Những thách thức trong phát triển hạ tầng xanh đô thị - Bài học kinh nghiệm từ Hoa Kỳ

Trong bối cảnh đó.các giải pháp giảm thiểu tác động truyền thống như xây dựng đê, đập hay hồ chứa thường đòi hỏi vốn đầu tư xây dựng lớn và thời gian thực hiện dài. Tuy nhiên, cách ứng phó nàytiềm ẩn nhiều tác độngkhông mong muốn như làm gián đoạn các quá trình tự nhiên, ảnh hưởng đến hệ sinh thái mà vẫn không đảm bảo khả năng bảo vệ đô thị khỏi thiên tai. Một cách tiếp cận khác với nhiều tiềm năng đang được các quốc gia trên thế giới ứng dụng và phát triển, đó là “hạ tầng xanh” (HTX). Đây được coi là giải pháp bền vững giúp giảm thiểu tác động tiêu cực đồng thời góp phần xây dựng các cộng đồng, các đô thị có khả năng chống chịu trước tác động của thiên tai.Trong bối cảnh tác động của biến đổi khí hậu ngày một rõ rệt, cách tiếp cận thông qua giải pháp HTX có nhiều tiềm năng trong việc giải quyết những vấn đề nan giải hiện nay của đô thị như ô nhiễm không khí, suy thoái tài nguyên và suy giảm chất lượng sống.

Xu hướng sử dụng hạ tầng xanh xuất hiện đầu tiên tại Hoa Kỳ từ những năm 2000 và đã đạt được rất nhiều thành công tại các đô thị như New York City, Seattle, Chicago và Philadelphia. Tuy nhiên, mức độ phổ biến tính đến nay của HTX vẫn còn thấp do nhiều lý do. Những khó khăn và thách thức khi ứng dụng HTX tại Hoa Kỳ sẽ là bài học kinh nghiệm quý báu cho các quốc gia đang phát triển, đặc biệt là Việt Nam. Bài viết này sẽ giới thiệu về khái niệm HTX, các nguyên tắc quy hoạch và một số ví dụ về quy hoạch HTX thành công ở Hoa Kỳ, sau đó tổng kết các khó khăn và thách thức mà chính quyền địa phương và người dân Hoa Kỳ gặp phải khi ứng dụng HTX. Và cuối cùng, bài viết sẽ đưa ra một số đề xuất để phát triển HTX ở Việt Nam.

Hình 1. Công viên Buffalo Bayou, TP. Houston, Hoa Kỳ (www.buffalobayou.org)

I. Sự đa dạng trong khái niệm hạ tầng xanh

Khái niệm HTX lần đầu tiên được đề xuất bởi hai nhà nghiên cứu Mark A. Benedict và Edward T. McMahon từ năm 2002. Theo đó, HTX 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, nước, giao thônghay 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 HTX ở nhiều quy mô và diện tích khác nhau, ví dụ: vườn mưa, mái xanh, các bề mặt thấm hút hoặc mương lọc sinh học. Khái niệm HTX 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 các lợi ích cho con người” (Matthews và cộng sự, 2015). Khái niệm HTX còn được sử dụng thay thế cho khái niệm hạ tầng Xanh-Xanh (blue-green infrastructure), hạ tầng nước mưa xanh (green stormwater infrastructure) hay phát triển tác động thấp (low-impact development).

HTX 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 dạng những đặc trưng tự nhiên củađô thị(ví dụ bảo tồn không gian xanh, không gian mặt nước) hoặc dưới dạng nhân tạo được thực hiện bổ sungvào môi trường đô thị (ví dụ mái xanh, cây xanh, các bề mặt thấm hút).

Hình 2. Một số giải pháp HTX (www.raincheckbuffalo.org)

Phát triển HTX mang lại rất nhiều các lợi ích cho đô thị thông qua các dịch vụ hệ sinh thái (ecosystem services) của HTX. Về kinh tế, phát triển HTX giúp giảm đáng kể các chi phí đầu tư cho các giải pháp chống ngập đô thị, nâng cao chất lượng và trữ lượng nước (đặc biệt là nước ngầm), và tiết kiệm năng lượng sử dụng thông qua việc giảm hiện tượng đảo nhiệt đô thị (urban heat island). Ví dụ theo Foster cùng cộng sự (2011), chi phí xây dựng và bảo trì mái xanh cho các công trình thường cao hơn 10-14% so với các giải pháp mái che thông thường. Tuy nhiên,hệ thống này giúp tiết kiệm 15-45% tổng năng lượng tiêu thụ hàng năm, chủ yếu qua việc giảm đáng kể các chi phí điện cho hệ thống làm mát, điều hoà nhiệt độ.Hơn thế nữa, mái xanh còn giúp cải thiện cảnh quan đô thị, hấp thụ và lọc nước mưa và thanh lọc không khí ô nhiễm.Tương tự, các giải pháp như thay thế bo vỉa hè, rãnh nước bê tông và các cống thoát nước mưa bằng hệ thống mương lọc sinh học ven đường trong các khu dân cư có thể tiết kiệm khoảng $43,000/km chi phí đầu tư, bảo dưỡng hằng năm. Ngoài ra, phát triển HTX còn làm làm tăng giá trị bất động sản, phát triển du lịch và tạo cơ hội việc làm tại các khu vực có các không gian xanh.

Về xã hội, HTX giúp cải thiện tính thẩm mỹ của đô thị, tạo ra các cơ hội cho người dân tiếp cận với thiên nhiên, tương tác xã hội, giáo dục về văn hóa và môi trường, quá đó nâng cao chất lượng sống của đô thị. Đây là những lợi ích vô hình giúp cải thiện hình ảnh cuộc sống đô thị đối với người dân cũng như những cảm nhận trực tiếp về không gian sống đô thị, nơi mà họ có cơ hội trải nghiệm thực tế. Về môi trường, các ứng dụng của HTX như các công viên, không gian cây xanh, hay khu vực bảo tồn thiên nhiên giúp cải thiện đáng kể chất lượng nước, chất lượng không khí, và tăng cường sự đa dạng sinh học của môi trường đô thị. Ví dụ, các công viên lớn trong đô thị có thể giúp giảm thiểu từ 1-3oC nhiệt độ không khí trong các ngày nắng nóng (trích dẫn). Các ứng dụng HTX ở quy mô nhỏ như cây xanh và thảm thực vật có thể che bóng cho các bề mặt công trình, phân tán bức xạ mặt trời, giải phóng độ ẩm vào khí quyển đồng thời tạo ra oxygen và thanh lọc không khí ô nhiễm.Có thể thấy, HTX có tiềm năng mang lại lợi ích đa dạng đối với người dân, cộng đồng và đô thị. Những lợi ích này, trực tiếp và gián tiếp, vô hình và hữu hình, đã được các nhà nghiên cứu dự báo, thực nghiệm, đo lường và chứng minh thông qua các công trình nghiên cứu mang tính khoa học, được công nhận và công bố trên các tạp chí uý tín trong nhiều lĩnh vực liên quan. Quan trọng hơn, sự phối hợp chặt chẽ giữa giới nghiên cứu, các nhà phát triển dự án trên thực tế, chính quyền đô thị và người dân đã giúp cách tiếp cận HTX trở nên phổ biến mặc dù vẫn tồn tại nhiều khó khăn do sự chênh lệch về trình độ hiểu biết, khả năng tiếp cận, nguồn lực thực hiện. Trong phần tiếp theo, bài viết sẽ giới thiệu chi tiết về các nguyên tắc chính trong thực hiện quy hoạch phát triển hệ thống HTX. Những nguyên tắc cơ bản này được đúc kết thông qua quá trình phát triển của HTX cùng với nhiều bài học thành công cũng như thất bại trong quá trình thực hiện ở các địa phương khác nhau trên thế giới.

Hình 3. Các lợi ích của HTX

II. Các nguyên tắc chính trong quy hoạch hạ tầng xanh

Hình 4. Năm nguyên tắc quy hoạch HTX (www.greenworldblogger.com)

Như đã trình bày ở trên, khái niệm và các giải pháp HTX vô cùng đa dạng, phụ thuộc vào nhiều yếu tố chủ quan và khách quan của cộng động và khu vực áp dụng. Tuy nhiên, có năm nguyên tắc cốt lõi của HTX đã được đúc kết và thống nhất tại nhiều quốc gia:

Nguyên tắc 1:Kết hợp phát triển hạ tầng xanh và hạ tầng xám (green-grey integration)

Các giải pháp HTX và hạ tầng xám (hệ thống cầu, đường, cống thoát…được xây dựng bằng bê tông) sẽ trở nên hiệu quả hơn khi kết hợp với nhau.

Nguyên tắc 2: Tính kết nối (connectivity)

Kết nối các “nguồn tài nguyên sinh vật” thành một mạng lưới không gián đoạn sẽ mang lại những lợi ích cho môi trường và xã hội đô thị.

Nguyên tắc 3: Tính đa chức năng (multifunctionality)

Tính đa chức năng của HTX (kinh tế, xã hội và môi trường) chính là một trong những điều kiện quan trọng giúp thúc đẩy việc ứng dụng HTX tại các đô thị.

Nguyên tắc 4:Tính đa quy mô (multiscale)

Quy hoạch HTX đòi hỏi sự tham gia của tất cả các cấp chính quyền, các sở các ngànhcủa địa phương để đảm bảo tính kết nối và tính đa chức năng của HTX.

Nguyên tắc 5: Hòa nhập xã hội (social inclusion)

Sự tham gia của cộng đồng là yếu tố tiên quyết trong việc quy hoạch, xây dựng,và duy trì HTX.

III. Các ứng dụng của HTX tại Hoa Kỳ

Theo Tổ chức Môi trường Hoa Kỳ (EPA), hơn 770 thành phố bờ Đông của nước Mỹ vẫn đang sử dụng hệ thống thoát nước hỗn hợp(Combined Sewer Systems_CSS). Hệ thống hỗn hợp này thu nước mưa/ nước ngập, nước thải dân dụng và công nghiệp vào cùng một đường ống. Trong điều kiện bình thường, nước thu từ các đường ống này sẽ chảy về các trạm xử lý nước thải. Tuy nhiên, vào mùa mưa, khi lượng nước thu tăng nhanh và lớn hơn sức chứa của các trạm xử lý, nước thu (Combined Sewer Overflow_CSO) sẽ chảy tràn ra các sông, hồ, biển, gây hậu quả nghiêm trọng lên hệ sinh thái và đời sống con người. Riêng ở NYC, 70% các hệ thống thoát nước vẫn là hỗn hợp. Chính vì vậy, việc giảm thiểu CSO là vấn đề sống còn cho các thành phố tại bờ Đông của Hoa Kỳ.

                 Hình 5+6. Hệ thống thoát nước hỗn hợp trong mùa khô và mùa mưa (www.NYC.gov)

Năm 2010, chính quyền thànhphố New York đã ban hành bản Quy hoạch HTX với hệ thống các công trình HTX kết hợp với các công trình hạ tầng xám thông thường với mục tiêu giảm thiểu đáng kể CSO và quản lý hiệu quả nước mưa.Theo đó, đến năm 2030, thành phố New York sẽ cho đầu tư 2,9 tỷ USD vào việc xây dựng hệ thống hạ tầng xám hiệu quả về chi phí, ví dụ như các công trình chứa nước mưa chảy tràn, nâng cấp các công trình xử lý nước thải và cống thoát nước mưa. Bên cạnh đó, 10% các bề mặt không thấm hút tại thành phố sẽ được thay thế bằng các công trình HTX, ví dụ như mương lọc sinh học, mái xanh và vườn mưa. Dự tính đến năm 2030, các công trình này sẽ có thể giảm khối lượng CSO từ khoảng 30 tỷ gallon một năm xuống còn khoảng 18 tỷ gallon và đem lại từ139 triệu USD đến 418 triệu USD cho người dân thành phố nhờ việc cắt giảm chi phí tiêu thụ năng lương, nâng cao giá trị bất động sản và cải thiện sức khỏe cũng như chất lượng sống. Để kích thích việc sử dụng HTX trên tất cả các quy mô, chính quyền thành phố New York cũng mở ra các gói tài trợ cho các chủ đầu tư và người dân trên đất tư nhân. Riêng năm 2012, chính quyền thành phố đã chi 5 triệu USD cho các gói tài trợ này.

Hình 7. Giải pháp vườn mưa (rain garden) trên các tuyến đường của TP. New York (Bellweather Agency)

Tương tự, thành phố Philadelphia cũng xây dựng kế hoạch “Đô thị Xanh, Nước sạch” (Green City, Clean Waters) từ năm 2011 với mục tiêu giảm thiểu 85% CSO thông qua các giải pháp HTX. Các giải pháp được thành phố này lựa chọn bao gồm vườn mưa, bề mặt thấm hút, mương lọc sinh học, mái xanh… cũng với các hoạt động quảng bá và giáo dục cho người dân thành phố về HTX và quản lý hiệu quả nước mưa. Bên cạnh đó, chính quyền thành phố cũng cung cấp miễn phí cho người dân sở hữu đất tư nhân các thùng chứa nước mưa và các khoản tài trợ khi tham gia vào việc xây dựng vườn mưa, trồng cây, và các dự án thay thế bề mặt kém thấm hút. Nhờ đó, hơn 3.000 thùng chứa nước mưa đã được áp dụng và hơn 150 gói tài trợ đã được trao cho người dân thành phố tính đến năm 2015.

Hình 8. Dự án phủ xanh cho TP. Philadelphia (WRT design)

IV. Những thách thức khi quy hoạch và phát triển hạ tầng xanh

Mặc dù hiện nay ngày càng nhiều các đô thị trên thế giới ứng dụng HTX trong quy hoạch và thiết kế đô thị, tuy nhiên việc phổ biến HTX vẫn đối mặt nhiều khó khăn. Bài viết xin đề cập đến một số thách thức mà các chính quyền địa phương, nhà quy hoạch, chủ đầu tư và người dân gặp phải khi ứng dụng HTX tại đô thị.

a. Thách thức từ phía các chính quyền địa phương, nhà quy hoạch, chủ đầu tư

Các nghiên cứu tại Mỹ đã chỉ ra bốn nhóm thách thức chính trong việc ứng dụng hạ tầng xanh của các chính quyền địa phương, tổ chức chính phủ và phi chính phủ, và các nhóm tư vấn quy hoạch, chủ đầu tư (Zuniga-Terran và cộng sự, 2020), bao gồm:

(1) Thách thức về thiết kế và kỹ thuật: Các thách thức này liên quan đến các tiêu chuẩn thiết kế, xây dựng và duy trì hoạt động của HTX. Sự hạn chế trong các dữ liệu tính toán chi phí-lợi ích của các công trình HTX cũng như các hiệu quả từ các dự án thực tiễn khiến cho việc xây dựng tiêu chuẩn thiết kế, kỹ thuật bị trì trệ và khiến cho các chính quyền địa phương cũng như chủ đầu tư e dè khi tham gia phát triển HTX.

(2) Thách thức về pháp lý: Rất ít các đô thị trên thế giới xây dựng một lộ trình cụ thể để quy hoạch và xây dựng HTX đảm bảo sự phân bố đồng đều các lợi ích của HTX trong đô thị. Hơn thế nữa, tính đa quy mô của HTX đòi hỏi sự hợp tác liên ngành giữa các thành phố, các hạt, các vùng... khiến cho việc xây dựng chính sách càng phức tạp. Ở nhiều nước, quyền sở hữu đất đai (property rights) là một trong nhiều trở ngại về mặt pháp lý đối với việcmở rộng và phát triển hệ thống HTX.

(3) Thách thức về các yếu tố kinh tế-xã hội:Phát triển HTX vẫn được coi là một giải pháp xa xỉ cho các đô thị so với các giải pháp hạ tầng xám thông thường, như Mark A. Benedict vẫn nói “something nice to have” mà không phải “something we must have”. Ngoài ra, công bằng xã hội (social equity) và công lý môi trường (environmental justice) là vấn đề nan giải của quy hoạch HTX. Ai là người có thể tiếp cận, sử dụng và sống ở những khu vực có hệ thống HTX hoàn thiện? Một điều hiển nhiên là những cộng đồng dân cư thu nhập thấp thường sống trong các khu vực có mật độ cây xanh, không gian xanh thấp và có nguy cơ cao từ các loại hình thảm họa, thiên tai như ô nhiễm môi trường và ngập lụt. Họ cũng sẽ là đối tượng ít được thụ hưởng các lợi ích trực tiếp từ HTX.

(4) Thách thứcvề đầu tư: Mặc dù Hiệp hội Kiến trúc Cảnh quan Hoa Kỳ (LAF) đã xây dựng các bộ công cụ để tính toán lợi ích của các giải pháp HTX, rất nhiều lợi ích của HTX (ví dụnhư những lợi ích xã hội và môi trường)lại khó có thể cân đong đo đếm được. Ngay cả với những lợi ích có thể tính toán được, rất nhiều trong đó là lợi ích dài hạn, không đem đến kết quả tức thì. Vậy ai sẽ đầu tư? Và ai sẽ chịu trách nhiệm những khoản phát sinh trong khoảng thời gian từ 5, 10, cho đến 20 năm.Nghiên cứu mới nhất của nhóm Zuniga-Terran và cộng sự (2020) đã chỉ ra rằng sự kết hợp của các nguồn tài trợ là giải pháp mang lại sự thành công cho HTX. Ví dụ, Chương trình Thành phố Bọt biển (Sponge City) của Trung Quốc đã trở nên khả thi khi chính quyền thành phố phân bổ khoảng 65-94 triệu USD trong các dự án HTX trong vòng 3 năm liên tiếp, kết hợp với việc kêu gọi đầu tư từ các đối tác công-tư và các tổ chức khác.

(5) thách thức về công nghệ: HTX vẫn là một giải pháp tương đối mới nên đòi hỏi các giải pháp kỹ thuật tiên tiến để kết hợp hạ tầng xanh và hạ tầng xám nhằm tối ưu hóa các lợi ích cho người dân đô thị. Sự hợp tác giữa các nhà quy hoạch, nhà đầu tư, chính trị gia và nhà khoa học là yếu tố cần thiết cho sự thành công của HTX.

b. Thách thức từ phía người dân và cộng đồng

Nhìn chung, khi tiếp cận đến những vấn đề về quy hoạch,xây dựng và quản lý đô thị thì một trong những khó khăn lớn nhất đó là làm sao đảm bảo được sự tham gia và ủng hộ của cộng đồng. Mỗi một cộng đồng, một nhóm dân cư, một hộ gia đình hay một người dân đều rất khác biệt ở góc độ truyền thống văn hóa, điều kiện kinh tế và vốn xã hội.Chính vì vậy, khó có thể xây dựng một giải pháp chung cho tất cả các đối tượng, cho tất cả các đô thị. Tương tự, HTX là giải pháp bền vững đã được các nhà nghiên cứu chứng minh và được nhiều đô thị ứng dụng, tuy nhiên người dân đôi khi không muốn tham gia, kể cả trong trường hợp chúng được cung cấp miễn phí hoặc kèm ưu đãi. Các nghiên cứu về HTX đã chỉ ra các thách thức chính từ phía người dân khi ứng dụng HTX bao gồm:

(1) Thiếu thông tin về HTX: trên thực tế, người dân ở nhiều đô thị chưa được cung cấp đầy đủ thông tin về HTX cũng như các lợi ích mà HTX có thể đem lại. Rất nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, người dân thường không hiểu hết về lợi ích của HTX, coi HTX như một giải pháp tốn kém, ít hiệu quả và khó thực hiện so với các giải pháp thông thường. Một số lại không đề cao khả năng của HTX trong việc giảm thiểu nguy cơ ngập lụt hoặc coi đó là trách nhiệm của chính quyền địa phương (Keeley và cộng sư, 2013).

(2) Các yếu tố nhân khẩu học: Mức thu nhập, trình độ học vấn và kết cấu hộ gia đình là các yếu tố có ảnh hưởng trực tiếp đến việc ứng dụng HTX ở các quy mô, đặc biệt là các quy mô nhỏ, cá nhân hoặc hộ gia đình.

(3) Quan điểm, nhận thức, và thái độ: Đây được coi là những yếu tố ảnh hưởng nhiều nhất đến việc người dân ứng dụng HTX, ví dụ như nhận thức của người dân về các nguy cơ ngập lụt. Nghiên cứu của Bötzen and van den Bergh (2012) và Terpstra (2011) đều chỉ ra rằng nhận thức về nguy cơ ngập lụt có thể xảy đến cho bản thân, gia đình và cộng đồng chính là động lực cho người dân ứng dụng các giải pháp ứng phó, như HTX. Tuy nhiên, mỗi người dân lại có quan điểm và nhận thức khác nhau về những nguy cơ họ phải đối mặt dựa trên việc đánh giá khả năng của bản thân, mức độ tin tưởng vào chính quyền, hay đánh giá các trải nghiệm của họ với thiên tai trước đó…

(4) Thiếu sự khuyến khích và hướng dẫn: Hiện nay ở Hoa Kỳ vẫn chưa có các nguồn tài trợ tập trung cho việc thiết kế, quy hoạch, và ứng dụng HTX. Để thúc đẩy người dân tham gia, một số chính quyền địa phương đã ứng dụng các giải pháp như giảm giá phí thu nước mưa, tăng tín dụng, tài trợ và hướng dẫn lắp đặt hoặc khen thưởng với các dự án thành công.

V. Kết luận

Mặc dù việc quy hoạch và phát triển HTX phải đối mặt với nhiều thách thức như các đô thị của Hoa Kỳ đã trải qua, việc ứng dụng HTX tại Việt Nam làvô cùng cần thiết nhằm xây dựng các đô thị chống chịu thích ứng hướng đến phát triển bền vững. Đặc biệt, đối với các đô thị lớn ở Việt Nam hiện nay như TP.HCM, Cần Thơ, Huế và cả Hà Nội, nơi hiện tượng ngập lụt dưới tác động của quá trình đô thị hóa, thiên tai lũ lụt, và biến đổi khí hậu là vấn đề nan giải. Để đảm bảo các nguyên tắc trong quy hoạch HTX và giải quyết các thách thức trong việc ứng dụng HTX, trước hết chúng ta cần xây dựng các cơ sở pháp lý về HTXđể tạo hành lang pháp lý đầy đủ, đáp ứng yêu cầu phát triển HTX. Thứ hai, quy hoạch, xây dựng, vận hành, và duy trì HTX phải dựa trên sự tham gia của nhiều bên liên quan, đặc biệt là của cộng đồng dân cư. Sự tham gia và tham vấn của cộng đồng là yếu tố quan trọng góp phần xây dựng các chính sách và giải pháp hạ tầng xanh cụ thể không chỉ phù hợp với mong muốn của người dân mà còn đảm bảo phương hướng phát triển của đô thị và môi trường bền vững. Cuối cùng, cần đẩy mạnh hợp tác giữa Chính phủ, các trung tâm nghiên cứu, doanh nghiệp và cộng đồng để chuyển giao và ứng dụng các công nghệ tiên tiến trong việc phát triển HTX ở Việt Nam.

NCS.Lê Thu Trang

Nghiên cứu sinh tại Đại học Texas A&M, Hoa Kỳ

Giảng viên Khoa Kiến trúc và Quy hoạch, Đại học Xây dựng

NCS. Trần Ngô Đức Thọ

Nghiên cứu sinh tại Đại học Texas A&M, Hoa Kỳ