ThS. Nguyễn Thị Thu Trang
Học viện Chiến lược, bồi dưỡng cán bộ xây dựng
(Quanlynhanuoc.vn) – Trong bối cảnh đô thị hóa và biến đổi khí hậu, thoát nước mặt đô thị hiệu quả luôn là vấn đề cần ưu tiên giải quyết của nhiều đô thị ở Việt Nam. Quản lý thoát nước mặt đô thị trên thế giới đang chuyển dịch mạnh mẽ từ các giải pháp “công trình cứng” truyền thống (cống, kênh bê tông) sang các phương pháp tiếp cận bền vững và dựa vào tự nhiên để đối phó với thách thức gia tăng của đô thị hóa và biến đổi khí hậu (gây ngập lụt thường xuyên và ô nhiễm nước). Từ những kinh nghiệm của một số đô thị trên thế giới, bài viết gợi mở định hướng triển khai mô hình thành phố bọt biển tại các đô thị ở Việt Nam trong bối cảnh chịu tác động nghiêm trọng của biến đổi khí hậu và nước biển dâng.
Từ khóa: Thành phố bọt biển; quy hoạch đô thị bền vững; quản lý thoát nước mặt đô thị; kinh nghiệm quốc tế.
1. Đặt vấn đề
Việt Nam với tốc độ đô thị hóa nhanh chóng và vị trí địa lý chịu ảnh hưởng nặng nề của biến đổi khí hậu, đang phải đối mặt với một cuộc khủng hoảng nghiêm trọng về thoát nước mặt đô thị. Tại các thành phố lớn, như: Hà Nội và TP. Hồ Chí Minh đã mất đi đáng kể các bề mặt thấm tự nhiên do sự gia tăng của “bê tông hóa”, dẫn đến tình trạng nước mưa không có nơi để thấm xuống và chảy tràn ồ ạt. Hệ quả là ngập lụt đô thị đã trở thành vấn đề nan giải, không chỉ gây thiệt hại kinh tế hàng nghìn tỷ đồng mỗi năm do đình trệ giao thông, hư hỏng tài sản mà còn làm gia tăng ô nhiễm môi trường và dịch bệnh, đe dọa trực tiếp đến chất lượng sống và sức cạnh tranh của đô thị1.
Hệ thống thoát nước truyền thống hay còn gọi là hạ tầng xám, như: kênh thoát lũ bê tông, đường ống thoát nước và bờ kè thường không đủ khả năng ứng phó với các sự kiện thời tiết khắc nghiệt, được thiết kế chỉ để đẩy nước đi nhanh chóng, điều này dẫn đến tình trạng quá tải và thiếu tính bền vững trước các trận mưa cực đoan ngày càng phổ biến. Sự phụ thuộc hoàn toàn vào hệ thống cống ngầm không chỉ không giải quyết được vấn đề ngập lụt mà còn làm cạn kiệt nguồn nước ngầm và mất đi khả năng tự làm sạch của môi trường đô thị.
Những tác động ngày càng gia tăng của biến đổi khí hậu ảnh hưởng đến hệ thống công trình hạ tầng kỹ thuật và hạ tầng xã hội đô thị, như: ngập úng, lũ lụt làm giảm thoát nước trong đô thị, gây quá tải đối với hệ thống thoát và xử lý nước thải, thay đổi không gian mặt nước…; phá hỏng hệ thống cơ sở hạ tầng kỹ thuật và ảnh hưởng các công trình đô thị. Những vấn đề này đòi hỏi cách tiếp cận mới trong quản lý thoát nước để hướng đến phát triển bền vững hơn.
Thành phố bọt biển, một phương pháp tiếp cận dựa trên thiên nhiên ưu tiên hấp thụ nước và phục hồi sinh thái để giảm thiểu lũ lụt và tăng cường khả năng phục hồi của đô thị. Được phát triển bởi kiến trúc sư cảnh quan nổi tiếng Kongjian Yu, mô hình thành phố bọt biển hiện đang ảnh hưởng đến các chiến lược quy hoạch đô thị trên toàn thế giới.
2. Khái niệm về thành phố bọt biển
Hiện nay, chưa có khái niệm cụ thể về “thành phố bọt biển” (sponge city) nhưng có thể hiểu “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 nhiên2.
Theo Peter Nicholson (kiến trúc sư, nhà toán học và kỹ sư người Scotland), thành phố bọt biển là một mô hình xây dựng đô thị mới để quản lý lũ lụt, tăng cường cơ sở hạ tầng sinh thái và hệ thống thoát nước mặt của đô thị. Thành phố hoạt động giống như một miếng bọt biển, được quy hoạch và xây dựng để tăng khả năng hấp thụ nước mưa, sau đó, nước mưa được tái sử dụng hoặc được lọc tự nhiên bởi đất và thấm nhập các tầng chứa nước ngầm bên dưới bề mặt đô thị3.
Thành phố bọt biển đơn giản là làm việc cùng thiên nhiên, không phải chống lại nó. Thay vì dẫn nước mưa đi càng nhanh càng tốt, cách tiếp cận này tập trung vào việc thu thập, làm chậm và sử dụng nước thông qua thiết kế sinh thái. Khái niệm thành phố bọt biển được xây dựng dựa trên ba nguyên tắc cốt lõi: (1) Giữ nước tại nguồn bằng cách kết hợp các đặc điểm, như: mái nhà xanh vỉa hè thấm nước và vườn mưa. Các biện pháp này cho phép nước thấm vào lòng đất thay vì tràn ngập hệ thống thoát nước; (2) Làm chậm dòng chảy của nước thông qua việc sử dụng các vùng đất ngập nước nhân tạo, rãnh thoát nước sinh học và bờ sông tự nhiên, giúp kiểm soát chuyển động của nước và giảm nguy cơ lũ lụt đột ngột, tàn phá; (3) Tận dụng nước ở những vùng trũng thấp bằng cách biến những không gian dễ bị lũ lụt thành công viên, hồ và vùng đất ngập nước đô thị, biến điểm yếu thành tài sản. Cách tiếp cận này không chỉ làm giảm nguy cơ lũ lụt mà còn cải thiện đa dạng sinh học, chất lượng không khí và tính thẩm mỹ của đô thị.
3. Kinh nghiệm phát triển thành phố bọt biển của một số đô thị trên thế giới
(1) Thành phố Berlin, Cộng hòa Liên bang Đức.
Cách đây 22 năm, 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. Thành phố không xây dựng các cống thoát nước bằng bê tông mà thay vào đó là hệ thống kênh mương, phủ cỏ 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 người Đức bắt nguồn từ các hiện tượng trong tự nhiên, khi mưa, nước mưa sẽ ngấm vào trong đất và thực vật. 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”.
(2) Một số đô thị của Trung Quốc.
Trung Quốc là một trong những nơi hứng chịu nhiều đợt mưa lũ nhất trên thế giới, do đó, nước này luôn quan 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” với mục tiêu chung bao gồm việc “khôi phục” khả năng của thành phố trong việc hấp thụ, lưu trữ, làm sạch, thoát nước, quản lý nước mưa và “điều hòa” chu trình nước càng nhiều càng tốt để mô phỏng chu trình thủy văn tự nhiên.
Ở Trung Quốc, Chính phủ chính thức thông qua Chương trình thành phố bọt biển vào năm 2013. Kể từ đó, một số thành phố đã triển khai các dự án quy mô lớn, chứng minh hiệu quả của mô hình. Ví dụ như Công viên thoát nước mưa Qunli ở Cáp Nhĩ Tân. Dự án này đã biến một khu vực dễ bị lũ lụt thành một công viên sinh thái hấp thụ và lọc nước mưa tự nhiên. Bằng cách kết hợp đất ngập nước và thảm thực vật bản địa, công viên ngăn ngừa lũ lụt đô thị; đồng thời, cung cấp không gian xanh cho cư dân. Hay như tại thành phố Tam Á, Hải Nam, đã phát triển các vườn mưa, các hồ chứa sinh học và đất ngập nước đô thị để xử lý lượng mưa một cách bền vững4.
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 Môn5.
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.
Chiến lược “thành phố bọt biển” chỉ sử dụng hai yếu tố chính là thấm nước bề mặt và hạ tầng xanh, vì vậy, 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.
(3) Thành phố Rotterdam, Hà Lan.
Nằm dọc theo dòng sông Mass, Rotterdam tọa lạc trên vùng đất thấp nhất nằm dưới mực nước biển. Trong một thời gian dài, hệ thống đê hiện đại khổng lồ ở Rotterdam luôn được nâng cấp để bảo vệ cho vùng đất này khỏi nguy cơ ngập lụt. Tuy nhiên, trong vài thập kỷ qua, giải pháp này không còn là tối ưu đặt trong bối cảnh biến đổi khí hậu đang ngày càng gây ra những ảnh hưởng mạnh mẽ. Vì vậy, chính quyền thành phố đã chọn một cách tiếp cận khác, bền vững hơn và “mềm dẻo” hơn thông qua một bản quy hoạch định hướng đến năm 2035 với tên gọi thành phố nước Rotterdam.
Benthemplein ở Rotterdam là một quảng trường nước kết hợp chức năng lưu trữ nước với mục đích cải thiện chất lượng không gian công cộng đô thị. Đây là một công viên nước cộng đồng được cấp nước hoàn toàn bởi nước mưa. Thay vì giấu dòng chảy mưa vào các ống và bể chứa ngầm, quảng trường này được thiết kế để nước trở thành điểm đặc trưng của nó. Các nhà thiết kế cho rằng, đây là “quảng trường nước” đầu tiên trên thế giới.
Nước được dẫn qua các máng xối bằng thép không gỉ vào 3 bể chứa. Hai bể nông thu gom nước khi trời mưa, trong khi một bể sâu hơn dành cho việc xả tràn trong những trận mưa lớn. Nước của 2 bể nông chảy vào một thiết bị thấm ngầm. Cân bằng nước ngầm có thể đối phó với những giai đoạn khô hạn vì nó được giữ ở mức ổn định. Bể nông đầu tiên phù hợp cho mọi người muốn xem các hoạt động vui chơi. Bể nông thứ hai được thiết kế như một đảo với sàn nhảy. Bể thứ ba là nơi dành cho bóng đá và được thiết lập như một nhà hát lớn với chỗ ngồi.
Theo kế hoạch, địa phương sẽ tăng cường việc thu gom nước thải tại các điểm quan trọng nhằm giảm ngập lụt. SuDS (Hệ thống thoát nước bền vững) là một cách để quản lý dòng chảy trong khu vực thu nước, giảm nguy cơ ngập lụt dài hạn. Quảng trường nước có thể được hiểu như một chiến lược kép, nó giúp việc đầu tư vào các cơ sở lưu trữ nước trở nên rõ ràng và thú vị. Đồng thời, cũng tạo ra cơ hội để nâng cao chất lượng môi trường và xây dựng bản sắc cho các không gian trung tâm trong các khu dân cư.
Như vậy có thể thấy, quảng trường nước ở thành phố Rotterdam, Hà Lan có thể được thiết kế để chứa lượng nước mưa lớn trong thời gian ngắn, từ đó giảm bớt áp lực lên hệ thống thoát nước chính và giảm khả năng ngập lụt trong các khu vực khác của đô thị. Hơn nữa, còn giúp giảm tải cho hệ thống thoát nước, khi nước được tích trữ trong các quảng trường hạ cấp, hệ thống thoát nước chính sẽ ít bị quá tải, từ đó giúp hạn chế ngập lụt ở các khu vực cao hơn6.
(4) Thủ đô Copenhagen, Đan Mạch.
Vào ngày 02/7/2011, một trận mưa cực đoan được đánh giá là “một lần trong thiên niên kỷ” đã trút xuống Copenhagen, Thủ đô của Đan Mạch chỉ trong 2 giờ, gây thiệt hại gần 2 tỷ USD. Thảm họa này trở thành hồi chuông cảnh tỉnh, thúc đẩy thành phố thực hiện một cuộc cải cách toàn diện về hạ tầng đô thị, hướng tới mô hình “thành phố bọt biển”.
Thay vì tiếp tục mở rộng hệ thống cống ngầm truyền thống, Copenhagen đã chọn cách tái thiết không gian công cộng để hấp thụ và lưu trữ nước mưa. Một ví dụ điển hình là Công viên Enghaveparken, nơi được cải tạo để chứa lượng nước tương đương 10 hồ bơi Olympic trong các bể ngầm dưới lòng đất. Những cải tiến này không chỉ giúp giảm nguy cơ ngập lụt mà còn tạo ra các tiện ích đô thị, như: hồ cảnh quan, khu vui chơi và nguồn nước tưới cây.
Cách tiếp cận của Copenhagen bao gồm: tái thiết công viên và không gian xanh thành nơi lưu trữ nước; kết hợp hạ tầng xanh với kỹ thuật hiện đại, như bể chứa ngầm, kênh dẫn nước và hệ thống cảnh báo sớm; tích hợp quy hoạch đô thị với chiến lược khí hậu, bảo đảm tính bền vững và khả năng thích ứng lâu dài. Theo đó, Copenhagen hiện được xem là một trong những thành phố tiên phong toàn cầu trong việc áp dụng mô hình “thành phố bọt biển” như một chiến lược thích ứng với biến đổi khí hậu.
4. Gợi mở định hướng triển khai mô hình thành phố bọt biển nhằm giải quyết vấn đề thoát nước mặt đô thị ở Việt Nam
Với tác động ngày càng gia tăng của biến đổi khí hậu và nước biển dâng, đòi hỏi các đô thị ở Việt Nam áp dụng các giải pháp phát triển bền vững hơn để thích ứng. Trong hoạt động thoát nước mặt, cần có những giải pháp định hướng gắn mô hình “thành phố bọt biển” trong quy hoạch đô thị.
Một là, về chính sách. Bổ sung mô hình “thành phố bọt biển” vào Luật Quy hoạch đô thị và nông thôn năm 2024, Luật Tài nguyên nước năm 2023 và các tiêu chuẩn xây dựng. Việc bổ sung mô hình “thành phố bọt biển” vào các luật và tiêu chuẩn hiện hành là một yêu cầu phức tạp, cần sửa đổi và bổ sung các quy định trong các luật cũng như các tiêu chuẩn xây dựng để phù hợp với nguyên tắc của mô hình này. Mục tiêu là giải quyết các vấn đề về thoát nước, ngập lụt và khả năng chống chịu với biến đổi khí hậu bằng cách kết hợp các giải pháp kỹ thuật và tự nhiên trong quy hoạch đô thị.
Hai là, về quy hoạch đô thị. Các đồ án quy hoạch chung và quy hoạch phân khu bắt buộc phải có các chỉ tiêu về tỷ lệ thấm nước, diện tích hạ tầng xanh và hồ điều hòa. Các chỉ tiêu này nhằm mục đích bảo đảm quy hoạch phát triển bền vững, giải quyết các vấn đề môi trường và ứng phó với biến đổi khí hậu. Yêu cầu về quy hoạch cao độ nền và thoát nước mặt đô thị trong đồ án quy hoạch chi tiết, bao gồm việc quy định các giải pháp thiết kế nhằm tăng cường khả năng thấm nước. Bảo đảm sự hài hòa giữa không gian xanh và hạ tầng kỹ thuật nhằm tối ưu hóa hiệu quả thoát nước theo quy định của Luật Quy hoạch đô thị và nông thôn năm 2024. Bên cạnh đó, cần xây dựng bộ tiêu chí và chỉ tiêu đánh giá hiệu quả quản lý thoát nước mặt theo mô hình “thành phố bọt biển”. Mỗi tiêu chí gắn với một hoặc một số chỉ tiêu định tính và định lượng, phù hợp với từng giai đoạn quy hoạch, đầu tư và vận hành. Hệ thống này không chỉ phản ánh mức độ đáp ứng mục tiêu quản lý mà còn cung cấp cơ sở theo dõi tiến độ, đo lường hiệu quả và hỗ trợ điều chỉnh chính sách phù hợp với điều kiện cụ thể của từng đô thị.
Ba là, về nguồn lực. Áp dụng cơ chế có sự tham gia của Nhà nước và huy động nguồn lực xã hội hóa vào dự án hạ tầng xanh, như: công viên sinh thái, hồ điều tiết là một cách tiếp cận hiệu quả để thu hút nguồn vốn tư nhân, chia sẻ rủi ro và tận dụng kiến thức chuyên môn của khu vực tư nhân. Cơ chế này cho phép chính phủ và đối tác tư nhân hợp tác để thiết kế, xây dựng, vận hành và bảo trì các công trình, trong khi Chính phủ có thể giữ vai trò định hướng chính sách và giám sát.
Bốn là, về áp dụng thí điểm mô hình “thành phố bọt biển”. Thực hiện thí điểm mô hình “thành phố bọt biển” với quy mô khác nhau tại các đô thị theo phân vùng khí hậu Việt Nam và các cấp đô thị từ loại III trở lên để bước đầu đánh giá hiệu quả, hình thành quy trình lập và thẩm định quy hoạch, dự án. Trong đó thí điểm và xây dựng cơ chế hỗ trợ kỹ thuật và tài chính để bảo đảm sự đồng thuận của cộng đồng dân cư và các doanh nghiệp tư nhân khi tham gia mô hình “thành phố bọt biển” của địa phương.
Năm là, sử dụng công nghệ hỗ trợ. 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; xây dựng bản đồ ngập thông minh, sử dụng cảm biến và dữ liệu vệ tinh để dự báo dòng chảy; phát triển hệ thống quản lý nước mưa thông minh để tự động điều phối thoát – giữ – tái sử dụng nước. Để phát triển hệ thống quản lý nước mưa thông minh, cần kết hợp công nghệ internet vạn vật (IoT), xử lý dữ liệu lớn (Big Data) và thiết kế cơ sở hạ tầng xanh để tự động điều phối việc thoát nước, lưu trữ và tái sử dụng nước mưa. Hệ thống sẽ dùng cảm biến để theo dõi mực nước, lưu lượng và chất lượng nước, sau đó phân tích dự báo thời tiết để điều chỉnh van, cửa cống và hệ thống dẫn nước ; đồng thời, lưu trữ nước mưa sạch để tái sử dụng; xây dựng dữ liệu dùng chung về quy hoạch “thành phố bọt biển”, dự án “thành phố bọt biển”, dữ liệu hỗ trợ phân tích kiểm soát khả năng thấm của bề mặt đô thị.
Sáu là, tăng cường tuyên truyền, giáo dục về bảo vệ tài nguyên nước và lợi ích của đô thị xanh. Để tăng cường tuyên truyền, giáo dục về bảo vệ tài nguyên nước và lợi ích của đô thị xanh, cần kết hợp các giải pháp truyền thông, đưa nội dung giáo dục vào chương trình học và đẩy mạnh tuyên truyền về lợi ích của các hoạt động, như: sử dụng năng lượng tái tạo, giao thông bền vững; vận động người dân tham gia trồng cây, xây vườn mưa, mái nhà xanh tại hộ gia đình.
5. Kết luận
Đô thị hóa nhanh chóng và sự gia tăng tác động của biến đổi khí hậu đã làm gia tăng rủi ro ngập úng cho các đô thị của Việt Nam. Những hạn chế của hệ thống thoát nước truyền thống và thách thức trong kiểm soát dòng chảy bề mặt đô thị đòi hỏi phải có phương thức tiếp cận mới như mô hình thành phố bọt biển. Bài viết góp phần làm rõ hơn về khái niệm, các kinh nghiệm triển khai mô hình “thành phố bọt biển”; đồng thời, gợi mở định hướng tiếp cận triển khai hiệu quả mô hình “thành phố bọt biển” trong thời gian tới ở Việt Nam.
Chú thích:
1. Bộ Xây dựng (2021). Báo cáo thống kê đô thị hóa Việt Nam.
2. “Thành phố bọt biển”: Giải pháp đô thị xanh chống ngập lụt toàn cầu. https://vtcnews.vn/thanh-pho-bot-bien-giai-phap-do-thi-xanh-chong-ngap-lut-toan-cau-ar968579.html.
3. Peter Nicholson (2020). Living with Water: The Sponge City Programme. Arcadis.
4, 5. 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. https://www.viup.vn/vn/Quy-hoach-he-thong-phat-trien-xanh-phong-chong-thien-tai-va-thich-ung-voi-BDKH-n176-Kinh-nghiem-phat-trien-thanh-pho-Bot-bien-mot-so-do-thi-tren-the-gioi-va-de-xuat-mot-so-giai-phap-ung-dung-cho-cac-do-thi-cua-Viet-Nam-d26087.html
6. Thiết kế đô thị thích ứng vấn đề ngập lụt – Trường hợp ở Rotterdam, Hà Lan. https://ashui.com/thiet-ke-do-thi-thich-ung-van-de-ngap-lut-truong-hop-o-rotterdam-ha-lan/
