Khi bản đồ trở thành huyết mạch trong trận lũ lịch sử ở Brazil
Các nhân viên của Codex, nhiều người trong số họ phải rời bỏ nhà cửa, đã xây dựng 17 ứng dụng khẩn cấp về lũ lụt trong 30 ngày, giúp thực hiện các hoạt động cứu hộ quan trọng.
Vào một buổi sáng Chủ nhật tháng 5 năm 2024, Luiz Marchiori bước ra khỏi tòa nhà chung cư của mình ở Porto Alegre, nheo mắt dưới ánh nắng chói chang. Không có dấu hiệu nào cho thấy những gì sắp xảy ra – những trận lũ dữ dội sắp tấn công bang Rio Grande do Sul của Brazil.
"Tôi đi bộ qua trung tâm thành phố, và mọi thứ đều yên bình. Nhưng nước đang dâng lên," Marchiori nói, ông là một nhà khí tượng học chuyển sang làm người sáng lập và CEO của Codex – một công ty chuyên về công nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS) tiên tiến nhất, thường được sử dụng để chuẩn bị và ứng phó với loại thảm họa thiên nhiên này.
Cách đó 200 dặm về phía bắc, ở vùng cao nguyên, lượng mưa của cả một năm đã đổ xuống chỉ trong ba ngày. Nước ào ạt chảy qua mọi con sông và con suối đổ về thành phố của Marchiori – thủ phủ bang và là nơi sinh sống của 2,3 triệu người – mang theo một sức mạnh sẽ thách thức mọi điều ông từng biết về thời tiết khắc nghiệt.
Đầu Marchiori quay cuồng khi nghĩ cách giúp đỡ và những dữ liệu cần thiết. Ông biết các bảng điều khiển GIS có thể cung cấp cho những người ứng phó thông tin theo thời gian thực về vị trí và tình trạng của người và nguồn lực. Ông nghĩ đến cách bản đồ GIS có thể trở thành huyết mạch cho những người dân cần tìm nơi trú ẩn và thức ăn. Ông dự đoán rằng người và hàng hóa sẽ cần được định tuyến vòng quanh những con đường và cây cầu bị hư hỏng. Ông mong đợi các cuộc gọi từ các khách hàng chính phủ của Codex để giúp họ nhìn rõ ràng giữa sự hỗn loạn.
Điều ông không biết là có bao nhiêu thành viên trong đội ngũ kỹ thuật nhỏ bé của ông sẽ phải di dời. Khi họ mất tất cả, văn phòng của ông và kỹ năng GIS của họ sẽ giúp họ duy trì và thoát khỏi nỗi đau khổ, đồng thời mang lại cho họ mục đích trong những giờ phút đen tối nhất. Họ sẽ làm việc ngày đêm, xây dựng các ứng dụng bản đồ thời gian thực để hỗ trợ cứu hộ và ứng phó.
Cơn bão hoàn hảo
Theo thống kê, một sự kiện như vậy được cho là chỉ xảy ra một lần mỗi 10.000 năm. Ngay cả Marchiori, với kiến thức khí tượng học của mình, cũng chưa bao giờ nghiên cứu những tình huống khắc nghiệt đến vậy.
"Chưa bao giờ có một kịch bản nào có thể dự đoán những gì đã xảy ra," ông nói. "Mọi người làm việc với những kịch bản này đều cần phải suy nghĩ lại mọi thứ."
Nước lũ tràn bờ sông Guaíba ở Porto Alegre, Brazil, nơi lượng mưa kỷ lục ở vùng cao nguyên đã khiến 600.000 người phải di dời vào tháng 5 năm 2024 – một cơn bão hoàn hảo đã viết lại cách ứng phó thảm họa.
Các kỹ sư đánh giá những con phố bị ngập lụt ở Porto Alegre sau trận lũ lụt lịch sử vào tháng 5 năm 2024 của Brazil, khi các con đường biến thành sông, buộc phải có một phản ứng nhanh chóng về cơ sở hạ tầng.
Mô phỏng lũ lụt 3D của Codex cho thấy khu trung tâm thành phố Porto Alegre bị nhấn chìm, giúp các quan chức dự đoán những tòa nhà nào sẽ bị ảnh hưởng khi mực nước dâng cao trong thảm họa năm 2024 của Brazil.
Địa lý của Rio Grande do Sul đã tập trung sức mạnh của lượng mưa cực lớn. Tất cả nước từ vùng cao nguyên đổ về cùng một nơi – khu vực Porto Alegre. Sau đó, trong một sự trớ trêu tàn nhẫn của khí tượng học, gió nam đẩy những đám mây bão đang hình thành ngược lại vùng cao nguyên, mang theo nhiều mưa hơn khi áp suất khí quyển từ đợt nắng nóng đang diễn ra chặn đường đi tự nhiên của các đám mây ra biển. Một lượng nước lũ 1,5 tỷ mét khối đổ xuống thành phố, khiến mực nước dâng cao với tốc độ chưa từng có và khiến 600.000 người phải di dời.
Trong vòng 48 giờ, dòng nước xiết đã tràn ngập hệ thống bơm lấy cảm hứng từ Hà Lan của thành phố – được thiết kế để quản lý nước trong một khu vực nằm dưới mực nước biển. Các máy bơm thường đẩy lượng nước thừa ra biển đã ngừng hoạt động do hệ thống điện bị ngập. Mực nước ở trung tâm Porto Alegre đạt gần hai mét. Sân bay, 70% bị ngập nước, sẽ vẫn đóng cửa trong sáu tháng.
Đối với Marchiori và 70 nhân viên của Codex, thảm họa này mang tính cá nhân sâu sắc. Bốn nhân viên mất tất cả. Mười hai người phải sơ tán khỏi nhà. Những người có thể đến trụ sở công ty đã mang theo nệm và ở lại trong suốt thời gian xảy ra sự kiện. Văn phòng không bao giờ mất điện hoặc kết nối internet, vì vậy nó trở thành cả nơi trú ẩn tạm thời cho nhân viên bị di dời và trung tâm điều hành khẩn cấp để đối phó với sự kiện lũ lụt.
"Khi loại thảm họa này xảy ra ở Brazil, nó thường ảnh hưởng đến những người có thu nhập thấp hơn, những người dễ bị tổn thương hơn," Marchiori nói. "Nhưng trong trường hợp này, nó đã xảy ra với tất cả mọi người. Những người có biệt thự, những người có lán trại – tất cả mọi người đều bị ảnh hưởng. Đó thực sự là một thảm họa dân chủ."
Khi hạ tầng thất bại, đổi mới trỗi dậy
Khi nước dâng cao, các hệ thống truyền thống đã sụp đổ. Toàn bộ cơ sở hạ tầng dữ liệu của bang, nằm ở vùng trũng, đã bị ngập hoàn toàn. Các quan chức chính phủ không thể truy cập bản đồ, cơ sở dữ liệu, hoặc thậm chí thông tin cơ bản về mực nước. Hệ thống ngân hàng ngừng hoạt động trong ba ngày. Mọi người không thể mua nhu yếu phẩm vì hệ thống thanh toán điện tử đã bị hỏng.
Codex đã nhận được sự trợ giúp ngay lập tức từ đối tác kinh doanh của mình, Esri, thông qua chương trình ứng phó thảm họa của Esri. Codex đã cung cấp dịch vụ của mình cho chính quyền bang và địa phương Brazil miễn phí. "Chúng tôi đặt mình vào vị trí để giúp đỡ," Marchiori nói. "Chúng tôi chỉ nói, hãy để chúng tôi làm những gì chúng tôi có thể."
Một bảng điều khiển (dashboard) hiển thị các điểm tắc nghẽn đường giao thông theo thời gian thực, theo dõi hơn 200 điểm đóng cửa trong trận lũ lụt tháng 5 năm 2024 của Brazil. Nhờ nhận biết được tình hình này, lực lượng cứu hộ đã có thể định tuyến người và hàng hóa qua các khu vực bị ảnh hưởng để giải cứu người dân và phân phối thực phẩm trên khắp bang Rio Grande do Sul.
Bản đồ phạm vi lũ lụt từ trên không đã giúp các quan chức hình dung được quy mô ngập lụt khổng lồ trên khắp Rio Grande do Sul, từ đó định lượng thiệt hại để phục vụ công tác ứng phó khẩn cấp và lập kế hoạch phục hồi.
Ứng dụng thanh trượt (slider app) xem trước và sau thảm họa này đã giúp lực lượng cứu hộ nắm bắt được mức độ thiệt hại. Khung hình này cho thấy sân bay Porto Alegre, với 70% đường băng bị ngập. Thiệt hại do lũ lụt đã buộc phải đóng cửa liên kết giao thông quan trọng này trong sáu tháng, làm tăng thêm tác động đối với cư dân và doanh nghiệp tại thành phố lớn thứ tư của Brazil.
Bảng điều khiển giám sát đập theo thời gian thực theo dõi các điều kiện và cảnh báo cho 143 cơ sở thủy điện trên khắp Rio Grande do Sul. Bảng điều khiển hiển thị cảnh báo an toàn bằng màu đỏ tại những nơi mực nước gây lo ngại về tính toàn vẹn kết cấu trong trận lũ lụt tháng 5 năm 2024.
Một công cụ mô hình hóa lũ lụt tương tác làm nổi bật cơ sở hạ tầng bị ảnh hưởng bởi mực nước dâng cao ở Porto Alegre. Các chấm màu đỏ và xanh lá cây đánh dấu các cơ sở quan trọng như bệnh viện và trường học, giúp lực lượng ứng phó khẩn cấp ưu tiên các hoạt động cứu hộ.
Một bảng điều khiển tác động kinh tế (economic impact dashboard) cho thấy 45.695 cơ sở kinh doanh bị ảnh hưởng bởi lũ lụt trên khắp các khu phố của Porto Alegre. Chi tiết này là rất cần thiết để tính toán tổn thất doanh thu thuế và hợp lý hóa các yêu cầu tài trợ cứu trợ thảm họa từ liên bang.
Các quan chức chính phủ đã thiết lập trụ sở khẩn cấp ở vùng đất cao hơn và cấp cho Codex một không gian làm việc. Nhóm đã làm việc suốt ngày đêm, thường xuyên cung cấp các ứng dụng trong vòng 24 giờ kể từ khi nhận được yêu cầu.
"Họ sẽ cho chúng tôi biết những gì họ cần cho ngày mai, và chúng tôi sẽ làm việc suốt đêm để giao nó vào ngày hôm sau," Marchiori nói. "Họ cần nó để lập kế hoạch, để cứu người, để biết họ phải đi đâu."
17 ứng dụng trong 30 ngày
Nhóm Codex cuối cùng đã tạo ra một bộ công cụ hỗ trợ ra quyết định có thể truyền tải toàn bộ quy mô của thảm họa. Trong 30 ngày, các kỹ sư giải pháp đã tạo ra 17 ứng dụng khác nhau, mỗi ứng dụng giải quyết các nhu cầu thiết yếu mà các nhà quy hoạch khẩn cấp trong thành phố, khu vực và cả nước chưa bao giờ dự đoán.
Ứng dụng đầu tiên lập bản đồ các chướng ngại vật trên đường theo thời gian thực. Các đội dân phòng tại hiện trường đã gửi tọa độ qua điện thoại di động, và trong vòng vài giờ, Codex đã cập nhật bản đồ hiển thị các tuyến đường còn đi được cho các hoạt động cứu hộ. Các chấm đỏ rải rác trên bản đồ kỹ thuật số đã trở thành sự khác biệt giữa đường cụt và các tuyến đường nhanh cho những người ứng phó khẩn cấp.
Một ứng dụng khác xác định các nhóm dân số dễ bị tổn thương – những người khuyết tật vận động, bao gồm cả những người mù và người già cần hỗ trợ để sơ tán. "Họ cần biết những người cần giúp đỡ đang ở đâu để đưa họ ra khỏi nhà," Marchiori nói.
Dựa trên chuyên môn khí tượng học của Marchiori, Codex đã phát triển một công cụ dự báo lũ lụt cho thấy điều gì sẽ xảy ra khi mực nước tiếp tục dâng cao. Ứng dụng này cho phép các quan chức mô hình hóa các kịch bản khác nhau – nếu nước dâng thêm nửa mét, trường học nào sẽ bị ảnh hưởng? Tòa nhà nào được chỉ định làm nơi trú ẩn sẽ bị ngập lụt?
"Chúng tôi có thể thấy rằng nước vẫn đang dâng cao, và trời vẫn đang mưa ở vùng cao nguyên," Marchiori nói. "Không ai biết sáng hôm sau sẽ mang lại điều gì."
Đổi mới dưới áp lực
Duyệt qua các giải pháp của Chương trình ứng phó thảm họa của Esri, nhóm Codex đã điều chỉnh một công cụ mô phỏng lũ lụt. Trong vòng vài giờ, họ đã liên hệ với một kỹ sư giải pháp của Esri, lấy mã và điều chỉnh nó với dữ liệu độ cao cục bộ. Trong vòng hai ngày, họ đã cung cấp một ứng dụng hoạt động có thể hiển thị chính xác những khu vực nào sẽ bị ngập ở các mực nước khác nhau.
"Bạn có thể chơi với mực nước," Marchiori nói. "Nếu nó sẽ dâng thêm nửa mét vào ngày hôm sau, bạn có thể thấy những khu vực nào sẽ bị ảnh hưởng. Điều đó thực sự hữu ích vì nó đã hướng dẫn chính quyền địa phương không đặt nơi trú ẩn ở một nơi sẽ bị ngập trong hai ngày tới."
Một bảng điều khiển đánh giá thiệt hại toàn diện đã tiết lộ quy mô lũ lụt khổng lồ trên các khu dân cư ở Porto Alegre. Công cụ duy nhất này đã theo dõi mọi thứ từ các gia đình bị di dời đến các doanh nghiệp đóng cửa và bệnh viện bị hư hại.
Trận lũ lụt đã ảnh hưởng đến tất cả mọi người, nhưng nó gây thiệt hại nặng nề nhất ở những nơi mà người dân vốn đã dễ bị tổn thương nhất. Bảng điều khiển này đã theo dõi cách lũ lụt tàn phá nặng nề nhất các khu định cư không chính thức (khu nhà lụp xụp/ổ chuột).
Codex đã tạo một câu chuyện trên ArcGIS StoryMaps để ghi lại quy mô tác động của trận lũ lụt tháng 5 năm 2024 trên khắp Porto Alegre.
Bảng điều khiển đánh giá thiệt hại nhà ở này đã theo dõi mức độ hư hỏng tại 124 khu định cư không chính thức và các dự án phát triển nhà ở bị ảnh hưởng bởi lũ lụt. Nó cho thấy 12.030 gia đình đã được đăng ký trên các mức thu nhập, một chi tiết quan trọng cho việc tính toán viện trợ liên bang.
Nhóm cũng tạo ra các mô hình 3D chi tiết về các khu vực bị ngập lụt, bảng điều khiển đánh giá thiệt hại và máy tính tác động kinh tế. Các quan chức nhà nước cần định lượng tổn thất để nhận được tài trợ thảm họa của liên bang. Các ứng dụng GIS cho thấy có bao nhiêu doanh nghiệp sẽ mất 50% doanh thu nếu nước đạt một mét hoặc đối mặt với tổn thất hoàn toàn nếu nó cao hơn.
Codex đã tìm thấy một cách khác để giúp đỡ ngoài việc xây dựng các ứng dụng một cách điên cuồng. Văn phòng Cao ủy Liên Hợp Quốc về người tị nạn (UNHCR) cần không gian để điều phối viện trợ cho những người nhập cư bị di dời đang sống ở các khu dân cư thấp. Codex đã cung cấp cho họ một căn phòng trong trụ sở của mình. Văn phòng trở thành một trung tâm nhân đạo tạm thời, với các quan chức UNHCR làm việc cùng các kỹ thuật viên GIS để điều phối các nỗ lực cứu trợ.
Nâng cao năng lực phục hồi
Khi ứng phó thảm họa chuyển sang các nỗ lực phục hồi, Codex đã phát triển một nền tảng cho phép các công ty tư nhân trực tiếp tiếp nhận cơ sở hạ tầng bị hư hại – trường học, bệnh viện, công viên – và cung cấp tiền cũng như dịch vụ để xây dựng lại chúng.
Một công ty đồ uống đã tiếp nhận trường học lớn nhất của thành phố bị hư hại, xây dựng lại hoàn toàn với thiết bị, đồ đạc và công nghệ mới. "Các công ty tư nhân quản lý tất cả các khoản chi," Marchiori nói. "Nó nhanh hơn và hiệu quả hơn nhiều so với các cách tiếp cận truyền thống."
Nền tảng này đã trở thành một mô hình để bỏ qua các thủ tục hành chính chậm trễ trong khi đảm bảo trách nhiệm thông qua tính minh bạch và trách nhiệm của doanh nghiệp.
Bài học trong đống đổ nát
Công việc dọn dẹp đã tiết lộ quy mô choáng váng của thảm họa. Hàng núi mảnh vỡ – vượt quá kích thước của một sân vận động bóng đá – tích tụ khắp thành phố. Mọi mảnh đồ gỗ chạm vào nước lũ đều bị hỏng. Thành phố ước tính rằng sẽ cần ba năm để xử lý tất cả các mảnh vỡ thông qua các chương trình tái chế.
Marchiori cũng hy vọng sẽ loại bỏ những giả định lỗi thời về khí tượng học và công tác chuẩn bị ứng phó thảm họa. "Thời tiết khắc nghiệt đang tăng tốc," ông nói. "Tất cả các nghiên cứu, đặc biệt là về các khu vực rủi ro, phải được xem xét lại và mở rộng."
Một ngôi nhà bị hư hại sau trận lũ tháng 5 năm 2024. Một trận lở đất đã làm trầm trọng thêm thảm kịch ở khu phố này với những mảnh vụn rải rác như que diêm nơi một khu dân cư từng phát triển mạnh.
Các công nhân dọn dẹp trong trang phục bảo hộ di chuyển qua những núi đồ đạc bị phá hủy và những con phố phủ đầy bùn, bắt đầu nỗ lực phục hồi khổng lồ mà sẽ mất nhiều năm để hoàn thành.
Khi nước lũ rút đi, chúng để lại hàng ngàn chai nhựa và rác thải làm tắc nghẽn các tuyến đường thủy, tạo ra những thách thức dọn dẹp sẽ kéo dài rất lâu sau khi giai đoạn ứng phó khẩn cấp kết thúc.
Giờ đây, một năm sau trận lũ lụt, một số cải thiện cơ sở hạ tầng đã được thực hiện, bao gồm việc nâng cao các bảng điện cho các trạm bơm. Một hệ thống giám sát khí tượng mới đang được lên kế hoạch nhưng vẫn đang trong quá trình đấu thầu. Có hy vọng rằng sự kiện này sẽ thay đổi cách đất nước chuẩn bị cho các sự kiện trong tương lai.
"Brazil là một quốc gia phản ứng," Marchiori nói. "Chúng tôi chỉ làm mọi thứ sau khi thảm họa xảy ra."
Cái nhìn từ trên cao
Ngày nay, Codex tiếp tục đàm phán với các bang khác của Brazil, biết rằng những thảm họa tương tự là không thể tránh khỏi. Một phần của bộ công cụ ứng phó lũ lụt của nhóm được phát triển cho trận lũ lụt ở Rio Grande do Sul đã được sử dụng trong các trường hợp khẩn cấp nhỏ hơn, nhưng hệ thống toàn diện đang chờ đợi cuộc khủng hoảng lớn tiếp theo.
"Nó có lẽ sẽ xảy ra lần nữa," Marchiori dự đoán với sự chắc chắn thực tế của một nhà khí tượng học. "Và tại thời điểm đó, họ sẽ gọi chúng tôi để ký hợp đồng khẩn cấp, và mọi thứ sẽ cần sẵn sàng cho ngày hôm sau."
Phản ứng của Codex đối với trận lũ lụt ở Rio Grande do Sul cho thấy mọi người cần sự rõ ràng đến mức nào khi các hệ thống truyền thống thất bại. Khi cơ sở hạ tầng sụp đổ và các thể chế vấp ngã, bản đồ GIS đã cung cấp một tầm nhìn rõ ràng về cuộc khủng hoảng để hướng dẫn ứng phó hiệu quả. Khi các sự kiện phi thường thách thức mọi kế hoạch, GIS đã chứng minh giá trị của mình – không chỉ là một công nghệ, mà là một phương tiện để nâng cao khả năng phục hồi của con người. Nhóm kỹ thuật nhỏ bé tại Codex đã cho thấy bản đồ có thể trở thành huyết mạch.
Trận lũ lụt Rio Grande do Sul tháng 5 năm 2024 có thể là một sự kiện xảy ra một lần trong mười nghìn năm đối với Brazil, nhưng trên hành tinh đang thay đổi của chúng ta, những bài học kinh nghiệm cùng với các giải pháp được phát triển có thể sẽ cần thiết ở một nơi khác vào ngày mai.