Keep the Water Away

Keep the Water Away

A       Last winter’s floods on the rivers of central Europe were among the worst since the Middle Ages, and as winter storms return, the spectre of floods is returning too. Just weeks ago, the river Rhone in south-east France burst its banks, driving 15,000 people from their homes, and worse could be on the way. Traditionally, river engineers have gone for Plan A: get rid of the water fast, draining it off the land and down to the sea in tall-sided rivers re-engineered as high-performance drains. But however big they dug city drains, however wide and straight they made the rivers, and however high they built the banks, the floods kept coming back to taunt them, from the Mississippi to the Danube. Arid when the floods came, they seemed to be worse than ever. No wonder engineers are turning to Plan B: sap the water’s destructive strength by dispersing it into fields, forgotten lakes, flood plains and aquifers.

B          Back in the days when rivers took a more tortuous path to the sea, flood waters lost impetus and volume while meandering across flood plains and idling through wetlands and inland deltas. But today the water tends to have an unimpeded journey to the sea. And this means that when it rains in the uplands, the water comes down all at once. Worse, whenever we close off more flood plains, the river’s flow farther downstream becomes more violent and uncontrollable. Dykes are only as good as their weakest link—-and the water will unerringly find it. By trying to turn the complex hydrology of rivers into the simple mechanics of a water pipe, engineers have often created danger where they promised safety, and intensified the floods they meant to end. Take the Rhine, Europe’s most engineered river. For two centuries, German engineers have erased its backwaters and cut it off from its flood plain.

C        Today, the river has lost 7 percent of its original length and runs up to a third faster. When it rains hard in the Alps, the peak flows from several tributaries coincide in the main river, where once they arrived separately. And with four-fifths of the lower Rhine’s flood plain barricaded off, the waters rise ever higher. The result is more frequent flooding that does ever-greater damage to the homes, offices and roads that sit on the flood plain. Much the same has happened in the US on the mighty Mississippi, which drains the world’s second largest river catchment into the Gulf of Mexico.

D        The European Union is trying to improve rain forecasts and more accurately model how intense rains swell rivers. That may help cities prepare, but it won’t stop the floods. To do that, say hydrologists, you need a new approach to engineering not just rivers, but the whole landscape. The UK’s Environment Agency -which has been granted an extra £150 million a year to spend in the wake of floods in 2000 that cost the country £1 billion- puts it like this: “The focus is now on working with the forces of nature. Towering concrete walks are out, and new wetlands : are in.” To help keep London’s feet dry, the agency is breaking the Thames’s banks upstream and reflooding 10 square kilometres of ancient flood plain at Otmoor outside Oxford. Nearer to London it has spent £100 million creating new wetlands and a relief channel across 16 kilometres of flood plain to protect the town of Maidenhead, as well as the ancient playing fields of Eton College. And near the south coast, the agency is digging out channels to reconnect old meanders on the river Cuckmere in East Sussex that were cut off by flood banks 150 years ago.

E         The same is taking place on a much grander scale in Austria, in one of Europe’s largest river restorations to date. Engineers are regenerating flood plains along 60 kilometres of the river Drava as it exits the Alps. They are also widening the river bed and channelling it back into abandoned meanders, oxbow lakes and backwaters overhung with willows. The engineers calculate that the restored flood plain can now store up to 10 million cubic metres of flood waters and slow storm surges coming out of the Alps by more than an hour, protecting towns as far downstream as Slovenia and Croatia.

F        “Rivers have to be allowed to take more space. They have to be turned from flood-chutes into flood-foilers,” says Nienhuis. And the Dutch, for whom preventing floods is a matter of survival, have gone furthest. A nation built largely on drained marshes and seabed had the fright of its life in 1993 when the Rhine almost overwhelmed it. The same happened again in 1995, when a quarter of a million people were evacuated from the Netherlands. But a new breed of “soft engineers” wants our cities to become porous, and Berlin is their shining example. Since reunification, the city’s massive redevelopment has been governed by tough new rules to prevent its drains becoming overloaded after heavy rains. Harald Kraft, an architect working in the city, says: “We now see rainwater as a resource to be kept rather than got rid of at great cost.” A good illustration is the giant Potsdamer Platz, a huge new commercial redevelopment by Daimler Chrysler in the heart of the city.

G         Los Angeles has spent billions of dollars digging huge drains and concreting river beds to carry away the water from occasional intense storms. The latest plan is to spend a cool $280 million raising the concrete walls on the Los Angeles river by another 2 metres. Yet many communities still flood regularly. Meanwhile this desert city is shipping in water from hundreds of kilometres away in northern California and from the Colorado river in Arizona to fill its taps and swimming pools, and irrigate its green spaces. It all sounds like bad planning. “In LA we receive half the water we need in rainfall, and we throw it away. Then we spend hundreds of millions to import water,” says Andy Lipkis, an LA environmentalist, along with citizen groups like Friends of the Los Angeles River and Unpaved LA, want to beat the urban flood hazard and fill the taps by holding onto the city’s flood water. And it’s not just a pipe dream. The authorities this year launched a $100 million scheme to road-test the porous city in one flood-hit community in Sun Valley. The plan is to catch the rain that falls on thousands of driveways, parking lots and rooftops in the valley. Trees will soak up water from parking lots. Homes and public buildings will capture roof water to irrigate gardens and parks. And road drains will empty into old gravel pits and other leaky places that should recharge the city’s underground water reserves. Result: less flooding and more water for the city. Plan B says every city should be porous, every river should have room to flood naturally and every coastline should be left to build its own defences. It sounds expensive and utopian, until you realise how much we spend trying to drain cities and protect our watery margins -and how bad we are at it.

Ngăn nước lũ

A        Trận lụt vào mùa đông năm ngoái trên các con sông ở miền trung châu Âu là một trong những trận lụt tồi tệ nhất kể từ thời Trung cổ, và khi các cơn bão mùa đông trở lại, bóng ma của lũ lụt cũng đang quay về. Chỉ vài tuần trước, con sông Rhone ở đông nam nước Pháp đã vỡ đê bao, khiến 15.000 người phải rời bỏ nhà cửa, và tình hình có thể sẽ còn tồi tệ hơn. Theo truyền thống, các kỹ sư đường sông đã thực hiện Kế hoạch A: triệt tiêu nước thật nhanh, đưa chúng thoát khỏi đất liền và đổ xuống biển ở những con sông có bờ cao được thiết kế lại thành cống thoát nước công suất lớn. Nhưng dù họ đã đào cống thoát nước của thành phố lớn đến đâu, dù sông được họ làm rộng và thẳng đến đâu, và dù họ xây bờ cao đến đâu, lũ lụt vẫn tiếp tục quay lại như để chế giễu, từ Mississippi cho đến Danube. Khô cằn khi lũ lụt đến, chúng dường như trở nên tệ hơn bao giờ hết. Không có gì ngạc nhiên khi các kỹ sư đang chuyển sang Kế hoạch B: làm giảm sức tàn phá của nước bằng cách phân tán chúng vào các cánh đồng, những chiếc hồ bị lãng quên, vùng ngập lũ và các tầng chứa nước.

B        Trở lại thời mà các con sông chảy quanh co hơn để đổ ra biển, nước lũ mất sức mạnh dòng chảy và lưu lượng khi chảy ngoằn ngoèo qua vùng ngập lũ và chạy không có sức mạnh khi chảy qua các vùng đất ngập nước và châu thổ nội địa. Nhưng ngày nay nước có xu hướng đi ra đến biển mà không bị cản trở. Điều này có nghĩa là khi trời mưa ở vùng cao, nước sẽ đồng loạt đổ xuống. Tệ hơn nữa, bất cứ khi nào chúng ta đóng cửa nhiều vùng ngập lũ hơn, dòng chảy của con sông xa hơn về phía hạ lưu trở nên hung bạo hơn và không thể kiểm soát. Đê chỉ tốt ở vai trò là mắt xích yếu nhất —- và nước sẽ luôn tìm đến chúng nhanh chóng. Bằng cách cố gắng biến tình trạng thủy văn phức tạp của các con sông thành các nguyên  tắc cơ học đơn giản của một đường ống dẫn nước, các kỹ sư thường tạo ra nguy hiểm khi họ hứa hẹn về sự an toàn và gia tăng cường độ những trận lũ lụt mà họ muốn chấm dứt. Lấy ví dụ về Rhine, con sông được thiết kế với kỹ thuật cao nhất ở Châu Âu. Trong hai thế kỷ, các kỹ sư người Đức đã xóa bỏ các dòng chảy ngược và cô lập dòng sông khỏi vùng ngập lũ của chính nó.

C        Ngày nay, con sông đã mất đi 7 phần trăm chiều dài ban đầu và chảy nhanh thêm một phần ba. Khi trời mưa lớn trên dãy Alps, nước ở đỉnh núi chảy từ một số nhánh sông đồng thời vào sông chính, nơi trước đây chúng từng diễn ra tách biệt. Và với bốn phần năm diện tích vùng ngập lũ ở hạ lưu sông Rhine đã bị chặn lại, nước dâng cao hơn bao giờ hết. Kết quả là lũ lụt xảy ra thường xuyên hơn, gây thiệt hại ngày càng lớn cho nhà cửa, văn phòng và đường xá nằm trên vùng ngập lũ. Điều tương tự cũng đã xảy ra ở Mỹ trên sông Mississippi hùng vĩ, thoát nước cho con sông dẫn nước lớn thứ hai thế giới vào Vịnh Mexico.

D        Liên minh châu Âu đang cố gắng cải thiện dự báo thời tiết và xây dựng mô hình chính xác hơn về cách những cơn mưa dữ dội gây tràn ngập các dòng sông. Điều đó có thể giúp các thành phố có sự chuẩn bị, nhưng nó sẽ không ngăn được lũ lụt. Để làm được điều đó, các nhà nghiên cứu thủy văn cho biết, bạn cần một cách tiếp cận mới đối với kỹ thuật không chỉ các con sông, mà là toàn bộ địa hình. Cơ quan Môi trường của Vương quốc Anh – nơi được cấp thêm 150 triệu bảng Anh mỗi năm để chi tiêu sau trận lũ lụt vào năm 2000 gây thiệt hại 1 tỷ bảng Anh – mô tả như sau: “Trọng tâm hiện tại là đối phó với sức mạnh của thiên nhiên. Những con đường bê tông cao chót vót đã không còn, và những vùng đất ngập nước mới: đang xuất hiện.” Để giúp giữ cho phần đế thấp của London được khô ráo, cơ quan này đang phá vỡ các bờ bao của sông Thames ở thượng nguồn và đưa lũ trở lại khu vực 10 km vuông của vùng ngập lũ cổ đại ở Otmoor bên ngoài Oxford. Vùng gần London hơn, 100 triệu bảng Anh đã được chi để tạo ra các vùng đất ngập nước mới và một kênh thoát trải dài 16 km vùng ngập lũ để bảo vệ thị trấn Maidenhead, cũng như các sân chơi cổ của Đại học Eton. Và gần bờ biển phía nam, cơ quan này đang cho đào các con kênh để kết nối lại các với khúc quanh cũ trên sông Cuckmere ở Đông Sussex, đã bị chia cắt bởi các đê ngăn lũ từ cách đây 150 năm.

E         Điều tương tự cũng đang diễn ra trên quy mô lớn hơn nhiều tại Áo, tại một trong những công trình tái tạo sông lớn nhất châu Âu cho đến nay. Các kỹ sư đang tái tạo vùng ngập lũ dọc theo 60 km của sông Drava đoạn ra khỏi dãy Alps. Họ cũng đang mở rộng lòng sông và dẫn hướng dòng trở lại vào những khúc sông bị bỏ hoang, hồ bán nguyệt và vùng nước tù tràn ngập cây liễu. Các kỹ sư tính toán rằng vùng ngập lũ được khôi phục hiện đã có thể chứa tới 10 triệu mét khối nước lũ và làm chậm sức nước dâng thoát ra từ dãy Alps trong hơn một giờ, bảo vệ các thị trấn ở xa hạ lưu như ở Slovenia và Croatia.

F         “Các con sông phải được làm cho có thêm không gian. Nienhuis nói: “Chúng phải được biến từ máng lũ thành nơi ngăn lũ”. Và người Hà Lan, những người mà với họ việc ngăn chặn lũ lụt là vấn đề sống còn, đã đi xa nhất. Một quốc gia được xây dựng phần lớn trên các đầm lầy và đáy biển cạn nước đã phải trải qua thời khắc kinh hoàng vào năm 1993 khi bị sông Rhine gần như nuốt chửng. Điều tương tự đã xảy ra một lần nữa vào năm 1995, khi một phần tư triệu người đã phải di tản khỏi Hà Lan. Nhưng một nhóm “kỹ sư mềm” mới muốn các thành phố của họ trở nên có dạng tổ ong (các vùng trũng chứa nước lũ), và Berlin là tấm gương sáng của họ. Kể từ khi thống nhất, quá trình tái phát triển quy mô lớn của thành phố đã bị chi phối bởi các quy tắc mới cứng rắn nhằm ngăn chặn hệ thống thoát nước trở nên quá tải sau những trận mưa lớn. Harald Kraft, một kiến trúc sư làm việc trong thành phố, nói: “Giờ đây, chúng tôi coi nước mưa là một nguồn tài nguyên cần được giữ lại thay vì phải loại bỏ với chi phí lớn”. Một ví dụ minh họa tiêu biểu là quảng trường Potsdamer Platz khổng lồ, một công trình tái phát triển thương mại mới hoành tráng của Daimler Chrysler ở trung tâm thành phố.

G         Los Angeles đã chi hàng tỷ đô la để đào những cống thoát nước khổng lồ và đổ bê tông lòng sông để dẫn nước thoát đi sau những cơn bão dữ dội đôi khi xảy ra. Kế hoạch mới nhất là chi 280 triệu đô la để nâng các bức tường bê tông trên sông Los Angeles cao thêm 2 mét. Tuy nhiên, nhiều khu vực cộng đồng vẫn bị lũ lụt thường xuyên. Trong khi đó, thành phố sa mạc này đang vận chuyển nước từ cách xa hàng trăm km ở phía bắc California và từ sông Colorado ở Arizona để cấp cho các vòi nước và bể bơi, đồng thời tưới cho không gian xanh. Tất cả điều đó nghe có vẻ như là một kế hoạch tồi. “Ở Los Angeles, chúng tôi nhận được một nửa nhu cầu về lượng nước từ các cơn mưa, và chúng tôi vứt bỏ chúng. Sau đó, chúng tôi chi hàng trăm triệu để nhập khẩu nước, ”Andy Lipkis, một nhà môi trường học tại Los Angeles, cùng với các nhóm công dân như Những người bạn của Los Angeles River và Unpaved LA, muốn đánh bại nguy cơ lũ lụt đô thị và cấp cho các vòi nước bằng cách giữ lại nước lũ của thành phố. Và đó không phải chỉ là một giấc mơ viển vông. Nhà chức trách năm nay đã khởi động một kế hoạch trị giá 100 triệu đô la để thử nghiệm thành phố xốp trong một cộng đồng bị ảnh hưởng bởi lũ lụt ở Sun Valley. Kế hoạch là giữ lượng nước mưa rơi xuống trên hàng nghìn những con đường dẫn cho xe, bãi đậu xe và mái nhà trong thung lũng. Cây cối sẽ được ngấm nước từ bãi đậu xe. Những ngôi nhà và công trình công cộng sẽ lấy nước từ mái nhà để tưới cho các khu vườn và công viên. Và các cống rãnh trên đường sẽ trút nước vào các hồ sỏi cũ và những khu vực rò rỉ khác, giúp nạp đầy lại nguồn nước ngầm dự trữ của thành phố. Kết quả: ít ngập lụt và có nhiều nước hơn cho thành phố. Kế hoạch B nói rằng mọi thành phố nên có dạng tổ ong, mọi con sông nên có không gian dành cho ngập lụt tự nhiên và mọi đường bờ biển nên được để lại để xây dựng hệ thống gia cố của riêng chúng. Nghe có vẻ đắt đỏ và không tưởng, cho đến khi bạn nhận ra rằng chúng ta đã tiêu tốn bao nhiêu tiền để cố gắng tiêu thoát nước cho các thành phố và bảo vệ những vùng bờ biên đầy nước – và chúng ta đã làm điều đó tệ đến mức nào.