Thoát nước xanh - cách tiếp cận mới trong thoát nước bền vững

MTXD - Với những tác động của thiên tai và tốc độ đô thị hoá đang ngày càng gia tăng, việc quy hoạch đô thị với hạ tầng xanh là một xu thế tất yếu ở các quốc gia.

Biến đổi khí hậu (BĐKH) ngày càng trở thành những thách thức rất lớn đối với công tác quy hoạch đô thị và xây dựng các hệ thống hạ tầng kỹ thuật đô thị. Với sự tác động của BĐKH ngày một rõ rệt và quá trình hóa đô thị hiện nay, chất lượng sống của người dân đang ngày một suy giảm. Tính đến tháng 6/2023 tỷ lệ đô thị hóa toàn quốc đã đạt khoảng 41,5%, với 898 đô thị. Với những tác động của thiên tai và tốc độ đô thị hoá đang ngày càng gia tăng, việc quy hoạch đô thị với hạ tầng xanh là một xu thế tất yếu ở các quốc gia. Hạ tầng xanh nhằm bảo tồn các giá trị và chức năng của hệ sinh thái, đồng thời mang đến các lợi ích cho con người. Với khái niệm này, hạ tầng xanh 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 thông hay thông tin liên lạc. Chính vì vậy, nó cũng cần được đối xử như một thành phần quan trọng trong các đồ án quy hoạch đô thị.

Hình ảnh ngập lụt sau một trận mưa lớn tại Hà Nội (Nguồn Internet).

Thực trạng và nguyên nhân gây ngập lụt tại các đô thị

Theo đánh giá của nhiều chuyên gia, tốc độ đô thị hóa của Việt Nam trong thời gian qua đã ảnh hưởng bởi sự phát triển của các công trình hạ tầng kỹ thuật nói chung, thoát nước và xử lý nước thải nói riêng. Việc phát triển hệ thống thoát nước ở các địa phương cũng còn khá chậm. Theo một báo cáo của Bộ Xây dựng tháng 12/2022, tỷ lệ tổng lượng nước thải được thu gom xử lý mới đạt khoảng 15%.

Ở nhiều khu đô thị mới, mặc dù nước thải sinh hoạt đã được tách ra khỏi nước mưa từ ngay trong công trình, tuy nhiên, khi ra đến mạng lưới thoát nước bên ngoài, các loại nước thải này lại đấu vào một tuyến cống chung, gây ô nhiễm và lãng phí. Tình trạng yếu kém trong quản lý rác thải và bùn cặn cũng gây ảnh hưởng tiêu cực đến hệ thống thoát nước.

 Về hoạt động quản lý nước thải đô thị ở Việt Nam, Ngân hàng Thế giới (WB) cho biết, có 60% hộ gia đình Việt Nam đấu nối xả nước thải vào hệ thống thoát nước công cộng, nhưng hầu hết nước thải được xả thẳng ra hệ thống tiêu thoát nước bề mặt và chỉ có 10% lượng nước thải được xử lý. Trong khi 90% hộ gia đình xả nước thải vào bể tự hoại, chỉ 4% lượng phân bùn được xử lý. Mức thiệt hại kinh tế do vệ sinh kém ước tính là khoảng 780 triệu USD mỗi năm, tương đương 1,3% GDP.

Việc phát triển các KCN cũng kéo theo sự gia tăng lượng nước thải công nghiệp. Ô nhiễm nước mặt do nước thải của các KCN hoặc từ các làng nghề tại các sông, hồ, kênh rạch trở nên trầm trọng hơn. Điển hình, có thể thấy ở các lưu vực sông Cầu, sông Nhuệ - Đáy và sông Đồng Nai, ảnh hưởng nghiêm trọng đến nguồn cấp nước cho nhiều đô thị.

Theo thống kê của Sở Xây dựng Hà Nội, từ đầu mùa mưa 2022 đến nay, trên địa bàn thành phố đã có gần 10 trận mưa cường độ lớn, lượng mưa trên 100 mm, thậm chí có nơi lên tới 180 mm/giờ, vượt công suất thiết kế của hệ thống cống thoát nước (70 mm/giờ) và 310 mm/2 ngày đối với toàn bộ hệ thống, dẫn đến úng ngập xảy ra tại nhiều khu vực, nhất là tại các khu vực trũng thấp, xa nguồn xả.

Còn tại TP.HCM, mỗi ngày có hơn 1 triệu m3 nước thải sinh hoạt đô thị xả thải ra môi trường, nhưng chỉ một phần trong số đó được thu gom, xử lý. Theo tính toán, tỷ lệ xử lý nước thải đô thị của thành phố mới chỉ đạt 13,2% tổng lượng xả thải. Năng lực xử lý nước thải đô thị còn hạn chế khiến tình trạng ô nhiễm nguồn nước vẫn là thách thức của thành phố. Bên cạnh những dòng sông, kênh, rạch bị ô nhiễm nhiều năm chưa được cải tạo, tình trạng những dòng kênh đã được cải tạo có nguy cơ tái ô nhiễm trở lại do không kiểm soát và Thoát nước xanh - cách tiếp cận mới trong thoát nước bền vững xử lý được nguồn nước xả thải sinh hoạt. Ðơn cử, kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè là công trình tiêu biểu của thành phố về công tác chỉnh trang đô thị, cải tạo môi trường, nhưng nay, dòng kênh này cũng đang có dấu hiệu tái ô nhiễm ở một vài đoạn do nước thải từ các hộ dân dọc kênh này chưa được thu gom xử lý triệt để.

Ngập lụt đô thị không chỉ diễn ra tại thành phố lớn là Hà Nội và TP.HCM mà còn diễn ra cả ở những đô thị vùng biển như Đà Nẵng, Nha Trang, Phú Quốc… cho đến những đô thị vùng cao nguyên tưởng chừng thoát nước thuận lợi như Đà Lạt, Yên Bái, Lào Cai... Không chỉ thế, Cần Thơ, Bình Dương, Quảng Ninh cũng đã xuất hiện tình trạng ngập lụt.

Trong khi đó, hệ thống thoát nước các khu dân cư thuộc các đô thị lớn chủ yếu là hệ thống thoát nước chung, sử dụng chung cho cả nước mưa lẫn nước thải. Số lượng tính toán chủ yếu dựa trên cơ sở chuỗi số liệu mưa từ nhiều năm trước đây chưa xét đến ảnh hưởng dị thường của BĐKH trong những năm gần đây. Vì vậy, sau những trận mưa lớn, thường rất dễ gây ngập úng ở nhiều tuyến phố khi nước không tiêu thoát kịp.

Đáng lo ngại là cường độ ngập, số điểm ngập và mức độ ngập lụt tại các đô thị đang tăng lên. Điều này cho thấy, hệ thống thoát nước tại nhiều đô thị không đáp ứng yêu cầu. Nguyên nhân của thực trạng này là do hạ tầng thoát nước tại các đô thị Việt Nam chủ yếu là cống ngầm chạy dọc các tuyến đường, được kết nối thành mạng lưới thoát ra kênh rạch, mương hở và hồ điều hòa tại khu vực, rồi sau đó đổ ra nơi tiêu nước chung của thành phố.

Hiện nay, hầu như các đô thị, hệ thống thoát nước được phát triển và xây dựng một cách riêng lẻ và bị động theo tuyến đường mới mà chưa được quy hoạch một cách tổng thể. Hầu hết hệ thống cống thoát nước được xây theo và phụ thuộc vào đường giao thông và các kết cấu đô thị khác.

Ngoài ra, với những xung đột về cao độ nền và các thông số kỹ thuật khác, xuất hiện các khu vực đô thị bị thấp trũng, không có đường thoát nước. Đáng lo ngại hơn, các đô thị hiện nay còn xuất hiện nhiều khu dân cư tự phát, xây dựng hệ thống thoát nước chưa đúng quy chuẩn, tiêu chuẩn. Tại các khu vực này chủ yếu là dựa vào thoát tự nhiên, nhưng cũng đã bị chặn dòng bởi chính các công trình đó, không thể đấu nối với hệ thống chung, hoặc đấu nối tự do, sai vị trí nên cũng gây ngập lụt.

Đối với các dự án mở rộng đô thị hiện nay, do nhiều dự án, công trình xây mới xâm lấn sông ngòi, san lấp ao hồ, làm giảm rất nhiều không gian thoát nước và gây chặn dòng thoát. Các dự án các nhà cao tầng với mật độ lớn và việc khai thác nước ngầm đã dẫn đến cao độ nền đô thị trở nên thấp hơn do sụt lún đất. Việc thay đổi cốt đường sau mỗi lần cải tạo, sửa chữa cũng đã làm thay đổi lưu vực thoát nước và hiệu quả hoạt động của các đường cống ở đó. Ngoài ra, tình trạng lấn chiếm, xây dựng công trình vi phạm hành lang thoát nước làm thu hẹp dòng chảy, gây ra ngập úng cục bộ. Tình trạng vứt rác, đổ rác (rác thải sinh hoạt, rác thải nông nghiệp, vật liệu xây dựng…) làm hạn chế dòng chảy thoát nước.

Bên cạnh đó, khả năng thu hồi phí thoát nước hay phí bảo vệ môi trường quá thấp, không đủ trang trải chi phí đầu tư xây dựng, chi phí vận hành và bảo dưỡng hệ thống xử lý nước thải. Các đơn vị chịu trách nhiệm thoát nước và xử lý nước thải lại có quyền tự chủ rất hạn chế trong hoạt động quản lý vận hành và phát triển hệ thống.

Như vậy có thể thấy, việc xây dựng theo không quy hoạch, xây dựng trái phép; nhiều hồ ao, mặt nước bị lấp để xây nhà và làm đường, mật độ xây dựng nhà ở và đường xá bê tông hóa cao đã làm suy giảm diện tích thảm thực vật, cây xanh dẫn đến lưu lượng nước mưa tăng nhanh, làm mất khả năng làm chậm dòng chảy, giảm năng lưu trữ và tiêu thoát nước mưa. Tình trạng xả phế thải bừa bãi, không kiểm soát…đã làm cho hệ thống tiêu thoát nước bị chặn lại, gây ra tình trạng tắc nghẽn dòng chảy nước mưa trong hệ thống thoát nước, gây úng ngập khi gặp các hiện tượng khí hậu cực đoan (mưa lớn, triều cường, nước dâng do lũ…). Đây còn là nguyên nhân làm suy giảm các tầng nước ngầm, sụt lún địa chất, gia tăng hiệu ứng đảo nhiệt đô thị, gây mất cân bằng sinh thái và ô nhiễm môi trường…

Thoát nước xanh bền vững – giải pháp hữu hiệu cho hạ tầng xanh  

Trong những năm gần đây, mặc dù công tác xây dựng hệ thống thoát nước tại các đô thị đã được quan tâm đầu tư, song do quy hoạch bất cập, thiếu đồng bộ và chưa phù hợp nên không đảm bảo khả năng thoát nước. Ở các thành phố lớn, hệ thống thoát nước mới chỉ phục vụ khoảng 50 - 60% dân số, các thành phố nhỏ hơn, tỷ lệ này chỉ đạt khoảng 30%.

Trong bài viết về “Cơ sở hạ tầng xanh - Phương pháp tiếp cận mới” được đăng trên trang Arcontek - Kiến trúc và công nghệ, đã tổng kết, trong điều kiện môi trường tự nhiên, sẽ có khoảng 27% lượng nước mưa chảy tràn trên bề mặt và 20% dưới dạng dòng chảy ngầm. Nhưng trong môi trường xây dựng của một đô thị, rất ít lượng nước này thấm được qua mặt đất, mà chủ yếu là chảy tràn. Nếu năng lực của hệ thống thoát nước không được cải thiện, chúng ta sẽ dễ lâm vào tình trạng ngập lụt nghiêm trọng. Vì vậy, nếu tận dụng thu gom lượng nước này sẽ có tác dụng, vừa để tái sử dụng và vừa giảm lượng nước dồn lên các khu vực đã bị bê tông hóa. Việc sử dụng các mảng xanh trong đô thị nhằm giảm thiểu sử dụng bê tông trong xây dựng đường và vỉa hè (một trong những nguyên làm chậm dòng chảy nước mưa) cũng sẽ hạn chế ngập úng trong đô thị và còn có tác dụng giảm thiểu nhiệt độ và hạn chế hiện tượng “đảo nhiệt đô thị”. Cách tiếp cận này đã đưa thoát nước đô thị xanh bền vững không còn là một tiêu chí tạo giá trị riêng, mà đang trở thành điều kiện bắt buộc phải thực hiện khi phát triển đô thị.

Để ứng phó với vấn đề ngập lụt đô thị dưới tác động của BĐKH và quá trình đô thị hóa, đòi hỏi phải có cách tiếp cận phát triển đô thị xanh, hạ tầng xanh như đã được đề cập trong Chiến lược quốc gia về tăng trưởng xanh và Chiến lược quốc gia về BĐKH, trong đó, thoát nước xanh được hiểu là một cách tiếp cận mới của thoát nước bền vững.

Thoát nước bền vững hay thoát nước xanh được hiểu là mô hình áp dụng cách tiếp cận các hệ thống sinh thái tự nhiên (sử dụng điều kiện tự nhiên) để kiểm soát và làm giảm ngập lụt cục bộ trong hệ thống thoát nước đô thị, tăng cường năng lực của hệ thống cơ sở hạ tầng hiện có.

Nguyên tắc của thoát nước xanh bền vững là kiểm soát tối đa dòng chảy, giảm thiểu những khu vực tiêu thoát nước trực tiếp, giảm tốc độ, lưu lượng dòng nước chảy tràn mặt; tăng cường các diện tích mảng xanh, thảm thực vật trong đô thị, sử dụng các vật liệu tự nhiên, thân thiện môi trường làm tăng khả năng thấm tự nhiên hay phân tán dòng chảy theo các lưu vực nhỏ để giảm áp lực cho hệ thống thoát nước chung và giảm nguy cơ úng ngập. Gìn giữ, bảo vệ các không gian lưu trữ nước để phòng chống ngập úng cũng như giảm hiệu ứng đảo nhiệt đô thị.

Lợi ích của hệ thống thoát nước xanh bền vững nhằm bổ cập nguồn nước ngầm; ngăn ngừa ô nhiễm nguồn nước; tăng cường không gian xanh cho đô thị, từ đó không chỉ là giải pháp chống ngập lụt đô thị mà còn nâng cao chất lượng sống của người dân.

Theo kinh nghiệm của thế giới và kết quả nghiên cứu từ một dự án thoát nước tại Việt Nam, tùy theo quy mô đô thị, mô hình thoát nước bền vững có thể áp dụng một trong các giải pháp kỹ thuật cơ bản sau:

- Mái nhà xanh: Có khả năng lưu giữ một lượng lớn nước mưa trên mái bên trong thảm thực vật và trong lớp đất. Nhờ đó, giảm lượng nước mưa chảy xuống khỏi mái nhà đi vào hệ thống thoát nước đô thị, giảm thiểu ngập úng cục bộ do mưa. Mái nhà xanh còn được tận dụng để điều hòa không khí cho tòa nhà, giúp giảm hiện tượng “đảo nhiệt đô thị”. Như vậy, có thể thấy “mái nhà xanh” vừa làm tăng bóng mát và khả năng cách nhiệt lại làm giảm chi phí năng lượng và giúp giảm lượng nước mưa chảy tràn. Nước mưa được thu gom sẽ tái sử để tưới cây, rửa đường... nhằm tăng giá trị cho chu kỳ dòng nước. Việc này giúp quản lý nguồn nước đô thị được hiệu quả, xanh hơn và bền vững hơn.

Nếu lựa chọn giải pháp đồng bộ hóa các mảng xanh trên tường và mái nhà, cũng sẽ hình thành các vành đai xanh trong thành phố, tăng mảng xanh đô thị.

- Hệ thống thu gom nước mưa: Phát triển các bể ngầm chứa nước mưa quy mô lớn, đặt ở dưới các sân đỗ ô tô, sân công viên… làm giảm lượng nước mưa chảy trong hệ thống thoát nước, giúp giảm khả năng ngập úng và giảm đường kính cống thoát nước mưa.

- Hệ thống công viên cây xanh: Tổ chức các công viên theo hướng tăng khả năng thấm nước và trữ nước tạm thời, giúp làm giảm lưu lượng nước chảy tràn, giảm áp lực thoát nước đến hệ thống thoát nước vốn đã quá tải của các đô thị. Sử dụng thảm thực vật để hấp thu lượng nước dư thừa vào đất và ngăn chặn xói mòn đất bằng cách làm chậm dòng chảy bề mặt.

- Đường, vỉa hè: Đường phố vừa là bề mặt thẩm thấu vừa là hệ thống liên kết tiêu thoát nước giữa các quy mô và khu vực. Do đó, cần tổ chức các hành lang cây xanh, vỉa hè thấm nước bằng cách sử dụng vật liệu tự nhiên, thân thiện môi trường để làm tăng khả năng thấm tự nhiên, giúp giữ nước tốt hơn. Sử dụng các mương trũng, vùng trũng kết hợp dọc các tuyến phố để hỗ trợ và góp phần giảm ngập lụt cho đô thị, giúp bổ sung nguồn nước ngầm đang thiếu hụt tại các đô thị.

- Kênh, mương thấm lọc: Dải đất được thiết kế có vật liệu lọc, thảm thực vật để loại bỏ ô nhiễm và giảm dòng chảy bề mặt.

- Bãi lọc trồng cây ngập nước: Có khả năng lưu trữ tạm thời lượng lớn nước mưa và tạo cảnh quan đô thị - Vườn, thảm cỏ: Làm giảm lượng nước mưa chảy bề mặt, lưu trữ tạm thời nước mưa thông qua quá trình thấm lọc.

Minh họa hành lang cây xanh kết hợp mương trũng cho các tuyến đường trong khu ở (Nguồn: Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, ĐHXDHN, 2022).

Thông thường những khu vực có nhiều diện tích đất lưu không thấp trũng thì có thể áp dụng thảm cây thấm nước, mương thấm hoặc bể chứa nước mưa ngầm.

Ngoài ra, cần có quy hoạch tổng thể, tiêu chuẩn thiết kế, xây dựng và vận hành hệ thống thoát nước đáp ứng phát triển đô thị bền vững và kiểm soát ô nhiễm nước; Khuyến khích tái sử dụng nước mưa phục vụ các mục đích khác nhau nhằm tiết kiệm tài nguyên nước, chống ngập úng đô thị. Các đô thị cần tăng diện tích và dung lượng chứa nước, hồ điều hòa, cập nhật danh mục hồ, ao, đầm, phá không được san lấp trong phạm vi địa phương vào quy hoạch theo quy định của khoản 7 Điều 60 Luật Tài nguyên nước để phòng, chống ngập, úng và bảo vệ nguồn nước; ứng dụng công nghệ thông tin trong quản lý và điều hành công trình thoát nước. Trong các quy chuẩn, tiêu chuẩn thiết kế hệ thống thoát nước, thông số tính toán lượng mưa phải tính đến ảnh hưởng của BĐKH theo kịch bản đã công bố. Trong ngắn hạn, cần có phương án xử lý tại các tuyến đường dự báo khả năng xuất hiện ngập; thực hiện duy tu, sửa chữa hệ thống thoát nước; kiểm tra, rà soát vận hành các cống kiểm soát triều và trạm bơm thoát nước để tăng khả năng thoát nước…

Ngoài ra, cũng cần rà soát lại quy hoạch hệ thống hạ tầng kỹ thuật đô thị, trong đó có hệ thống thoát nước trên cơ sở khoa học, thực tiễn và tính khả thi, gắn với quy hoạch chung đô thị. Trong quy hoạch cần nghiên cứu kỹ lưỡng định hướng phát triển của đô thị, bởi việc xây dựng các đô thị mới tại vùng trũng có cốt cao độ cao hơn mực nước lũ sẽ làm gia tăng ngập lụt bởi nó tạo ra tường cản trở dòng thoát lũ đổ về hạ lưu của những con sông thoát lũ. Công tác quản lý xây dựng đô thị tuân thủ cốt nền và các vùng cấm phát triển.

Đối với những đô thị đã triển khai quy hoạch nhưng hiện nay phát hiện những bất cập trong vấn đề thoát nước cần sớm điều chỉnh quy hoạch không gian, hạn chế xây dựng tại khu vực trũng ngập lụt, song song với cải thiện thoát nước, phân chia nguy cơ lũ lụt một cách đồng đều hơn. Đối với những đô thị mới, chọn cao độ nền xây dựng có tích hợp với những kịch bản BĐKH. Lập bản đồ về các khu vực có cao độ an toàn, các khu vực bất lợi do ngập lụt gây ra nhằm đưa ra định hướng phát triển không gian phù hợp.

Cuối cùng, tổ chức, cá nhân gây ô nhiễm phải trả tiền xử lý ô nhiễm, nguồn thu từ dịch vụ thoát nước phải đáp ứng chi phí dịch vụ thoát nước và xử lý nước thải. Mở rộng hệ thống thoát nước theo hướng xanh và bền vững giúp giảm đáng kể các chi phí đầu tư cho các giải pháp đầu tư như chống ngập đô thị, nâng cao chất lượng và trữ lượng nước (đặc biệt là nước ngầm).

Lời kết

 Việc xây dựng hệ thống thoát nước xanh bền vững, ứng phó BĐKH nên được nghiên cứu từ bài toán quy hoạch tổng thể, tôn trọng tự nhiên, tận dụng các hệ thống sinh thái tự nhiên, cảnh quan nhằm xây dựng, quản lý và phát triển bền vững đô thị Việt Nam như Nghị quyết 06 của Bộ Chính trị đã xác định. Thoát nước xanh bền vững là một trong những giải pháp hữu hiệu để phát triển hệ thống hạ tầng theo hướng xanh, an toàn, thân thiện với tự nhiên và bền vững. Đồng thời, góp phần đáng kể vào các giải pháp tổng thể nhằm giải quyết tốt vấn đề ùn tắc giao thông, úng ngập, ô nhiễm môi trường, tích cực thúc đẩy quá trình chuyển đổi mô hình phát triển đô thị theo hướng tiết kiệm năng lượng, giảm phát thải, thực hiện tốt cam kết của Việt Nam tại Hội nghị COP26 về đạt mức phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050./.

THS TRẦN THỊ THANH Ý

(Hội Quy hoạch Phát triển đô thị Việt Nam)

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

1. Nguyễn Thị Bích Phương - “Hạ tầng xanh- Giải pháp bền vững cho thoát nước đô thị”, Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, ĐHXDHN, 25/10/2022.

2. Nguyễn Hồng Vân - “Áp dụng thiết kế hệ thống thoát nước mưa đô thị theo hướng bền vững”, Dự án thí điểm thoát nước đô thị bền vững tại các thành phố: Cà Mau, Rạch Giá, Kiên Giang do GIZ tài trợ.Bài viết đăng trên DCCD, 24/12/2021

3. PGS.TS.KTS Lưu Đức Cường - “Nghiên cứu giải pháp quy hoạch, thiết kế không gian trữ nước và thảm xanh cho các đô thị nhằm thích ứng với ngập lụt đô thị trong điều kiện biến đổi khí hậu”, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ, VIUP.