Kinh nghiệm phát triển thành phố “Bọt biển” một số đô thị trên thế giới và đề xuất một số giải pháp ứng dụng cho các đô thị của Việt Nam.

Kinh nghiệm phát triển thành phố “Bọt biển” một số đô thị trên thế giới và đề xuất một số giải pháp ứng dụng cho các đô thị của Việt Nam.

ThS. Đinh Quốc Thái - Sở Quy hoạch - Kiến trúc Hà Nội

 

1. Bối cảnh

Việt Nam được xác định là một trong số những quốc gia trên thế giới chịu ảnh hưởng nghiêm trọng nhất của biến đổi khí hậu. Do đó, Việt Nam giống như nhiều quốc gia khác trên thế giới, đang đối mặt với thách thức ngày càng lớn về ngập lụt và quản lý nước mưa. Đã có nhiều giải pháp được triển khai nhưng tình trạng ngập lụt hiện nay tại các đô thị đang diễn ra có chiều hướng ngày càng trầm trọng. Vấn đề này một mặt phải có sự rà soát, đánh giá lại các giải pháp đã triển khai, mặt khác đòi hỏi phải có các nghiên cứu và đề xuất các giải pháp mới để phòng chống ngập lụt cho các khu vực có dân cư sinh sống nói chung và các khu vực phát triển đô thị nói riêng nhằm đảm bảo mục tiêu phát triển bền vững.

2. Khái niệm thành phố “Bọt biển”

Hiện nay không có khái niệm cụ thể về thành phố “Bọt biển” mà có thể hiểu rằng thành phố “Bọt biển” là thành phố chủ yếu áp dụng các phương pháp thấm nước tự nhiên trong quá trình xây dựng cơ sở hạ tầng. Điều này có thể bao gồm việc sử dụng vật liệu thấm, thoát nước, đường phố thấm nước và các công trình kiến trúc có khả năng hấp thụ nước mưa, giúp nước mưa thấm nhiều hơn vào đất và một phần sẽ được thoát từ từ có kiểm soát ra hệ thống sông, hồ tự nhiên.

3. Kinh nghiệm phát triển thành phố “Bọt biển” của một số đô thị trên thế giới

a. Thành phố Berlin - Đức

22 năm trước, một thành phố với mô hình “Bọt biển” đã được triển khai thử nghiệm ở khu dân cư Rummelsburg, phía Đông Berlin với những tòa nhà được phủ xanh gần như toàn bộ. Các tòa nhà ở đây hầu hết đều được phủ kín đầy cỏ ở sân thượng và mái nhà. Khi mưa xuống, nước mưa sẽ ngấm vào những thảm cỏ này, phần còn lại sẽ chảy xuống đất. Tại thành phố thử nghiệm này, người ta không xây dựng các cống thoát nước bằng bê tông mà thay vào đó là hệ thống kênh mương, phủ cỏ nên nó giống như một chiếc điều hòa thiên nhiên tạo cho người dân cảm giác rất thoải mái, dễ chịu hơn so với các khu vực khác.

Ý tưởng về thành phố “Bọt biển” của các kiến trúc sư Đức bắt nguồn từ các hiện tượng trong tự nhiên. Trong tự nhiên, khi mưa, nước mưa sẽ ngấm vào trong đất và thực vật. Tuy nhiên, phần nước còn lại rất lớn và thường bị bay hơi và ở hầu hết các thành phố lớn, khi nước mưa rơi xuống sẽ không ngấm được hết vào lòng đất bởi có quá nhiều con đường bê tông và lượng cây xanh hạn chế, nên nước mưa sẽ theo các hệ thống cống thoát nước chảy vào hồ chứa.

Do đó, các kiến trúc sư người Đức đã nghĩ tới việc chống ngập lụt mà không cần cống thoát nước. Trái lại, họ tìm cách hấp thụ và tích trữ nước mưa trong những ngày mưa bão để làm dịu mát bầu không khí nội thành trong những ngày nắng rát. Biện pháp của họ có cơ chế hoạt động đơn giản như một miếng “Bọt biển”.

 

 

 

Hình 2: Minh họa giải pháp làm mương thoát nước và ảnh thực tế (Nguồn: Internet)

Trên mặt đường trong thành phố lớn, các kiến trúc sư người Đức đã thiết kế các con mương hai bên đường gọi là Swales, có chức năng thấm và giữ nước mưa, giúp làm dịu mát bầu không khí của thành phố khi trời nắng, chống ngập lụt và tự làm mát môi trường mùa hè bằng cách bắt chước tự nhiên. Biện pháp này của các kỹ sư có cơ chế hoạt động đơn giản như một miếng “Bọt biển” nên giải pháp được gọi là “Thành phố Bọt biển”.

Để mô hình “Thành phố Bọt biển” sớm được nhân rộng, chính quyền thành phố Berlin đã khuyến khích xây dựng các công trình mới có tính năng “xanh” giúp con người hòa hợp cùng thiên nhiên để đối phó với sự nóng lên toàn cầu và hiệu ứng nhà kính, biến đổi khí hậu ngày càng gia tăng. Đồng thời, chính quyền thành phố Berlin cũng đưa ra những giải thưởng hấp dẫn đối với người dân và họ tin rằng sẽ sớm có những giải pháp thích hợp nhất chống biến đổi khí hậu. Ý tưởng của họ đồng thời giải quyết được 2 hệ quả của biến đổi khí hậu cùng một lúc: làm mát cho thành phố vào mùa hè và giảm tình trạng ngập lụt trong thành phố khi có những cơn mưa lớn trút xuống và bão lớn.

Những điểm nổi bật mà chính quyền Berlin đã làm để đối phó với biển đổi khí hậu là thường xuyên trồng thêm nhiều cây xanh để tỏa bóng mát cho các con đường, phủ xanh tất cả các mái nhà bằng cỏ và rêu; sơn các tòa nhà bằng sơn sáng màu để phản chiếu thay vì sơn tối màu sẽ hấp thụ ánh sáng mặt trời; phủ các lớp cản nhiệt trên các tuyến phố để ngăn việc nhựa đường bị chảy ra khi trời nóng; quy hoạch các vùng trữ nước và thiết kế thêm nhiều kênh mương nhỏ thấm nước khi trời mưa.

“Stadtchwamm” – một thuật ngữ trong tiếng Đức có ý nghĩa là “Thành phố Bọt biển”. Điểm mấu chốt ở đây chính là tránh bị “khóa chặt” trong bề mặt toàn bê tông và nhựa đường. Bất cứ nơi nào chúng tôi cũng có thể biến chúng thành bề mặt có thể thấm nước, chẳng hạn như bãi đỗ xe, dải phân cách đều có thể làm lại bề mặt để nước có thể ngấm vào đất.

b. Một số đô thị của Trung Quốc

Sau Đức, Trung Quốc là nơi hứng chịu nhiều đợt mưa lũ nhất trên thế giới, do đó, giới chức nước này luôn để tâm tìm giải pháp chống lại biến đổi khí hậu nhằm giảm những thiệt hại nặng nề mà thiên tai gây ra. Sáng kiến thành phố “Bọt biển” được đưa ra vào năm 2015. Theo đó chính phủ Trung Quốc sẽ xây mới, kết hợp cải tạo hệ thống sông, hồ, hệ thống tiêu thoát nước, xây dựng hệ thống cống thoát nước mưa cao cấp trong các đô thị giúp các đô thị hấp thụ một lượng lớn nước mưa thay vì đổ thẳng ra môi trường tự nhiên. Mục đích chính của chủ trương này là vào năm 2020 thì 80% các đô thị ở Trung Quốc sẽ tái sử dụng được ít nhất 70% lượng nước mưa.

Năm 2017, Trung Quốc cũng bắt đầu triển khai xây dựng hàng loạt thành phố “Bọt biển” với kinh phí lên tới khoảng 12 tỷ USD. Hiện, Trung Quốc đã thí điểm dự án Thành phố “Bọt biển” tại 30 thành phố của nước này, trong đó có Bắc Kinh, Thượng Hải, Vũ Hán và Hạ Môn.

Chiến lược Thành phố “Bọt biển” chỉ sử dụng 2 yếu tố chính là thấm nước bề mặt và hạ tầng xanh, nên đây là giải pháp đáp ứng tốt yêu cầu thích ứng với biến đổi khí hậu, giảm thiểu những thiệt hại do mưa lũ gây ra.

Chính phủ Trung Quốc đang đẩy mạnh đầu tư xây dựng các thành phố áp dụng mô hình thành phố “Bọt biển” để ứng phó với biến đổi khí hậu. Đấy là vấn đề đang được rất quan tâm tại các thành phố đông dân ở Trung Quốc.

* Xây dựng dự án thí điểm tại khu vực thuộc quận Thông Châu - Bắc Kinh

Khu vực dự án có diện tích khoảng 155km2 trên tổng diện tích quận là 906km2. Đây là khu vực nằm trong kế hoạch kiểm soát lũ lụt của thành phố Bắc Kinh với tiêu chuẩn đề ra yêu cầu kiểm soát được tần suất lũ lụt 100 năm.

-              Bối cảnh khu vực thành phố Bắc Kinh

Khu vực đang chịu tác động tiêu cực của biến đối khí hậu như

+ Lũ lụt ngày một thường xuyên hơn vào mùa mưa trong khi lại dễ hạn hán vào mùa khô.

+ Mưa chủ yếu tập trung vào từ tháng 6 đến tháng 8 chiếm 75% - 84% tổng số các lần mưa trong năm với lượng mưa đo bình quân là 585mm.

+ Việc gia tăng sử dụng tài nguyên đất đang là một vấn đề ngày càng đáng lo ngại. Từ năm 1988 đến nay tốc độ tăng trưởng việc sử dụng đất của thành phố đạt >700%.

+ Nước mặt giảm 15%, nước ngầm giảm 40% kể từ năm 1999 đến nay. Chỉ có khoảng 53,5% chiều dài các con sông có chất lượng đất đạt tiêu chuẩn.

+ Tỷ lệ kiểm soát được các dòng chảy hàng năm của thành phố từ 55% - 91%. Trong đó tỷ lệ kiểm soát dòng chảy trong khu vực đô thị trung tâm thành phố chỉ là 75%.

- Chương trình xây dựng thành phố  “Bọt biển” cho Bắc Kinh là dự án xây dựng mới thực hiện trên cơ sở chương trình cải tạo hệ thống sông, hồ, các dự án phòng chống lũ lụt cho đô thị, các dự án xử lý nước thải và các dự án khai hoang nguồn nước.

- Phương án xây dựng:

+ Xây dựng sông Wen Chaojing làm khu vực giữ lũ, kết hợp duy trì hệ thống sông hồ hiện có với 17 con sông nhỏ, tạo ra 5 khu vực có chức năng giữ nước lũ tập trung. Xây dựng hệ thống ao, hồ trong các công viên, không gian cây xanh tham gia trữ nước mưa cho khu vực. Ngoài ra có 13 trạm bơm nước mưa và 23 trạm bơm tăng áp phục vụ tiêu thoát nước.

+ Xây dựng hệ thống mạng lưới thoát nước mưa có tổng chiều dài 282km tách riêng với hệ thống mạng lưới đường ống thoát nước thải.

+ Xây dựng hệ thống các bể chứa nước mưa tại các khu dân cư, và các điểm được xác định là các điểm tập trung để thu gom nước mưa và kiểm soát chất lượng nước tại các bể chứa đầu nguồn này. Có 169 điểm bể thu giữ nước mưa tập trung với diện tích khoảng 7,2ha, chứa được dung tích khoảng 535.000m2, nước mưa được làm sạch để sử dụng cho các nhu cầu nước cho các khu công nghiệp, nước rửa đường, tưới cây, vệ sinh… Người dân được khuyến khích sử dụng nước mưa sau khi làm sạch này cho các nhu cầu sinh hoạt thông thường.

+ Để tăng tính thẩm thấu nước mưa vào đất, dự án tránh tối đa việc bê tông hóa mặt phủ, ưu tiên giữ mặt phủ tự nhiên, đối với các tuyến đường giao thông không đòi hỏi phải có kết cẩu mặt đường vững chắc như đường dạo, vỉa hè, sân chơi… được ưu tiên sử dụng các loại vật liệu thân thiện với môi trường với tính năng cho phép nước mưa có khả năng thẩm thấu qua.

4. Đề xuất giải pháp thoát nước mưa xanh cho các đô thị của Việt Nam theo mô mô hình xây dựng thành phố “Bọt biển”

- Công tác lập quy hoạch và giải pháp thiết kế kiến trúc bền vững

Trong công tác lập quy hoạch (Quy hoạch chung, quy hoạch phân khu), các giải pháp về quy hoạch thoát nước mặt cần phải nghiên cứu và định hướng phù hợp với điều kiện địa hình, địa chất thủy văn, địa chất đất đai của khu vực, đặc biệt là trong việc quản lý nước mưa và thực hiện các phương pháp thấm nước. Từ đó, ở các giai đoạn quy hoạch tiếp theo đề xuất các dự án triển khai phù hợp với quy hoạch định hướng.

                 Thiết kế hệ thống đô thị sao cho các khu vực xanh có thể hấp thụ nước mưa và tạo không gian cho nước thấm vào đất.

- Sử dụng vật liệu thấm nước

+ Sử dụng vật liệu xây dựng thấm nước cho cơ sở hạ tầng, chẳng hạn như bê tông thấm nước và vật liệu thấm nước khác.

                 

Hình 8: Minh họa công trình kiến trúc xanh tự lưu trữ nước mưa dùng khi cần và bể chứa nước mưa tập trung theo kết cấu dạng tổ ong (Nguồn: Internet)

+ Lựa chọn vật liệu phủ sàn và lớp cách âm có khả năng thấm nước để giảm áp lực lên hệ thống thoát nước.

- Đường phố thấm nước

+ Thiết kế đường phố với lớp bề mặt thấm nước, có thể bao gồm vỉa hè xanh, cỏ nhân tạo hoặc sử dụng bê tông thấm nước.

                 

Hình 9: Minh họa kết cấu và vật liệu làm đường siêu thấm nước (Nguồn: Internet)

+ Xây dựng hệ thống thoát nước hiệu quả và có khả năng chứa nước mưa trong các khu vực đường phố.

- Công trình kiến trúc thấm nước và giữ nước

+ Tích hợp các công trình kiến trúc có khả năng hấp thụ nước mưa, chẳng hạn như mái xanh, tường cây xanh và hệ thống hồ cá cảnh.

+ Sử dụng vật liệu kiến trúc thấm nước để giảm tác động của mưa lên các công trình xây dựng.

+ Xây dựng các công trình trữ nước mưa một mặt giảm áp lực thoát nước chung ra hệ thống, mặt khác có thể lọc nước mưa để dùng vào nước sinh hoạt hoặc nước tưới cây.

- Hệ thống sông và hồ tự nhiên

+ Tạo các hệ thống sông và hồ tự nhiên trong thành phố để chứa và kiểm soát nước mưa.

+ Kết nối các hồ và sông với hệ thống thoát nước và khu vực xanh để tối ưu hóa khả năng hấp thụ nước.

- Hệ thống cảnh báo thông minh

+ Sử dụng công nghệ thông tin để theo dõi và cảnh báo về lượng mưa lớn và nguy cơ ngập lụt.

+ Xây dựng hệ thống cảnh báo sớm để cư dân có thể chuẩn bị và đối phó với các tình huống khẩn cấp.

- Khuyến khích cộng đồng tham gia: Tổ chức các chiến dịch và chương trình để khuyến khích cộng đồng tham gia vào việc duy trì và phát triển các không gian xanh và hệ thống thoát nước.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. https://thanhphothuduc.com.vn/thanh-pho-bot-bien-giai-phap-chong-ngap-moi-cho-cac-sieu-do-thi/

2. https://www.tapchikientruc.com.vn/chuyen-muc/thanh-pho-bot-bien-mang-loi-ich-bat-ngo-cho-trung-quoc.html