Vấn đề nằm ở chỗ quy hoạch truyền thống không nhận ra được mối liên hệ giữa lũ lụt: cách dòng chảy bề mặt từ đường lái xe, bãi cỏ và đường phố và dòng chảy trong các kênh và đường ống, sông đều có mối liên hệ với nhau. Kết quả là sự tương tác, thường không lường trước được, giữa các hệ thống thoát nước mưa khác nhau có thể khiến tình trạng lũ lụt trở nên tồi tệ hơn.
Ngập lụt đô thị, nỗi ám ảnh không riêng một quốc gia nào. Ảnh: Thanh Sơn
"Khi thiết kế, chúng ta thường tập trung vào các giải pháp cục bộ", Valeriy Ivanov, giáo sư kỹ thuật dân dụng và môi trường của UM và là đồng tác giả đầu tiên của nghiên cứu được công bố trên Nature Cities cho biết. "Chúng tôi có một khu vực quan tâm, đôi khi là một lô đất đơn lẻ hoặc một tập hợp các lô đất cần được kết nối bằng cơ sở hạ tầng thoát nước mưa và chúng tôi thiết kế riêng cho những khu vực đó. Nhưng những khu vực đó bị ảnh hưởng bởi lũ lụt xảy ra xung quanh, và điều đó có nghĩa là cơ sở hạ tầng thoát nước mưa được thiết kế có thể gây ra hậu quả không mong muốn".
Nghiên cứu dựa trên lượng mưa phá kỷ lục tấn công Metro Detroit vào ngày 11/8/2014, gây ra lũ lụt trên toàn khu vực. Thảm họa đã đóng cửa các xa lộ, khiến tài xế bị mắc kẹt, gây mất điện và thiệt hại tài sản cho hơn 100.000 ngôi nhà, với chi phí là 1,8 tỷ đô la.
Các nhà nghiên cứu đã phân tích dữ liệu từ sự kiện đó, đặc biệt là từ thành phố Warren, và đưa những phát hiện của họ vào bối cảnh các tiêu chuẩn thiết kế thoát nước mưa hiện tại của Hoa Kỳ và các hoạt động cảnh báo lũ lụt để đưa ra các khuyến nghị về chính sách.
Những điều đó bao gồm:
Thiết kế hệ thống thoát nước mưa phải áp dụng phương pháp toàn diện, trên toàn hệ thống để giảm thiểu lũ lụt, thay vì phương pháp thông thường tập trung vào các giải pháp cục bộ.
Các hướng dẫn thiết kế hệ thống thoát nước mưa cần được sửa đổi để xem xét khả năng kết nối trong cảnh quan đô thị, bao gồm dòng chảy trong cơ sở hạ tầng ngầm như đường ống và cống rãnh, dòng chảy kênh hở như sông và suối, và dòng chảy trên mặt đất trên bề mặt tự nhiên và nhân tạo.
Cần phải có các mô hình máy tính tiên tiến thể hiện đầy đủ các thành phần của nước mưa và hành vi của nước trong đó.
Các kịch bản thiết kế phải thể hiện được nhiều yếu tố khác nhau kiểm soát dòng chảy của nước ở khu vực đô thị, chẳng hạn như mô hình mưa phức tạp, tình trạng nước đất trước đó và hoạt động của các hệ thống thoát nước mưa hiện có .
Các phương pháp lập bản đồ nguy cơ lũ lụt nên mở rộng phạm vi ra ngoài các vùng đồng bằng ngập lụt ven sông để bao gồm các rủi ro ở các khu vực đô thị có thể cách xa các nguồn nước cố định.
Mô phỏng các quy hoạch hạ tầng cũ kỹ góp phần làm trầm trọng thêm tình trạng ngập lụt. Ảnh: Nature Cities
"Các hoạt động lập bản đồ lũ lụt hiện tại cho thấy tư duy lỗi thời cần phải thay đổi", Vinh Ngoc Tran, trợ lý nghiên cứu khoa học của UM về kỹ thuật dân dụng và môi trường và là đồng tác giả đầu tiên cho biết. "Cho dù là Cơ quan Quản lý Tình trạng Khẩn cấp Liên bang hay một ai đó khác lập ra nó, họ chỉ cung cấp ước tính cho các vùng đồng bằng ngập lụt gần sông. Nhưng vấn đề ở đây là: Ở các thành phố, lũ lụt có thể xảy ra ở xa bất kỳ con sông hay suối nào.
"Lấy Warren, Michigan làm ví dụ. Bản đồ lũ lụt chính thức không cho thấy nguy cơ lũ lụt ở những khu vực của thành phố cách xa bất kỳ tuyến đường thủy chính nào. Và không chỉ riêng Warren—điều này là bình thường trên khắp cả nước."
Theo FEMA, lũ lụt là "thảm họa phổ biến và tốn kém nhất ở Hoa Kỳ". Rủi ro đó đang gia tăng do biến đổi khí hậu.
Về mặt tài chính, đây là một vấn đề. FEMA lưu ý rằng từ năm 1980 đến năm 2000, Chương trình Bảo hiểm Lũ lụt Quốc gia của FEMA đã chi trả 9,4 tỷ đô la cho các yêu cầu bồi thường bảo hiểm. Trong khoảng thời gian 20 năm tiếp theo, chương trình đã chi trả 62,2 tỷ đô la, tăng hơn 660%.
"Nếu không có thiết kế cập nhật, tác động kinh tế của lũ lụt sẽ chỉ tăng lên, gây gánh nặng hơn cho chính phủ và người nộp thuế", Jeff Bednar, giám đốc tài nguyên môi trường của Quận Macomb và là người đóng góp nghiên cứu cho dự án, cho biết. "Bằng cách đầu tư vào cơ sở hạ tầng phục hồi ngay bây giờ, chúng ta không chỉ bảo vệ môi trường mà còn củng cố nền tảng cho tăng trưởng kinh tế".