Giải pháp quy hoạch, kiến trúc các công trình xây dựng cơ bản theo kịch bản nước biển dâng ở Việt Nam

H1. Giai đoạn 1: Bản đồ mô phỏng mực NBD đến 3m – H2. Giai đoạn 2: Bản đồ mô phỏng mực NBD từ 3 m đến 60m – H3. Giai đoạn 3: Bản đồ mô phỏng mực NBD từ 60 đến 70m

Mực nước biển dâng cao do tốc độ biến đổi khí hậu toàn cầu là điều khó tránh khỏi. Ở Việt Nam, do đường biển dài trên 3000 km nên việc nghiên cứu các kịch bản nước biển dâng (NBD) có thể xảy ra đã được nhiều nhà khoa học quan tâm. Tuy nhiên, hiện nay Việt Nam chưa thực sự chủ động và sẵn sàng ứng phó trước các mối đe dọa sắp tới. Cụ thể là nhiều hạng mục công trình bảo vệ, giao thông, công nghiệp, nhà ở và công trình dân dụng chưa được thiết kế và xây dựng đồng bộ, không có khả năng ứng phó trước những ảnh hưởng tiêu cực của hiện tượng biến đổi khí hậu (BĐKH) với nước biển dâng cao mức độ thiên tai bão, lũ ngày càng trầm trọng hơn.

Trong bối cảnh ấy, nội dung bài báo, dựa trên kỹ thuật mô phỏng và phương pháp thiết kế mới, tập trung vào các giải pháp quy hoạch và kiến trúc các công trình xây dựng cơ bản có khả năng thích ứng hiệu quả với hiện tượng NBD theo dự báo của từng giai đoạn, góp phần đảm bảo chất lượng của môi trường sống của cộng đồng dân cư ở nước ta.

Kịch bản nước biển dâng

Khí hậu Việt Nam tương đối khắc nghiệt. Hiện tượng BĐKH làm cho mực NBD cao còn làm cho thiên tai trầm trọng hơn như bão, lũ, sạt lở đất,… Về NBD trên lãnh thổ Việt Nam có thể được dự báo theo 3 giai đoạn:

  • Giai đoạn 1: Bản đồ mô phỏng các vùng bị NBD theo kịch bản giai đoạn 1 (hình 1), cho thấy các vùng bị nước biển lấn chiếm tập trung dọc theo bờ biển từ miền Bắc tới miền Nam. Miền Bắc tập trung ở các tỉnh Quảng Ninh, Ninh Bình, Thái Bình, Nam Định. Miền Nam là vùng Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL), gần như tới 30% diện tích bị ngập. Ở giai đoạn đầu, mực nước biển tăng cao từ 1 đến 3 mét. [4,5].
  • Giai đoạn 2: Bản đồ mô phỏng các vùng bị NBD theo kịch bản giai đoạn 2 (hình 2), cho thấy các vùng bị nước biển lấn chiếm đã mở rộng quy mô và lấn sâu vào lục địa của các tỉnh dọc biển từ miền Bắc tới miền Nam. Mực NBD đến 60m thì các vùng lãnh thổ bị ngập đã tăng lên rất nhiều, ăn sâu vào thềm lục địa của cả 2 miền. Khu vực miền Nam, ĐBSCL là vùng bị ngập nhiều nhất [6,7]. Giai đoạn 2 là giai đoạn chuyển tiếp, khi nước liên tục tăng lên, mức tối đa có thể từ 3m đến 60-70m. Ở giai đoạn này, người Việt Nam cần học cách thích nghi với điều kiện thay đổi của môi trường nước, áp dụng các công nghệ mới và dần dần di chuyển đến vùng đất cao [5,6,7]
  • Giai đoạn 3: Bản đồ mô phỏng các vùng bị NBD theo kịch bản giai đoạn 3 (hình 3) cho thấy mực NBD đến 70m thì các vùng lãnh thổ bị ngập tăng lên nhiều, ăn sâu vào thềm lục địa của cả 2 miền. Khu vực miền Nam, như Đồng bằng sông Cửu Long sẽ bị ngập hết. Đây là giai đoạn cuối cùng, khi nước tăng đến mức tối đa với sự tan chảy hoàn toàn của băng trên Trái Đất. Ở giai đoạn này, khu định cư đã thuộc các vùng cao, không thể tiếp cận và thích nghi hoàn toàn với thế giới nước.

Ba giai đoạn này đã được KTS Tkachev V.H. dự báo trong các bài viết của ông về chủ đề “Nước và các nền văn minh” [1,2, 3]

Giải pháp quy hoạch, kiến trúc các công trình xây dựng cơ bản

Từ mô hình thủy động lực học, có thể thấy ở giai đoạn đầu, đồng bằng sông Hồng và sông Cửu Long, cùng với vùng bờ biển sẽ bị ngập lụt một phần. Sau đó, trong các giai đoạn tiếp theo, nước sẽ tràn ngập các phần lãnh thổ, có nơi ngập cao tới hàng chục mét.

Phần lớn diện tích đất vùng đồng bằng sẽ bị ngập nhiều ở cuối giai đoạn II và III. Hậu quả là cần phải dịch chuyển một số lớn dân cư lên vùng trung du và miền núi, cùng với các phương tiện sản xuất công nghiệp và nông nghiệp. Kết quả nghiên cứu của nhiều nước trên thế giới và của Việt Nam về các giải pháp quy hoạch, thủy lợi, giao thông và kiến trúc được thể hiện trên các hình 4, 5 và 6.

Giai đoạn I: Khi nước biển dâng tới 3 m, các vùng nước ngập (màu xanh) sẽ được ngăn lại bằng hệ thống các công trình bảo vệ như đê chắn, thành bao quanh (hình 4), đổ cát, đất tạo đảo nhân tạo, xây dựng hệ thống cọc nâng hay phao nổi… Tỷ lệ các công trình này chiếm trên 55%. Hệ thống đường giao thông có thể kết hợp tạo thành đường bao chắn nước, các công trình dân dụng hay công nghiệp được xây dựng trên mặt nước có giá đỡ, hay phao, tàu nổi. Các khu sản xuất nông nghiệp, thủy sản được kết hợp với công nghệ xử lý môi trường, nước thải và sử dụng năng lượng sạch như: điện gió, điện mặt trời, sóng biển, …

Vùng đồng bằng, nơi không bị ảnh hưởng nước ngập, các dạng công trình bảo vệ chiếm tỷ lệ nhỏ (dưới 10%). Các loại công trình khác như công trình nhà ở, dân dụng, công trình công nghiệp, công trình nông nghiệp và chế biến, các công trình giao thông được xây dựng trên nền đất cạn, nên có thể phát triển tối đa (100% theo nhu cầu quy hoạch). Ở vùng trung du và miền núi, trong giai đoạn này, công tác quy hoạch, kiến trúc và xây dựng gần như không bị ảnh hưởng nhiều. Các hạng mục thường được bố trí tại các vị trí như hẻm núi, sườn núi hay trong các thung lũng. Nhưng do BĐKH, nên thời tiết biến đổi thất thường như mưa nhiều sẽ gây sạt nở, sụt lún và gây hậu quả là cuốn trôi nhiều hạng mục công trình giao thông, nhà ở của người dân.

Nhiều nhà khoa học trên thế giới đã đề xuất giải pháp ứng phó với BĐKH bằng cách xây đập (đê) bao vây, đồng thời tích hợp với đường cao tốc và tạo ra nhiều hồ chứa bên trong điểm dân cư. Việt Nam không phải là một quốc gia giàu, có đủ nguồn lực để xây dựng cơ sở vật chất quy mô như vậy. Nhưng để tiết kiệm đất đồng bằng, vốn mang đến cho 70% từ sản phẩm nông nghiệp, sẽ phải thực hiện các giải pháp quy mô lớn. [7]

Hình 4. Các giải pháp quy hoạch, kiến trúc các dạng công trình xây dựng với kịch bản NBD giai đoạn I

Giai đoạn II: Khi nước biển dâng tới 3 – 60 m (Hình 5), các vùng nước ngập (màu xanh) mở rộng hơn giai đoạn I. Các công trình bảo vệ như đê chắn, thành bao chiếm tỷ lệ rất cao (100%).

Các vùng ngập nước không sâu có thể sử dụng biện pháp đóng cọc nâng, vùng sâu dùng phao nổi, tàu thủy. Cũng như giai đoạn I, hệ thống đường giao thông có thể kết hợp tạo thành đường bao chắn nước. Các công trình dân dụng hay công nghiệp được xây dựng trên mặt nước có giá đỡ, hay phao, tàu nổi. Các khu sản xuất nông nghiệp được quy hoạch theo tiểu vùng nhỏ, sử dụng các biện pháp giá đỡ bằng bê tông cốt thép chống nước biển ăn mòn (ăn mòn CL-, SO4–). Khu nuôi trồng thủy sản cũng được quy hoạch trong lồng.

Vùng đồng bằng gần như bị ngập hoàn toàn, các tỉnh dọc theo bờ biển từ miền Bắc tới miền Nam đều bị ngập ở cuối giai đoạn II. Các công trình xây dựng phải sử dụng các biện pháp kỹ thuật đồng bộ về vật liệu, kết cấu và thi công. Các công trình đa năng được ứng dụng rộng rãi như phần dưới tòa nhà có thể nuôi hải sản, trần mái có thể quy hoạch làm nơi sản xuất nông nghiêp, giao thông được xây dựng bằng các cầu nối giữa các tòa nhà và sử dụng các thiết bị bay. Trong giai đoạn này năng lượng sạch như: điện gió, điện mặt trời, sóng biển,… được sử dụng phổ biến.

Vùng trung du và miền núi, trong giai đoạn này, công tác quy hoạch, kiến trúc và xây dựng gần như không bị ảnh hưởng nhiều. Các hạng mục thường được bố trí tại các vị trí như hẻm núi, sườn núi hay trong các thung lũng. Nhưng do BĐKH, nên thời tiết biến đổi thất thừơng của thời tiết như mưa nhiều sẽ gây lũ, sạt lở, sụt lún.

Hình 5. Các giải pháp quy hoạch, kiến trúc các công trình xây dựng cơ bản với kịch bản NBD giai đoạn II

Giai đoạn III: Khi mực nước biển dâng cao trên 60 m (Hình 6), các vùng đồng bằng và trung du thấp bị ngập hết. Một số vùng đất cao nguyên còn lại như Tây Nguyên, Đà Lạt, Phú Thọ, Sa Pa,… sẽ được con người di cư đến. Trong giai đoạn này, những vùng đất bị ngập nước được mở rộng thêm diện tích bao phủ, chính vì vậy mà các công trình được thiết kế xây dựng chủ yếu trên mặt nước và phương pháp nuôi trồng hải sản vẫn giống như giai đoạn I và II. Vùng đất trên cạn vẫn có thể được tổ chức canh tác, nuôi hải sản và xây dựng như các giai đoạn I và II. Vùng đất miền núi trong giai đoạn này đã được nghiên cứu và sử dụng các biện pháp chống sụt lở bằng phương pháp phủ cây rừng trồng, phương pháp hóa chất làm chặt đất yếu hay phương pháp kè ta-luy bằng bê tông cốt thép. Phương tiện giao thông chính sẽ có thể là hệ thống cáp treo dạng mạng nhện, tàu lượn, tac xi bay,…

Hình 6. Các giải pháp quy hoạch, kiến trúc các công trình xây dựng cơ bản với kịch bản NBD giai đoạn III

Mức xếp hạng được phân chia trên cơ sở các chỉ số:

  • Vùng núi, vùng đồng bằng và vùng ngập;
  • Vị trí và mật độ dân số trên lãnh thổ;
  • Đất nông nghiệp hiệu quả và sử dụng;
  • Hệ thống vận tải hiện có;
  • Xu hướng hiện đại và công nghệ trong tương lai;

Kết luận

Từ các hình 4-6, có thể thấy sự phát triển của các công trình xây dựng cơ bản ở Việt Nam khi môi trường ngập nước liên tục tăng, vẫn có thể được phát triển hài hòa. Dân cư đồng bằng sẽ dần dần di chuyển đến các khu vực có nền đất cao hơn – miền núi, thậm chí vẫn có thể tồn tại và phát triển ngay trên mặt nước. Kết quả nghiên cứu đưa ra một viễn cảnh chung về tương lai không quá bi quan trong điều kiện NBD ở Việt Nam.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.Ткачев В.Н. Вода и цивилизация. Часть 1. Вода в цивилизации. История // Архитектон №48. 2014.
2.Ткачев В.Н. Вода и цивилизация. Часть 2. Будущее. Водный мир? // Архитектон №49. 2015.
3.О.В. Смирнова. Водные устройства как среда формирования инновационных природа интегрированных зданий в городской среде // Коммунальное хозяйство городов, №132. 2016.
4.Kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dân cho cho Việt Nam // Bộ tài nguyên và môi trường. 2015. C-2
5.Trần Thục, Lê Nguyễn Tường. Khí hậu, biến đổi khí hậu và các biện pháp thích ứng // Viện Khí tượng Thủy Văn .
6.Nguyễn Văn Thắng, Nguyễn Trọng Hiếu, Trần Thục. Biến đổi khí hậu và tác động ở Việt Nam // Viện khoa học khí tượng thủy văn và môi trường. 2012. C-77.
7.Ngô Thế Vinh. Phác thảo dự án đê biển đa dụng đồng bằng sông Cửu Long // 2011.

KTS Nguyễn Minh Việt
Trường Đại học Tổng hợp Xây dựng Quốc gia Matxcova

(Bài đăng trên Tạp chí Kiến trúc số 02-2018)