'Thành phố bọt biển' cứu nguy cho những đô thị ngập lụt

Nguyễn Trang
Các thành phố trước đây được thiết kế để thoát nước các nhanh càng tốt, nhưng giờ đây nhiều nơi chuyển sang khai thác nguồn tài nguyên nước quý giá.

Những mái nhà xanh đã xuất hiện trên nóc các công trình kiến trúc khắp thế giới: nhiều loại cây được lựa chọn đặc biệt để trồng trên những cấu trúc có thiết kế có khả năng quản lý trọng lượng tăng thêm.

Nhưng Amsterdam, thủ đô của Hà Lan, đã đi trước một bước với "mái nhà xanh lam" (blue-green roofs) - được thiết kế đặc biệt để hứng và chứa nước mưa.

Hệ thống này hoạt động theo từng lớp. Lớp trên cùng là thực vật: kết hợp giữa rêu, cây bụi, dương xỉ, thảo mộc và cây sen đá - một loại cây có thể chịu được nắng gió trên mái nhà.

Bên dưới là lớp lọc, giúp đất không bị lọt xuống hệ thống thùng chứa nước. Và dưới cùng là một lớp bảo vệ để giữ nước, đồng thời ngăn rễ cây và đất tiếp xúc trực tiếp với mái nhà. Nước mưa được hứng, lưu trữ và phân phối cho các cư dân, dùng tưới cây hoặc dội nhà vệ sinh.

Thành phố bọt biển

Amsterdam vốn nổi tiếng với những kênh đào hoành tráng, đầy lãng mạn. Ngày nay, tuyến đường thủy thú vị nhất của thành phố này không nằm dưới chân mà chúng nằm trên đầu bạn.

Dự án mạng lưới các mái nhà thông minh, sáng tạo, thích ứng với khí hậu Resilio đã bao phủ hơn 9.000 m2 mái nhà của Amsterdam, bao gồm 8.000 m2 trên các khu phức hợp nhà ở xã hội. Trên toàn thành phố, độ che phủ của mái nhà xanh lam thậm chí còn lớn hơn, ước tính lên tới hơn 45.000 m2.

Khái niệm "thành phố bọt biển" cũng ngày càng trở nên phổ biến - một phương án quy hoạch dành cho những đô thị thường xuyên mưa lụt. Lấy cảm hứng từ miếng bọt biển hút sạch nước, các nhà quy hoạch đã tìm thấy giải pháp chống lại mưa lụt ở các thành phố dễ bị tổn thường.

chong ngap thanh pho anh 1

Một mái nhà xanh lam có chức năng giống như thùng chứa nước mưa phẳng trên mái của các công trình kiến trúc đô thị. Ảnh: Resilio.

Các thành phố trước đây được thiết kế để thoát nước các nhanh càng tốt, nhưng giờ đây nhiều nơi chuyển sang khai thác nguồn tài nguyên nước quý giá.

Các nhà quy hoạch triển khai nhiều không gian xanh hơn để hấp thụ những trận mưa như trút nước ngày càng nặng hạt khi trái đất ấm lên. Nó vừa làm giảm lũ lụt, vừa trữ nước vào cấu trúc bên dưới, sau đó có thể khai thác vào những lúc cần thiết.

Một thách thức phổ biến với các "thành phố bọt biển" phần lớn diện tích đô thị là mái nhà. Bởi vậy, "mái nhà xanh lam" là một bước tiến lớn khi có kết cấu hấp thụ nước, lưu trữ và phân phối cho cư dân trong tòa nhà để tưới cây là xả nhà vệ sinh.

Kasper Spaan, nhà phát triển chính sách thích ứng với khí hậu tại Waternet, tổ chức quản lý nước công cộng của Amsterdam, đang tham gia Resilio, cho biết: "Trên thực tế, bạn có một thùng chứa nước mưa trên mái nhà của mình".

Thành phố của tương lai

Mực nước trên mái nhà xanh lam được quản lý bằng van thông minh. Nếu dự báo cho biết sắp có bão, hệ thống sẽ xả nước dự trữ trên mái nhà trước thời hạn. Bằng cách đó, khi có một trận mưa như trút nước, mái nhà sẽ hấp thụ được lượng nước mới. Nói cách khác, mái nhà trở thành một miếng bọt biển có thể vắt ra khi cần thiết.

chong ngap thanh pho anh 2

Mô hình thành phố bọt biển có thể ứng dụng tại Dubai - thành phố đã bị ảnh hưởng bởi trận lụt kinh hoàng hồi giữa tháng 4.

Mô hình này làm cho hệ thống quản lý nước mưa truyền thống trở nên linh hoạt nhưng cũng phức tạp hơn. Vì vậy, dự án Resilio đã sử dụng phần mềm của Autodesk để mô hình hóa tác động của những mái nhà xanh lam và nguy cơ lũ lụt ở Amsterdam, đồng thời điều chỉnh theo hiện tượng khí hậu.

"Bạn có thể xem xét các hình thái lũ lụt lịch sử, sau đó thực hiện các mô phỏng để hiểu rõ hơn. Khi bão đến, chúng tôi sẽ giảm lũ lụt từ 10-20%", Amy Bunszel, phó chủ tịch điều hành giải pháp thiết kế kiến ​​trúc, kỹ thuật và xây dựng của Autodesk cho biết. "Vì vậy, phần mềm của chúng tôi cho phép họ thực hiện các mô phỏng và thử nghiệm khác nhau".

Ngoài lợi ích của thành phố bọt biển, mái nhà xanh lam có thể làm mát tầng trên cùng của một tòa nhà nhờ lượng nước dự trữ.

Tiến thêm một bước nữa, các nhà khoa học đang thử nghiệm trồng cây trên mái nhà dưới các tấm pin mặt trời, được gọi là nông điện trên mái nhà. Về mặt lý thuyết, việc kết hợp nó với các hệ thống mái xanh lam có thể cải thiện hiệu suất của các tấm pin mặt trời bằng cách làm mát chúng với hơi nước.

Không phải công trình nào cũng có thể áp dụng mô hình mái nhà xanh lam. Cơ sở hạ tầng không quá nặng nhưng khối lượng nước chúng chứa thì có. Vì vậy, trong khi việc xây dựng hệ thống mái nhà xanh làm vào công trình mới tương đối rẻ và dễ dàng, các tòa nhà cũ hơn có thể cần bổ sung nhiều thứ để áp dụng được mô hình này.

Về lâu dài, công trình có thể thể tiết kiệm tiền xây dựng bằng cách giảm lượng nước mua từ hệ thống thành phố. Giống như bất kỳ công nghệ nào, chi phí của nó sẽ giảm khi được triển khai rộng rãi hơn.

Các chuyên gia có ý tưởng để những nơi đang phải hứng chịu hạn hán và lũ lụt ngày càng nghiêm trọng có thể triển khai khái niệm thành phố bọt biển, không chỉ trên mặt đất mà còn trên mái nhà.

Spaan cho biết: "Chúng tôi nghĩ rằng khái niệm này có thể áp dụng được cho nhiều khu vực đô thị trên khắp thế giới. Ở phía nam châu Âu như Italy và Tây Ban Nha - nơi có những khu vực thực sự bị hạn hán, đang có sự chú ý mới đến việc hứng nước mưa".

Chính quyền các thành phố có thể khuyến khích mô hình mái nhà xanh lam bằng cách giảm thuế, khen thưởng các chủ sở hữu tòa nhà vì đã góp phần giảm gánh nặng của hệ thống thoát nước đô thị.

Các thành phố của Mỹ như Los Angeles và Pittsburgh đã triển khai một chính sách tương tự: đánh thuế vào diện tích không thấm nước trên bất động sản, khuyến khích chủ đất trồng vườn và các không gian xanh khác.

Thành phố tương lai có thể không phải những đô thị bê tông như trong các bộ phim khoa học viễn tưởng mà là những cảnh quan ngày càng xanh và xốp.