Nếu bạn đang sống tại Hà Nội hay Thành phố Hồ Chí Minh, cảm giác cứ mưa là ngập gần như đã trở thành chuyện quen thuộc. Thành phố liên tục mở rộng cống thoát nước, nâng cao mặt đường, nhưng nước vẫn tràn vào phố. Vì sao lại như vậy?
Câu trả lời nằm ở cách chúng ta thiết kế đô thị. Trong nhiều thập kỷ, các thành phố phụ thuộc vào hệ thống hạ tầng xám, tức bê tông, cống và kênh dẫn nước. Mục tiêu của mô hình này là đẩy nước mưa ra khỏi đô thị càng nhanh càng tốt. Nhưng khi diện tích bê tông ngày càng lớn, đất không còn khả năng thấm nước. Kết quả là nước mưa dồn lại trên bề mặt và gây ngập chỉ sau vài giờ mưa lớn.
Một hướng tiếp cận mới đang được nhiều quốc gia áp dụng: mô hình thành phố bọt biển (Sponge City). Khái niệm này được phát triển mạnh từ năm 2013 bởi kiến trúc sư cảnh quan và giáo sư quy hoạch đô thị Kongjian Yu. Mục tiêu của ông là thay đổi cách các đô thị đối xử với nước mưa. Thay vì chống lại nước, thành phố học cách sống cùng nước.
Triết lý vận hành của mô hình thành phố bọt biển
Trong mô hình này, toàn bộ đô thị hoạt động giống như một miếng bọt biển khổng lồ. Thành phố hấp thụ, giữ lại, làm sạch và tái sử dụng nước mưa trước khi xả ra hệ thống sông ngòi. Đây là cách tiếp cận dựa trên tự nhiên, thường được gọi là Nature‑based Solutions trong quy hoạch hiện đại.
Thay vì phủ kín bề mặt bằng bê tông, các thành phố tăng diện tích thấm nước thông qua công viên sinh thái, hồ điều hòa, mái nhà xanh, vỉa hè thấm nước, vùng đất ngập nước nhân tạo. Các thành phần này tạo thành một chu trình quản lý nước mưa khép kín gồm sáu bước.
- Hấp thụ: Nước mưa được giữ lại ngay tại nơi nó rơi xuống, như trên mái xanh hoặc bề mặt thấm nước.
- Thấm: Các vật liệu xốp và lớp đất sinh học giúp nước ngấm xuống tầng đất tự nhiên.
- Làm sạch: Đất, vi sinh vật và thực vật lọc bỏ bụi bẩn, kim loại nặng và chất ô nhiễm.
- Lưu trữ: Nước được giữ trong hồ điều hòa, bể ngầm hoặc vùng đất ngập nước nhân tạo.
- Tái sử dụng: Nguồn nước này có thể dùng để tưới cây, rửa đường, làm mát đô thị hoặc phục vụ cứu hỏa.
- Giải phóng chậm: Sau khi mưa lớn kết thúc, nước được xả từ từ ra sông và kênh rạch. Điều này giúp giảm đỉnh lũ và hạn chế ngập úng.
Triết lý cốt lõi của mô hình này rất đơn giản: để thành phố thấm nước như đất tự nhiên. Khi đó, đô thị không còn là một khối bê tông chống lại dòng chảy, mà trở thành một hệ sinh thái linh hoạt có khả năng điều tiết nước.
Cấu trúc hạ tầng đa tầng của đô thị bọt biển
Để một đô thị có thể hấp thụ lượng nước mưa lớn, hệ thống hạ tầng phải được thiết kế theo nhiều tầng, từ mái nhà đến lòng đất. Mô hình này giúp kiểm soát dòng chảy ngay từ nguồn và giảm áp lực cho hệ thống thoát nước truyền thống.
Trong nhiều chương trình thí điểm tại Trung Quốc, các thành phố đặt mục tiêu giữ lại khoảng 70 – 80% lượng nước mưa tại chỗ thông qua giải pháp thấm, lưu trữ và tái sử dụng. Cách tiếp cận này là một phần của chiến lược quản lý nước đô thị dựa trên tự nhiên.
Dưới đây là ba cấp độ hạ tầng của thành phố bọt biển:
Cấp độ vi mô – Quy mô tòa nhà
Ở cấp độ nhỏ nhất, các công trình kiến trúc đóng vai trò là điểm hấp thụ nước đầu tiên. Các giải pháp phổ biến gồm:
- Mái nhà xanh
- Tường xanh
- Bể chứa nước mưa hộ gia đình
Những hệ thống này giúp giữ lại một phần nước mưa ngay tại nguồn, giảm lượng nước chảy xuống đường phố. Đồng thời, lớp cây xanh trên mái còn giúp giảm hiệu ứng đảo nhiệt đô thị, một vấn đề phổ biến tại các siêu đô thị như Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh.
Cấp độ trung mô – Quy mô đường phố
Ở cấp độ khu phố, hạ tầng xanh đóng vai trò thu gom và lọc nước mưa trước khi nó chảy vào hệ thống cống. Một số giải pháp tiêu biểu gồm:
- Vỉa hè thấm nước
- Rãnh sinh học
- Hố trồng cây trữ nước
Các cấu trúc này cho phép nước mưa thấm dần xuống đất. Đồng thời, đất và hệ rễ cây sẽ lọc bớt chất ô nhiễm từ nước mặt đường.
Cấp độ vĩ mô – Quy mô lưu vực đô thị
Ở quy mô lớn, thành phố cần những không gian có khả năng chứa nước khi xảy ra mưa cực đoan hoặc lũ đô thị. Các thành phần quan trọng gồm:
- Công viên trũng
- Hồ điều hòa
- Vùng đất ngập nước nhân tạo
Những khu vực này hoạt động như bể chứa tự nhiên của đô thị. Khi mưa lớn xảy ra, chúng tạm thời giữ nước và giảm nguy cơ ngập lụt.
Bên cạnh thiết kế cảnh quan, vật liệu xây dựng cũng đóng vai trò quan trọng. Các loại bê tông thấm nước hoặc nhựa đường rỗng cho phép nước mưa xuyên qua bề mặt đường và thấm xuống tầng đất bên dưới. Nhờ đó, nước không còn tích tụ trên mặt đường. Dòng chảy bề mặt giảm đáng kể, và hệ thống cống ngầm cũng ít bị quá tải trong các trận mưa lớn.
Hiệu quả kinh tế và giá trị cộng đồng thành phố bọt biển mang lại
Nhiều người cho rằng đầu tư vào hạ tầng xanh sẽ tốn kém hơn so với hệ thống thoát nước bê tông truyền thống. Tuy nhiên, các nghiên cứu về mô hình Sponge City cho thấy điều ngược lại khi xét trong dài hạn.
Một ví dụ điển hình là chương trình thành phố bọt biển tại Vũ Hán. Theo các báo cáo quy hoạch đô thị, hệ thống này giúp thành phố tiết kiệm khoảng 4 tỷ nhân dân tệ (tương đương khoảng 550 triệu USD) so với phương án mở rộng hạ tầng bê tông truyền thống. Lý do rất rõ ràng: khi nước mưa được hấp thụ và lưu trữ tự nhiên, chi phí xây dựng cống ngầm, trạm bơm và hệ thống thoát nước quy mô lớn sẽ giảm đáng kể.
Ngoài yếu tố kinh tế, thành phố bọt biển còn cải thiện rõ rệt môi trường đô thị. Khi diện tích cây xanh, hồ nước và đất thấm nước tăng lên, nhiệt độ bề mặt đô thị giảm đáng kể.
Hiện tượng Urban Heat Island Effect hay còn gọi là hiệu ứng đảo nhiệt đô thị có thể giảm từ 0,8 đến 2,0°C trong các khu vực áp dụng hạ tầng xanh. Điều này đặc biệt quan trọng đối với những đô thị mật độ cao như Hà Nội hoặc Thành phố Hồ Chí Minh.
Nhiệt độ môi trường thấp hơn đồng nghĩa với nhu cầu sử dụng điều hòa giảm xuống. Nhờ đó, chi phí năng lượng cho hộ gia đình và tòa nhà thương mại cũng giảm theo.
Hạ tầng xanh không chỉ giải quyết vấn đề nước mưa. Nó còn tạo ra các không gian công cộng chất lượng cao như công viên sinh thái, hồ cảnh quan và hành lang xanh.
Nhiều nghiên cứu về phát triển đô thị cho thấy giá trị bất động sản gần các khu vực hạ tầng xanh có thể tăng từ 10 – 15%. Người dân sẵn sàng trả giá cao hơn để sống trong khu vực có:
- cảnh quan tự nhiên đẹp
- không khí trong lành
- không gian công cộng chất lượng
- nguy cơ ngập lụt thấp hơn
Nhờ vậy, mô hình thành phố bọt biển không chỉ là giải pháp chống ngập. Nó còn là một chiến lược phát triển đô thị bền vững, giúp cân bằng giữa kinh tế, môi trường và chất lượng sống của cộng đồng.
Bài học thực tiễn từ các quốc gia tiên phong thành phố bọt biển
Mô hình Sponge City không còn là ý tưởng trên giấy. Nhiều quốc gia đã áp dụng các giải pháp tương tự để kiểm soát nước mưa và cải thiện môi trường đô thị.
Một ví dụ tiêu biểu là Singapore với chương trình ABC Waters Programme do PUB Singapore triển khai. Chương trình này cải tạo các kênh thoát nước bê tông truyền thống thành dòng sông sinh thái và công viên nước đô thị. Các khu vực như công viên Bishan – Ang Mo Kio đã biến kênh thoát lũ thành một dòng sông tự nhiên uốn lượn, vừa kiểm soát nước mưa vừa tạo không gian công cộng cho cư dân.
Nhờ kết hợp cảnh quan sinh thái với kỹ thuật thủy văn, hệ thống này giúp giảm đáng kể hệ số dòng chảy bề mặt. Trong nhiều trận mưa lớn, hệ số dòng chảy có thể giảm xuống khoảng C ≈ 0,55, nghĩa là gần một nửa lượng nước mưa được giữ lại hoặc thấm vào đất thay vì chảy trực tiếp vào hệ thống cống.
Tuy nhiên, thực tế cũng cho thấy mô hình thành phố bọt biển không phải là giải pháp toàn năng. Một ví dụ rõ ràng là trận mưa cực đoan trong Henan floods 2021 tại Trịnh Châu.
Trong sự kiện này, lượng mưa đã vượt 200 mm chỉ trong một ngày, thậm chí có thời điểm đạt mức cực đoan trong vài giờ. Khi lượng nước vượt quá khả năng hấp thụ của hệ thống hạ tầng xanh, các công viên trũng, hồ điều hòa và bề mặt thấm nước đều bị quá tải.
Sự kiện này cho thấy một nguyên tắc quan trọng trong quy hoạch đô thị hiện đại: hạ tầng xanh không thể hoạt động độc lập.
Để đảm bảo an toàn trước các hiện tượng thời tiết cực đoan, các chuyên gia quy hoạch khuyến nghị kết hợp giữa:
- hạ tầng xanh: công viên trũng, hồ điều hòa, mái xanh, đất thấm nước
- hạ tầng xám: cống thoát nước lớn, trạm bơm, kênh dẫn và hệ thống kiểm soát lũ
Cách tiếp cận kết hợp này giúp đô thị vừa hấp thụ nước mưa trong điều kiện bình thường, vừa đảm bảo khả năng thoát nước nhanh khi xảy ra mưa cực đoan.
Thực trạng và nhu cầu thành phố bọt biển tại các siêu đô thị Việt Nam hiện nay
Các đô thị lớn tại Việt Nam đang đối mặt với một vấn đề ngày càng rõ rệt: bê tông hóa quá mức. Khi diện tích bê tông tăng lên, khả năng thấm nước tự nhiên của đất gần như biến mất. Nước mưa không còn nơi để thấm xuống mà dồn lại trên bề mặt đường phố.
Theo nhiều nghiên cứu quy hoạch đô thị, khoảng 70 – 75% diện tích trung tâm của Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh hiện đã bị phủ kín bởi bê tông, nhựa đường và công trình xây dựng. Điều này khiến hệ thống thoát nước phải gánh toàn bộ lượng nước mưa trong thời gian rất ngắn.
Khi mưa lớn xảy ra, các tuyến cống dễ rơi vào tình trạng quá tải. Nước không kịp thoát và nhanh chóng gây ngập trên diện rộng. Đây là một trong những nguyên nhân chính khiến tình trạng ngập đô thị ngày càng nghiêm trọng.
Tại Thành phố Hồ Chí Minh, vấn đề còn phức tạp hơn do tác động của biến đổi khi hậu và sụt lún đất. Dữ liệu quan trắc tại Trạm Phú An cho thấy mực nước triều đã tăng khoảng 40 cm trong giai đoạn 1990 – 2025. Khi triều cường dâng cao kết hợp với mưa lớn, nước sông không thể thoát ra biển nhanh. Hệ thống cống đô thị vì thế hoạt động kém hiệu quả.
Bên cạnh đó, hiện tượng sụt lún nền đất tại khu vực đồng bằng thấp như Đồng bằng sông Cửu Long và vùng đô thị TP.HCM khiến cao độ mặt đất giảm dần theo thời gian. Điều này làm tăng nguy cơ ngập ngay cả khi lượng mưa không quá lớn.
Trong bối cảnh đó, việc chỉ mở rộng cống thoát nước hoặc xây thêm tường ngăn triều sẽ không đủ. Các thành phố cần những không gian có khả năng giữ và điều tiết nước tạm thời. Đây chính là lý do nhiều chuyên gia quy hoạch đề xuất áp dụng mô hình Sponge City tại Việt Nam. Thay vì cố gắng đẩy nước ra khỏi đô thị càng nhanh càng tốt, thành phố có thể:
- giữ lại một phần nước mưa
- cho nước thấm xuống đất
- lưu trữ trong hồ điều hòa và công viên trũng
- xả ra sông từ từ sau khi mưa kết thúc
Cách tiếp cận này giúp đô thị thích nghi tốt hơn với biến đổi khí hậu và giảm nguy cơ ngập lụt trong tương lai.
Chiến lược triển khai mô hình Sponge City theo đặc thù từng vùng tại Việt Nam
Việt Nam có địa hình và điều kiện thủy văn rất đa dạng. Vì vậy, việc áp dụng mô hình Sponge City cần được điều chỉnh phù hợp với từng vùng đô thị. Một chiến lược hiệu quả phải dựa trên đặc điểm địa chất, hệ thống sông ngòi và nguy cơ ngập lụt của từng địa phương.
Hà Nội
Tại Hà Nội, hệ thống sông hồ tự nhiên từng đóng vai trò quan trọng trong điều tiết nước mưa. Tuy nhiên, trong nhiều thập kỷ phát triển đô thị, nhiều hồ và kênh thoát nước đã bị san lấp hoặc thu hẹp.
Giải pháp quan trọng là khôi phục và kết nối lại các hồ điều hòa và sông nội đô để tạo mạng lưới lưu trữ nước tự nhiên. Một số khu đô thị mới như Vinhomes Ocean Park và Vinhomes Smart City đã bắt đầu tích hợp hồ cảnh quan, công viên và bề mặt thấm nước vào quy hoạch tổng thể.
Những dự án này cho thấy cách hạ tầng xanh có thể được tích hợp ngay từ giai đoạn thiết kế đô thị.
TP. Hồ Chí Minh
Tại Thành phố Hồ Chí Minh, thách thức lớn nhất là mưa lớn kết hợp với triều cường. Vì vậy, giải pháp cần tập trung vào hệ thống lưu trữ nước ngầm và điều tiết đa tầng.
Một ví dụ là đề xuất xây dựng hồ điều tiết ngầm dung tích khoảng 13.000 m³ dưới khu vực sân bóng tại Linh Tây. Các hồ điều tiết dạng này có thể tạm thời giữ nước mưa trong các trận mưa lớn và xả ra hệ thống sông rạch sau khi mực nước triều giảm.
Mô hình hồ ngầm giúp tiết kiệm quỹ đất, đặc biệt trong các khu đô thị có mật độ xây dựng cao.
Đồng bằng sông Cửu Long
Tại Đồng bằng sông Cửu Long, hệ thống sông ngòi dày đặc và địa hình thấp tạo ra thách thức riêng cho quản lý nước đô thị.
Một số dự án thuộc chương trình Nâng cao khả năng chống chịu biến đổi khí hậu vùng Đồng bằng sông Cửu Long (Mekong Climate Resilience Program) đang nghiên cứu tăng tỷ lệ hạ tầng xanh – lam trong quy hoạch đô thị. Các thành phố như Cà Mau và Rạch Giá xem xét dành tới 37,5% diện tích lưu vực cho công viên ngập nước, hồ điều hòa và kênh sinh thái.
Các giải pháp này có thể giúp giảm khoảng 22% lượng nước mưa chảy tràn, đồng thời cải thiện chất lượng môi trường đô thị.
Đà Nẵng
Đà Nẵng đang định hướng kết hợp mô hình Sponge City với chiến lược Smart City.
Trong cách tiếp cận này, các hệ thống cảm biến và nền tảng Digital Twin của 3Di có thể theo dõi mực nước, lượng mưa và lưu lượng thoát nước theo thời gian thực. Dữ liệu được gửi về trung tâm điều hành đô thị để hỗ trợ dự báo ngập và điều phối hệ thống thoát nước hiệu quả hơn.
Sự kết hợp giữa hạ tầng xanh, hạ tầng xám và công nghệ số có thể tạo ra một mô hình quản lý nước đô thị linh hoạt và thích ứng tốt hơn với biến đổi khí hậu.
Tóm lại, thành phố bọt biển không chỉ là một dự án hạ tầng, mà là một lựa chọn văn minh. Đó là cách chúng ta học cách sống chung với nước, bảo vệ tài nguyên thiên nhiên và tạo dựng một tương lai bền vững cho thế hệ mai sau.
