Thoát nước đô thị vùng ĐBSCL thích ứng với biến đổi khí hậu

Điều kiện tự nhiên và tác động của biến đổi khí hậu

ĐBSCL là vùng đồng bằng thấp, phần lớn các đô thị có cao độ nền trung bình chỉ khoảng +0,5 m đến +1,5 m so với mực nước biển. Đặc điểm địa hình thấp kết hợp với mạng lưới sông ngòi, kênh rạch dày đặc khiến các đô thị trong vùng chịu ảnh hưởng mạnh của chế độ thủy triều từ hệ thống sông Tiền và sông Hậu.

Trong điều kiện mưa lớn xảy ra đồng thời với triều cường, khả năng tiêu thoát nước tự chảy của hệ thống thoát nước đô thị bị hạn chế đáng kể. Nước mưa trong đô thị khó thoát ra sông khi mực nước triều dâng cao, dẫn đến tình trạng ngập úng kéo dài tại nhiều khu vực.

Bên cạnh đó, các tác động của biến đổi khí hậu, nước biển dâng và hiện tượng sụt lún đất đang làm gia tăng nguy cơ ngập úng tại các đô thị trong vùng. Tần suất và cường độ của các trận mưa lớn ngày càng gia tăng và bất thường, trong khi đó mực nước triều có xu hướng dâng cao hơn góp phần làm cho các hiện tượng ngập úng đô thị xảy ra thường xuyên và khó kiểm soát hơn so với trước đây.

Áp lực từ quá trình đô thị hóa

Trong khoảng hai thập kỷ qua, quá trình đô thị hóa tại các đô thị vùng ĐBSCL diễn ra nhanh chóng, kéo theo sự gia tăng mạnh mẽ của các bề mặt không thấm nước như đường giao thông, khu dân cư, khu thương mại - dịch vụ và các công trình xây dựng.

Sự gia tăng diện tích bề mặt không thấm nước làm giảm khả năng thấm nước tự nhiên của đất, đồng thời làm tăng nhanh lưu lượng và tốc độ dòng chảy nước mưa trên bề mặt đô thị. Nước mưa không còn được thấm và trữ tự nhiên như trước đây mà nhanh chóng dồn vào hệ thống thoát nước, làm gia tăng áp lực lên các tuyến cống và kênh rạch hiện hữu.

Song song với quá trình đô thị hóa, nhiều không gian trữ nước tự nhiên trong đô thị như ao hồ, vùng trũng, kênh rạch nhỏ đã bị lấn chiếm, thu hẹp hoặc san lấp để phục vụ phát triển đô thị, mở rộng các khu dân cư và xây dựng hạ tầng. Việc suy giảm các không gian trữ nước tự nhiên này làm giảm khả năng điều tiết nước mặt của đô thị, khiến tình trạng ngập úng trở nên nghiêm trọng hơn trong các trận mưa lớn.

Hạn chế và hệ quả của hệ thống thoát nước đô thị hiện hữu

Tại nhiều đô thị trong vùng ĐBSCL, hệ thống thoát nước được xây dựng qua nhiều giai đoạn khác nhau, thiếu sự đồng bộ và chưa được quy hoạch theo cách tiếp cận tổng hợp theo lưu vực thoát nước. Nhiều tuyến cống được xây dựng từ lâu với khẩu độ nhỏ và tiêu chuẩn thiết kế thấp, không còn đáp ứng được yêu cầu tiêu thoát nước trong điều kiện đô thị hóa hiện nay.

Ở nhiều đô thị, hệ thống thoát nước mưa và nước thải vẫn sử dụng chung một hệ thống cống hỗn hợp. Khi xảy ra mưa lớn, lưu lượng nước mưa tăng đột ngột dễ dẫn đến tình trạng quá tải hệ thống, gây ngập cục bộ và làm gia tăng nguy cơ ô nhiễm môi trường do nước thải tràn ra các khu vực xung quanh.

Ngoài ra, tình trạng bồi lắng bùn, rác thải trong cống và kênh rạch cũng làm giảm đáng kể khả năng thoát nước của hệ thống. Công tác quản lý, vận hành và bảo trì hệ thống thoát nước tại nhiều địa phương còn gặp khó khăn do hạn chế về nguồn lực và kinh phí.

Những hạn chế nêu trên đã dẫn đến tình trạng ngập úng cục bộ diễn ra phổ biến tại nhiều đô thị trong vùng ĐBSCL. Tại nhiều khu vực, độ sâu ngập thường dao động từ khoảng 0,3 - 0,5 m, thậm chí cao hơn tại một số điểm trũng, với thời gian ngập kéo dài từ vài giờ đến nửa ngày sau các trận mưa lớn.

Thực tiễn tại nhiều đô thị cho thấy tại các khu vực trung tâm đô thị, tuyến đường giao thông chính và khu dân cư đông đúc thường xuyên bị ảnh hưởng bởi ngập úng, đặc biệt khi mưa lớn trùng với thời điểm triều cường. Tình trạng này gây ảnh hưởng đáng kể đến sinh hoạt của người dân, hoạt động giao thông, thương mại - dịch vụ và chất lượng môi trường đô thị.

Trong khi đó, các giải pháp chống ngập truyền thống như mở rộng hệ thống cống thoát nước nhằm tiêu thoát nước nhanh ra sông, kênh rạch hoặc nâng cao cao độ nền đường… cách tiếp cận này đang bộc lộ nhiều hạn chế khi diện tích bề mặt không thấm nước trong đô thị ngày càng gia tăng, các không gian trữ nước tự nhiên dần bị thu hẹp. Do đó, các đô thị trong vùng cần những giải pháp quản lý nước mưa theo hướng bền vững và thích ứng tốt hơn với điều kiện biến đổi khí hậu.

Các địa điểm được lựa chọn để áp dụng mô hình thoát nước mưa theo hướng bền vững (SUDs) là các khu vực đô thị thường xuyên xảy ra ngập cục bộ, đồng thời đại diện cho nhiều loại hình không gian đô thị khác nhau như khu thương mại - dịch vụ, tuyến giao thông chính, hè đô thị và không gian công cộng. Việc triển khai các mô hình không chỉ nhằm giải quyết các điểm ngập cụ thể mà còn chứng minh tính khả thi để đánh giá hiệu quả của mô hình SUDs trong điều kiện đô thị vùng ĐBSCL.

Dự án “Thích ứng với biến đổi khí hậu ĐBSCL - MCRP” đã hỗ trợ 5 đô thị trong vùng, bài viết tập trung giới thiệu mô hình SUDs áp dụng tại Vĩnh Long và Trà Vinh đây là 2 khu vực khá điển hình như sau:

Hiện trạng khu vực áp dụng mô hình SUDs

- Mô hình thí điểm (SUDs) tại Vĩnh Long được xây dựng tại hè đường QL53, đoạn Bệnh viện Mắt đến vòng xoay QL53 - Phó Cơ Điều, phường Phước Hậu, tỉnh Vĩnh Long với tổng diện tích xây dựng là 308,5 m². Tại đây hệ thống thoát nước hiện hữu đã xuống cấp nghiêm trọng sau 40 - 50 năm sử dụng, chủ yếu là hệ thống cống chung (nước mưa và nước thải) xả thẳng ra sông Cổ Chiên.

Khu vực này thường xảy ra ngập úng cục bộ (0,2 - 0,3 m, kéo dài 90 - 180 phút) do cao độ nền thấp hơn so với đường Phó Cơ Điều và sự kết hợp của triều cường và mưa.

- Mô hình thí điểm (SUDs) tại Trà Vinh được triển khai tại bãi đỗ xe của chợ Bạch Đằng, phường Trà Vinh, tỉnh Vĩnh Long với diện tích xây dựng là 575,6 m². Khu vực này đang đối mặt với hệ thống thoát nước chưa hoàn chỉnh và xuống cấp, gây khó khăn trong việc thoát nước mùa mưa.

Địa hình thấp trũng về phía kênh rạch, và các hẻm thường có cao độ thấp hơn mặt đường chính khu vực này là điểm hay bị ngập úng cục bộ (sâu trung bình 0,5 m, thời gian ngập trung bình 90 ngày/năm) do nền thấp hơn so với các đường giao thông và bờ kè sông Long Bình (thấp hơn 0,1 - 0,3 m).

Vì đây là chợ đầu mối, nên nguy cơ ô nhiễm môi trường cao, do nước mưa ứ đọng và hòa lẫn với nước thải thủy sản từ các tiểu thương trong chợ, gây mất vệ sinh và mỹ quan khu vực. Do đó, mô hình SUDs ở Trà Vinh được thiết kế không chỉ để giải quyết ngập lụt mà còn phải xử lý vấn đề nước thải cục bộ.

Các giải pháp thoát nước bền vững đã được áp dụng: 

Các giải pháp kỹ thuật cụ thể của mô hình SUDS được triển khai tại Vĩnh Long và Trà Vinh đều tích hợp các hạng mục quản lý nước mưa tại nguồn và được thiết kế để phù hợp với điều kiện địa hình và môi trường cục bộ của từng địa điểm.

Cả hai địa điểm đều sử dụng các giải pháp cốt lõi về lưu trữ nước và bề mặt thấm. Hạng mục bể chứa nước mưa ngầm đều được thiết kế để lưu trữ nước mưa, sử dụng module chứa nước dạng khối rỗng sản xuất từ nhựa tái chế. Tại Vĩnh Long bể chứa nước mưa có tổng dung tích lưu trữ là 41,03 m³, trong khi mô hình tại Trà Vinh bể chứa nước có dung tích lớn hơn, đạt 108 m³. Bề mặt bể chứa được bảo vệ bằng vỉ nhựa thoát nước chịu lực, vải địa kỹ thuật và cát nền đầm chặt nhằm tránh sụt lún bề mặt.

Cả hai hệ thống đều tích hợp van một chiều để ngăn chặn tình trạng nước từ hệ thống thoát nước hiện hữu chảy ngược vào bể chứa ngầm và sử dụng các ống (uPVC D168 ở Vĩnh Long, D160 ở Trà Vinh) để dẫn thấm nước từ bể ra môi trường đất xung quanh. (Hình 1,2)

Hạng mục hè đường/nền sân bãi đỗ xe tự thấm cũng là giải pháp chung, sử dụng gạch tự chèn kích thước nhỏ có khe thấm nước lắp đặt phía trên vỉ thoát nước nhựa tái chế dày 30 mm. Lớp vỉ thoát nước này tạo ra một tầng rỗng bên dưới, có khả năng thoát nước ngầm nhanh chóng, được bọc bởi vải địa kỹ thuật HDPE và chèn bằng cốt liệu đá hoặc sỏi đồng kích cỡ để đảm bảo khả năng thấm lọc. Tổng diện tích hè tự thấm tại Vĩnh Long là 118 m² và nền sân tự thấm tại Trà Vinh là 483 m².

Bên cạnh các giải pháp chung, mỗi mô hình có những hạng mục chuyên biệt để giải quyết các thách thức cục bộ. 

+ Tại Vĩnh Long, mô hình tích hợp rãnh thấm lọc sinh học (Bioretention), có chiều rộng 2 m và dài 53 m. Rãnh này sử dụng kết cấu thấm lọc nhiều lớp, thu nước từ QL53 thông qua các ống D60. Nước được thu vào ống HDPE hai vách đục lỗ có bọc vải địa thấm. Lớp trên cùng được trồng các loại cây chịu ngập như cỏ, cây mỏ két và thủy trúc, đồng thời thiết kế sàn gỗ nhựa ngoài trời làm không gian nghỉ ngơi cho người đi bộ. 

+ Tại Trà Vinh, do nằm ở khu vực chợ Bạch Đằng với nguy cơ nước thải thủy sản gây ô nhiễm, đã bổ sung Module xử lý nước thải. Đây là hệ thống xử lý khép kín, hợp bộ, với công suất 5 - 10m³/ngđ. Quá trình xử lý bao gồm việc thu gom nước thải tập trung, qua bể tách dầu mỡ, và sử dụng các công nghệ tiên tiến (lọc sinh học/hóa học, màng lọc, và khử trùng bằng clo hoặc UV) nhằm đảm bảo chất lượng nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải. (Hình 3, 4)

Hiệu quả và bài học từ các mô hình thoát nước bền vững (SUDs):

Các mô hình SUDS do Dự án MCRP hỗ trợ tuy có quy mô khác nhau nhưng đều cho thấy những kết quả tích cực trong quản lý nước mưa giảm ngập úng đô thị. Trước hết, các giải pháp SUDS đã giúp giảm lưu lượng nước mưa dồn nhanh vào hệ thống thoát nước hiện có qua đó giảm nguy cơ quá tải của hệ thống thoát nước trong các trận mưa lớn. Bên cạnh đó, việc tăng khả năng trữ nước tạm thời và thấm nước vào đất giúp cải thiện khả năng điều tiết nước mặt trong đô thị và góp phần hạn chế ngập cục bộ tại các khu vực dự án.

Cải thiện chất lượng nước. Hệ thống giúp lọc và xử lý nước mưa chảy tràn trước khi thấm xuống đất hoặc xả ra môi trường, góp phần cải thiện chất lượng nguồn nước ngầm và nước mặt.

Ngoài hiệu quả về thoát nước, các mô hình còn mang lại nhiều lợi ích bổ sung như cải thiện cảnh quan đô thị, tăng diện tích bề mặt thấm nước, tái sử dụng nước, giúp tiết kiệm nguồn nước sạch và nâng cao chất lượng không gian công cộng. 

Quan trọng hơn, các mô hình thí điểm đã giúp các địa phương tiếp cận tư duy quản lý nước mưa theo hướng bền vững, tạo cơ sở thực tiễn để từng bước lồng ghép các giải pháp SUDS vào quy hoạch và đầu tư hạ tầng đô thị trong vùng ĐBSCL.