Thiết kế không gian xanh ngập bongdaso kèo nhà cái: giải pháp chống lũ trong đô thị

Thiết kế không gian xanh và vùng đất ngập bongdaso kèo nhà cái tại Los Angeles như ý tưởng của nhóm nghiên cứu MIT.  Ảnh: Jonah Susskind

Ngập lụt gia tăng do biến đổi khí hậu có thể tàn phá các khu vực đô thị và dẫn đến việc khắc phục tốn kém. Các thành phố đang cần những chiến lược mới về quản lý bongdaso kèo nhà cái trong mùa mưa bão. Một nhóm kỹ sư và nhà quy hoạch đô thị tại Học viện công nghệ Masachusset (MIT) đã phát triển một giải pháp: thiết kế các vùng đất ngập bongdaso kèo nhà cái đa chức năng và các ao tích hợp kiểm soát và làm sạch bongdaso kèo nhà cái mưa, đem đến các lợi ích sinh thái và giải trí.

Tình trạng ngập lụt ở các thành phố đang ngày càng trầm trọng hơn bởi cơ sở hạ tầng đô thị, đáng nhẽ phải tận dụng hệ sinh thái tự nhiên để hấp thu lượng bongdaso kèo nhà cái mưa, thì lại bị thay thế bằng bê tông, làm hạn chế khả năng hút bongdaso kèo nhà cái. Lúc này bongdaso kèo nhà cái mưa bị giữ trên bề mặt bê tông, nơi nó chứa đựng tất cả các loại chất ô nhiễm - rác, kim loại nặng, hóa chất công nghiệp - và đưa vào các nguồn bongdaso kèo nhà cái gần đó, thường bao gồm cả nguồn cung cấp bongdaso kèo nhà cái địa phương.

Nhiều thành phố không có đủ hệ thống để xử lý bongdaso kèo nhà cái mưa chảy tràn, nguyên nhân lớn nhất gây ô nhiễm dòng bongdaso kèo nhà cái ở các khu vực đô thị. Các nhà máy xử lý bongdaso kèo nhà cái mưa là các khoản đầu tư lớn cần được tích hợp vào hệ thống thoát bongdaso kèo nhà cái và xử lý bongdaso kèo nhà cái hiện có. Nếu không có không gian hoặc quy trình tuần tự làm sạch bongdaso kèo nhà cái bị ô nhiễm trước khi nó tái lưu thông hoặc đi vào môi trường tự nhiên, các trung tâm đô thị sẽ mất lượng bongdaso kèo nhà cái sạch vốn dĩ có thể dùng để uống, nạp vào nguồn bongdaso kèo nhà cái ngầm hay đáp ứng các nhu cầu khác của hệ sinh thái.

Các hệ thống quản lý bongdaso kèo nhà cái mưa tự nhiên - các không gian xanh được thiết kế trong thành phố - đang trở thành các lựa chọn ngày càng phổ biến cho các thành phố, một phần do mức giá vừa phải của chúng. Nhưng các vùng đất ngập bongdaso kèo nhà cái nhóm nghiên cứu ở MIT thiết kế tối ưu hóa và hiệu quả hơn nhiều so với các thiết kế hiện có, chẳng hạn như có những vũng và đường quanh co, trong việc kiểm soát lưu thông bongdaso kèo nhà cái và lọc bongdaso kèo nhà cái mưa, đồng thời cũng mang lại lợi ích sinh thái và giải trí.

Theo nghiên cứu này, nhóm của MIT đã thiết kế một không gian xanh đa năng. Các thiết kế, bao gồm một chuỗi những cụm đảo, là các mô-đun và có khả năng mở rộng, có thể được điều chỉnh để phù hợp với nhu cầu và nguồn lực của các đô thị khác nhau. Công trình được thử nghiệm với hai nghiên cứu trường hợp cụ thể, Houston và Los Angeles, nhằm đảm bảo khả năng tích hợp, linh hoạt của thiết kế cho các địa phương khác nhau.

"Chúng tôi chọn L.A. và Houston vì cả hai đều là thành phố lớn trong vùng khí hậu ấm, phát triển nhanh và có nhiều đất ngoại ô - triển vọng tốt cho không gian xanh", trưởng nhóm nghiên cứu và là tác giả chính, Celina Balderas Guzmán, nói. “Hơn nữa, một thành phố rất khô và một thành phố rất ướt sẽ cho thấy khả năng thích ứng của thiết kế [của chúng tôi] trong những điều kiện thời tiết, khí hậu khác nhau”.

Một điểm đặc biệt nữa, nhóm nghiên cứu MIT đã công khai chi tiết nghiên cứu của họ trong một báo cáo cho phép truy cập mở "Hướng dẫn thiết kế cho vùng đất ngập bongdaso kèo nhà cái đô thị", với hy vọng rằng các thành phố sẽ áp dụng cách tiếp cận này. Báo cáo này được thực hiện trong hai năm, tài trợ chủ yếu bởi Phòng thí nghiệm an ninh lương thực và bongdaso kèo nhà cái thế giới Abdul Latif Jameel của MIT (J-WAFS) và được hỗ trợ thêm bởi Trung tâm nghiên cứu đô thị tiên tiến MIT Norman B. Leventhal (LCAU) tại trường Kiến trúc và Quy hoạch MIT. Những hướng dẫn thực hiện trong báo cáodựa trên các thí nghiệm vật lý được thực hiện trong Phòng thí nghiệm Cơ học Chất lỏng Môi trường MIT Nepf và được công bố gần đây trên tạp chí Ecological Engineering.

"Mục tiêu của nghiên cứu của chúng tôi là giúp các thành phố giảm thiểu các vấn đề khi phải đối mặt với khí hậu thay đổi nhanh chóng, bão lớn và thiếu các giải pháp khả thi về kinh tế", Alan M. Berger đồng tác giả của nghiên cứu cho biết. Berger và các đồng tác giả của ông hoan nghênh các đại diện thành phố có quan tâm đến nghiên cứu này lien lạc với họ để thảo luận về cách thực hiện thiết kế. Vào tháng 5, nhóm đã tiến hành một chiến dịch tiếp cận cộng đồng để đảm bảo rằng các thiết kế có nguồn mở này tới được các bên liên quan trong quy hoạch, thiết kế và cải tạo đô thị như các quan chức chính phủ và các nhà quy hoạch trên khắp Hoa Kỳ.

Bản thiết kế của nhóm vẫn chưa được sử dụng trong thực tế. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu hiện đang trong quá trình tiếp xúc với các nhà lãnh đạo thành phố ở một số địa phương về triển vọng xây dựng một hệ thống đất ngập bongdaso kèo nhà cái thí điểm. Các nhà khoa học khác đánh giá  tích cực về nghiên cứu này. "Theo như tôi biết, chưa có một kết quả nghiên cứu nào được hiên thực hóa thành các bản thiết kế hợp lý và có tính ứng dụng cao như vậy", David L. Sedlak, giáo sư kỹ thuật môi trường tại UC Berkeley và đồng giám đốc Berkeley Water Center nói.

Để phát triển thiết kế này, các nhà nghiên cứu trong Phòng thí nghiệm Cơ chế Chất lỏng Môi trường, do Heidi Nep (MIT Donald) và Martha Harleman (Giáo sư Kỹ thuật Đô thị và Môi trường) lãnh đạo, đã thử nghiệm hơn 30 thiết kế hệ thống đất ngập bongdaso kèo nhà cái khác nhau. Họ theo dõi quá trình lưu thông bongdaso kèo nhà cái thông qua các mô hình, xác định địa hình nào hiệu quả nhất cho thoát bongdaso kèo nhà cái mưa và phân phối đồng đều dòng chảy của nó để có thể tận dụng tốt nhất quá trình làm sạch tự nhiên các chất ô nhiễm.

Kiểm soát dòng chảy của bongdaso kèo nhà cái để nó đọng lại trong vùng đất ngập bongdaso kèo nhà cái là rất quan trọng, nhằm cung cấp cho hệ sinh thái thời gian để cải thiện chất lượng bongdaso kèo nhà cái. Vùng đất ngập bongdaso kèo nhà cái làm sạch bongdaso kèo nhà cái thông qua sự kết hợp của các quá trình sinh học và hóa học, bao gồm cả tính toán về mặt thời gian cho chất gây ô nhiễm có thể tách ra khỏi bongdaso kèo nhà cái- thảm thực vật ngập bongdaso kèo nhà cái cũng là một bộ lọc tốt, bề mặt thực vật và các màng sinh học mà chúng rất hiệu quả trong việc thu giữ các chất ô nhiễm và chất dinh dưỡng dư thừa.

Việc xác định thiết kế hiệu quả nhất để xử lý bongdaso kèo nhà cái mưa là một khía cạnh quan trọng của dự án, nhưng nhóm nghiên cứu nhấn mạnh rằng giá trị của hệ thống đất ngập bongdaso kèo nhà cái của họ không chỉ dừng lại ở chức năng quản lý bongdaso kèo nhà cái của nó. Sự hợp tác giữa các kỹ sư và nhà quy hoạch đô thị đã dẫn đến một thiết kế tối đa hóa hiệu quả mà không làm mất giá trị thẩm mỹ, sinh thái hoặc giải trí.

“Trước đây, các hướng dẫn thiết kế hệ thống quản lý bongdaso kèo nhà cái mưa thường không được tính đến yếu tố thúc đẩy sinh thái hoặc tạo điều kiện giải trí”, Balderas Guzmán nói.

Thiết kế này bao gồm các đường mòn giải trí, kết nối các cụm đảo và kết nối các con đường thành phố với không gian xanh mời gọi. Những hòn đảo lớn nhất có thể làm địa điểm tổ chức sự kiện cho chương trình công cộng, trong khi ven vùng đất ngập bongdaso kèo nhà cái có thể được sử dụng làm sân thể thao, khu dã ngoại hoặc sân chơi. Các đảo cung cấp nhiều khu vực sinh cảnh sinh thái, từ vùng cao khô cạn đến bongdaso kèo nhà cái nông và sau đó là bongdaso kèo nhà cái sâu hơn. Môi trường sống này có thể đặc biệt có giá trị đối với các loài sinh vật sống trong đất ngập bongdaso kèo nhà cái bởi các vùng đất ngập bongdaso kèo nhà cái tự nhiên đang dần biến mất.

Các thiết kế đa dụng còn có một lợi thế chính trị. Chúng có thể giúp các thành phố giành được sự chấp thuận của công chúng để thực hiện các vùng đất ngập bongdaso kèo nhà cái – vốn trước đây các thiết kế này của thành phốthường ít khi được người dân địa phương ủng hộ. Các cộng đồng không nhận thức được bongdaso kèo nhà cái mưa gây ô nhiễm nguồn cung cấp bongdaso kèo nhà cái thường không ủng hộ việc sử dụng một không gian cho một dự án đất ngập bongdaso kèo nhà cái. Người dân có thể cho rằng không gian đó đáng nhẽ nên là công viên hoặc sân chơi. Việc bổ sung các tính năng giải trí làm cho vùng đất ngập bongdaso kèo nhà cái nhân tạo dễ được giới thiệu đến công chúng.

Nguyễn Namdịch