Hồ đô thị và vai trò điều tiết nước mưa trong hệ thống thoát nước đô thị

141 S¬ 28 - 2017 Hồ đô thị và vai trò điều tiết nước mưa trong hệ thống thoát nước đô thị Urban lakes and the role of rainwater regulation in urban drainage system Chu Mạnh Hà Tóm tắt Ngập úng đang là vấn đề bức xúc của các đô thị Việt Nam. Số liệu thống kê cho thấy ngập úng xẩy ra nghiêm trọng đối với các đô thị lớn như Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh. Hồ đô thị đóng vai trò quan trọng trong việc điều tiết nước mưa chống ngập úng đô thị. Ngoài ra, hồ đô thị còn có vai trò to lớn trong việc tạo cảnh quan đô thị và cải tạo điều kiện vi khí hậu. Bài viết xem xét vai trò của hồ trong đô thị nhằm làm tốt hơn việc quy hoạch, xây dựng, bảo vệ và quản lý hồ một cách hiệu quả. Từ khóa: Ngập úng, hồ đô thị, điều tiết nước mưa chống ngập úng Abstract Flooding is an urgent problem in Vietnam cities. Statics show that flooding is serious in large cities such as Hanoi and Ho Chi Minh City. Urban lakes play an important role in the regulation of rainwater against urban inundation. In addition, urban lakes also play a role in urban landscaping and improving microclimate conditions. The article consider the role of urban lakes in order to better plan, build, protect and manage urban lakes efficiently. Từ khóa: Flooding, urban lakes, rainwater regulation again flooding ThS. Chu Mạnh Hà Phòng Quản lý đô thị, quận Hà Đông, thành phố Hà Nội Điện thoại: 0936822888 Email: hamanh7@yahoo.com 1. Đặt vấn đề Thành phố với nhiều công trình kiến trúc nguy nga, tráng lệ, với hệ thống các công trình hạ tầng kỹ thuật chằng chịt, hiện đại đáp ứng cuộc sống sôi động và ngày càng cao của người dân đô thị. Bên cạnh những ồn ào náo nhiệt đó ta thấy một khoảng không yên lặng thanh bình đó là hồ nước trong đô thị. Hồ được tồn tại một cách tự nhiên và đi vào thơ ca, nhạc họa của bao thế hệ văn nghệ sỹ và người dân đô thị. Nhưng cũng ít ai biết được rằng ngoài vai trò tạo cảnh quan đô thị, cải tạo điều kiện vi khí hậu, nơi diễn ra các hoạt động văn hóa, tín ngưỡng của người dân đô thị, hồ trong đô thị còn có vai trò quan trọng trong việc điều tiết nước mưa chống ngập úng cho đô thị. Đặc biệt do mức độ đô thị hóa quá nhanh, diện tích hồ đô thị bị thu hẹp, biến đổi khí hậu toàn cầu là nguyên nhân dẫn đến tình trạng ngập úng của các đô thị ngày càng trở nên nghiêm trọng. Bài viết này tác giả chỉ muốn đề cập đến vai trò của hồ trong việc điều tiết nước mưa chống ngập úng trong hệ thống thoát nước đô thị. 2. Hiện trạng ngập úng trong các đô thị Thực tế phát triển hiện nay cho thấy đô thị càng phát triển, quy mô càng lớn thì mức độ ngập càng nặng. Thành phố Hồ Chí Minh, Hà Nội, Đà Nẵng và một số thành phố khác là những ví dụ điển hình. Nói cách khác mức độ ngập úng đô thị tăng theo tiến trình phát triển của đô thị. Điều gì đã xẩy ra vậy ?, nguyên nhân nào dẫn tới tình trạng trên ? giải pháp nào để giải quyết vấn đề ?. Câu trả lời có lẽ không đơn giản bởi nó là xâu chuỗi các nguyên nhân và hậu quả mà ta cần nhìn nhận thấu đáo những bất cập của quá trình phát triển. Có rất nhiều nghiên cứu, nhiều hội thảo khoa học trong nước và quốc tể đề câp tới vấn đề này, nhưng một giải pháp tổng thể hầu như vẫn ở mức “ nghiên cứu”. Các mô hình và giải pháp đề xuất cũng chỉ giới hạn ở mức độ nghiên cứu hoặc thử nghiệm. Trong số các đề xuất đó có việc sử dụng hồ điều hòa để điều tiết nước mưa chống ngập úng cục bộ cho đô thị. Vai trò của hồ đô thị không những chỉ được đề cập ở khía cạnh thoát nước chống ngập úng mà còn nhân tố cải tạo môi trường tạo vẻ đẹp cảnh quan đô thị. Đô thị hóa có thể làm tăng nguy cơ lũ lụt và những tổn thương nặng nề đối với hoạt động kinh tế-xã hội và cơ sở hạ tầng tại những khu vực cụ thể. Nguy cơ lũ lụt chủ yếu gây ra bởi những thay đổi về khí tượng, thủy văn, sử dụng đất và tiến trình đô thị hóa. Một lượng lớn các nghiên cứu trong hai mươi năm qua đã cho thấy mối quan hệ chặt chẽ giữa các khu vực đô thị và vi khí hậu địa phương. Các hiệu ứng “Đảo nhiệt đô thị” (UHI) hiện nay cũng đã xuất hiện, trong đó khu vực đô thị có nhiệt độ cao hơn các khu vực xung quanh. Trong nhiều trường hợp, UHI có thể làm tăng lượng mưa trong vùng lân cận của đối tượng nghiên cứu. Một số nghiên cứu cho thấy có sự gia tăng lượng mưa cục bộ theo hướng gió của khu vực đô thị, khoảng 25%. Theo báo cáo, thì năm 2014, nội thành Hà Nội vẫn xuất hiện hơn 20 điểm úng ngập nặng như ngã tư Lý Thường Kiệt - Phan Bội Châu, ngã tư Trần Hưng Đạo - Phan Chu Trinh; phố Quán Thánh, Ngọc Khánh, Đội Cấn, ngã năm Bà Triệu - Nguyễn Du, phố Khâm Thiên, Nguyễn Khuyến.... Tại các quận nội thành Hà Nội, hiện nay còn tồn tại 25 điểm ngập với trận mưa 50-100mm, với các trận mưa dưới 50mm, một số điểm trũng hoặc hoặc mạng lưới cống thoát nước chưa được cải tạo vẫn còn bị úng. Tại thành phố Hồ Chí Minh – Theo Báo cáo của UBND TP.HCM năm 2014 trên địa bàn TP còn 31 điểm ngập nước, với tổng số 284 lần ngập/năm, thời gian ngập trung bình 59 phút/lần.Trên thực tế, tình trạng ngập ở khu vực nội thành TP HCM đã bắt đầu giảm dần từ 2007 về số vị trí ngập, số lần ngập cũng như thời gian kéo dài nhờ vào những nỗ lực đầu tư của TP HCM trong suốt thập niên vừa qua. Số vị trí ngập hiện tại, kể cả phát sinh mới chỉ vào khoảng 40, tức là đã giảm được hơn 50%. Trong năm 2012 TP đầu tư 1.743 tỉ đồng nhằm xóa 10 điểm ngập: đường An 142T„P CHŠ KHOA H“C KI¦N TR”C - XŸY D¼NG KHOA H“C & C«NG NGHª Dương Vương, đoạn từ Tân Hòa Đông đến Bà Hom; đường Hậu Giang và Tháp Mười, đoạn từ Tháp Mười đến Bình Tiên; đường Phan Anh, đoạn từ Tân Hòa Đông đến rạch Bàu Trâu; đường Lãnh Binh Thăng, đoạn từ Tuệ Tĩnh đến Lò Siêu; đường Ung Văn Khiêm, đoạn từ Đài liệt sĩ đến đường D2; đường Vũ Tùng, đoạn từ Bùi Hữu Nghĩa đến Trường tiểu học Tô Vĩnh Diện; QL1A, 3. Nguyên nhân Hiện tượng ngập lụt đô thị ở nước ta do nhiều nguyên nhân tác động đồng thời hoặc có thể chỉ do một nhân tố chủ đạo. Có thể chia thành 2 nhóm: nguyên nhân khách quan và nguyên nhân chủ quan. Nguyên nhân khách quan gây ra tình trạng ngập úng bao gồm tác động bởi các nhân tố tự nhiên như địa lý, địa hình và điều kiện khí tượng thủy văn. Các nhân tố chủ quan chủ yếu do con người tạo ra như tác động trở lại của đô thị hóa, năng lực hiện trạng và công tác quản lý hệ thống tiêu thoát nước đô thị. Quá trình đô thị hóa đã gây những tác động xấu đến quá trình thoát nước tự nhiên: Dòng chảy tự nhiên bị thay đổi, quá trình lưu giữ tự nhiên dòng chảy bằng các thảm thực vật và đất bị mất đi, thay vào đó là những bề mặt phủ không thấm nước như mái nhà, bê tông, đường nhựa, làm tăng lưu lượng dòng chảy bề mặt. Những dòng chảy này thường bị ô nhiễm do rác, bùn đất và các chất bẩn khác rửa trôi từ mặt đường. Lượng nước và cường độ dòng chảy tăng tạo nên sự xói mòn và lắng bùn cặn. Tất cả những yếu tố này gây những tác động xấu đến môi trường, úng ngập, ảnh hưởng đến hệ sinh thái dưới nước. Thống kê sơ bộ của Sở Xây dựng Hà Nội năm 2015 cho thấy, toàn địa bàn thành phố hiện tại chỉ còn hơn 100 ao, hồ với tổng diện tích 1.165ha, giảm gần một nửa số ao, hồ so với trước đây, trong đó, chỉ có 18 hồ có khả năng điều tiết và thoát nước. Trong quá trình phát triển, đặc biệt là quá trình đô thị hóa, diện tích mặt hồ, ao đã giảm rất nhiều, nhiều hồ, ao hoàn toàn biến mất. Những hồ còn lại thì 80% bờ hồ bị ô nhiễm, 71% hồ bị ô nhiễm, 26% số ao, hồ chưa được kè bờ, số hồ, ao được kè một phần chiếm 8%. Biến đổi khí hậu gây nên những bất thường về thời tiết, những biến đổi không theo quy luật tự nhiên. Mưa lũ có thể xuất hiện trái mùa với lưu lượng cực kỳ lớn. Vì vậy trong quy hoạch thoát nước cần tính đến những ảnh hưởng của biến đổi này. Tác động của nhân tố mưa. Ở nước ta, mưa là nguyên nhân gây ra lũ, lụt cho toàn lưu vực sông nói chung và khu vực đô thị nói riêng. Lượng mưa trong các tháng mùa lũ chiếm từ 75 - 80% tổng lượng mưa năm và là nhân tố chủ yếu gây ra tình trạng lũ và ngập úng cho lưu vực. Nếu không chịu các tác động khác, ví dụ như tác động của lũ do mưa ở các vùng ngoài đô thị chuyển đến như vỡ đê, nước tràn bờ... thì nguồn gây ngập úng đô thị do chính nước mưa tại chỗ gây ra, trận ngập úng lịch sử tháng 11/1984 và đặc biệt lớn tháng 11/2008 ở Hà Nội là một minh chứng. 4. Vai trò điều tiết của hồ trong việc thoát nước và chống ngập úng đô thị Từ những phân tích trên, cho ta thấy nguyên nhân chủ yếu gây ngập úng đô thị là do mưa và những nguyên nhân khách quan và chủ quan khác. Để đối phó với ngập úng hiện nay không thể không tính đến vai trò điều tiết của hồ đô thị trong hệ thống thoát nước của thành phố. Ngày nay với nhiều phương pháp tính toán khoa học và hiện đại chúng ta có thể xác định được khả năng điều tiết của hồ nước trong từng khu vực cụ thể và trong từng bối cảnh cụ thể của hệ thống thoát nước đô thị. (Tuy nhiên để bảo vệ hồ không bị lấn chiếm, quản lý vận hành hiệu quả hoạt động của các hồ điều tiết (điều hòa) là một bài toán phức tạp, nan giải mà các đô thị đang phải đối mặt – Tác giả xin đề câp tới vấn đề này trong một bài báo khác). Theo tính toán của tổ chức JICA cho thành phố Hồ Chí Minh thì nếu cường độ mưa I=272 (l/s/ha), tính sơ bộ, lưu lượng cần tiêu cho diện tích 58 853 ha trong thời gian 180 phút khoảng 60 triệu m3. Trong khi đó khả năng trữ tối đa của Hình 1. Một góc hồ Trúc Bạch, Hà Nội Hình 3. Hình ảnh hồ Hạ Đình (Hà Nội) đang được xây dựng, cải tạo Hình 2. Cảnh ngập úng tại ngã ba Phạm Hùng – Nguyễn Hoàng, TP. Hà Nội 143 S¬ 28 - 2017 các hồ điều hòa khoảng 20 triệu m3 (không tính hồ vùng đất nông nghiệp). Vì vậy, các hồ điều hòa đề xuất phải kết hợp với giải pháp kỹ thuật bơm tiêu. Tùy theo chức năng, vị trí xây dựng, kết cấu hồ điều hòa có thể có 1 hoặc cả 3 loại: - Cống điều tiết (cửa van một chiều). - Trạm bơm. - Đê bao (kết hợp đường giao thông, cây xanh xung quanh hồ). Đề xuất vị trí xây dựng hồ điều hòa. Các tiêu chí lựa chọn vị trí hồ điều hòa: - Có cao độ địa hình phù hợp để nước mưa chảy tới hồ với lưu lượng lớn nhất. - Dòng chảy thu được từ các tuyến cống cấp 2, kênh rạch chảy tới hồ có thời gian ngắn nhất. - Dòng chảy vào và ra hồ là hợp lý nhất. - Ít phải di dời, phù hợp qui hoạch sử dụng đất. - Kết hợp công trình xung quanh cải thiện tự nhiên, tạo cảnh quan môi trường sinh thái. Hiệu quả chung của việc xây dựng các hồ điều hòa sẽ góp phần giải quyết vấn đề thực trạng tiêu thoát nước thành phố như tăng khả năng thoát nước trọng lực, giảm qui mô trạm bơm tiêu, giảm khối lượng san lấp nền, giảm sự ô nhiễm môi trường, bồi lắng kênh rạch và cải tạo cảnh quan môi trường sinh thái. Tuy nhiên, do mật độ dân cư phân bố hiện nay khá dày đặc nên việc bố trí xây dựng các hồ điều Hình 4. Sơ đồ phần vùng thoát nước của Thủ đô Hà Nội Hình 5. Sơ đồ hệ thống sông và hồ điều hòa khu vực Hà Nội Bảng 1. Phân vùng và hình thức tiêu thoát nước TT Vùng tiêu Diện tích tiêu (ha) Lưu vực thoát nước Sông tiếp nhận Cần Tiêu Động Lực Tự chảy 1. Tả Đáy 47.350 47.350 0.000 Sông Tô Lịch, Đông Mỹ, Tả Nhuệ, Hữu Nhuệ, Phú Xuyên và các thị trấn Hồng, Nhuệ Đấy 2. Hữu Đáy 31.310 18.644 12.666 Sơn Tây, Hòa Lạc, Quốc Oai, Xuân Mai, Chúc Sơn, Phúc Thọ và các thị trấn Tích, Bùi, Đáy 3. Bắc Hà Nội 46.740 25.728 21.012 Long Biên, Đông Anh, Mê Linh, Sóc Sơn Đuống, Cầu Bây, Bắc H.Hải, Cà Lồ, Ngũ H. Khê, Hồng (Nguồn: Quy hoạch thoát nước thủ đô Hà Nội đến năm 2030 tầm nhìn đến năm 2050) Bảng 2. Dự kiến dung tích hồ điều hòa và công suất bơm cưỡng bức của từng vùng tiêu thoát nước mưa TT Tên vùng Diện tích (ha) Hồ điều hòa (ha) Công suất bơm yêu cầu (m3/s) Nguồn xả 1 Vùng Tả Đáy 47.350 2.330 811,50 Sông Hồng, Nhuệ, Đáy 2 Vùng Hữu đáy 31.310 1.880 101,30 Sông Tích, Bùi, Đáy 3 Vùng Bắc Hà Nội 46.740 1.195 402,20 Sông Hồng, Đuống, Cầu Bây, Bắc Hưng Hải, Cà Lồ, Ngũ Huyện Khê (Nguồn: Quy hoạch thoát nước thủ đô Hà Nội đến năm 2030 tầm nhìn đến năm 2050) 144T„P CHŠ KHOA H“C KI¦N TR”C - XŸY D¼NG KHOA H“C & C«NG NGHª hòa rất khó khăn và qui hoạch các đô thị mới chưa chú trọng dành quĩ đất xây dựng hồ mặc dù diện tích mặt nước không đảm bảo cho tiêu thoát. Có thể lấy ví dụ đối với thành phố Hà Nội như sau: Theo Quy hoạch thoát nước thủ đô Hà Nội đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050 đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại Quyết định số 725/2013/QĐ-TTg ngày 10/5/2013 có hiệu lực kể từ ngày 1/7/2013 thì Thủ đô Hà Nội bao gồm 03 vùng tiêu thoát nước chính là vùng tiêu Tả Đáy, Hữu Đáy và Bắc Hà Nội. Cũng theo Quy hoạch này thì đối với khu vực đô thị, cải tạo, xây dựng mới hệ thống mạng lưới cống, kênh, sông và các trạm bơm thoát nước, các công trình thấm, trữ và chứa nước mưa; Cải tạo, bảo tồn và giảm thiểu ô nhiễm môi trường các hồ hiện có, phát huy chức năng tổng hợp của các hồ điều hòa, hồ cảnh quan. Khu vực đô thị cũ, cải tạo, nâng cấp hệ thống thoát nước hiện có, xây dựng bổ sung hoàn thiện hệ thống thoát nước chung để thoát nước mưa, kết hợp giải pháp xây dựng mới các công trình thu gom và truyền dẫn nước thải về nhà máy xử lý. Khu vực đô thị mới, xây dựng hệ thống thoát nước riêng đồng bộ với phát triển hạ tầng đô thị bao gồm mạng lưới thoát nước mưa, kênh mương, hồ điều hòa, trạm bơm và các công trình thoát nước tại chỗ (thấm, trữ nước mưa...). Nước mưa được thoát ra sông, kênh, hồ; tiến tới xử lý ô nhiễm do nước mưa trong tương lai. 5. Kết luận Ngập úng đô thị đạng là tình trạng phố biến trong các đô thị hiện nay của Việt Nam. Giải pháp xây dựng hồ điều tiết tạo lập không gian mặt nước trong đô thị là giải pháp được cho là có hiệu quả và mang tính khả thi cao trong chống ngập úng, thoát nước cho đô thị. Ngoài ra, hồ còn có vai trò trong việc cải tạo điều kiện vi khí hậu, bảo vệ môi trường và tạo vẻ đẹp cảnh quan đô thị. Với những vai trò to lớn như vậy, hồ đô thị cần được quy hoạch, xây dựng cùng với các chính sách bảo vệ, quản lý, vận hành một cách khoa học và hiệu quả./. Tài liệu tham khảo 1. Ngân hàng thế giới (2012) Cẩm nang “Thành phố và ngập lụt: Hướng dẫn về quản lý rủi ro ngập lụt đô thị tổng hợp cho thế kỷ 21”, Hà Nội. 2. Quyết định số 589/QĐ-TTg ngày 06 tháng 4 năm 2016 của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Điều chỉnh Định hướng phát triển thoát nước đô thị và khu công nghiệp Việt Nam đến năm 2025 và tầm nhìn đến năm 2050. 3. Quyết định số 725/2013/QĐ-TTg ngày 10/5/2013 của Thủ tướng Chính phủ Phê duyệt quy hoạch thoát nước thủ đô Hà Nội đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050. 4. Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam (2008). Quy hoạch Thủy lợi chống ngập úng Tp. Hồ Chí Minh, tháng 3/2008. 5. Cổng thông tin điện tử của thành phố Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh: - https://www.thudo.gov.vn/ - https://www.hochiminhcity.gov.vn/ THỂ LỆ VIẾT VÀ GỬI BÀI CHO TẠP CHÍ KHOA HỌC KIẾN TRÚC – XÂY DỰNG 1. Bài gửi đăng tạp chí phải là công trình nghiên cứu của tác giả, chưa đăng và chưa gửi đăng ở bất kỳ tạp chí nào khác. 2. Bài gửi đăng bằng tiếng Việt hoặc tiếng Anh, được đánh máy tính, in trên 1 mặt giấy khổ A4 thành 2 bản (phông chữ Arial (Unicode), cỡ chữ 11; lề trên và lề dưới 3cm; lề phải và lề trái 3cm). 3. Các hình vẽ phải rõ ràng, chuẩn xác. Nếu bài có ảnh thì phải gửi kèm ảnh gốc độ phân giải 200dpi. Hình vẽ và ảnh phải được chú thích đầy đủ. 4. Các công thức và các thông số có liên quan phải được chế bản bằng phần mềm Mathtype (kể cả công thức hoặc các thành phần của công thức có trên các dòng văn bản). 5. Tài liệu tham khảo, trích dẫn phải có đủ các thông tin theo trình tự sau: Họ tên tác giả (hoặc chủ biên), tên sách (tên bài báo/tạp chí, tên báo cáo khoa học), nơi xuất bản, nhà xuất bản, năm xuất bản, trang trích dẫn. 6. Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị, nơi làm việc, số điện thoại, e-mail của tác giả kèm theo một file chứa nội dung bài báo. 7. Bài viết phải có tên bằng tiếng Việt và tiếng Anh, các từ khóa tìm kiếm. Mỗi bài cần kèm theo phần tóm tắt bằng tiếng Việt và tiếng Anh (cỡ chữ 10, tối đa là 150 từ) cung cấp những nội dung chính của bài viết. 8. Cấu trúc bài báo gồm các phần: dẫn nhập, nội dung khoa học và kết luận (viết thành mục riêng). Bài báo phải đưa ra được các kết quả nghiên cứu mới hoặc các ứng dụng mới hay phải nêu được hiện trạng, những hướng phát triển cơ bản của vấn đề được đề cập, khả năng nghiên cứu, phát triển và ứng dụng tại Việt Nam. Bài giới thiệu tổng quan không quá 10 trang; công trình nghiên cứu và triển khai ứng dụng không quá 8 trang. 9. Với bài thông tin khoa học, tin ngắn: Là các bài dịch tổng thuật, tổng quan về các vấn đề khoa học công nghệ xây dựng kiến trúc có tính thời sự. 10. Không trả lại bản thảo cho những bài không đăng./.