Tích hợp chiến lược phát triển hạ tầng xanh vào quy hoạch chung để giảm thiểu nguy cơ ngập

Ngày nay, sự ấm lên toàn cầu và biến đổi khí hậu đang đặt ra các thách thức mới và ngày càng lớn cho sự phát triển loài người. Chính vì vậy, các đô thị cần phải tăng cường nghiên cứu và ứng dụng các giải pháp hạ tầng xanh để có thể phát triển bền vững và lâu dài.

Lịch sử phát triển của các nền văn minh nhân loại đều gắn liền với các con sông lớn như nền văn minh sông Nile tại Ai Cập, sông Hoàng Hà tại Trung Quốc hay nền văn minh sông Hằng tại Ấn Độ. Điều này bắt nguồn từ việc nước không chỉ là nguồn sống cho mọi sinh vật trên trái đất mà còn là sự khởi nguồn cho phát triển về kinh tế, văn hóa, và xã hội.

Tuy nhiên, lịch sử phát triển của nhân loại cũng chứng kiến những thảm họa gây ra bởi các trận lũ lụt thảm khốc bên cạnh những thành công đột phá trong việc nghiên cứu và phát kiến ra các giải pháp kỹ thuật chế ngự các con sông hung dữ.

Ngày nay, quá trình toàn cầu hóa, sự ấm lên toàn cầu và biến đổi khí hậu đang đặt ra các thách thức mới và ngày càng lớn cho sự phát triển loài người. Nhiều hình thái gây ngập mới và phức tạp đã và đang xảy ra tại các đô thị trên thế giới như mưa cực đoan, hiện tượng nước biển dâng, hay tổ hợp mưa cực đoan xuất hiện đồng thời với nước biển dâng.

Giờ đây, chúng ta nhận thấy rằng nếu chỉ dựa vào giải pháp kỹ thuật truyền thống là không đủ để có thể phát triển bền vững và thích ứng tốt với biến đổi khí hậu [1]. Chính vì vậy, các đô thị cần phải tăng cường nghiên cứu và ứng dụng các giải pháp hạ tầng xanh dựa vào thiên nhiên để có thể phát triển bền vững và lâu dài [2].

Trong bài viết này, các tác giả muốn đề cập đến thách thức và sự cần thiết của việc tích hợp giải pháp hạ tầng xanh vào xây dựng quy hoạch chung TP Thủ Đức đến năm 2040 nhằm giảm thiểu nguy cơ ngập. TP Thủ Đức là đơn vị hành hành chính trực thuộc TP.HCM với tổng diện tích tự nhiên 21.156,9 ha, là nơi cư ngụ của 1.176.000 người dân (dữ liệu năm 2019) và được dự báo đạt 2,2 triệu người vào năm 2040.

Bối cảnh và thách thức

a. Tình hình ngập lụt

Tình trạng ngập lụt tại TP Thủ Đức đang diễn biến phức tạp, tăng cả về số điểm ngập thường xuyên, mực nước ngập và thời gian ngập qua các năm. So với số điểm ngập thường xuyên được thống kê bởi Trung tâm điều hành chương trình chống ngập nước TP.HCM vào năm 2015 là 18 điểm, số điểm ngập thống kê vào năm 2022 đã tăng lên gần gấp đôi là 37 điểm toàn thành phố. Trong đó, TP Thủ Đức quản lý 26 điểm ngập và sở/ngành TP.HCM quản lý 11 điểm ngập còn lại.

Bên cạnh đó, vì nằm ở hạ lưu của hai dòng sông lớn là Sài Gòn và Đồng Nai, TP Thủ Đức có nguy cơ ngập lũ từ nước sông dâng cao do xả lũ đầu nguồn là rất cao.

b. Các thách thức kiểm soát ngập

Có rất nhiều thách thức cần phải giải quyết khi tình ngập lụt tại TP Thủ Đức ngày càng trầm trọng. Các thách thức này bao gồm cả mặt khách quan lẫn chủ quan.

Thách thức khách quan

Hình thái và tổ hợp gây ngập phức tạp: Nằm ở hạ lưu của hai dòng sông lớn Đồng Nai và Sài Gòn, TP Thủ Đức có nguy cơ ngập cao do lũ lụt, mặc dù 2 hồ thủy điện lớn đã được xây dựng ở thượng nguồn bao gồm hồ Trị An trên sông Đồng Nai và hồ Dầu Tiếng trên sông Sài Gòn đã góp phần tích cực trong việc cắt giảm lũ.

Ngoài ra, do vị trí gần cửa biển nên TP Thủ Đức còn thường xuyên bị ngập do triều cường và mưa cực đoan. Mặc dù ít gặp tuy nhiên các hình thái này hoàn toàn có thể xảy ra đồng thời làm cho nguy cơ ngập tại TP Thủ Đức trở nên vô cùng phức tạp và khó kiểm soát.

Địa hình trũng thấp: TP Thủ Đức có cao độ địa biến thiên từ 0,0 - 30,0 m. Tuy nhiên 60% diện tích thành phố có địa hình trũng thấp từ 0,0 - 1,5 m có nguy cơ ngập cao khi mực nước trên sông dâng cao. Trong khi những vùng có địa hình gò đồi có mức chuyển tiếp địa hình lớn với độ dốc trên 10% khiến nhiều tuyến đường dễ hình thành nước chảy xiết trên bề mặt khi có mưa xuống.

Sụt lún nhanh: Độ sụt lún bề mặt tại TP Thủ Đức trong giai đoạn 2005-2017 là 23,27cm với tốc độ lún trung bình 1,99 cm/năm, nhanh hơn tốc độ nước biển dâng và tập trung xảy ra chủ yếu ở phía Tây Nam của thành phố.

Mưa cực đoan hơn: Số trận mưa gây ngập diện rộng (với vũ lượng >80mm, vượt qua tần suất thiết kế của hệ thống tiêu thoát nước) chứng kiến sự gia tăng nhanh, từ trung bình 1,6 trận/năm từ 2002- 2014 đến 3,6 trận/năm vào những năm gần đây. Ngoài ra lượng mưa cũng tăng đáng kể với tốc độ 22 mm/năm.

Mực nước trên sông gia tăng: Mực nước trên sông không chỉ chứng kiến sự gia tăng đáng kể với tốc độ 1,5 cm/năm mà số giờ triều vượt qua ngưỡng báo động III cũng tăng mạnh đến 131%.

Nước biển dâng: Trong những năm gần đây, những nghiên cứu trên toàn cầu đều cho thấy các tác động của biến đổi khí hậu ngày càng rõ rệt tại các đô thị ven biển. Không nằm ngoài trong số đó, nguy cơ nước biển dâng đang là thách thức lớn mà TP Thủ Đức đang phải đối mặt.

Thách thức chủ quan

Nguồn ngân sách có hạn: Ngân sách đầu tư cho hạ tầng chống ngập luôn là một thách thức lớn đối với TP.HCM nói chung và TP Thủ Đức nói riêng. Chính vì vậy, các hạ tầng kiểm soát ngập mới chỉ được đầu tư tập trung phát triển cho các quận trung tâm trong khi TP Thủ Đức vẫn cần phải chờ đợi.

Rào cản pháp lý: Hiện tại vai trò của khối tư nhân trong việc tham gia đầu tư thực hiện các giải pháp chống ngập chưa có. Nguồn tiền đầu tư hạ tầng chống ngập chỉ được thực hiện bởi chính quyền. Các rào cản về pháp lý dẫn đến những khó khăn trong việc huy động khối tư nhân vào chiến lược kiểm soát ngập.

Nguy cơ xung đột xã hội cao: Mật độ dân cư phát triển cao tại nhiều khu vực bị ảnh hưởng bởi ngập là một rào cản lớn khi thực hiện các giải pháp chống ngập. Các xung đột xã hội tiềm tàng có thể dễ dàng nảy sinh trong quá trình thu hồi và giải phóng mặt bằng, gây ra những bất ổn xã hội.

Quá trình đô thị hóa nhanh: Quá trình đô thị hóa diễn ra mạnh theo hướng Đông-Tây và Bắc-Nam ra những vùng trũng thấp thường xuyên bị ảnh hưởng bởi ngập. Ngoài ra, sự biến mất lớp thảm phủ xanh và kênh rạch tự nhiên tại các vùng đã phát triển cũng dẫn đến giảm mạnh khả năng trữ và chậm dòng chảy ngập.

Chiến lược giảm thiểu nguy cơ ngập toàn diện có tính thích ứng cao 4 vùng 3 lớp

Quá trình phân vùng và quy mô lưu vực thoát nước bắt nguồn từ việc đánh giá chi tiết các đặc điểm địa hình, hạ tầng hiện trạng, hệ sinh thái tự nhiên và định hướng phát triển trong tương lai. Điều này đảm bảo tính khả thi của quy hoạch khi được triển khai trong tương lai cũng như phân tách các lưu vực sinh thái để có hướng giải pháp bảo tồn và phát triển riêng. Dựa trên việc phân tích các đặc điểm này, TP Thủ Đức được phân loại thành 4 vùng nguy cơ ngập và chia thành 10 lưu vực thoát nước chính.

Vùng cao: là nơi có mật độ thị hóa cao trên địa hình đồi núi. Mật độ dân cư hiện trạng và tài sản tích tụ lớn. Vùng này có địa hình cao, ít bị tác động bởi mực nước ngập trên sông. Tuy nhiên, vẫn có nguy cơ ngập đô thị do mưa lớn và địa hình dốc cao dễ tạo dòng chảy tràn trên bề mặt.

Vùng bảo vệ: là vùng có địa hình thấp, tương đối bằng phẳng và chịu ảnh hưởng nghiêm trọng bởi sự gia tăng mực nước trên sông. Tuy nhiên, hiện trạng và quy hoạch trong tương lai đây là vùng có mật độ tập trung dân số và tài sản tích tụ cao.

Vùng thích ứng: là vùng có địa hình thấp và cũng chịu ảnh hưởng nghiêm trọng bởi sự gia tăng mực nước trên sông. Mặc dù hiện trạng chưa có sự đô thị hóa ở những vùng này nhưng đây là những vùng quy hoạch có mật độ dân số và tài sản tích tụ thấp trong tương lai.

Vùng sinh thái: là vùng có địa hình thấp và cũng chịu ảnh hưởng nghiêm trọng bởi sự gia tăng mực nước trên sông tuy nhiên cả hiện tại và trong tương lai đều không có định hướng phát triển đô thị nên cần được bảo tồn hệ sinh thái bản địa vốn có.

Qua các phân tích về cấp độ nguy cơ ngập, hiện trạng và định hướng phát triển tương lai của 4 vùng kể trên có thể thấy rằng việc phân ra 4 vùng cho phép đưa ra giải pháp kiểm soát ngập đa dạng, toàn diện và phù hợp với đặc điểm của từng khu vực trong cả hiện tại và tương lai. Mặc dù các giải pháp kiểm soát có thể khác nhau nhưng đều hướng đến những mục tiêu chung góp phần thành lập 3 lớp kiểm soát ngập, bao gồm:

Lớp bảo vệ: bao gồm hành lang chống ngập để bảo vệ các khu vực đô thị hiện hữu có cao độ nền thấp hơn so với mực nước ngập trên sông và hệ thống hồ điều tiết để trữ nước ngập do mưa cho các khu vực này, khi dòng chảy tràn do mưa không thể tự thoát ra hệ thống sông chính, khi mực nước lên cao.

Lớp thích ứng: bao gồm hệ thống vùng trữ ngập được hình thành dựa trên nguyên lý dựa vào thiên nhiên như xây dựng hồ điều tiết từ hệ thống kênh, rạch tự nhiên, các công viên có khả năng kết hợp trữ ngập được bố trí dọc theo hệ thống hồ điều tiết và các giải pháp hạ tầng xanh trữ để tăng khả năng thích ứng với các tác động của biến đổi khí hậu cho hệ thống tiêu thoát nước.

Lớp giảm thiểu thiệt hại: các giải pháp được đề xuất hướng đến giảm thiểu thiệt hại gây ra bởi các sự kiện gây ngập cực đoan vượt xa tiêu chuẩn thiết kế, như: nâng cao độ một số tuyến đường chính trong hành lang chống ngập hay cải tạo nền những khu vực đô thị có cao độ đặc biệt trũng thấp.

Vai trò của hạ tầng xanh trong ứng phó với sự bất định của khí hậu

Như đã phân tích ở trên, phần lớn địa hình của TP Thủ Đức thường thấp hơn so với mực nước trên sông nên hình thái gây ngập do triều có xu hướng xảy ra thường xuyên. Dựa trên các phân tích về số giờ triều trên báo động III tại trạm Phú An thì có thể dễ dàng nhận thấy nguy cơ ngập này sẽ còn gia tăng theo thời gian do tác động của nước biển dâng. Ngoài ra nguy cơ xả lũ từ thượng lưu vẫn có thể xảy ra mặc dù tần suất thấp. Chính vì vậy, lớp bảo vệ sẽ là ưu tiên hàng đầu để bảo vệ các khu vực đô thị hiện trạng và các khu vực định hướng phát triển đô thị trong tương lai.

Tuy nhiên, việc hình thành hàng lang chống ngập cũng sẽ kéo theo nguy cơ ngập mới do mưa. Theo đó, vào thời điểm triều cường, do cao độ mặt đất thấp hơn mực nước trên sông, dòng chảy ngập do mưa sẽ không thể tự thoát ra hệ thống sông ngòi mở bên ngoài. Hệ thống hồ điều tiết trữ ngập sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc trữ và giảm dòng chảy gây ngập khi có mưa lớn xảy ra đồng thời cùng triều cường. Hệ thống hồ điều tiết được phát triển ở nhiều quy mô cấp độ khác nhau, bao gồm các hệ thống hồ điều tiết trữ ngập tập trung quy mô lớn cho đến hệ thống trữ ngập quy mô nhỏ ở cấp độ đơn vị ở.

Quy mô thành phố

Hồ điều tiết tập trung: các hồ điều tiết được xây dựng bằng cách đặt các cống ngăn triều ở đầu các kênh rạch tự nhiên. Điều này cho phép giảm thiểu chi phí xây dựng và bảo tồn hệ sinh thái tự nhiên.

Công viên trữ ngập: được bố trí dọc theo các hồ điều tiết. Chúng không chỉ góp phần kiến tạo cảnh quan, cải thiện khả năng tiếp cận nước mà còn tăng dung tích trữ khi một phần công viên có thể trữ ngập tại một cao độ nhất định.

Công viên cây xanh và các không gian công cộng: chẳng hạn như sân chơi, sân bóng đá cũng cần được thiết kế để có thể trữ ngập tạm thời trong các sự kiện mưa cực đoan, qua đó hỗ trợ làm chậm dòng chảy gây ngập.

Hạ tầng xanh: chẳng hạn như mái nhà xanh, vườn sinh thái cần được khuyến khích phát triển để tăng khả năng thích ứng cho toàn hệ thống. Bằng cách làm như vậy, thành phố có thể biến từng mét vuông bê tông thành các thảm xanh có khả năng hấp thụ nước mưa.

Qui mô đơn vị ở

a. Hạ tầng trữ ngập tập trung

Với đặc điểm hệ thống kênh rạch đa dạng tại vùng nghiên cứu, các tuyến kênh rạch tự nhiên tại TP Thủ Đức được tận dụng tối đa làm hồ điều tiết trữ ngập quy mô lớn bằng cách bố trí các cống ngăn triều tại các cửa ra thông với hệ thống sông chính. Bằng cách quy hoạch hệ thống hồ điều tiết tập trung dựa vào thiên nhiên, giải pháp này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí xây dựng, giảm thiểu tối đa các tác động đến môi trường cảnh quan tự nhiên mà còn bảo tồn và phát triển được hệ sinh thái bản địa vốn có.

Bên cạnh đó, để gia tăng khả năng trữ ngập, các hệ thống công viên tuyến tính có khả năng trữ ngập cũng được bố trí dọc theo các hệ thống hồ điều tiết này. Sự kết hợp giữa hệ thống hồ điều tiết và công viên tuyến tính không chỉ giúp cải thiện khả năng tiếp cận với nước cho người dân, qua đó gia tăng trải nghiệm sống mà còn góp phần kiến tạo cảnh quan giúp người dân có những điểm đến nghỉ dưỡng và chữa lành những áp lực của cuộc sống đô thị cũng như gia tăng giá trị sử dụng đất.

b. Hạ tầng trữ ngập phân tán

Các nghiên cứu đánh giá hiện trạng cho thấy vũ lượng mưa tại Thủ Đức đang có xu hướng tăng nhanh với sự gia tăng 22mm/năm làm cho những trận mưa có tần suất xuất hiện ngắn hơn so với bình thường [4].

Theo TS Hồ Long Phi - Giám đốc Trung tâm Quản lý nước và biến đổi khí hậu - Đại học Quốc gia TP.HCM, những trận mưa có tần suất xuất hiện 3 năm nay chỉ 2 năm đã xuất hiện. Thực tế này cho thấy hệ thống thoát nước đô thị sẽ có nguy cơ thường xuyên bị quá tải do vũ lượng mưa vượt tần suất thiết kế. Để hỗ trợ cho hệ thống thoát nước đô thị thì cần thiết phải phát triển khả năng tích trữ và làm chậm dòng chảy gây ngập tại nguồn dựa trên phát triển hệ thống hạ tầng xanh như mương sinh học, mái nhà xanh, và tường xanh, qua đó tăng khả năng thích ứng với tác động của biến đổi khí hậu cho hệ thống thoát nước đô thị.

Ngoài ra, để giải quyết tình trạng dòng chảy ngập xiết trên đường phố tại các vùng có địa hình cao với độ dốc chuyển tiếp lớn hơn 10%, cần khoanh các lưu vực tiêu theo hướng đảm bảo tính độc lập tương đối của từng lưu vực. Mỗi một kênh, một cụm kênh hoặc một cụm rạch được khoanh lại thành một lưu vực tiêu có tính độc lập sao cho nước ở vùng cao thì thoát ra lưu vực tiêu của vùng cao, nước ở vùng thấp thoát ra lưu vực tiêu ở vùng thấp.

 

Tài liệu tham khảo

1. IFRC and Flood Resilience Alliance - “From Grey To Green Infrastructure. What Are The Opportunities And Challenges Of Using Green And Grey Infrastructure To Increase Flood Resilience?”, Switzerland, 2022.

2. Hanna E… - Urban Green Infrastructure and Sustainable Development: A Review. Sustainability. 2021; 13(20):11498. https://doi.org/10.3390/su132011498

3. PGS.TS Nguyễn Hồng Tiến, Quản lý và phát triển hạ tầng xanh ở Việt Nam: Thách thức và giải pháp, Tạp chí Xây dựng, 2023.

4. Ky Phung, Nguyen & Phùng, Huỳnh & Hiền, Lê & Tuyến, Phạm, Đánh giá tác động của một số yếu tố tự nhiên và nhân sinh đến ngập lụt TP.HCM. Vietnam Journal of Hydrometeorology. Tạp chí Đại học Sài Gòn. 10.36335/VNJHM.2019(704).8-19, 2017.