Đê New Orleans vỡ trong bão Katrina năm 2005 chủ yếu không phải vì nước quá cao, mà vì lỗi thiết kế và nền móng: nhiều đoạn tường chắn trên kênh thoát nước sập khi nước còn chưa tới đỉnh. Khoảng 80% thành phố chìm trong nước. Sau thảm hoạ, Công binh Lục quân Mỹ xây lại hệ thống trị giá khoảng 14,5 tỉ USD với hơn 500 km đê và tường chắn, một cửa chắn nước dâng dài gần 3 km và các trạm bơm khổng lồ. Hệ thống mới đứng vững qua bão Ida năm 2021, nhưng vẫn bị chê là tiêu chuẩn thấp và đang lún dần.
Một thành phố hình cái bát
New Orleans nằm giữa sông Mississippi ở phía nam và hồ Pontchartrain ở phía bắc. Khu phố cổ dọc sông được xây trên gờ đất tự nhiên do sông bồi, tương đối cao. Nhưng từ đầu thế kỷ 20, thành phố mở rộng xuống vùng đầm lầy phía sau nhờ những máy bơm lớn hút khô đất. Đất than bùn mất nước thì co lại và lún. Kết quả là khoảng một nửa thành phố hiện nằm thấp hơn mực nước biển, có nơi thấp vài mét, giống một cái bát được bao bởi đê.
Mưa rơi xuống bát không tự chảy ra được. Nước được bơm lên các kênh thoát nước lớn chạy về hồ Pontchartrain. Các kênh này, như kênh Đường 17 hay kênh London Avenue, vì nối với hồ nên khi bão đẩy nước hồ lên, nước hồ cũng dâng vào sâu trong lòng thành phố, chỉ cách khu dân cư một bức tường chắn.
Điều gì đã xảy ra ngày 29/8/2005
Bão Katrina đổ bộ đông nam Louisiana sáng 29/8/2005. Nước dâng do bão rất lớn ở bờ biển Mississippi và vùng phía đông thành phố. Các báo cáo kỹ thuật sau đó ghi nhận khoảng 50 điểm vỡ lớn trên hệ thống đê bao quanh New Orleans. Ba nhóm sự cố quan trọng nhất:
- Kênh Đường 17 và kênh London Avenue: tường chắn bê tông trên đỉnh đê đất bị đẩy nghiêng rồi sập, dù mực nước trong kênh còn thấp hơn đỉnh tường đáng kể. Nước hồ tràn vào các khu Lakeview, Gentilly.
- Kênh Công nghiệp: tường bị nước vượt qua và vỡ, nước ập vào khu Lower Ninth Ward, cuốn trôi nhiều nhà khỏi móng.
- Kênh MRGO: kênh tàu nối thành phố với vịnh Mexico, cùng với kênh nội thuỷ, tạo thành hình phễu dẫn nước dâng thẳng vào phía đông thành phố. Đê dọc kênh này bị bào mòn và vỡ ở nhiều đoạn.
Khoảng 80% diện tích thành phố bị ngập, nhiều nơi sâu hơn 3 m, nước đọng nhiều tuần mới bơm hết. Số người chết trên toàn khu vực ảnh hưởng được thống kê khoảng từ 1.400 đến hơn 1.800 tuỳ cách tính, phần lớn ở Louisiana.
Vì sao tường chắn sập: lỗi kỹ thuật được thừa nhận
Các đoàn điều tra độc lập và của chính Công binh Lục quân Mỹ đi đến cùng một kết luận: hệ thống thất bại vì thiết kế và thi công, không chỉ vì bão vượt quá sức. Hội Kỹ sư Xây dựng Hoa Kỳ (ASCE) gọi đây là thảm hoạ kỹ thuật tồi tệ nhất trong lịch sử nước Mỹ.
Tường chữ I trên nền yếu
Nhiều đoạn dùng kiểu "tường chữ I": một hàng cọc ván thép đóng xuống đất, phía trên đổ bê tông, đặt trên đỉnh đê đất. Ở kênh Đường 17, cọc không đóng đủ sâu qua lớp đất sét và than bùn yếu bên dưới. Khi nước trong kênh dâng, áp lực đẩy tường nghiêng về phía khu dân cư, mở ra một khe giữa tường và đất phía kênh. Nước lọt vào khe, áp lực tăng thêm, nền đất phía dưới trượt đi, cả mảng tường bị đẩy bật ra.
Một hệ thống không thật sự là hệ thống
Báo cáo điều tra của Công binh dùng một nhận xét nổi tiếng: đây là "hệ thống chỉ có trên danh nghĩa". Các đoạn đê do nhiều cơ quan khác nhau quản lý, xây ở những thời kỳ khác nhau, theo những tiêu chuẩn khác nhau. Có đoạn thấp hơn thiết kế vì lún mà không ai cập nhật. Có chỗ đê nối với tường, tường nối với cửa, chất lượng không đồng đều. Nước chỉ cần tìm ra điểm yếu nhất.
Hệ thống mới sau Katrina
Từ năm 2006, Công binh Lục quân Mỹ xây lại hệ thống, gọi là Hệ thống Giảm rủi ro Bão và Nước dâng (HSDRRS), phần lớn hoàn thành trong khoảng 2011–2018.
| Hạng mục | Nội dung chính |
|---|---|
| Đê và tường chắn | Khoảng 350 dặm (hơn 560 km) đê, tường được nâng cao, gia cố; thay nhiều tường chữ I bằng tường chữ T có chân đế rộng và cọc xiên |
| Cửa chắn nước dâng hồ Borgne | Dài khoảng 1,8 dặm (gần 3 km), cao khoảng 26 feet (gần 8 m), chặn đầu phễu MRGO và kênh nội thuỷ; có cửa cho tàu |
| Cửa và trạm bơm ở ba kênh thoát nước | Đặt ở chỗ kênh đổ ra hồ Pontchartrain; khi bão, đóng cửa chặn nước hồ và bơm nước mưa từ kênh ra hồ |
| Tổ hợp chắn phía tây | Cửa chắn và trạm bơm rất lớn bảo vệ bờ tây sông Mississippi |
| Kênh MRGO | Bị đóng hẳn năm 2009 bằng một đập đá |
Tổng chi phí khoảng 14,5 tỉ USD. Tiêu chuẩn thiết kế là chống được nước dâng có xác suất 1% mỗi năm, tức trận "100 năm". Mặt đê và mặt sau được gia cố để nếu nước vượt qua trong một trận lớn hơn thì đê bị tràn nhưng không bị xói vỡ.
Thử thách năm 2021 và những lời chê
Bão Ida đổ bộ Louisiana ngày 29/8/2021, đúng 16 năm sau Katrina, với sức gió mạnh hơn. Hệ thống đê trong vành đai đô thị New Orleans không vỡ ở đâu. Nhưng thành phố mất điện diện rộng nhiều ngày vì đường dây truyền tải đổ, và các khu dân cư nằm ngoài vành đai đê như LaPlace, Jean Lafitte bị ngập nặng.
Các lời phê bình chính:
- Tiêu chuẩn 100 năm là thấp cho một thành phố lớn nằm dưới mực nước biển. Vùng lõi Hà Lan dùng tiêu chuẩn cao hơn nhiều lần. Một trận cỡ 1% mỗi năm có xác suất xảy ra ít nhất một lần trong 30 năm là khoảng 26%.
- Lún và nước biển dâng: Công binh từng cảnh báo rằng nếu không nâng thêm, một số đoạn đê sẽ không còn đạt chuẩn 100 năm trong vài năm tới vì nền lún và biển dâng. Đê không phải xây một lần là xong.
- Mất đất ven biển: Louisiana đã mất hàng nghìn km² đầm lầy ven biển từ thập niên 1930, một phần vì đê sông chặn phù sa, một phần vì kênh đào và khai thác dầu khí. Đầm lầy từng làm giảm nước dâng trước khi tới thành phố; mất đầm là đê phải gánh nhiều hơn.
- Thoát nước mưa: đê chặn nước từ ngoài, nhưng mưa lớn trong bát vẫn phụ thuộc hệ thống bơm cũ, có máy đã chạy hơn một trăm năm. Các trận mưa lớn sau này vẫn gây ngập cục bộ khi bơm trục trặc.
Bài học cho đô thị thấp trũng
Từ New Orleans, các kỹ sư khắp nơi rút ra một số nguyên tắc dễ hiểu:
- Một hệ thống chỉ mạnh bằng điểm yếu nhất. Phải có một đơn vị chịu trách nhiệm toàn tuyến, cùng một tiêu chuẩn, cùng một bộ số liệu cao độ cập nhật.
- Nền đất quyết định. Tường đẹp mà cọc nông trên nền than bùn thì sập trước khi nước tràn.
- Cao độ thay đổi theo thời gian. Lún phải được đo định kỳ, đê phải được nâng theo.
- Kênh đào có thể thành đường dẫn nước dâng. Mọi kênh nối ra biển cần tính chuyện chặn khi bão.
- Đê giảm rủi ro, không xoá rủi ro. Sơ tán, bảo hiểm, quy hoạch không xây ở chỗ thấp nhất vẫn cần.
Các báo cáo điều tra của ASCE và của nhóm IPET thuộc Công binh Lục quân Mỹ đều công khai, có hình vẽ rõ cơ chế sập tường. Với người đọc phổ thông, các bài tổng kết dịp 10 năm và 15 năm sau Katrina trên báo chí Mỹ là chỗ bắt đầu dễ hơn.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao đê New Orleans vỡ trong bão Katrina?
Nhiều đoạn tường chắn trên các kênh thoát nước sập vì cọc thép đóng không đủ sâu qua lớp đất sét và than bùn yếu, nên bị nước đẩy bật khi chưa tới đỉnh. Một số đoạn khác bị nước dâng vượt qua rồi xói vỡ, nhất là dọc kênh MRGO và kênh Công nghiệp.
Bão Katrina làm ngập bao nhiêu phần New Orleans?
Khoảng 80% diện tích thành phố bị ngập, nhiều nơi sâu hơn 3 m, nước đọng nhiều tuần. Lower Ninth Ward, Lakeview và New Orleans East là những khu bị nặng nhất.
Sau Katrina New Orleans đã làm gì để chống lũ?
Công binh Lục quân Mỹ xây lại hệ thống trị giá khoảng 14,5 tỉ USD gồm hơn 560 km đê và tường chắn, cửa chắn nước dâng hồ Borgne, cửa và trạm bơm ở cửa ba kênh thoát nước, và đóng hẳn kênh MRGO. Tiêu chuẩn thiết kế là chống trận nước dâng 100 năm.
Hệ thống đê mới có chịu được bão Ida không?
Có. Năm 2021, bão Ida mạnh hơn Katrina về sức gió nhưng hệ thống đê trong vành đai đô thị không vỡ. Thành phố vẫn mất điện diện rộng và các khu nằm ngoài vành đai đê bị ngập nặng.
New Orleans có thấp hơn mực nước biển không?
Có, khoảng một nửa thành phố nằm thấp hơn mực nước biển, có nơi vài mét. Nguyên nhân chính là việc bơm khô đầm lầy từ đầu thế kỷ 20 làm đất than bùn co lại và lún.
