Đô thị hóa và vấn đề tiêu nước của đô thị

Hà Nội đang chịu cảnh ngập úng do nước mưa không kịp thoát một phần do đô thị hoá quá nhanh. Tuy hiện tượng ngập úng sau mưa lớn kéo dài không phải thảm họa nhưng ảnh hưởng đến đời sống người dân và hoạt động của thành phố dù Hà Nội đang có nhiều biện pháp tích cực giải quyết. 

Theo GS.TS Trương Đình Dụ: Việc Hà Nội bị ngập úng nặng cũng dễ hiểu vì có hai nguyên nhân cơ bản.

Một là, trước đây các vùng nội thành Hà Nội ở trên vùng đất cao, phía dưới là các ao hồ, đồng ruộng thấp bạt ngàn, nên nước mưa tiêu nhanh vào các vùng đó không gây ngập úng phố phường. 

Ngày nay các cánh đồng đó đã trở thành những khu phố sầm uất ở các phường: Cầu Giấy, Thanh Xuân, Hoàng Mai… Đó là những quận phát triển rất nhanh, vấn đề tiêu thoát nước mưa, chưa kịp giải quyết thỏa đáng, nên đã xảy ra ngập úng dù mưa chưa lớn.

Hai là, những vùng dân cư lâu đời ở trên vùng đất cao, hệ thống thoát nước trước đây được thiết kế với cường độ mưa nhỏ hơn, lại ở trong điều kiện thoát nước tốt; bây giờ đã vận hành trong thời gian quá dài, tuy có tu bổ nhưng vẫn xuống cấp, mặt khác quy mô dân cư ở đây cũng tăng đáng kể, nên khả năng thoát nước mưa gặp khó khăn.

Bài toán tiêu nước mưa trong thành phố gần như là chung cho cả thế giới. Những nguyên lý chung của hệ thống tiêu nước gồm: Mạng lưới mương thu nước có rất nhiều mương ngầm nhỏ nối liền với nhau thu nước từ khu dân cư, vỉa hè, đường phố, công viên… để chảy ra hệ thống mương tiêu ngầm lớn hơn, rồi chảy ra các kênh trục và tập trung vào kênh trục chính. 

Nước từ kênh trục chính có thể tự chảy trực tiếp ra sông, nếu có mực nước sông thấp hơn, như thành phố ở miền núi, Nếu mực nước sông cao hơn, như thành phố vùng đồng bằng. thì phải dùng bơm đẩy nước ra sông. Ngày nay ngoài nguyên lý chung ấy còn thêm giải pháp hồ điều hòa, hàm chứa nước dưới đất và có thể cả trên nóc nhà.

Mạng lưới tiêu thoát phải được nhìn như một hệ thống

Theo GS.TS Trương Đình Dụ, để nước mưa trên phố tiêu hết được ngay vào mạng lưới tiêu ngầm thì phải đảm bảo nguyên tắc: dòng chảy trong hệ thống tiêu phải là dòng chảy tự do. 

Điều đó sẽ được giải quyết bằng bài toán thủy lực mạng, khi đã chọn cường độ mưa và diện tích khu vực tiêu, để biết lưu lượng nước mưa cần tiêu. Kết quả giải bài toán này sẽ xác định được số lượng, kích thước, độ dốc đáy cần thiết của mạng lưới thu nước ngầm, hệ mương ngầm, các kênh trục, kênh trục chính, mực nước bể hút và công suất trạm bơm. 

Giải bài toán này nhằm làm cho dòng chảy từ mặt đường rơi tự do vào mạng lưới thu nước, không có hiện tượng ứ đọng gây ngập úng, nhờ xác định được độ chênh lệch cần thiết giữa cao trình mặt phố và cao trình bể hút trạm bơm tiêu.

Hiện nay các chương trình tính toán thủy lực mạng hiện đại có sẵn, sẽ cho kết quả nhanh và chính xác. Từ đây thấy rõ để việc tiêu thoát nước mưa tốt, thì đòi hỏi cả hệ thống từ mạng lưới thu nước ngầm, các các kênh trục và kênh trục chính đến trạm bơm tiêu đều phải được tính toán chính xác thì việc tiêu nước mưa mới đạt hiệu quả cao. 

Nếu là hệ thống tiêu thoát nước mưa cho khu vực mới, thì tính toán thiết kế chuẩn xác ngay từ giai đoạn lập quy hoach xây dựng; còn đối với thành phố cũ đã có hệ thống tiêu thóat thì phải kiểm tra hiện trạng để bổ sung, cải tạo, nâng cấp cho phù hợp với yêu cầu tiêu thoát mới.

Nếu có thêm khu phố mới, trong thành phố cũ, mà vẫn tiêu thoát vào hệ thống tiêu cũ, thì phải tính toán nâng cấp hệ thống tiêu cũ, mới đáp ứng được yêu cầu tiêu thoát vì đã cộng thêm nước mưa của khu phố mới. Khi xây dựng một khu phố mới, câu hỏi đầu tiên cần đặt ra, là nước mưa của khu phố này sẽ thoát đi đâu.

Điều quan trọng nữa là chọn tần suất mưa nào để thiết kế hệ thống tiêu thoát mới và kiểm tra hệ thống tiêu cũ. Đây là bài toán kinh tế xã hội và kỹ thuật. Chống ngập úng là vấn đề đầu tiên phải đặt ra khi lập quy hoạch mở rộng đô thị.

Điều này là cần thiết trong bối cảnh những khu vực đô thị mới xuất hiện trên những khu đất trước đây là ruộng, ao. Nay được chuyển thành khu nhà ở, đường giao thông và bãi đỗ xe… 

Thế là phải giải quyết lượng nước mưa trước đây ở trên khu đất này thoát đi đâu hay chứa tạm ở đâu. Đây là bài toán phải giải trước khi xây đô thị. Vì nếu không giải quyết lượng nước mưa đó, đô thị sẽ bị ngập úng.

Do đó, quy hoạch thoát nước cần được tích hợp ngay từ đầu với quy hoạch xây dựng đô thị. Mỗi dự án phải chứng minh được khả năng tiêu thoát nước chung vào thành phố hay của riêng mình.

Đô thị hóa càng nhanh, nguy cơ ngập úng càng lớn, phải nghĩ đến tìm chỗ chứa tạm thời

Trước đây, hệ thống ao, hồ, ruộng trũng và các vùng đất thấp đóng vai trò như những "bể chứa" tự nhiên. Khi mưa lớn, nước có thể tạm thời được lưu giữ, sau đó tiêu thoát dần. Nhưng quá trình đô thị hóa đã làm nhiều ao hồ bị san lấp, mặt đất tự nhiên được thay thế bằng bê tông, đường giao thông và các công trình xây dựng.

Theo GS.TS Trương Đình Dụ, đây là yếu tố có ảnh hưởng lớn đến khả năng chống ngập úng: Ngày xưa với diện tích và lượng mưa đó, nước mưa được chứa vào hồ ao, tự nhiên; Bây giờ lượng nước đó, nếu chưa được thoát hết theo mạng lưới tiêu, thì phải tìm nơi chứa tạm, nơi chứa tạm đó, là hồ điều hòa, mà thành phố đã cho triển khai.

Vìệc làm hồ điều hòa trong thành phố lại có nhiều ý nghĩa: Vừa tạo nơi chứa nước khi mưa lớn, để chống ngập, đồng thời góp phần cải tạo cảnh quan môi trường đô thị; Nhưng muốn phát huy hiệu quả thì phải có hệ thống dẫn nước từ các khu vực xung quanh vào hồ thật tốt và sau đó có phương án tiêu nước ra hệ thống chính. 

Phải nói ra điều này, vì tôi đã chứng kiến cảnh: Khi mưa to khoảng 200mm trở lên, có đường ven hồ ngập tới 40cm. Mà mực nước trong hồ lúc đó rất thấp, vì mương thoát vào hồ chỉ là hai ống nhựa đường kính khá nhỏ, GS.TS Trương Đình Dụ nói.

Tuy nhiên, làm hồ điều hòa gặp bài toán đặt ra là quỹ đất.

Trong điều kiện đất nội đô ngày càng có giá trị cao, việc dành một diện tích lớn để xây dựng hồ điều hòa không phải lúc nào cũng dễ dàng. Vì vậy, theo chuyên gia, cần kết hợp nhiều giải pháp, từ hồ điều hòa quy mô lớn ở các khu đô thị, nên nghĩ đến những không gian chứa nước nhỏ hơn dưới lòng đất, phân tán trong từng khu vực.

Đặc biệt, mỗi dự án đô thị mới cần được yêu cầu giải quyết bài toán tiêu nước ngay từ khâu quy hoạch và thiết kế kỹ thuật, thay vì xây dựng xong mới tìm phương án chống ngập.

Đưa "hồ chứa nước" xuống dưới lòng đất?

Trong bối cảnh quỹ đất hạn chế, một hướng đi đáng nghiên cứu là xây dựng các công trình chứa nước ngầm.

Theo GS.TS Trương Đình Dụ, có thể nghiên cứu xây dựng các bể hoặc hầm chứa nước mưa dưới đường giao thông, dưới các công trình hoặc tại khu vực vỉa hè, thậm chí dưới sân, vườn của gia đình, như một số nước đã làm. Nước mưa được thu gom, đưa xuống các không gian chứa tạm thời, sau đó tiêu thoát dần khi hệ thống không còn quá tải.

"Làm hầm chứa nước mưa dưới đường giao thông là một giải pháp có thể nghiên cứu, nhưng chi phí sẽ rất lớn. Trong khi đó, nếu tận dụng những tuyến vỉa hè để xây dựng các công trình ngầm chứa nước mưa, chắc chắn có hiệu quả hơn nhiều, vì tải trọng trên vỉa hè rất nhỏ, so với tải trọng trên đường" - ông cho biết.

Theo hướng này, nước mưa từ mặt phố có thể được thu gom và đưa xuống các bể chứa ngầm. Nguồn nước được lưu giữ có thể nghiên cứu để sử dụng cho một số mục đích phù hợp, chẳng hạn như phục vụ tưới cây hoặc một số nhu cầu khác như nước chữa cháy. Nhưng phải khẳng định rằng tiêu thoát nước cho Hà Nội hay những thành phố khác thì ngoài phương án hệ thống tiêu chính, nên có các giải pháp bổ sung, kết hợp với hồ điều hòa, hầm chứa nước…

Tính sơ bộ thấy, 1ha diện tích khu phố, khi hứng trận mưa 400mm thì phải có bể chứa 4000m3 nước chảy vào, nếu làm bể chứa có độ sâu 4m thì cần làm hầm, có diện tích 1000m2. 

Loại hầm này bằng bê tông cốt thép là loại kết cấu đơn giản, chỉ cần để 1/10 diện tích khu phố để chứa nước trận mưa lớn. Nếu làm hầm sâu hơn, thì diện tích hầm sẽ nhỏ hơn. Trên hầm chứa nước mưa, vẩn có thể khai thác cho các mục đích khác, kể cả làm nhà ở. Như vậy, sơ bộ thấy việc chứa nước mưa dưới đất, mà phía trên đó có tải trọng nhỏ là khá hiệu quả.

Cần tăng cường hơn nữa việc kiểm tra năng lực thoát nước mưa của hệ thống từ mạng lưới thu nước đến trạm bơm tiêu để có kế hoạch vệ sinh và nâng cấp cải tạo. 

Theo GS.TS Trương Đình Dụ, Trước hết, cần tăng cường hơn nữa việc tổ chức đánh giá năng lực của hệ thống qua những trận mưa gây ngập úng, để xác định điểm nghẽn và từ đó có kế hoạch tu sửa nâng cấp hệ thống tiêu thoat nước, từ mạng lưới thu nước đến trạm bơm. 

Trong quản lý chống ngập úng, việc thông tắc, làm sạch hệ thống dẫn nước là rất quan trọng, nên từ lâu Thành phố đã chú ý việc này trước mùa mưa và trong các trận mưa, nhưng chắc chắn phải tăng cường hơn nữa.

Ứng dụng công nghệ tiên tiến trong quản lý vận hành và vệ sinh hệ thống tiêu thoát nước mưa

Hệ thống tiêu thoát nước mưa của thành phố là loại công trình dân dụng vốn đã phức tạp vì phần lớn nằm kín dưới nền đất. Riêng Hà Nội, thành phố đã lâu đời, lại phát triển mở rộng rất nhanh, nên càng phứ tạp. Vì vậy, dù thành phố đã có nhiều quan tâm, nhưng đến nay ngập úng do mưa vẩn còn nan giải.

Ngoài những gì thành phố đang làm, nên đặc biệt chú ý ứng dụng tiến bộ kỹ thuật, công nghệ mới, trong quản lý điều hành công tác chống ngập úng. Tăng cường hơn nũa việc ứng dụng tiến bộ kỹ thuât trong đánh giá chất lượng mạng lưới kín thu nước và kỹ thuật làm sạch cống. 

Ví dụ nên cho thử nghiệm sáng chế bơm đẩy điều khiển từ xa của kỹ sư Tống Bùi Sơn, viện trưởng Viện Phát triển doanh nghiệp và cộng đồng. Bơm đẩy này vừa có tác dụng quan trọng là hạ mực nước, vừa làm sạch trong đường dẫn kín.

Trong một đô thị hiện đại, việc chống ngập úng do mưa là một khâu quan trọng của bài toán quy hoạch, hạ tầng, môi trường và phát triển đô thị. Với Hà Nội, việc giải quyết được chống ngập úng do mưa, trong tình hình biến đổi khí hậu sẽ góp phần quan trọng làm cho Hà Nội phát triển mạnh mẽ, thoát khỏi cảnh cứ mưa là ngập như hiện nay.