Mưa lịch sử làm thành phố ngập nặng: Cách nào quản lý nước mưa?

Nói đến quy luật tự nhiên của dòng nước, dân gian ta từ bao đời nay đã có một số câu đúc kết gần gũi với ngành thủy văn và thoát nước như “nước chảy chỗ trũng”, “tức nước vỡ bờ”… Ngành thoát nước hiện đại, về cơ bản, nhìn nhận những quy luật tự nhiên của dòng chảy để từ đó điều chỉnh thiên nhiên nhằm phục vụ con người một cách hài hòa và ít trái tự nhiên nhất. Đó cũng là xu hướng của phát triển bền vững.

Nước mưa khi rơi xuống mặt đất sẽ có hai thành phần chính là nước đọng lại, thẩm thấu vào mặt đất và nước chảy tự do trên bề mặt để đến những vùng trũng thấp hơn. Đối với đất tự nhiên, ví dụ như đất nông nghiệp, đất vườn, phần nước mưa đọng lại, thẩm thấu chiếm tỉ lệ khá lớn do độ rỗng của các loại đất này cao bên cạnh đó sự hiện diện của thảm thực vật trên bề mặt giúp lưu giữ và hạn chế vận tốc dòng chảy mưa.

Đối với đất đô thị, mà một tỷ lệ lớn diện tích được cấu thành bởi các vật liệu xây dựng truyền thống có độ thẩm thấu thấp như bê tông, nhựa đường, vì phần nước mưa đọng lại, thẩm thấu rất thấp trong khi vận tốc dòng chảy mưa trên bề mặt các vật liệu đó rất nhanh, cho nên thể tích nước mưa đi qua một vị trí trong một đơn vị thời gian (lưu lượng m3/s) là lớn hơn.

Nói nôm na là một trong những hệ quả và là một bài toán quan trọng phải giải quyết của xây dựng phát triển đô thị.

Mái nhà trồng thực vật

Trong ngành thoát nước mưa, hầu hết các nước trên thế giới khi xây dựng phát triển đô thị thường giải quyết vấn đề cơ bản: điều hòa lưu lượng mưa trong hệ thống thoát nước để tránh quá tải (chống ngập) bằng các phương pháp thẩm thấu và trữ chứa; bên cạnh đó họ còn phải giải quyết các vấn đề khác như kiểm soát chất lượng dòng chảy mưa (hạn chế ô nhiễm), chống sụt lở ở hạ nguồn nơi hệ thống thoát nước mưa đổ ra sông ngòi.

Ở Canada, một số thành phố có hệ thống thoát nước mưa được thiết kế để chịu được những cơn mưa có chu kỳ xảy ra 2 hoặc 5 năm một lần. Để phòng ngừa việc hệ thống thoát nước mưa của thành phố bị quá tải gây ngập, có quy định các chủ dự án muốn được cấp phép xây dựng và kết nối với hệ thống thoát nước sẵn có của thành phố, chỉ được thải vào cống của nhà nước một lưu lượng mưa tối đa bằng lưu lượng đỉnh của cơn mưa 2 năm (hoặc 5 năm) chảy từ miếng đất đó trước khi được xây dựng.

Điều đó có nghĩa là muốn được cấp phép xây dựng, chủ đầu tư phải có trách nhiệm giải quyết toàn bộ lưu lượng mưa bị tăng lên do vấn đề bê tông hóa làm nước chảy nhanh hơn và không thấm được xuống đất như trước hay là do những cơn mưa lớn hơn gây ra (chu kỳ lớn hơn 2 hoặc 5 năm). Đó là một bài toán mà người kỹ sư Canada phải giúp chủ đầu tư tìm ra đáp án cho mỗi dự án hạ tầng, thông qua các giải pháp khác nhau từ đơn giản như hồ chứa nước lộ thiên đến phức tạp như bể ngầm hay các bể chứa nhỏ có giá trị thẩm mỹ.

Trên thế giới, ở một số thành phố có mật độ dân cư cao trong khi quỹ đất không cho phép xây các công trình chứa nước đối với từng dự án hạ tầng, người ta áp dụng các biện pháp như trồng nhiều thảm thực vật; thay thế các vật liệu bê tông, nhựa đường truyền thống bằng các vật liệu có độ rỗng cao, sử dụng cát, sỏi để tăng khả năng thấm, chứa và lọc xử lý nước mưa; thậm chí là trồng cỏ và trữ nước trên mái nhà như ở Pháp (xem hình 2).

Ở quy mô lớn hơn, người ta xây các hệ thống cống và bể ngầm khổng lồ đề phòng trường hợp ngập lụt gây ra bởi những cơn mưa rất lớn, như tại Nhật Bản.

Bể chứa nhỏ dọc lề đường, có giá trị thẩm mỹ

Những con số biết nói

Lấy ví dụ một dự án phát triển hạ tầng được thực hiện tại Gatineau, một thành phố vệ tinh của Ottawa, thủ đô Canada. Để phục vụ một khu dân cư sắp xây bao gồm 6 nhà đơn lập, 85 nhà liên kế, và 87 tòa nhà căn hộ thấp tầng trên một khu đất trống rộng 6 ha, người ta xây dựng hệ thống hạ tầng bao gồm đường giao thông, cấp điện, chiếu sáng, thông tin liên lạc, cấp nước sinh hoạt, cống thoát nước thải và thoát nước mưa riêng biệt. Các con số sau đây minh họa quy mô về trữ chứa nước mưa mà chủ đầu tư phải thực hiện để được thành phố cấp phép xây dựng :

Diện tích khu đất: 6ha

Tỉ lệ diện tích đất tự nhiên ban đầu : 100% đất hoang tự nhiên

Mật độ xây dựng : 45%

Cường độ của cơn mưa chu kỳ 2 năm (độ dài 10 phút) tại địa phương: 84 mm/giờ

Lưu lượng đỉnh của cơn mưa 2 năm (trước khi xây dựng): 0,27 m³/s

Lưu lượng đỉnh của cơn mưa 2 năm (sau khi xây dựng): 0,63 m³/s

Thể tích nước mưa mà chủ đầu tư phải giải quyết bằng biện pháp chứa (đối với cơn mưa 2 năm) : 290 m³

Trong trường hợp này, cứ 46 m² đất tự nhiên bị đô thị hóa, chủ đầu tư buộc phải dành ra 1 m² đất cho các công trình chứa hoặc thấm (khoảng xanh, không gian mở kết hợp với hồ chứa lộ thiên).

Điều này giúp giảm đáng kể nguy cơ ngập lụt trong tương lai do hệ thống thoát nước mưa bị quá tải khi phát triển các khu dân cư gần kề, hay nói cách khác là một cách quản lý khôn ngoan và hiệu quả mà tôi tạm gọi là “quota sử dụng hạ tầng thoát nước”.

Thực hiện các phương pháp tính toán trên áp dụng cho một khu đất có diện tích tương tự tại TP.HCM, có mật độ xây dựng là 80% đối với một cơn mưa cũng có cường độ là 84 mm/giờ (biết rằng trong điều kiện khí hậu Việt Nam, các cơn mưa xảy ra 2 năm một lần có cường độ lớn hơn và kéo dài hơn 10 phút) thì ta có lưu lượng đỉnh là 0,91 m³/s.

Mặt khác, các khu dân cư ở các quận trung tâm của TP.HCM đa số không có các công trình chứa hoặc thấm nước có tác dụng giảm lưu lượng mưa đỉnh. Vì vậy, chỉ tính trong phạm vi khu đất đó, để thoát được hoàn toàn lượng mưa tính trên cần lắp đặt các cống có đường kính lên đến 900 mm trong điều kiện địa hình bằng phẳng. So sánh với các tuyến cống có cấp tương đương ở một thành phố của Canada, có đường kính chỉ đến 600 mm mà còn nhiều dự trữ cho kết nối các dự án tương lai, thì ta thấy việc xây hệ thống cống mà không có biện pháp chứa và thấm nước mưa là lãng phí, bên cạnh đó còn các bất lợi khác như hạ tầng thoát nước bị quá tải sớm sẽ gây ngập lụt, hạ lưu bị xói mòn.

TP.HCM hiện có hệ thống thoát nước khá cũ kỹ, năng lực thấp trong khi đó phát triển xây dựng lại không ngừng tăng, nếu không hoạch định các biện pháp chứa/thấm nước mưa trong tương lai gần thì một cơn mưa lớn 80 mm/giờ gây ra ngập lụt trong nội thành là điều không trể tránh khỏi, huống hồ là các cơn mưa 150 mm/giờ, đó là chưa tính đến tác động của triều cường.

Một trong những điều chúng ta cần làm là thay đổi nhận thức trong quy hoạch quản lý nước mưa; từ chỗ chỉ giải quyết vấn đề ngập lụt bằng đắp cốt nền cao và tăng năng lực thoát nước của cống rãnh (xây cống to), chúng ta phải kết hợp với các biện pháp chứa nước, thấm nước có tính phát triển bền vững và giá trị sinh thái cao như các nước phát triển đã và đang áp dụng.

Đối với dự án xây dựng tư nhân, áp dụng biện pháp “quota sử dụng hạ tầng thoát nước” là một cách hiệu quả khiến chủ đầu tư có trách nhiệm tham gia đóng góp trong việc quản lý nước mưa. Đồng thời cần kêu gọi các chuyên gia giỏi trong và ngoài nước soạn thảo các hướng dẫn, quy định nhà nước về áp dụng phương pháp, công nghệ chứa và thấm nước hiện hành trên thế giới, theo xu hướng phát triển bền vững.

Đối với quản lý thoát nước tại các khu dân cư hiện hữu và giải quyết các điểm ngập lụt đang diễn ra, chúng ta cần có cơ chế phát hiện và báo cáo số liệu định kỳ những vấn đề của hệ thống cống; thực hiện phân tích các số liệu đó và đưa ra giải pháp thích hợp trong đó có thể là xây dựng các công trình ngầm chứa và thấm nước.

Về lâu dài, chúng ta cần hướng tới việc xây hệ thống thoát nước thải sinh hoạt và thoát nước mưa riêng biệt nhằm đảm bảo vệ sinh môi trường.