Tuyến phòng thủ trước thiên tai: Mô hình độc đáo từ các nước (Kỳ 2)

Thành phố bọt biển tại Trung Quốc

Trong nỗ lực ứng phó với biến đổi khí hậu, quy hoạch đô thị dựa vào thiên nhiên đang trở thành giải pháp được nhiều quốc gia quan tâm. Năm 2013, Chính phủ Trung Quốc phát động Chương trình Thành phố bọt biển nhằm giải quyết thách thức trong quản lý nước đô thị, khuyến khích phát triển cơ sở hạ tầng xanh và xanh lam (dựa vào tự nhiên và nguồn nước) thay cho hạ tầng xám (bê tông, thép).

Thành phố bọt biển sinh thái là mô hình kiến trúc đô thị mô phỏng đặc tính hấp thụ nước của bọt biển, nhằm khôi phục chu trình thủy văn tự nhiên và thực hiện 6 chức năng: Thẩm thấu, giữ nước, lưu trữ, làm sạch, sử dụng và thoát nước mưa.

Mô hình này tăng cường khả năng thấm của đất thông qua vỉa hè thấm nước, phủ xanh đô thị và hồ chứa sinh thái để trì hoãn đỉnh lũ; kết hợp công nghệ lưu trữ nước mưa mô-đun nhựa và các giải pháp khác; đồng thời tái sử dụng nước sau nhiều giai đoạn thanh lọc như thẩm thấu đất và đất ngập nước nhân tạo. 

Trong quá trình thoát nước, hệ thống kết hợp mạng lưới ống ngầm và ống mặt đất. Sau khi lọc, một phần nước mưa được tái sử dụng cho tưới tiêu, sinh hoạt; phần còn lại xả qua hệ thống ống đô thị, giúp giảm nguy cơ ngập úng và hạn chế ô nhiễm nguồn nước.

Tại Vũ Hán – một trong những đô thị thí điểm – mô hình thành phố bọt biển chứng minh cơ sở hạ tầng xanh có thể triển khai nhanh, tiết kiệm chi phí và gia tăng khả năng chống chịu trước biến đổi khí hậu. Việc áp dụng mô hình này giúp thành phố tiết kiệm gần 600 triệu USD so với phương án hạ tầng xám, đồng thời mang lại nhiều lợi ích xã hội và môi trường như giảm khí thải carbon, cải thiện sức khỏe cộng đồng, làm mát tự nhiên và bảo tồn đa dạng sinh học.

Một thí điểm khác tại Hạ Môn cũng đạt nhiều tiến bộ trong việc ứng dụng giải pháp dựa vào thiên nhiên để lưu trữ, tái sử dụng nguồn nước mà không gây ngập úng hay gián đoạn hoạt động đô thị. Mô hình Hạ Môn hiện đang được lên kế hoạch nhân rộng và điều chỉnh linh hoạt để phù hợp với từng địa phương trong cả nước.

'Không gian cho dòng sông' tại Hà Lan

Năm 1995, Hà Lan hứng chịu trận lũ lụt nghiêm trọng, khiến 250.000 người phải sơ tán. Không chỉ nước sông trong nước dâng cao, mưa lớn từ Đức và Bỉ cũng đổ dồn về, gây áp lực lớn khiến hệ thống đê bị quá tải, nhiều vùng đất lấn biển bị nhấn chìm.

Từ biến cố này, chính quyền Hà Lan nhận ra cần thay đổi chiến lược ứng phó. Thay vì nỗ lực đẩy nước lũ ra biển càng nhanh càng tốt, trọng tâm được chuyển sang "tạo thêm không gian cho dòng sông".

Năm 2007, Chính phủ Hà Lan khởi động Chương trình "Room for the River" (Không gian cho dòng sông) với kinh phí 2,3 tỷ euro, triển khai tại 39 khu vực. Giải pháp bao gồm: Hạ thấp đồng bằng ngập lũ, mở vùng đệm chứa nước, di dời đê, đào sâu kênh phụ và xây tuyến thoát lũ mới. Mục tiêu là khôi phục vùng trũng tự nhiên ở những nơi ít thiệt hại, qua đó bảo vệ các khu vực trọng yếu.

Hà Lan còn chủ động mua lại đất nông nghiệp sụt lún theo giá thị trường, chuyển đổi thành khu vực chứa lũ. Kế hoạch hướng tới việc giúp sông Rhine có thể xả tới 16.000 m³/giây mà không gây ngập. Các chuyên gia đồng thời tính toán nhu cầu không gian bổ sung trong bối cảnh biến đổi khí hậu, bảo đảm ứng phó lâu dài.

Theo Giáo sư Maarten Kleinhans (Đại học Utrecht), nhờ cách tiếp cận này, nguy cơ lũ sông ở Hà Lan đã giảm từ mức 1 lần/100 năm xuống còn 1 lần/1.250 năm. Đến năm 2050, quốc gia này dự kiến dành 90.000 ha đất để mở rộng bãi sông, tạo vùng ngập tạm thời nhằm giảm rủi ro và mang lại lợi ích bền vững.

Không dừng lại ở đó, Hà Lan còn phát triển mô hình "sống chung với lũ": Xây dựng nhà ở và cả thành phố nổi. Một số công trình được thiết kế để khi ngập sẽ biến thành bể bơi; trung tâm thương mại nổi nhờ hệ thống phao; khu năng lượng mặt trời cung cấp điện cho toàn thành phố trong mùa lũ...

Đập nước '3 trong 1' tại Singapore

Marina Barrage là đập nước đầu tiên nằm ngay trung tâm Singapore, xây dựng trên kênh Marina rộng 350 m, tạo nên hồ chứa Marina với diện tích khoảng 10.000 ha (1/6 diện tích đảo quốc). Đây là hồ chứa nước ngọt thứ 15 của Singapore.

Với ý tưởng "3 trong 1", công trình phục vụ 3 mục tiêu. Thứ nhất, là nguồn nước ngọt: 9 cửa đóng mở ngăn nước sông chảy ra biển, biến vùng Marina thành hồ trữ nước mưa tự nhiên, hiện đáp ứng khoảng 10% nhu cầu nước của cả nước.

Thứ hai, kiểm soát lũ và thủy triều: Đập đóng vai trò như rào chắn thủy triều, bảo vệ các khu vực trũng như Chinatown, Boat Quay, Jalan Besar, Geylang. Hệ thống gồm 9 cửa xả và 7 máy bơm khổng lồ có thể bơm lượng nước tương đương một bể bơi Olympic mỗi phút, linh hoạt xả nước ra biển khi triều thấp hoặc bơm khi triều cao.

Thứ ba, không gian cộng đồng – giải trí: Hồ Marina trở thành điểm đến cho nhiều hoạt động: chèo thuyền, đua thuyền rồng, sự kiện cộng đồng… Nhờ kiểm soát mực nước quanh năm, hồ duy trì cảnh quan và môi trường thuận lợi cho sinh hoạt.

Theo Cơ quan Quản lý nước Singapore (PUB), Marina Barrage là minh chứng cho giải pháp đô thị tích hợp: Cung cấp nước – kiểm soát lũ – nâng cao chất lượng sống. Công trình còn giúp mở rộng khả năng trữ nước ngọt, với mục tiêu đến năm 2060 có thể bao phủ 90% diện tích quốc gia bằng các hồ chứa.

Kể từ khi khánh thành năm 2008, Marina Barrage không chỉ là công trình thủy lợi mang tính biểu tượng, mà còn trở thành địa điểm tham quan nổi bật với hơn 5,9 triệu lượt khách, đóng góp cho phát triển bền vững của Singapore.

Phòng thủ đa tầng tại Nhật Bản

Theo Hệ thống Cảnh báo sóng thần Mỹ, mỗi năm thế giới chỉ ghi nhận khoảng 2 trận sóng thần gây thiệt hại hoặc chết người; những trận sóng thần mạnh có thể gây hậu quả ở cách xa nguồn hơn 1.000 km chỉ xảy ra khoảng 2 lần mỗi thập kỷ. Tuy nhiên, sóng thần vẫn là một trong những thảm họa tự nhiên khốc liệt nhất và Nhật Bản là nơi hứng chịu tới 20% số trận sóng thần toàn cầu.

Tháng 3/2011, một trận động đất mạnh 9 độ Richter xảy ra cách bờ biển Nhật Bản 70 km, gây ra sóng thần cao đến 40 m tàn phá vùng Đông Bắc, cướp đi sinh mạng của hơn 15.900 người và hơn 2.500 người vẫn mất tích. Đập chắn cao 4 m trước đó hoàn toàn bất lực. Sau thảm họa, Nhật Bản xây dựng hệ thống tường chắn sóng bằng bê tông cao 12,5 m, dài 395 km, với chi phí hơn 12 tỷ USD.

Ngoài bức tường chắn sóng, quốc gia này còn phục hồi rừng chắn sóng, xây dựng đồi nhân tạo… làm vùng đệm tự nhiên. Quy hoạch đô thị được điều chỉnh, di dời dân cư khỏi vùng trũng, đồng thời xây dựng hàng nghìn tòa nhà kiên cố làm điểm sơ tán.

Hệ thống cảnh báo sớm J-Alert phát tín hiệu trong vài giây, kết hợp với diễn tập cộng đồng thường xuyên. Cách tiếp cận đa tầng này không nhằm ngăn chặn tuyệt đối, mà giảm sức mạnh sóng thần, kéo dài "thời gian vàng" để sơ tán và hạn chế thiệt hại.

Tháng 12/2020, Chính phủ Nhật Bản đã thông qua kế hoạch 5 năm trị giá 15.000 tỷ yen (144,4 tỷ USD) để đẩy mạnh công tác phòng, chống thiên tai. Trong đó, trọng tâm của kế hoạch tập trung vào áp dụng các giải pháp công nghệ để tăng cường khả năng phục hồi cơ sở hạ tầng, giảm thiểu hậu quả của thảm họa và tạo điều kiện cho cộng đồng có khả năng ứng phó với thiên tai nhanh chóng.

Hàng loạt các công nghệ hiện đại, phần mềm, giải pháp trí tuệ nhân tạo (AI), Internet vạn vật (IoT), điện toán đám mây, thực tế ảo (VR), thực tế tăng cường (AR)… đã được tích hợp và triển khai và tập trung vào 3 nhóm: Phòng ngừa và chuẩn bị, đánh giá và ứng phó, phục hồi và tái thiết.

Thụy Sĩ và công trình tái sử dụng nước mưa

Từ cuối thế kỷ XX, Thụy Sĩ đã triển khai chương trình “Công trình nước mưa” trên toàn quốc, nhằm tận dụng hiệu quả và tiết kiệm chi phí nguồn nước tự nhiên này.

Thông thường, tại các đô thị, nước mưa từ mái nhà được dẫn thẳng xuống cống ngầm rồi chảy ra sông hồ. Tuy nhiên, Thụy Sĩ đã cải tạo quy mô hộ gia đình bằng cách khoan lỗ nhỏ trên tường, lắp đường ống dẫn nước mưa vào các bể chứa trong nhà. Nước mưa sau khi lọc được bơm bằng máy bơm nhỏ tới các khu vực sử dụng, như nhà vệ sinh, lau sàn, tưới cây, thậm chí giặt giũ và rửa rau củ. Với điều kiện môi trường trong lành, ít công nghiệp khói bụi, nguồn nước mưa tại Thụy Sĩ khá sạch, phù hợp cho tái sử dụng sinh hoạt.

Hiện nay, nhiều tòa nhà ở Thụy Sĩ được trang bị hệ thống dẫn và bể chứa nước mưa chuyên dụng, có thể đáp ứng phần lớn nhu cầu sinh hoạt ngoài mục đích uống. Chính phủ Thụy Sĩ khuyến khích xây dựng nhà ở tiết kiệm năng lượng thông qua chính sách giảm thuế và trợ cấp, góp phần mở rộng việc tái chế và bảo tồn nước mưa, từ đó giảm áp lực lên nguồn nước ngọt.

Kinh nghiệm quốc tế cho thấy không có giải pháp đơn lẻ nào đủ sức chống lại thiên tai. Sự kết hợp giữa hạ tầng cứng và giải pháp dựa vào thiên nhiên, cùng quy hoạch dài hạn và sự tham gia của cộng đồng, là chìa khóa để xây dựng đô thị an toàn, bền vững trước biến đổi khí hậu.

An Bình (tổng hợp)