Tìm kiếm giải pháp và công nghệ trong thiết kế đảm bảo an toàn giao thông nhằm ứng phó với mưa lũ cực đoan

Tại Hội thảo, các đại biểu nhấn mạnh rằng, tần suất và cường độ mưa lũ trong nhiều năm gần đây đã vượt các số liệu thiết kế, khiến nhiều công trình giao thông xuống cấp nhanh, thậm chí hư hỏng cục bộ do không còn phù hợp với điều kiện thực tế.

Các chuyên gia cũng chỉ ra yêu cầu cấp thiết phải cập nhật hệ thống tiêu chuẩn - quy chuẩn, bổ sung các kịch bản cực đoan vào tính toán thủy văn - thủy lực, đồng thời áp dụng các công nghệ hiện đại nhằm giúp ngành giao thông xây dựng định hướng mới, thích ứng tốt hơn với các rủi ro thiên tai ngày càng phức tạp.

Diễn biến bất thường của mưa lũ

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng rõ rệt, Việt Nam liên tục phải đối mặt với những đợt mưa lớn bất thường và các đợt lũ xảy ra với cường độ mạnh hơn so với trước đây. Theo nhận định của TS. Hoàng Văn Đại, Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Quốc gia, sự gia tăng đột biến của các hình thái thời tiết cực đoan xuất phát từ sự thay đổi phức tạp trong hệ thống khí quyển.

Ở nhiều khu vực, đặc biệt là khu vực miền Trung và miền núi phía Bắc, hiện tượng mưa lớn trong thời gian ngắn xuất hiện ngày càng dày hơn, khiến nguy cơ lũ quét, sạt lở đất và ngập sâu lan rộng, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sống dân sinh và các hoạt động kinh tế.

Lượng mưa ở nhiều khu vực có xu hướng biến đổi mạnh: Miền Bắc có những giai đoạn giảm mưa trong các chu kỳ dài, trong khi miền Trung, Tây Nguyên và Nam Bộ lại xuất hiện ngày càng nhiều trận mưa lớn bất thường. Một số trạm quan trắc đã ghi nhận lượng mưa hàng ngày vượt xa trung bình nhiều năm, có thời điểm lên đến hơn 1.000 mm trong 24 giờ, tạo nên những trận lụt lịch sử mới và lũ quét chưa từng thấy trong nhiều thập kỷ.

TS. Hoàng Văn Đại cho rằng, những con số kỷ lục về mưa phản ánh sự thay đổi rõ rệt của khí hậu toàn cầu, đặc biệt là tình trạng nóng lên của đại dương - yếu tố thúc đẩy đối lưu mạnh và hình thành các vùng mưa lớn cường độ cao. Không chỉ lượng mưa, số lượng bão và áp thấp nhiệt đới đi vào Biển Đông và ảnh hưởng đến nước ta trong những năm gần đây vẫn ở mức cao.

Tính đến tháng 11/2025, Việt Nam đã chịu tác động của khoảng 14 cơn bão và áp thấp, trong số đó có nhiều cơn bão với cường độ rất mạnh, di chuyển phức tạp và gây mưa diện rộng.

Một điểm đáng lo ngại theo TS. Hoàng Văn Đại là xu hướng bão mạnh lên nhanh khi tiến gần đất liền. Nhiệt độ bề mặt biển tăng khiến các hệ thống xoáy thuận nhiệt đới có điều kiện phát triển thuận lợi, dẫn đến việc nhiều cơn bão đạt cấp độ cao chỉ trong thời gian ngắn. Sau khi đổ bộ hoặc suy yếu, hoàn lưu của bão thường kết hợp với không khí lạnh hoặc dải hội tụ nhiệt đới, tạo thành các đợt mưa lớn kéo dài, làm tăng nguy cơ lũ chồng lũ.

Nhìn chung, sự gia tăng lượng mưa cực đoan và tần suất bão mạnh là dấu hiệu cho thấy Việt Nam đang chịu tác động ngày càng rõ của biến đổi khí hậu. Theo TS. Hoàng Văn Đại, đây là thời điểm cần tăng cường cảnh báo sớm, đầu tư cho hệ thống dự báo và nâng cao khả năng ứng phó của cộng đồng nhằm giảm rủi ro từ các hiện tượng thời tiết nguy hiểm trong tương lai.

Tác động của mưa lũ cực đoan và giải pháp công nghệ cho thiết kế hệ thống công trình giao thông

Phát biểu đề dẫn tại Hội thảo, GS.TS. Bùi Tiến Thành, Trưởng khoa Công trình, Trường Đại học Giao thông vận tải cho hay, mưa lũ cực đoan đang trở thành một trong những tác nhân gây tổn hại nghiêm trọng nhất đối với hệ thống giao thông hiện nay. Các công trình giao thông, đặc biệt là đường bộ và các tuyến miền núi thường bị tác động tổng hợp từ nhiều yếu tố như nước mưa thấm sâu vào nền đường, dòng chảy bề mặt lớn làm xói lở kết cấu bên dưới và áp lực thủy lực gia tăng tại những khu vực cầu, cống.

Khi mưa kéo dài, nền đất bị bão hòa nước, làm giảm sức chịu tải, dẫn đến hiện tượng nứt vỡ, lún sụt và mất ổn định tổng thể. Với các tuyến đường qua địa hình dốc, lượng mưa lớn còn kích hoạt sạt trượt mái taluy, đất đá đổ xuống mặt đường, gây chia cắt giao thông và tạo nguy cơ mất an toàn cao cho người và phương tiện, GS.TS. Bùi Tiến Thành cho biết thêm.

GS.TS. Bùi Tiến Thành nhấn mạnh rằng, tác động của mưa lũ không chỉ dừng ở hư hỏng vật lý của công trình, mà còn ảnh hưởng dài hạn đến chi phí duy tu, sửa chữa, cũng như gây gián đoạn chuỗi vận tải, làm tăng rủi ro trong quản lý tài sản hạ tầng. Do đó, để thích ứng hiệu quả, cần chuyển từ tư duy “khắc phục sau thiên tai” sang “phòng ngừa chủ động”. Điều này sẽ giúp nâng cao khả năng chống chịu của hạ tầng giao thông và giảm thiểu tổn thất trong bối cảnh thiên tai diễn biến ngày càng khó lường.

TS. Hoàng Nam Bình, Bộ môn Thủy lực - Thủy văn, Khoa Công trình, Trường Đại học Giao thông vận tải cho rằng, mưa lũ cực đoan trong những năm gần đây đang trở thành thách thức lớn đối với kết cấu hạ tầng giao thông trên cả nước. Khi lượng mưa vượt xa khả năng thoát nước của các công trình trên tuyến, tình trạng ngập úng kéo dài dễ gây hư hỏng mặt đường, làm bong tróc lớp bê tông nhựa, phá vỡ cấu trúc nền và gây sụt lún cục bộ.

Đối với các tuyến đường miền núi, mưa lớn đột ngột kết hợp địa hình dốc khiến nguy cơ sạt lở tăng mạnh, thường xuyên làm ách tắc giao thông và gây mất an toàn cho phương tiện qua lại. Các công trình cầu, cống cũng chịu áp lực lớn khi nước lũ dâng cao, dòng chảy xiết gây xói lở mố trụ, làm suy giảm khả năng chịu lực và rút ngắn tuổi thọ kết cấu.

Từ thực tiễn tại tỉnh Cao Bằng cho thấy, đây là một trong những địa phương chịu ảnh hưởng rõ rệt của hoàn lưu bão Bualoi và Matmo khi gây ra những đợt mưa lớn diện rộng trên khu vực miền núi phía Bắc. Dù tâm bão không đi thẳng vào tỉnh Cao Bằng, nhưng lượng mưa lớn kéo dài đã tạo nên dòng chảy mạnh trên các sườn dốc, dẫn đến nhiều điểm sạt trượt đất đá, làm hư hỏng kết cấu nền, mặt đường, đặc biệt tại các tuyến giao thông huyết mạch nối trung tâm tỉnh với các xã vùng biên giới.

TS. Hoàng Nam Bình cho biết những thiệt hại này cho thấy rõ hạn chế của hạ tầng giao thông miền núi khi phải đối diện với mưa lũ cực đoan: Hệ thống thoát nước dễ bị quá tải, kết cấu đường dưới tác động của dòng chảy mạnh nhanh chóng mất ổn định, các cầu, cống nhỏ bị bùn đất lấp kín, không đảm bảo khả năng tiêu thoát. Những thiệt hại này đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc điều chỉnh tiêu chuẩn thiết kế, tăng cường giải pháp chống sạt lở, bảo vệ bờ, cải thiện hệ thống thoát nước.

TS. Hoàng Mạnh Dũng, Tổng Công ty Tư vấn Thiết kế Giao thông vận tải cho rằng, công tác tính toán thủy văn - thủy lực cho các công trình giao thông hiện nay vẫn còn tồn tại nhiều hạn chế, đặc biệt trong bối cảnh thời tiết ngày càng cực đoan và khó dự đoán. Một trong những vấn đề lớn nhất là việc sử dụng hệ số, chuỗi số liệu và mô hình cũ, vốn được xây dựng dựa trên điều kiện khí hậu ổn định của nhiều thập kỷ trước.

Khi lượng mưa ngày càng tăng đột biến, tần suất lũ lớn xuất hiện dày hơn, các thông số thiết kế không còn phù hợp, dễ dẫn đến việc đánh giá sai lưu lượng đỉnh, mực nước lũ hoặc khả năng thoát lũ của cống, cầu, đường...

Ở không ít công trình giao thông, phần tính toán thủy văn và thủy lực chưa được gắn kết chặt chẽ với thiết kế kết cấu hoặc giải pháp thoát nước. Do đó, dù mô hình dự báo đưa ra lưu lượng lũ lớn, công trình thực tế vẫn được xây dựng với khẩu độ nhỏ, không đáp ứng yêu cầu tiêu thoát khi xảy ra mưa cực đoan, dẫn đến nguy cơ xói lở, phá hủy công trình hoặc gây ngập úng...

Tại Hội thảo, nhiều chuyên gia cho rằng, trong lĩnh vực xây dựng và giao thông, quá trình cập nhật hệ thống tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật trở thành yêu cầu cấp thiết trong bối cảnh hạ tầng giao thông phải đối mặt với thách thức từ biến đổi khí hậu, đô thị hóa nhanh và sự thay đổi trong các điều kiện tự nhiên - kỹ thuật.

Các tiêu chuẩn hiện hành, được xây dựng dựa trên dữ liệu và công nghệ của giai đoạn trước, ngày càng bộc lộ hạn chế khi phải áp dụng cho những công trình có quy mô lớn hơn, yêu cầu kỹ thuật phức tạp hơn và phải chịu tác động mạnh từ mưa lũ cực đoan, sạt lở hay nước dâng bất thường. Vì vậy, giới chuyên môn cho rằng, cần rà soát toàn diện bộ tiêu chuẩn thiết kế nền, mặt đường, cầu, hầm và hệ thống thoát nước; đồng thời bổ sung các quy định mới phù hợp với xu hướng quốc tế, đặc biệt về đánh giá rủi ro khí hậu, khả năng chống chịu và vòng đời công trình.

Bên cạnh đó, các chuyên gia nhận định, với sự phát triển của khoa học và công nghệ, đặc biệt là trí tuệ nhân tạo, mô hình thông tin xây dựng (BIM) đang trở thành xu hướng không thể thiếu đối với thiết kế và quản lý công trình giao thông hiện đại.

BIM cho phép xây dựng mô hình số tích hợp toàn bộ thông tin của dự án, từ địa hình, kết cấu, kiến trúc đến hệ thống kỹ thuật, giúp tối ưu hóa thiết kế, kiểm soát xung đột giữa các hạng mục và dự báo trước các điểm rủi ro. Khi áp dụng vào công trình giao thông, BIM hỗ trợ mô phỏng dòng chảy, kiểm tra khả năng thoát nước, đánh giá ổn định nền đường và phân tích tác động môi trường với độ chính xác cao hơn so với phương pháp truyền thống.

Các chuyên gia đều cho rằng, việc ứng dụng thành tựu của khoa học và công nghệ, đổi mới phương pháp tính toán, cập nhật số liệu khí tượng thủy văn hiện đại, áp dụng mô hình dự báo động lực và tăng cường khảo sát hiện trường là điều cấp thiết… Chỉ khi kết hợp đồng bộ giữa dữ liệu, mô hình và thực tiễn địa phương, ngành giao thông mới có thể thiết kế các công trình đủ an toàn và bền vững trong bối cảnh thiên tai ngày càng phức tạp./.

Phong Vũ