Cấp nước xanh trong quy hoạch phát triển Đô thị, ứng phó với thiên tai và biến đổi khí hậu

ThS.KS. Trương Minh Ngọc, VIUP

 

GREEN WATER SUPPLY IN URBAN DEVELOPMENT PLANNING, RESPONSE TO DISASTERS AND CLIMATE CHANGE

 

TÓM TẮT

Trong thời gian gần đây, việc quy hoạch, xây dựng hệ thống cấp nước tại các đô thị đang gặp nhiều khó khăn do tác động của thiên tai và biến đổi khí hậu. Theo Bộ Xây dựng, tính đến hết năm 2023, toàn quốc có 902 đô thị, trong đó có 02 đô thị loại đặc biệt, 22 đô thị loại I, 36 đô thị loại II, 45 đô thị loại III, 95 đô thị loại IV và 702 đô thị loại V. Tỷ lệ đô thị hóa toàn quốc ước đạt 42,7%. Việt Nam nằm trong nhóm các quốc gia chịu ảnh hưởng nặng nề của biến đổi khí hậu. Nghiên cứu từng bước ứng dụng hạ tầng cấp nước xanh trong quy hoạch đô thị là hướng đi đúng đắn trong phát triển đô thị bền vững, ứng phó với thiên tai và biến đổi khí hậu tại Việt Nam.

ABSTRACT

Recently, the planning and construction of water supply systems in urban areas are facing many difficulties due to the impacts of natural disasters and climate change. According to the Ministry of Construction, by the end of 2023, there will be 902 urbans, including 02 special type urbans, 22 type I urbans, 36 type II urbans, 45 type III urbans, 95 type IV urbans and 702 type V urbans. The national urbanization rate is estimated at 42.7%. Vietnam is among the group of countries heavily affected by climate change. To Researching the step-by-step application of green water supply infrastructure in urban planning is the right direction in sustainable urban development, responding to natural disasters and climate change in Vietnam.

 

1. Quy hoạch cấp nước đô thị

a/ Định nghĩa

-  Quy hoạch cấp nước đô thị: Quy hoạch cấp nước đô thị bao gồm việc xác định nhu cầu và lựa chọn nguồn nước; xác định vị trí, quy mô công trình cấp nước gồm mạng lưới tuyến truyền tải và phân phối, nhà máy, trạm làm sạch, phạm vi bảo vệ nguồn nước và hành lang bảo vệ công trình cấp nước.

- Hoạt động cấp nước: là các hoạt động có liên quan trong lĩnh vực sản xuất, cung cấp và tiêu thụ nước sạch, bao gồm: quy hoạch, tư vấn thiết kế, đầu tư xây dựng, quản lý vận hành, bán buôn nước sạch, bán lẻ nước sạch và sử dụng nước.

- Nước sạch: là nước đã qua xử lý có chất lượng bảo đảm, đáp ứng yêu cầu sử dụng.

- Hệ thống cấp nước tập trung hoàn chỉnh: là một hệ thống bao gồm các công trình khai thác, xử lý nước, mạng lưới đường ống cung cấp nước sạch đến khách hàng sử dụng nước và các công trình phụ trợ có liên quan.

- Mạng lưới cấp nước: là hệ thống đường ống truyền dẫn nước sạch từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ, bao gồm mạng cấp I, mạng cấp II, mạng cấp III và các công trình phụ trợ có liên quan.

- Mạng cấp I: là hệ thống đường ống chính có chức năng vận chuyển nước tới các khu vực của vùng phục vụ cấp nước và tới các khách hàng sử dụng nước lớn.

- Mạng cấp II: là hệ thống đường ống nối có chức năng điều hoà lưu lượng cho các tuyến ống chính và bảo đảm sự làm việc an toàn của hệ thống cấp nước.

- Mạng cấp III: là hệ thống các đường ống phân phối lấy nước từ các đường ống chính và ống nối dẫn nước tới các khách hàng sử dụng nước.

- Công trình phụ trợ: là các công trình hỗ trợ cho việc quản lý, vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa đối với hệ thống cấp nước như sân, đường, nhà xưởng, tường rào, trạm biến áp, các loại hố van, hộp đồng hồ, họng cứu hoả...

b/ Nội dung quy hoạch cấp nước đô thị

Nội dung quy hoạch cấp nước đô thị hiện nay gồm:

- Đánh giá hiện trạng hệ thống cấp nước: nguồn khai thác, công suất, hiệu suất khai thác, chất lượng nước sạch, áp lực nước, tỷ lệ đấu nối, tỷ lệ thất thoát thất thu và đánh giá tình trạng hoạt động các công trình, mạng lưới đường ống cấp nước.

- Đánh giá cụ thể trữ lượng, chất lượng các nguồn nước mặt, nước ngầm và khả năng khai thác cho cấp nước.

- Xác định các chỉ tiêu cấp nước cho các mục đích sử dụng, nhu cầu cấp nước.

- Lựa chọn cụ thể nguồn cấp nước, xác định nhu cầu; phân vùng cấp nước và xác định nhu cầu sử dụng đất cho các công trình cấp nước.

- Xác định mạng lưới đường ống cấp nước (mạng cấp I, mạng cấp II),  vị trí, quy mô công suất các công trình cấp nước.

- Xác định chương trình và dự án đầu tư ưu tiên, xác định sơ bộ tổng mức đầu tư, dự kiến nguồn lực thực hiện.

- Đề xuất các quy định bảo vệ nguồn nước, bảo vệ hệ thống cấp nước, cấp nước an toàn.

- Bản đồ hiện trạng và quy hoạch cấp nước thể hiện ở tỷ lệ 1/2.000 - 1/10.000.

2. Hiện trạng phát triển đô thị, quy hoạch và quản lý cấp nước tại Việt Nam

a/ Hiện trạng phát triển đô thị tại Việt Nam

Theo Bộ Xây dựng, tính đến hết năm 2023, toàn quốc có 902 đô thị, trong đó có 02 đô thị loại đặc biệt, 22 đô thị loại I, 36 đô thị loại II, 45 đô thị loại III, 95 đô thị loại IV và 702 đô thị loại V. Tỷ lệ đô thị hóa toàn quốc ước đạt 42,7%.

Việt Nam nằm trong nhóm các quốc gia chịu ảnh hưởng nặng nề của biến đổi khí hậu (BĐKH). Trước diễn biến phức tạp của thiên tai, hệ thống cấp nước đô thị đang bị ảnh hưởng nặng nề, chất lượng sống của người dân suy giảm.

Theo kịch bản BĐKH vào cuối thế kỷ 21, mực nước biển có thể dâng cao hơn hiện nay trung bình khoảng 73cm. Khi đó ước tính có tới 34 tỉnh thành chịu ảnh hưởng do nước biển dâng, khoảng 40% diện tích đồng bằng sông Cửu Long bị ngập lụt.

b/ Hiện trạng quy hoạch, quản lý hệ thống cấp nước

Vùng trung du miền núi phía bắc: Tổng công suất các nhà máy nước khoảng 1.100.000m³/ngđ với tỷ lệ huy động công suất đạt 79%. Khu vực đô thị tỷ lệ cấp nước đạt 79%. Nguồn nước cấp cho khu vực trung du miền núi phía Bắc là nguồn nước mặt từ hệ thống sông Hồng – Thái Bình và hệ thống sông Bằng Giang – Kỳ Cùng chiếm 83% tổng lượng nước khai thác, 17% còn lại khai thác nguồn nước dưới đất. Tác động của BĐKH đối với khu vực này nặng nề nhất xuất phát từ các đợt khô hạn kéo dài và mưa tập trung với cường suất lớn dẫn đến lũ quét nguy hiểm. Vì vậy cần đảm bảo an toàn cho các công trình dâng nước và các hồ trữ nước.

           Vùng đồng bằng sông Hồng: Tổng công suất các nhà máy nước trong vùng khoảng 3.250.000m³/ngđ với tỷ lệ huy động công suất đạt 91%. Tỷ lệ cấp nước khu vực đô thị đạt 85%. Nguồn nước cấp chính cho các nhà máy nước từ nguồn nước mặt chiếm 40%. Nguồn nước mặt chủ yếu từ hệ thống sông Hồng - Thái bình, sông Đà. Nguồn nước dưới đất cấp cho khu vực đô thị chiếm tỷ lệ 60%.

Khu vực đồng bằng sông Hồng do ảnh hưởng của BĐKH sẽ chịu các đợt khô hạn kéo dài và mưa tập trung với cường suất lớn gây nên hạn hán và lũ lụt. Vì vậy cần khai thác hiệu quả các công trình điều tiết nước như các đập thủy điện, hồ chứa nước và đảm bảo điều tiết nước cho vùng hạ lưu sông. Bên cạnh đó tác động của BĐKH cũng ảnh hưởng đến các tỉnh ven biển gây nên khả năng nguồn nước bị xâm nhập mặn.

Vùng Bắc Trung bộ và Duyên hải Nam Trung bộ: Tổng công suất các nhà máy nước trong vùng khoảng 1.867.000m³/ngđ với tỷ lệ huy động công suất đạt 90%. Tỷ cấp nước đô thị đạt 78%. Nguồn nước cấp cho khu vực là nguồn nước mặt từ hệ thống sông Mã, sông Cả, sông Gianh, sông Thạch Hãn, sông Hương, sông Vu Gia Thu Bồn, sông Trà Khúc, sông Ba chiếm 87% tổng lượng khai thác. Lượng nước cấp cho đô thị được khai thác từ nước dưới đất chiếm 13%.

Khu vực ven biển miền trung từ Thanh Hóa tới Đà Nẵng do BĐKH sẽ chịu các đợt khô hạn kéo dài và mưa tập trung với cường suất lớn gây nên hạn hán và lũ lụt. Bên cạnh đó còn chịu tác động của vấn đề nước biển dâng, bão lụt, dẫn đến xâm nhập mặn và sạt lở bờ biển. Khu vực Nam Trung bộ từ Quảng Nam đến Bình Thuận có lượng mưa thấp nhất Việt Nam trung bình năm dưới 1000 mm và thường xuyên có các đợt khô hạn kéo dài. Vùng này còn chịu tác động của vấn đề nước biển dâng, bão dẫn đến vấn đề xâm nhập mặn và sạt lở bờ biển ảnh hưởng đến nguồn nước cấp cho đô thị.

Vùng Tây Nguyên: Tổng công suất các nhà máy nước trong vùng khoảng 179.000m³/ngđ với tỷ lệ huy động công suất 90%. Tỷ cấp nước khu vực đô thị đạt 69%. Nguồn nước cấp cho khu vực là nguồn nước mặt từ hệ thống sông Sê San, Sêrêpôk chiếm 68% tổng lượng khai thác, còn lại là nguồn nước ngầm. Khu vực Tây Nguyên với đặc điểm là khả năng trữ nước trong lòng đất thấp hơn vùng núi phía Bắc và địa hình bị chia cắt nhiều bởi các đồi núi thấp nên không có khả năng xây dựng được các hồ chứa, đập trữ nước lớn ảnh hưởng lớn đến nguồn nước cấp cho đô thị.

Vùng Đông Nam bộ: Tổng công suất các nhà máy nước trong vùng khoảng 3.735.000 m³/ngđ với tỷ lệ huy động công suất đạt  88%. Tỷ cấp nước đô thị đạt  94%.

Nguồn nước cấp cho khu vực là nguồn nước mặt từ hệ thống sông Đồng Nai – Sài Gòn – Vàm Cỏ Đông chiếm 91% tổng lượng khai thác. Đây là khu vực khá bằng phẳng với địa chất yếu và khá thấp, dễ bị ngập lụt và xâm nhập mặn. Bên cạnh đó, khu vực Đông Nam Bộ là vùng có lượng mưa trung bình, nhưng nguồn nước bổ cập từ nước ngoài về khá lớn nên ảnh hưởng đến cấp nước cho đô thị.

Vùng đồng bằng sông Cửu Long: Tổng công suất các nhà máy nước trong vùng khoảng 860.000m³/ngđ với tỷ lệ huy động công suất đạt 95%. Tỷ lệ cấp nước đô thị đạt 92%. Nguồn nước cấp cho khu vực là nguồn nước mặt từ hệ thống sông Cửu Long – Vàm Cỏ Tây chiếm 67% tổng lượng khai thác. BĐKH sẽ gây nên hiện tượng nước biển dâng, xâm nhập mặn và hạn hán ảnh hưởng đến nguồn nước.

c/ Hiện trạng phương pháp lập quy hoạch cấp nước

Hiện nay trong các đồ án quy hoạch xây dựng, quy trình thiết kế hệ thống cấp nước đô thị bao gồm 04 bước như sau:

1. Nghiên cứu và rà soát:

• Nghiên cứu các đồ án quy hoạch cấp trên và các dự án có liên quan: Quy hoạch vùng, quy hoạch chung, các quy hoạch chuyên ngành…
• Nghiên cứu các định hướng cấp nước đã có của đô thị.
• Nghiên cứu, xác định các chỉ tiêu lập quy hoạch có liên quan.

1. Khảo sát và thu thập số liệu hiện trạng

• Khảo sát điều kiện tự nhiên, điều kiện kinh tế xã hội của địa phương.
• Khảo sát hiện trạng hệ thống cấp nước bao gồm: mạng lưới hiện có, nguồn nước, các thông số khác…
• Khảo sát hiện trạng về sử dụng đất và các hệ thống hạ tầng kỹ thuật khác.

1. Lập quy hoạch

• Xác định mục tiêu, quan điểm quy hoạch hệ thống cấp nước
• Trên cơ sở dự báo về quy hoạch sử dụng đất, cấp loại đô thị, số liệu địa chất thuỷ văn, biến đổi khí hậu sẽ phân vùng cấp nước...
• Đề xuất phương án quy hoạch hệ thống cấp nước: xác định nguồn cấp nước, vạch tuyến mạng lưới, tính toán thuỷ lực…

1. Phân kỳ đầu tư xây dựng hệ thống cấp nước

3. Các tiêu chí cấp nước xanh trong quy hoạch cấp nước đô thị bền vững

a/ Khái niệm về phát triển bền vững

Năm 1980, trong bản “Chiến lược bảo tồn thế giới” do Liên minh Quốc tế Bảo tồn Thiên nhiên và Tài nguyên Thiên nhiên (IUCN-International Union for Conservation of Nature and Natural Resources) đã đưa ra mục tiêu của phát triển bền vững là “đạt được sự phát triển bền vững bằng cách bảo vệ các tài nguyên sinh vật” và thuật ngữ phát triển bền vững ở đây được đề cập tới với một nội dung hẹp, nhấn mạnh tính bền vững của sự phát triển về mặt sinh thái, nhằm kêu gọi việc bảo tồn các tài nguyên sinh vật.

Năm 1987, trong Báo cáo “Tương lai chung của chúng ta”, Ủy ban Thế giới về Môi trường và Phát triển (WCED-World Commission on Environment and Development) của Liên hợp quốc, "phát triển bền vững" được định nghĩa là “Sự phát triển đáp ứng được nhu cầu của hiện tại mà không làm tổn thương khả năng cho việc đáp ứng nhu cầu của các thế hệ tương lai”.

Quan niệm này chủ yếu nhấn mạnh khía cạnh sử dụng hiệu quả nguồn tài nguyên thiên nhiên và bảo đảm môi trường sống cho con người trong quá trình phát triển. Phát triển bền vững là một mô hình chuyển đổi mà nó tối ưu các lợi ích kinh tế và xã hội trong hiện tại nhưng không hề gây hại cho tiềm năng của những lợi ích tương tự trong tương lai (Gôdian và Hecdue, 1988, GS. Grima Lino).

Nội hàm về phát triển bền vững được tái khẳng định ở Hội nghị Thượng đỉnh trái đất về Môi trường và phát triển tổ chức ở Rio de Janeiro (Brazil) năm 1992 và được bổ sung, hoàn chỉnh tại Hội nghị Thượng đỉnh thế giới về Phát triển bền vững tổ chức ở Johannesburg (Cộng hoà Nam Phi) năm 2002: "Phát triển bền vững" là quá trình phát triển có sự kết hợp chặt chẽ, hợp lý và hài hòa giữa 3 mặt của sự phát triển, gồm: phát triển kinh tế (nhất là tăng trưởng kinh tế), phát triển xã hội (nhất là thực hiện tiến bộ, công bằng xã hội; xoá đói giảm nghèo và giải quyết việc làm) và bảo vệ môi trường (nhất là xử lý, khắc phục ô nhiễm, phục hồi và cải thiện chất lượng môi trường; phòng chống cháy và chặt phá rừng; khai thác hợp lý và sử dụng tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên).

b/ Khái niệm về Quy hoạch đô thị bền vững

Quy hoạch đô thị bền vững là quy hoạch đô thị đạt được sự thống nhất trong một khuôn khổ bền vững cả ba mặt kinh tế, xã hội và môi trường, nhằm nâng cao chất lượng sống của thế hệ hiện tại mà không làm ảnh hưởng tới các nhu cầu phát triển của thế hệ tương lai. 

c/ Khái niệm về Cơ sở hạ tầng xanh

- Định nghĩa:

Khái niệm cơ sở hạ tầng xanh lần đầu tiên được đề xuất bởi hai nhà nghiên cứu Mark A. Benedict và Edward T. McMahon từ năm 2002:

Hạ tầng xanh là “…một mạng lưới liên kết những không gian xanh nhằm bảo tồn các giá trị và chức năng của hệ sinh thái, đồng thời mang đến các lợi ích cho con người”.

Khái niệm này đã nâng tầm các không gian xanh trong đô thị thành một hệ thống hạ tầng có vai trò quan trọng như các hệ thống hạ tầng thiết yếu khác của đô thị như năng lượng, cấp thoát nước, giao thông hay thông tin liên lạc. Chính vì vậy, nó cũng cần được đối xử như một thành phần quan trọng trong các bản quy hoạch đô thị.

Đối với các đô thị đã và đang phát triển, việc phục hồi hay xây dựng các không gian xanh là một quá trình vô cùng tốn kém do quỹ đất trống trong đô thị ngày một ít cùng với áp lực trong việc phát triển kinh tế và nhu cầu về mở rộng mạng lưới giao thông đường bộ ngày một tăng.

Vì vậy các đô thị hiện nay tận dụng tất cả các không gian dù là nhỏ nhất để phát triển các giải pháp hạ tầng xanh ở nhiều quy mô và diện tích khác nhau, ví dụ: tường xanh, mái xanh, các bề mặt thấm hút hoặc mương lọc sinh học. Khái niệm hạ tầng xanh giờ đây được mở rộng hơn, không chỉ bao gồm các không gian xanh mà còn là “các nguồn tài nguyên sinh vật trong đô thị được con người điều chỉnh để phục vụ các chức năng sinh thái và mang lại lợi ích cho con người” (Matthews và cộng sự, 2015).

Hạ tầng xanh không chỉ đơn giản là trồng nhiều cây xanh hay xây dựng các không gian xanh đô thị mà còn rất nhiều các giải pháp phải được thực hiện đồng thời và trên tất cả các quy mô (từ quy mô nhà ở, đơn vị ở, đô thị đến quy mô vùng). Đây có thể là các giải pháp tồn tại dưới nhiều dạng những đặc trưng tự nhiên của đô thị (ví dụ bảo tồn không gian xanh, không gian mặt nước) hoặc dưới dạng nhân tạo được thực hiện bổ sung vào môi trường đô thị (ví dụ mái xanh, cây xanh, các bề mặt thấm hút).

d/ Một số đề xuất ban đầu về cấp nước xanh

Như vậy, trong lĩnh vực cấp nước, vận dụng định nghĩa về “phát triển đô thị bền vững”, “cơ sở hạ tầng xanh” như đã nói ở mục trên, có thể hiểu:

“Cấp nước xanh” là một cách tiếp cận để quản lý nguồn nước, bảo vệ, phục hồi, hoặc bắt chước các chu trình tự nhiên của nước, tuần hoàn nước.

Cấp nước xanh sẽ mang lại các hiệu quả kinh tế, tăng cường tính an toàn, nâng cao chất lượng cuộc sống cộng đồng và đảm bảo phát triển đô thị bền vững.

• Về tiêu chuẩn dùng nước:

Khuyến khích sử dụng tiết kiệm, tuần hoàn nước, tiêu chuẩn trung bình dưới 120 lít/người. ngày. Tỷ lệ tuần hoàn, tái sử dụng nước đạt 100%.

• Về nguồn nước:

Bên cạnh các nguồn nước truyền thống như nước mặt, nước ngầm, cần đẩy mạnh việc sử dụng nước mưa và nước thải sau xử lý như là nguồn cung cấp bổ sung.

• Về mạng lưới cấp nước:

Đẩy mạnh việc ứng dụng công nghệ thông tin trong việc thiết kế và quản lý mạng lưới cấp nước:

+ Giải pháp và phần mềm tính toán thủy lực được sử dụng để thiết kế phân vùng khu vực cấp nước (DMA), mở mới mạng lưới cấp nước, mô hình hóa chất lượng nước trên nền sơ đồ (trắc dọc) và tương tác với mô hình dữ liệu không gian trên nền hệ thống thông tin địa lý (GIS), giúp tối ưu hóa hệ thống cấp nước, phân phối nước sạch sát với nhu cầu dùng nước của thành phố thông minh;

+ Giải pháp và phần mềm quản lý tài sản và đường ống, thiết bị trên mạng cấp nước được sử dụng, nhằm quản lý thống kê tài sản, quản lý kho, quản lý duy tu bảo dưỡng, dự báo và phòng ngừa rủi ro. Các giải pháp hiện đại được phát triển trên nền cơ sở dữ liệu (CSDL), GIS cho phép tích hợp khai thác và duy tu bảo dưỡng tài sản, thiết bị và tối ưu hóa giúp giảm thất thoát, thất thu nước sạch;

+ Giải pháp và phần mềm bản đồ GIS được sử dụng làm nền tảng tham chiếu địa lý cho các ứng dụng khác như quản lý cơ sở dữ liệu mạng lưới cấp nước (tích hợp dữ liệu không gian bản đồ và dữ liệu thuộc tính các đối tượng đường ống và các thiết bị trên mạng cấp nước) với các giao thức dữ liệu chuẩn và các chức năng xử lý, phân tích dữ liệu không gian;

+ Giải pháp và phần mềm quản lý hệ thống giám sát điều khiển và thu thập dữ liệu (SCADA) được sử dụng để quản lý các thiết bị giám sát mạng lưới (thiết bị đo lường từ xa) như các thiết bị Datalogger GSM/GPRS giám sát từ xa cũng như thu nhận dữ liệu từ hệ thống đồng hồ thông minh hoặc điều khiển máy bơm biến tần… Hệ thống SCADA gồm phần mềm trên nền Web kết nối với máy chủ (Server) và hiển thị tức thời số liệu giám sát được các Datalogger truyền về thông qua công nghệ truyền dẫn thông tin.

+ Các giải pháp và phần mềm quản lý khác như quản lý đồng hồ, khách hàng, quản lý chất lượng nước, quản lý rò rỉ, thất thoát nước…

Nghiên cứu từng bước ứng dụng hạ tầng cấp nước xanh trong quy hoạch đô thị là hướng đi đúng đắn trong phát triển đô thị bền vững, ứng phó với thiên tai và BĐKH tại Việt Nam.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. PGS.TS. Nguyễn Thị Ngọc Dung và các cộng sự - Ứng dụng công nghệ thông tin trong quản lý hệ thống cấp nước đô thị thông minh tại Việt Nam, năm 2022.

2. Cục Hạ tầng, Bộ Xây dựng - Tổng quan tình hình ứng dụng công nghệ thông tin trong lĩnh vực cấp nước tại Việt Nam, tháng 11/2015.

3. Viện Quy hoạch đô thị và nông thôn quốc gia - Quy hoạch hệ thống đô thị và nông thôn thời kỳ 2021-2030, tầm nhìn đến năm 2050 (dự thảo 2024).