nhà dân ngập nước, giao thông đình trệ và hàng nghìn người phải sơ tán. Chính quyền Thái Lan có thời điểm tuyên bố tình trạng thảm họa trên toàn thủ đô.

Bangkok không phải thành phố thiếu hạ tầng chống ngập. Thủ đô hơn 10 triệu dân có mạng lưới kênh rạch, hệ thống thoát nước và các trạm bơm quy mô lớn. Nhưng khoảng 300 mm mưa trút xuống trong 48 giờ đã khiến hệ thống tiêu thoát bị quá tải.

Cách đó hàng nghìn km, New York, Boston và Philadelphia cũng chịu tác động của một hệ thống bão mạnh, mang theo mưa lớn, gió mạnh và ngập ven biển. Khoảng 130.000 khách hàng mất điện, hàng trăm chuyến bay bị hủy, trong khi nhiều tuyến đường thấp và cộng đồng ven biển bị ngập.

Tại Ấn Độ, mưa lớn trong 48 giờ gây ngập trên diện rộng ở nhiều bang. Một số khu vực ghi nhận hơn 200 mm mưa trong 24 giờ, hơn 40.000 người ở Odisha phải sơ tán.

Các hiện tượng thời tiết này có nguyên nhân khác nhau, nhưng cùng phơi bày một vấn đề là hạ tầng đô thị có giới hạn, trong khi lượng mưa cực đoan có thể vượt qua những giới hạn đó.

Quá sức chịu đựng

Kimberley Reid, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ về khoa học khí quyển tại Đại học Melbourne, chỉ ra trong bài viết trên The Conversation hệ thống thoát nước ở những thành phố nhiệt đới như Bangkok được thiết kế để xử lý những trận mưa lớn trong một phạm vi nhất định.

Khi nước đổ xuống nhanh hơn khả năng mà đường ống, kênh rạch và trạm bơm có thể vận chuyển, nước sẽ tích tụ. Điều này có nghĩa hệ thống không nhất thiết phải bị hỏng mới gây ngập. Nó có thể hoạt động đúng thiết kế nhưng vẫn bị áp đảo khi lượng nước đến quá nhiều hoặc quá nhanh.

Đây cũng là điểm chung giữa Bangkok, New York hay các đô thị Ấn Độ. Một hệ thống thoát nước được xây dựng dựa trên các mức mưa nhất định sẽ gặp khó khi một trận mưa vượt xa ngưỡng đó.

Vì vậy, khi đánh giá nguy cơ ngập, không thể chỉ nhìn vào tổng lượng mưa. Cường suất mưa và khoảng thời gian lượng nước đó đổ xuống cũng quyết định thành phố có kịp tiêu thoát hay không.

Hạ tầng thoát nước cũng phải xử lý lượng nước ngày càng lớn từ chính quá trình đô thị hóa.

Đất tự nhiên, cây xanh, ao hồ và vùng trũng có khả năng giữ nước, giúp nước thấm xuống đất hoặc chảy đi từ từ. Ngược lại, bê tông, nhựa đường và các công trình tạo ra những bề mặt không thấm nước.

Khi mưa lớn, nước nhanh chóng chảy trên đường phố rồi dồn vào cống, kênh rạch và sông. Thành phố càng dày đặc, không gian tự nhiên để giữ nước càng ít.

Tại Bangkok, nghiên cứu được Reid dẫn lại cho thấy quá trình đô thị hóa trong khoảng 30 năm đã làm lượng nước chảy tràn trên bề mặt tăng khoảng 25% trong những đợt mưa cực đoan.

Điều này giúp giải thích vì sao một trận mưa tương tự có thể gây tác động khác nhau ở một khu vực đô thị hóa cao so với nơi còn nhiều đất tự nhiên.

Không phải thành phố nào cũng có cùng khả năng thoát nước tự nhiên. Bangkok nằm trên vùng đồng bằng ngập lũ gần cửa sông Chao Phraya. Thành phố tương đối bằng phẳng, thiếu địa hình tự nhiên để làm chậm hoặc chuyển hướng một lượng nước lớn.

New York lại phải đối mặt vấn đề ngập ven biển. Khi mưa lớn xảy ra cùng nước dâng ven biển, lượng nước từ trong thành phố khó thoát ra ngoài.

Đây là thách thức chung của các đô thị ven biển và vùng thấp. Triều cường, mực nước sông hoặc nước biển dâng có thể làm giảm khả năng tiêu thoát, khiến nước mưa tồn lại lâu hơn trong thành phố.

Bangkok còn có thêm yếu tố sụt lún. Theo Reid, khai thác nước ngầm quá mức vào giữa thế kỷ 20 từng khiến mặt đất Bangkok sụt hơn 10 cm chỉ trong năm 1988. Các chính sách quản lý nước ngầm sau đó giúp tốc độ này giảm xuống, nhưng thành phố vẫn đang lún khoảng 2-3 cm mỗi năm.

Khi một đô thị ven biển vừa sụt lún vừa đối mặt với mực nước biển dâng, việc đưa nước ra ngoài càng trở nên khó khăn.

Khí quyển ấm hơn, mưa có thể dữ dội hơn

Yếu tố cuối cùng nằm ở chính khí hậu. Chưa thể khẳng định biến đổi khí hậu gây ra riêng trận mưa ở Bangkok, Reid lưu ý. Một sự kiện cụ thể còn phụ thuộc vào hệ thống áp thấp, gió mùa, nhiệt độ biển và nhiều điều kiện khí quyển khác.

Tuy nhiên, dấu hiệu của biến đổi khí hậu đã xuất hiện trong xu hướng mưa cực đoan trên toàn cầu.

Khi nhiệt độ tăng, khí quyển có thể chứa nhiều hơi nước hơn. Khi điều kiện thời tiết phù hợp, lượng hơi nước lớn hơn có thể tạo ra những trận mưa dữ dội hơn.

Tại Bangkok, một số nghiên cứu cho thấy lượng mưa trong ngày mưa lớn nhất của năm tăng khoảng 6-12 mm sau mỗi thập kỷ.

Điều đó không có nghĩa mọi trận ngập đều do biến đổi khí hậu. Nhưng nếu những trận mưa cực đoan trở nên mạnh hơn, các hệ thống được thiết kế dựa trên điều kiện khí hậu trong quá khứ sẽ phải đối mặt với một bài toán ngày càng khó.

Những gì xảy ra ở Bangkok, New York hay Ấn Độ cho thấy ngập đô thị không có một nguyên nhân duy nhất.

Một trận mưa cực đoan có thể trở nên nghiêm trọng hơn khi nước đến quá nhanh, thành phố có quá ít bề mặt thấm nước, địa hình thấp hoặc khả năng thoát nước ra bên ngoài bị hạn chế. Nếu những yếu tố này cùng xuất hiện, hệ thống thoát nước rất dễ vượt ngưỡng chịu đựng.

Vì vậy, chống ngập không đơn giản là xây những đường cống lớn hơn hoặc tăng công suất trạm bơm.

Theo Reid, các thành phố cần thiết kế hạ tầng dựa không chỉ trên lượng mưa cực đoan hiện tại mà cả khả năng mưa sẽ tiếp tục dữ dội hơn trong tương lai. Hạ tầng xanh, bề mặt thấm nước và các không gian có khả năng trữ nước có thể giúp giảm lượng nước chảy tràn vào hệ thống trong cùng một thời điểm.

Nói cách khác, thành phố cần giải quyết hai bài toán cùng lúc là đưa nước đi nhanh hơn và giữ lại nhiều nước hơn trước khi nó dồn vào hệ thống thoát nước.

Từ Bangkok đến New York và các đô thị ở Ấn Độ, những trận ngập gần đây cho thấy ngay cả các hệ thống đô thị hiện đại cũng có giới hạn. Thách thức không chỉ là xây dựng để chống lại những trận mưa từng xảy ra, mà phải chuẩn bị cho những trận mưa mà thành phố có thể phải đối mặt trong tương lai.