'Thành phố bọt biển': Giải pháp đô thị xanh chống ngập lụt toàn cầu

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng nghiêm trọng, các trận mưa cực đoan và ngập lụt đô thị đã trở thành mối đe dọa thường trực. Trước thực trạng này, mô hình “Thành phố bọt biển” (Sponge City) đang nổi lên như một giải pháp bền vững, kết hợp giữa hạ tầng xanh và tư duy sinh thái để giúp đô thị hấp thụ, giữ lại và tái sử dụng nước mưa.

Các trận mưa cực đoan và ngập lụt đô thị đã trở thành mối đe dọa thường trực cho cuộc sống của chúng ta. (Nguồn: Arup)

Xu hướng toàn cầu: Từ Trung Quốc lan rộng ra thế giới

Khởi nguồn từ Trung Quốc, khái niệm “thành phố bọt biển” được kiến trúc sư cảnh quan Kongjian Yu phát triển từ đầu những năm 2000. Theo đó, “thành phố bọt biển” là mô hình đô thị được thiết kế để hấp thụ, lưu trữ và tái sử dụng nước mưa giống như một miếng bọt biển, thay vì để nước chảy tràn gây ngập lụt.

Để đạt được điều này, thành phố áp dụng nhiều giải pháp như tăng diện tích bề mặt thấm nước bằng vật liệu thấm cho đường phố, vỉa hè; tích hợp hạ tầng xanh với công viên ngập nước, vườn mưa, hồ sinh thái, mái và tường xanh; đồng thời xây dựng hệ thống lưu trữ và tái sử dụng nước mưa thông qua bể chứa ngầm, kênh dẫn thông minh.

Ngoài ra, công nghệ hiện đại như IoT, cảm biến giám sát mực nước và hệ thống cảnh báo sớm cũng được triển khai để quản lý hiệu quả. Mục tiêu cuối cùng là biến đô thị thành một hệ sinh thái thông minh, thích ứng với biến đổi khí hậu, giảm ngập lụt và tận dụng tối đa nguồn nước tự nhiên.

Ông Kongjian Yu phân biệt rõ giữa hạ tầng “xám” – như kè bê tông, cống ngầm – và hạ tầng “xanh” – như công viên ngập nước, hồ sinh thái, vườn mưa. Theo Yu: “Hạ tầng xám tiêu tốn năng lượng và phá vỡ hệ sinh thái tự nhiên. Trong khi đó, giải pháp sinh thái dựa vào thiên nhiên là chìa khóa để bảo vệ môi trường và con người”.

Mô hình này đã được triển khai tại hơn 250 thành phố ở Trung Quốc, và hiện lan rộng sang các đô thị như New York, Rotterdam, Montreal, Singapore...

Công viên thoát nước Qunli, thành phố Haerbin, Trung Quốc. (Nguồn: Turenscape)

Tối ưu hóa thiên nhiên, chi phí và cộng đồng

Theo báo cáo Global Sponge Cities Snapshot của Arup, các thành phố có nhiều không gian xanh, đất thấm nước và hệ sinh thái sông hồ tự nhiên sẽ dễ dàng áp dụng mô hình này hơn. Tom Doyle, chuyên gia tại Arup, nhận định: “Chúng tôi muốn các thành phố nhìn nhận tài nguyên thiên nhiên như một loại hạ tầng cần được bảo vệ và phát triển”.

Mô hình “thành phố bọt biển” mang lại nhiều lợi ích thiết thực cho các đô thị hiện đại.

Trước hết, khả năng hấp thụ nước mưa giúp giảm thiểu tình trạng ngập lụt, đặc biệt trong những đợt mưa lớn do biến đổi khí hậu. Bên cạnh đó, các không gian xanh như công viên ngập nước, vườn mưa và hồ sinh thái góp phần làm mát đô thị, cải thiện chất lượng không khí và tạo môi trường sống lành mạnh hơn cho cư dân.

Việc tăng cường cây xanh và hệ sinh thái tự nhiên cũng thúc đẩy đa dạng sinh học, đồng thời mang lại không gian sinh hoạt cộng đồng thân thiện. Đáng chú ý, so với các giải pháp hạ tầng bê tông truyền thống, mô hình này giúp tiết kiệm chi phí dài hạn nhờ giảm chi phí bảo trì, tăng tuổi thọ công trình và hạn chế thiệt hại do thiên tai.

Biểu đồ so sánh độ "thấm nước" và tỷ lệ diện tích xanh mặt nước của 8 thành phố lớn. (Nguồn: Arup)

Khó triển khai tại đô thị hóa cao

Dù mang lại nhiều lợi ích về môi trường, kinh tế và khả năng chống chịu với biến đổi khí hậu, việc triển khai mô hình “thành phố bọt biển” vẫn đối mặt với nhiều thách thức thực tế.

Một trong những khó khăn lớn là hạn chế về không gian và quyền sở hữu đất, đặc biệt tại các đô thị phát triển như New York hay London, nơi mật độ xây dựng cao và giá đất đắt đỏ khiến việc mở rộng không gian xanh trở nên khó khả thi. Theo chuyên gia Tom Doyle, dù đã áp dụng hàng ngàn giải pháp xanh tại các khu vực như Brooklyn và Queens, chúng vẫn chưa đủ để bù đắp lượng không gian không thấm nước khổng lồ hiện hữu.

Bên cạnh đó, đặc điểm địa chất và thổ nhưỡng cũng ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả của mô hình. Ví dụ, Nairobi dù có diện tích xanh lớn nhưng đất sét chiếm phần lớn khiến khả năng thấm nước thấp hơn so với Auckland – nơi có đất cát dễ thoát nước.

Ngoài ra, áp lực phát triển đô thị với nhu cầu nhà ở và hạ tầng ngày càng tăng thường lấn át không gian dành cho thiên nhiên, làm giảm “độ bọt biển” của thành phố. Cuối cùng, chi phí đầu tư ban đầu cho việc xây dựng hoặc cải tạo hạ tầng xanh là không nhỏ, đòi hỏi sự phối hợp liên ngành giữa quy hoạch đô thị, môi trường, tài chính và cộng đồng – một thách thức không dễ vượt qua trong thực tế triển khai.

Bản đồ phân tích độ "thấm nước" của đô thị Portland - minh họa tỷ lệ diện tích xanh, mặt nước và đất thấm nước. (Nguồn: Arup)

Bài học từ Đan Mạch: Từ thảm họa đến tiên phong

Giữa những cơ hội và thách thức đó, Copenhagen – thủ đô Đan Mạch – đã chứng minh rằng một đô thị hoàn toàn có thể chuyển mình thành “thành phố bọt biển”, nếu có tầm nhìn và quyết tâm.

Vào ngày 2/7/2011, một trận mưa cực đoan – được đánh giá là “một lần trong thiên niên kỷ” – đã trút xuống Copenhagen – thủ đô Đan Mạch chỉ trong hai giờ, gây thiệt hại gần 2 tỷ USD. Thảm họa này trở thành hồi chuông cảnh tỉnh, thúc đẩy thành phố thực hiện một cuộc cải cách toàn diện về hạ tầng đô thị, hướng tới mô hình “thành phố bọt biển”.

Thay vì tiếp tục mở rộng hệ thống cống ngầm truyền thống, Copenhagen đã chọn cách tái thiết không gian công cộng để hấp thụ và lưu trữ nước mưa. Một ví dụ điển hình là Công viên Enghaveparken, nơi được cải tạo để chứa lượng nước tương đương 10 hồ bơi Olympic trong các bể ngầm dưới lòng đất. Những cải tiến này không chỉ giúp giảm nguy cơ ngập lụt mà còn tạo ra các tiện ích đô thị như hồ cảnh quan, khu vui chơi và nguồn nước tưới cây.

Cách tiếp cận của Copenhagen bao gồm:

Tái thiết công viên và không gian xanh thành nơi lưu trữ nước.
Kết hợp hạ tầng xanh với kỹ thuật hiện đại, như bể chứa ngầm, kênh dẫn nước và hệ thống cảnh báo sớm.
Tích hợp quy hoạch đô thị với chiến lược khí hậu, đảm bảo tính bền vững và khả năng thích ứng lâu dài.

Theo World Economic Forum, Copenhagen hiện được xem là một trong những thành phố tiên phong toàn cầu trong việc áp dụng mô hình “thành phố bọt biển” như một chiến lược thích ứng với biến đổi khí hậu.

Theo chuyên gia Floris Boogaard từ đại học Hanze (Hà Lan), chúng ta có kỹ thuật, việc cần làm ý chí và quyết tâm: “Kỹ thuật thì có thể làm được mọi thứ – từ nhà nổi đến hệ thống lưu trữ nước – nhưng quan trọng là phải có ý chí chính trị và sự đồng thuận xã hội.”

Công viên Enghaveparken tại Copenhagen - minh họa rõ nét khả năng sống chung với nước của đô thị "bọt biển". (Nguồn: Urbandesignlab)

Thành phố bọt biển không chỉ là một mô hình kỹ thuật, mà còn là một triết lý quy hoạch đô thị mới – nơi con người sống hài hòa với thiên nhiên, thay vì cố kiểm soát nó. Trong tương lai, các đô thị muốn chống chịu tốt với thiên tai cần chuyển mình từ “bê tông hóa” sang “xanh hóa”, từ đối đầu sang thích nghi.

Minh Hoàn