Hệ thống thoát nước đô thị truyền thống bị quá tải

Quá trình đô thị hóa nhanh chóng, biến đổi khí hậu, triều cường, sụt lún của các thành phố ven biển đang kết hợp với nhau tạo ra những thách thức nghiêm trọng cho vấn đề thoát nước đô thị của các thành phố thủ đô trên thế giới. Các hệ thống thoát nước đô thị truyền thống vốn được xây dựng từ cách đây ít nhất hàng chục năm với tư duy loại bỏ nước mặt nhanh chóng để tránh gây ra lụt toàn diện hoặc cục bộ. 

Theo cách tiếp cận này, nước mưa được nhìn nhận là yếu tố gây rối loạn cho hoạt động của đô thị hơn là một nguồn lực cần được khai thác. Còn được gọi là cơ sở hạ tầng xám, hệ thống thoát nước đô thị bằng bê tông và sắt thép được xây dựng để dẫn nước khỏi thành phố.

Hệ thống thoát nước đô thị gồm các cửa thu nước và các mạng lưới ống thoát nước ngầm. Ở cấp độ bề mặt, dòng chảy được thu gom bởi một loạt các cửa thu nước bên lề nằm cạnh lề đường và các cửa thu nước có lưới nằm trên mặt đường và trong các bãi đỗ xe. Ở cấp độ ngầm, nước từ các cửa thu này được dẫn vào các hố ga, từ đó đưa tới các mạng lưới ống ngầm. 

Ở các thành phố cũ được xây dựng từ lâu, các hệ thống thoát nước này được xây dựng chung gồm cả hệ thống thoát nước mưa và thoát nước sinh hoạt. Phương thức này giúp tiết kiệm kinh phí, tối ưu hóa hệ thống sẵn có nhưng gây ra những nguy cơ nghiêm trọng về sức khỏe và môi trường. Ví dụ, ở thành phố Tokyo, khoảng 82% hệ thống cống ở 23 quận trung tâm là hệ thống cống chung.

Bên cạnh đó, hệ thống thoát nước đô thị tại các thành phố thủ đô được thiết kế vào đầu thế kỷ XX không còn đủ khả năng đáp ứng những thách thức của thế kỷ XXI. Trước hết, đô thị hóa hiện nay đang diễn ra với tốc độ chóng mặt và quy mô to lớn với các thành phố thủ đô trở thành các siêu thành phố. 

Các tòa nhà, đường xá, bãi đỗ xe, các cơ sở hạ tầng xám khác đã ngăn chặn đáng kể khả năng thấm nước vào đất, chưa kể các sông, hồ đô thị bị san lấp để xây dựng. Trong khi đó, các hồ nước hiện có không được nạo vét, làm giảm khả năng tích trữ nước.

Hơn nữa, biến đổi khí hậu diễn ra phức tạp dẫn đến các trận mưa thường xuyên và dữ dội hơn, khiến các “bom mưa” trở nên phổ biến. Trong những sự kiện thời tiết cực đoan, lượng mưa tập trung trong vài giờ có thể bằng lượng mưa của cả tháng hoặc vài tháng, dẫn đến tình trạng ngập lụt tức thời. Gần đây, Thủ đô Bắc Kinh, Trung Quốc hứng chịu đợt mưa lớn cực đoan kéo dài nhiều ngày với lượng mưa trung bình trên toàn thành phố lên tới 165,9mm vào ngày 28-7-2025. 

Theo thống kê của Trung tâm Khí tượng quốc gia Trung Quốc (NMC), từ tháng 6-2025 đến tháng 8-2025, lượng mưa trung bình của Trung Quốc cao hơn 1,3% so với mức bình thường với Bắc Kinh ghi nhận lượng mưa cao nhất từ khi có dữ liệu khí tượng đầy đủ năm 1961.

Tóm lại, hệ thống thoát nước đô thị truyền thống ở các thành phố thủ đô bị quá tải so với khả năng, tư duy thiết kế ban đầu và việc khắc phục những hạn chế cố hữu của hệ thống này không dễ dàng do vấn đề kinh phí. Vấn đề này càng trở nên tồi tệ hơn đối với các thành phố thủ đô gần biển và có tốc độ sụt lún nhanh. 

Là một trong những thành phố có tốc độ sụt lún nhanh nhất thế giới, Thủ đô Jakarta của Indonesia là một ví dụ điển hình. Theo nghiên cứu của tạp chí khoa học Nature Sustainability năm 2024, Jakarta sụt lún đến 26mm mỗi năm do lượng mưa cao và tình trạng lũ lụt nghiêm trọng. Thất bại của hệ thống thoát nước truyền thống đòi hỏi các thành phố thủ đô có tư duy mới, cách tiếp cận sáng tạo hơn.

Cách tiếp cận mới với hướng đi lâu dài

Khi hệ thống thoát nước truyền thống quá tải gây ra những vấn đề về sức khỏe, môi trường, các thành phố thủ đô buộc phải tìm kiếm những cách tiếp cận mới. Hệ thống thoát nước bền vững đang trở thành giải pháp phổ biến khi tích hợp việc quản lý nước mưa vào cảnh quan đô thị theo hướng tuân theo các quá trình tự nhiên. 

Theo đó, nước mưa không còn bị coi là yếu tố phiền toái mà là một nguồn lực cần được khai thác và việc thoát nước đô thị không phụ thuộc hoàn toàn, duy nhất vào hệ thống thoát nước truyền thống. 

Nguyên tắc cốt lõi của hệ thống thoát nước bền vững là quản lý nước mưa càng gần nguồn càng tốt. Thay vì được thu gom, dẫn nhanh vào các đường ống, nước mưa được thu lại, làm chậm lại và xử lý trên bề mặt qua quá trình thấm vào lòng đất, thoát hơi nước bởi thực vật và lọc thụ động.

Việc thiết kế, triển khai hệ thống thoát nước bền vững gắn liền với việc quy hoạch không gian và cảnh quan thành phố. Theo đó, các sông, hồ tự nhiên được giữ gìn như nguồn chứa nước; các công viên được quy hoạch trên khắp thành phố để nước thấm dần qua đất; địa thế tự nhiên của các vùng trũng được khai thác trở thành các vùng đất ngập nước, từ đó phát triển môi trường sinh thái tự nhiên; các tòa nhà được thiết kế hợp lý để thu lại một phần nước mưa... 

Singapore là một trong những quốc gia bậc thầy về quản lý thoát nước. Vốn phải đối diện với tình trạng khan hiếm nước, Singapore coi nước mưa là một nguồn lực quan trọng cần được thu giữ và tái xử lý để phục vụ nhu cầu nước sinh hoạt. Lịch sử khan hiếm nước đã buộc Singapore tìm kiếm tư duy quản lý toàn bộ chu trình nước.

Ủy ban Tiện ích công cộng (PUB) của Singapore đã triển khai Chương trình Vùng nước năng động, tươi đẹp và trong sạch nhằm quản lý nước theo chu trình nguồn - đường dẫn - hồ chứa. Theo đó, nước mưa được thu lại ngay tại nơi nó rơi xuống tại các bể chứa, mái chứa của các tòa nhà, sau đó dẫn vào mạng lưới cống, kênh và sông vào các hồ chứa. 

Công viên Bishan-Ang Mo Kio là dự án nổi tiếng, đại diện cho triết lý quản lý nước của Singapore. Tại đây, một con kênh thoát nước bê tông dài 2,7km của công viên đã bị phá bỏ và thay bằng một con sông tự nhiên uốn lượn, cải thiện cảnh quan của khu vực. Khu đất liền kề công viên được san lấp và hoạt động như một vùng ngập lụt, có thể chứa và làm chậm một lượng lớn nước trong các trận bão. Không chỉ có chức năng quản lý nước mưa, công viên này còn trở thành một địa điểm du lịch nổi tiếng ở Singapore.

Thành phố Amsterdam của Hà Lan cũng là minh chứng sống động cho triết lý sống chung với nước. Được xây dựng trên một vùng đồng bằng trũng thấp, Amsterdam phải quản lý nước ngay từ lúc ban đầu. Mạng lưới kênh rạch dày đặc khiến cho việc xây dựng các hệ thống thoát nước ngầm không dễ dàng. 

Thay vào đó, thành phố đưa ra sáng kiến Amsterdam chống mưa (Amsterdam rainproof). Sáng kiến này khuyến khích tất cả các bên liên quan gồm người dân, doanh nghiệp, các tập đoàn chung sức nâng cao khả năng chống chịu của thành phố trước những trận mưa lớn sau trận mưa kỷ lục vào mùa hè năm 2014.

Là một phần của sáng kiến chống mưa, mái nhà trữ nước mưa (polderdak) là mái nhà xanh thông minh, hoạt động như một cơ sở lưu trữ nước động. Trong cơn mưa lớn, mái nhà giữ lại một lượng nước đáng kể, sau đó được giải phóng từ từ và có kiểm soát vào các hệ thống thoát nước. 

Thành phố cũng triển khai các chuyên gia cố vấn về mưa đến các hộ dân để tư vấn về cách làm nhà và vườn thích ứng tốt hơn với khí hậu. Trang web kêu gọi các giải pháp chống mưa của thành phố viết: “khí hậu thay đổi. Càng ngày càng có nhiều trận mưa lớn và đợt nắng nóng. Thành phố của chúng ta có thể bị ngập. Các vườn cây xanh, công viên tươi đẹp, mái nhà xanh và các giải pháp xanh khác giúp chúng ta bảo vệ thành phố trước thời tiết cực đoan”.

Tư duy thoát nước đô thị của các thành phố thủ đô đang dịch chuyển từ tư duy truyền thống sang tư duy bền vững, từ tư duy xám sang tư duy xanh. Các giải pháp thoát nước gắn liền với việc xây dựng môi trường sống thân thiện với môi trường, gần gũi với tự nhiên. 

Mặc dù chưa thể thay thế ngay lập tức cho hệ thống thoát nước truyền thống, nhưng hệ thống thoát nước bền vững sẽ là hướng đi lâu dài. Đó là sự thay đổi căn bản về tư duy từ chống lại, chinh phục sang hài hòa với tự nhiên./.