Thành phố bọt biển là gì? Giải pháp chống ngập đô thị bền vững

1. Thành phố bọt biển là gì?

Thành phố bọt biển (Sponge City) là mô hình đô thị được thiết kế không theo hướng “chống nước” như các hệ thống bề mặt không thấm truyền thống, mà vận hành tương tự một miếng bọt biển có khả năng hấp thụ và giữ lại nước mưa. Lượng nước này được lọc tự nhiên qua đất, dần thấm xuống các tầng chứa nước ngầm trong đô thị, qua đó có thể khai thác bằng giếng khoan cả trong và ngoài thành phố. Sau khi xử lý, nguồn nước này hoàn toàn có thể tái sử dụng cho hệ thống cấp nước đô thị, góp phần bảo đảm an ninh tài nguyên nước và phát triển bền vững.

2. Thành phố bọt biển giải quyết những vấn đề

• Sự khan hiếm nguồn nước tại các khu vực đô thị và vùng ven đô: Phần lớn nước sinh hoạt hiện nay có nguồn gốc từ các tầng chứa nước ngầm, được bổ cập nhờ nước mưa thấm qua đất và được lọc tự nhiên. Tuy nhiên, quá trình đô thị hóa nhanh chóng đã tạo ra diện tích bề mặt không thấm ngày càng lớn như đường giao thông, vỉa hè, mái nhà và bãi đỗ xe. Các bề mặt này ngăn cản nước mưa thấm xuống lòng đất, khiến nước bị thu gom và thoát nhanh ra sông, hồ hoặc biển, làm suy giảm nghiêm trọng khả năng bổ cập nước ngầm. Hệ quả là trữ lượng nước ngầm có thể khai thác ở đô thị và ngoại ô ngày càng giảm.
• Tình trạng ô nhiễm nguồn nước do nước mưa trộn lẫn với nước thải: Ở nhiều thành phố, nước mưa và nước thải sinh hoạt được thu gom chung trong một hệ thống cống. Khi xảy ra mưa lớn, lượng nước vượt quá công suất của nhà máy xử lý, khiến một phần nước mưa lẫn nước thải bị xả trực tiếp ra sông, hồ hoặc biển mà chưa qua xử lý. Các đô thị càng kém thấm nước thì lượng nước bị xả thẳng ra môi trường càng nhiều, kéo theo mức độ ô nhiễm ngày càng gia tăng.
• Sự suy thoái của hệ sinh thái đô thị và không gian xan: Quá trình mở rộng đô thị làm thu hẹp diện tích cây xanh và mặt nước, dẫn đến suy giảm đa dạng sinh học, giảm khả năng lọc nước mưa tự nhiên, hạn chế hấp thụ CO₂ và làm mất đi các vi khí hậu có tác dụng làm mát. Điều này khiến chất lượng không gian công cộng suy giảm, môi trường sống trở nên kém hấp dẫn và kém bền vững.
• Ngập lụt đô thị gia tăng cả về tần suất và mức độ nghiêm trọng: Khi bề mặt đô thị mất dần khả năng thấm nước, nước mưa khó được giữ lại và thấm xuống đất, làm tăng nguy cơ ngập úng, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu gây ra nhiều trận mưa cực đoan. Ngập lụt không chỉ gây thiệt hại về tài sản mà còn làm gia tăng ô nhiễm nguồn nước và phát sinh nhiều rủi ro đối với sức khỏe cộng đồng.

3. Các thành phần chính của một thành phố bọt biển

Để một đô thị không còn hoạt động như một khối bê tông ngăn cản dòng chảy mà trở thành một "miếng bọt biển" thực thụ, hệ thống hạ tầng cần được cấu tạo từ các thành phần cốt lõi sau:

3.1. Bề mặt thấm hút (Permeable Surfaces)

Thay vì sử dụng các loại vật liệu không thấm nước truyền thống, thành phố bọt biển ưu tiên các loại vật liệu cho phép nước mưa xuyên qua để đi vào lòng đất:

• Vỉa hè và bãi đỗ xe thấm nước: Sử dụng gạch tự chèn có lỗ rỗng hoặc bê tông xốp để triệt tiêu dòng chảy tràn trên bề mặt ngay lập tức.
• Vườn mưa (Rain Gardens): Những khu vực trũng được trồng cây, đóng vai trò như những phễu thu nước tự nhiên, giúp nước mưa tập trung và thẩm thấu dần xuống phía dưới.

3.2. Hệ thống lọc tự nhiên bằng đất và thực vật

Một đặc điểm quan trọng của thành phố bọt biển là khả năng tự làm sạch nước:

• Lớp đất lọc: Khi nước mưa hấp thụ qua bề mặt, các lớp đất đóng vai trò như một bộ lọc sinh học tự nhiên, loại bỏ các tạp chất và chất gây ô nhiễm.
• Vùng đất ngập nước đô thị: Các khu vực này không chỉ lưu trữ nước mà còn sử dụng hệ thống rễ cây để hấp thụ kim loại nặng và hóa chất trước khi nước ngấm xuống sâu hơn.

3.3. Tầng chứa nước ngầm và hệ thống lưu trữ

Đây là "kho báu" tài nguyên của thành phố bọt biển:

• Các tầng chứa nước (Aquifers): Sau khi được lọc tự nhiên, nước sẽ ngấm vào các tầng chứa nước ngầm đô thị. Đây là cơ chế giúp tái tạo nguồn tài nguyên nước một cách bền vững.
• Bể chứa ngầm: Trong các trường hợp mưa quá lớn, các bể chứa này sẽ giữ nước tạm thời để tránh quá tải cho hệ thống, sau đó nhả dần để nước thấm vào đất.

3.4. Hệ thống khai thác và tái sử dụng nước

Thành phố bọt biển không chỉ giữ nước mà còn biến nó thành nguồn lực phục vụ đời sống:

• Giếng khai thác: Thiết lập các hệ thống giếng khoan bên trong hoặc xung quanh đô thị để khai thác nước từ các tầng chứa nước ngầm đã được tích trữ.
• Trạm xử lý và cấp nước: Nguồn nước thu gom được có thể dễ dàng xử lý để đưa vào hệ thống cấp nước sạch của thành phố, dùng cho sinh hoạt, tưới tiêu hoặc các mục đích công nghiệp.

4. Lợi ích của thành phố bọt biển

Việc triển khai mô hình thành phố bọt biển không chỉ là giải pháp kỹ thuật mà còn mang lại những thay đổi tích cực toàn diện cho đô thị:

4.1. Cung cấp nguồn nước sạch dồi dào và bền vững

Thành phố bọt biển giúp tối ưu hóa việc quản lý tài nguyên nước ngay tại địa phương:

• Bổ sung nguồn nước ngầm: Nhờ cơ chế hấp thụ và thẩm thấu, lượng nước ngầm được bù đắp liên tục, giúp các thành phố dễ dàng tiếp cận nguồn nước hơn.
• Tăng cường khả năng tự cung tự cấp: Việc tích trữ nước mưa trong lòng đất cho phép các đô thị ngày càng dựa vào nguồn nước trong phạm vi lãnh thổ của mình, giảm sự phụ thuộc vào các nguồn cung cấp từ xa.
• Nguồn nước ngầm sạch hơn: Nước mưa được lọc tự nhiên qua các lớp đất trước khi đi vào tầng chứa nước, giúp giảm thiểu đáng kể chi phí về môi trường và sức khỏe do ô nhiễm nguồn nước gây ra.

4.2. Giảm thiểu rủi ro lũ lụt và áp lực hạ tầng

Mô hình này tạo ra một "hàng rào" bảo vệ thành phố trước các hiện tượng thời tiết cực đoan:

• Khả năng phục hồi trước biến đổi khí hậu: Với nhiều không gian thấm nước hơn, thành phố có thể giữ và thẩm thấu nước tự nhiên, từ đó đối phó tốt hơn với rủi ro lũ lụt ngày càng tăng do biến đổi khí hậu.
• Giảm tải cho hệ thống thoát nước: Việc nước được thấm hút tại chỗ giúp giảm bớt gánh nặng cho các nhà máy xử lý nước, kênh mương nhân tạo và hệ thống cống rãnh.
• Tiết kiệm chi phí cơ sở hạ tầng: Khi áp lực lên hệ thống thoát nước và xử lý nước giảm đi, thành phố sẽ tiết kiệm được khoản ngân sách lớn cho việc bảo trì và nâng cấp các công trình này.

4.3. Kiến tạo không gian sống xanh và lành mạnh

Thành phố bọt biển mang lại những giá trị vô hình nhưng cực kỳ quan trọng cho cư dân:

• Cải thiện chất lượng cuộc sống: Không gian đô thị xanh hơn tạo ra cảnh quan thẩm mỹ và các khu vực giải trí hấp dẫn, giúp môi trường sống trở nên dễ chịu và lành mạnh hơn.
• Gia tăng giá trị bất động sản: Những không gian mở đẹp mắt, sạch sẽ gần khu dân cư thường kéo theo sự gia tăng giá trị đất đai và thu hút đầu tư.
• Thúc đẩy đa dạng sinh học: Các vườn đô thị, mái nhà xanh và vùng đất ngập nước trở thành môi trường sống lý tưởng cho nhiều loài sinh vật, làm phong phú hệ sinh thái ngay trong lòng thành phố.

Thành phố bọt biển không chỉ là giải pháp chống ngập mà còn là chiến lược quản lý tài nguyên nước thông minh. Việc chuyển đổi từ tư duy "ngăn nước" sang "hấp thụ nước" là chìa khóa để xây dựng các đô thị tương lai xanh và bền vững hơn.