Hà Nội có thể dùng nước mưa bảo vệ nước ngầm, ngăn sụt lún

Quá trình đô thị hóa trên địa bàn thành phố Hà Nội đã và đang làm biến đổi mạnh mẽ các điều kiện môi trường nói chung và tài nguyên nước dưới đất nói riêng. Ở vùng trung tâm nội thành, quá trình khai thác nước kéo dài hàng chục năm cùng với việc bố trí các giếng khoan chưa hợp lý, xa nguồn bổ cập đã dẫn đến hình thành phễu hạ thấp mực nước với diện tích lớn, đẩy nhanh các tác động tiêu cực đến môi trường như cạn kiệt tài nguyên nước, gia tăng quá trình ô nhiễm nguồn nước dưới đất, sụt lún mặt đất...

Đặc biệt, các phễu hạ thấp mực nước tầng Holocen (qh) trên địa bàn Hà Nội có xu hướng mở rộng về cả phạm vi và chiều sâu trong những năm gần đây. Việc gia tăng khai thác nước dưới đất nếu không được kiểm soát kịp thời sẽ dẫn đến các nguy cơ suy thoái tài nguyên nước và những hệ lụy kèm theo khác (sụt, lún mặt đất, giảm khả năng thoát nước của đô thị,..), trong đó cạn kiệt tầng chứa nước là nguy cơ trực tiếp có thể xảy ra.

Chúng ta sẽ xem xét vai trò của hệ thống thoát nước đô thị bền vững (Sustainable Urban Drainage System - SUDS) đối với việc bổ cập nước dưới đất, đặc biệt đề cập đến mối quan hệ thủy lực mực nước hồ đô thị (công trình hạ tầng thoát nước đô thị) và tầng nước ngầm (holocene) trên địa bàn thành phố. Từ đó có thể đề xuất các giải pháp và công trình phù hợp vừa kiểm soát úng ngập vừa bổ sung nước dưới đất, đồng thời duy trì được hệ thống mặt nước đảm bảo các điều kiện cảnh quan và sinh thái đô thị.

SUDS làm chậm lại quá trình thoát nước mưa trên bề mặt và đưa nước mưa phục vụ cộng đồng bằng những giải pháp kỹ thuật, trong đó sử dụng triệt để các khả năng lưu giữ và làm sạch của hệ sinh thái tự nhiên để cải thiện chất lượng nước, bổ cập nguồn nước ngầm cộng với việc làm hài hòa cảnh quan thiên nhiên, bảo vệ các nhóm loài sinh vật bằng việc giữ và tạo nơi cư trú cho chúng. Trong các giải pháp này, xử lý ô nhiễm do nguồn thải phân tán và chống ngập là những vấn đề chủ yếu và cấp bách.

Nước mưa không những là nguồn bổ sung dự trữ nước mặt và nước ngầm đã thiếu hụt sau sử dụng theo chu kỳ mùa, mà còn giữ áp suất địa tĩnh chống lún sụt vùng đô thị.

Nghiên cứu địa chất thủy văn bằng phương pháp đồng vị cho thấy ở vùng Đan Phượng (Hà Nội), vào mùa mưa, nước ngầm tầng Holocene được bổ cấp từ nước sông là 86%-88% và từ nước mưa là 12%-14%. Vào mùa khô, tỷ lệ bổ cấp từ nước sông cho nước ngầm tầng Holocene giảm xuống 67%-70%.

Như vậy, hoàn toàn có thể tận dụng khả năng hấp thụ nước của các tầng chứa nước chính để đưa nước mưa xuống bổ sung, đồng thời giảm lượng nước mưa chảy tràn trên bề mặt, góp phần hạn chế hiện tượng ngập và bảo vệ được nguồn nước dưới đất. Ngoài ra, nước mưa còn pha loãng nguồn nước bị ô nhiễm nặng để phục hồi các quá trình hoá học và sinh học vốn có nhưng bị kiềm chế không diễn ra được. 

Lớp phủ thực vật, trong đô thị cũng như ở mọi nơi là phần không thể thiếu của cuộc sống, phụ thuộc hoàn toàn vào nước mưa được lưu giữ trong nước ngầm tầng mặt. Vì vậy, lưu trữ và thoát nước mưa đóng vai trò vô cùng quan trọng để cung cấp, bổ cập nguồn nước ngầm hiện đang đứng trước nguy cạn kiệt ở Hà Nội.

Thoát nước mưa bền vững là thoát chậm để tránh lượng mưa tập trung lớn ở đô thị trong thời gian ngắn. Khác với hệ thống thoát nước truyền thống, các công trình của SUDS sử dụng triệt để các khả năng lưu giữ và làm sạch của hệ sinh thái tự nhiên vào việc cải thiện chất lượng nước, bổ cập nguồn nước ngầm cộng với việc làm hài hòa cảnh quan thiên nhiên. Tại Việt Nam, thoát nước mưa đô thị theo hướng bền vững là một trong những giải pháp mới được khuyến khích áp dụng nhằm góp phần giảm thiểu ngập úng đô thị dưới tác động của biến đổi khí hậu.

Có hai giải pháp kỹ thuật của SUDS: (1) Giải pháp kỹ thuật cứng tạo ra bề mặt phủ có khả năng thấm, lưu giữ và chứa nước tốt như: vỉa hè thấm nước, bể chứa nước mưa, công trình để giảm tải lưu lượng mưa ra hệ thống thoát nước của thành phố…; và (2) Giải pháp kỹ thuật mềm là tạo cảnh quan kiến trúc đô thị như mái nhà xanh, mương thấm (vật liệu xây có lỗ rỗng), hồ điều tiết. Hai giải pháp trên có ưu điểm sau: (1) có khả năng bổ cập cho nguồn nước ngầm thông qua quá trình thấm; (2) các chất gây ô nhiễm từ dòng chảy mặt được loại bỏ nhờ quá trình thấm, lọc; (3) cải thiện cảnh quan đô thị; (4) thích nghi với biến đổi khí hậu; (5) dễ quản lý, bảo trì.

Có rất nhiều loại công trình SUDS, mỗi công trình có những ưu điểm và nhược điểm cụ thể cần được xem xét thận trọng trong quá trình lập quy hoạch và thiết kế.

1. Dải lọc là các dải đất nơi nước chảy tràn từ một địa điểm có thể vượt qua, trong đó một số hoặc toàn bộ lượng nước có thể ngấm hết. Phần còn lại thường được dẫn đến một kênh thoát nước nông hoặc tới một phần của SUDS. Dải đất này cũng có thể được sử dụng để lọc cặn lắng và các cặn khác từ dòng chảy.

2. Kênh thấm là những rãnh thoát nước nông, lót cỏ, tự nhiên hoặc nhân tạo với những sườn dốc thoai thoải trên mặt đất nơi mà nước chảy ra từ một địa điểm có thể được thu gom và được vận chuyển đi. Một phần dòng chảy sẽ thấm vào mặt đất. 

3. Bề mặt có khả năng thấm nước được lát bằng vật liệu thấm nước hoặc vật liệu rỗng có thể được sử dụng như một biện pháp kiểm soát tại nguồn cho đường nhỏ, vỉa hè, bãi đậu xe và sân. 

4. Lưu vực giữ nước được thiết kế để trữ lượng nước chảy tràn bề mặt từ các khu vực rộng lớn, chẳng hạn như các khu vực của khu nhà ở, đường chính hoặc khu vực kinh doanh. Nước thường chảy vào những lưu vực này từ các hệ thống thoát nước truyền thống hoặc từ các SUDS phía thượng nguồn. Các lưu vực chứa nước cho phép dòng chảy tràn bề mặt lan rộng trên một diện tích rộng và chỉ lấp đầy sau khi mưa lớn, khi đó chúng sẽ chứa một lượng nước lớn trong thời gian nhất định. 

5. Hồ điều hoà là một phần của hệ thống thoát nước đô thị, và thường gọi là hồ đô thị. Đây là hồ chứa tạm thời và điều tiết nước mưa, làm giảm đường kính cống thoát nước mưa, giảm khả năng ngập lụt các khu vực trũng phía sau hồ. Hồ điều hòa còn làm tăng bổ cập nước cho nước ngầm. Hồ đô thị là một trong những nguồn bổ cập nước ngầm tầng mạch nông và ngược lại về mùa khô với việc bốc hơi làm mực nước hồ giảm thì nước từ tầng holocene cung cấp trở lại, duy trì mực nước cảnh quan và sinh thái cho hồ.

Tốc độ đô thị hoá cao với việc khai thác nước ngầm để cấp nước và xây dựng các công trình lớn gây nên hạ mực nước ngầm và sụt lún nền đất ở khu vực nội thành Hà Nội.

Chỉ khi chúng ta đi theo hướng xử lý thoát nước đô thị bền vững, mới có thể xây dựng các giải pháp hiệu quả vừa giảm ngập úng trong thành phố, vừa bổ cập nguồn nước ngầm và ngăn ngừa sụt lún đất, góp phần đảm bảo an sinh xã hội bền vững và phát triển trong tương lai.