eKTN02.2021 Trần Minh Cường, Ngô Nguyễn Tường Vi, Phan Hoàng Chí Hiếu, Nguyễn Hữu Hoàng

Biến đổi khí hậu (BĐKH) là một vấn đề toàn cầu và ảnh hưởng nghiêm trọng lên một số quốc gia trong đó cóViệt Nam. Các biểu hiện của BĐKH như sự gia tăng hàm lượng khí nhà kính (chủ yếu là carbondioxide), sự gia tăng nhiệt độ trung bình, sự thay đổi tần suất hay sức tàn phá của thiên tai… thể hiện bản chất là sự mất khả năng đệm (buffering) của một số yếu tố môi trường quan trọng. Trong đó, tại các đô thị nén trong vành đai ven biển phía Đông lục địa, khả năng đệm tự nhiên đã giảm xuống tối thiểu do sự biến mất của hệ thống đất ngập nước, quá trình bê tông hóa, ô nghiễm không khí, sự giảm diện tích cây xanh cũng như nhiều hoạt động sống và sản xuất khác.

Một trong những bước chuẩn bị và ứng phó với BĐKH tại thành phố Hồ Chí Minh gồm có phân tích và tham khảo một số kinh nghiệm ứng phó BĐKH của một số đô thị nén khác trên thế giới. Mặc dù chính quyền của tổng thống Donald J. Trump phủ nhận tác động của BĐKH, một số thành phố tại Hoa Kỳ như New York, San Francisco luôn chủ động trong ứng phó BĐKH. Chính quyền các thành phố này chú trọng sử dụng tài nguyên hiệu quả, bảo vệmôi trường, song song với việc giáo dục, thực thi, giám sát việc thực thi các giải pháp giảm thiểu tác động củaBĐKH.

Bài viết này chủ yếu viết về thành phố New York do tính tương đồng với thành phố Hồ Chí Minh về vị trí phía Đôngcủa Lục địa. Tương tự như Việt Nam thường xuyên phải chịu thiệt hại do mưa bão, tần suất xuất hiện các trận bão lụt lịch sử ở New York đã rút ngắn từ 500 năm thành 24 năm, gần đây nhất là trận bão Sandy tàn phá nặng nề hệ thống tàu điện ngầm vào cuối tháng 10 năm 2012. Uỷ ban Biến đổi khí hậu thành phố New York (NPCC) đã được thành lập vào năm 2008 gồm các nhà khoa học hàng đầu về khí hậu, học giả và các thành viên của doanh nghiệp tư nhân, nhằm dự báo, phát triển chính sách, xây dựng các chiến lược ứng phó với BĐKH của thành phố trong tương lai. Sau đây là một số ví dụ điển hình.

1.         Dữ liệu khí hậu công khai và nguyên tắc làm đúng ngay từ đầu

Dữ liệu khí hậu tại Hoa Kỳ là dữ liệu công khai và được lưu trữ từ cách đây hàng trăm năm, cho phép các cơ quan dự báo cũng như cho phép nhà khoa học xử lý, đo lường và so sánh dữ liệu theo thời gian. Mức nước cao nhất ở từng khuvực, tốc độ dòng chảy cũng được số hóa phục vụ cho công tác nghiên cứu thủy học (hydrology) để đảm bảo sự lưu chuyển của dòng nước mà không có điểm nghẽn. Với nguyên tắc dành nhiều thời gian để thiết kế hệ thống, lên kế hoạch và tư duy dài hạn, Hoa Kỳ có một nền tảng quan trắc và cơ sở thông tin đầy đủ để đánh giá quy mô hoặc chiềuhướng biến đổi khí hậu, từ đó lên kế hoạch ứng phó ở mức cục bộ hay hệ thống.

2.         Xây dựng quy chuẩn kiến trúc nhằm giảm thiểu tác động của BĐKH

Văn phòng thành phố xây dựng bản Hướng dẫn thiết kế chống chịu khí hậu-Climate Resiliency Design Guidelines (dịch thô) để hướng dẫn tất cả những người liên quan đến công tác quy hoạch, kỹ thuật, xây dựng và cải tạo. Vănbản này thống kê, dự đoán và đưa ra các chỉ dẫn chung. Dự

đoán gần đây nhất cho thấy số ngày nóng trên 32˚C của New York cũng như số đợt nóng mỗi năm sẽ tăng khoảng 4-5 lần trong 50 năm tới. Văn bản hướng đến việc tạo ra các bản quy hoạch, kế hoạch tái định cư, khu dân cư, tòa nhà,cấu trúc công cộng, cắt giảm tối đa tác động của sự gia tăng lượng nhiệt, lượng mưa, mực nước biển dâng và chống chịu với khí hậu tốt hơn.

Hình 1. Một số hình ảnh trích từ Hướng dẫn thiết kế chống chịu khí hậu. Từ trái sang phải: Bìa; Quá trình xây dựng các quy chuẩn. Nguồn: Climate Resiliency Design Guidelines

3.         Xây dựng các bản đồ tích luỹ nhiệt, bản đồ vùng lụt, bản đồ dự đoán phục vụ cho công tác tái thiết kế

Việc đầu tiên cần thực hiện là thu thập dữ liệu và đánh giá thực trạng tích luỹ nhiệt cũng như ngập lụt. Các thành phốtại Hoa Kỳ có lợi thế về nguồn dữ liệu ít nhất 300 năm. Các bản đồ này thể hiện các thông số trong hiện tại và mô phỏng tương lai, cảnh báo những xu hướng tiêu cực có thể diễn ra. Trong một đô thị bị ảnh hưởng bởi hiện tượng tích luỹ nhiệt, vùng tâm của đô thị lớn có thể nóng hơn các vùng lân cận từ 1-3˚C vào ban ngày và 12˚C vào ban đêm (EPA), ảnh hưởng trực tiếp đến mức tiêu thụ năng lượng và tâm lý cư dân. Tương tự, xu hướng ngập lụt ở mộtsố khu vực dân cư cũng cần được thể hiện ở dạng heat map (bản đồ nhiệt-số hoá) để có thể định lượng mức độ nghiêm trọng và dự đoán xu hướng.

Hình 2. Bản đồ nhiệt của thành phố New York và hiện tượng đảo nhiệt đô thị (UHI-urban heat island) gây ra do quá trình bê tông hoá có thể làm tăng nhiệt độ thành phố một cách đáng kể vào mùa hè.

4.         Các biện pháp cụ thể nhằm giảm UHI

Để giảm bớt hiệu ứng đảo nhiệt đô thị UHI các thành phố lớn tại Mỹ bắt buộc những công trình cao tầng mới phải chọn thiết kế các mái nhà thành mái lạnh (trồng cỏ, trữ nước mưa trên mái nhà hoặc sử dụng vật liệu thấm giữ ẩm),mái màu xanh để phản xạ nhiệt, lắp panô năng lượng mặt trời, hoặc lắp đặt tuốc bin gió. Đề xuất sử dụng các bề mặt có màu sáng và tán xạ nhiệt trong vật liệu xây dựng. Cải thiện khả năng cách nhiệt của tòa nhà, ưu tiên làm mát và thông gió thụ động bằng năng lượng mặt trời. Vỉa hè và mặt đường được chuyển đổi từ màu tối sang màu sáng. Một số công nghệ xi măng, nhựa đường cho phép hấp thu nước mạnh đang được triển khai trên các tuyến đường nội đô.Tăng cường trồng cây để tăng bóng râm và cải thiện độ ẩm không khí. Các hệ thống trồng cây cho phép thu gom nước, tiết kiệm nước, giảm công chăm sóc cũng rất được quan tâm. Khi chi phí trồng cây càng thấp thì diện tíchtrồng cây sẽ càng tăng với cùng một khoản ngân sách.

Hình 3. Một toà nhà được trồng cỏ tại New York, giúp giảm nhiệt độ, giảm lượng nước mưa đổ xuống cống thoát nước. Công nghệ vật liệu cho phép xây dựng vườn trên sàn xi măng cũng được quan tâm đầu tư.

Hình 4. Hệ thống túi nhỏ giọt Gator tree tiết kiệm nước cho đô thị. Cây xanh cảnh quan ở Hoa Kỳ thường dùng những loại đã được chọn lựa, có sức chống chịu tốt để có thể chăm sóc tối thiểu.

5.         Một số biện pháp giảm ngập

Hình 5. Hệ thống gom nước mưa chống lụt bioswale cho phép làm chậm quá trình thoát nước vào cống, lọc rác và giảm tải cho hệ thống cống khi mưa lớn (Brankovic và cộng sự 2019)

Hình 6. Các túi rơm (straw sock/wattle) làm giảm tốc độ nước, chống xói mòn và lọc rác, góp phần giảm tải cho hệ thống cống thoát nước khi mưa lớn.

Bảo vệ các hệ thống quan trọng

Ngăn chặn nước xâm nhập vào hệ thống tàu điện ngầm bằng cách sử dụng các tấm che cố định hoặc lắp ghép trước các lối mở (cầu thang bộ, thang cuốn, thang máy, lưới sắt và hố ga) của hệ thống tàu điện ngầm. Lắp đặt hệthống thông gió nâng cao trên vỉa hè, xây dựng các tường chắn lũ.

Các công nghệ chắn nước được đầu tư phát triển, ví dụ như các tấm Kevlar để ngăn nước, tường lắp ghép,tường nước, phao chứa nước, màng bọc co giãn để bảo vệ các tấm chắn, máy bơm công suất lớn, bộ điều khiển trên cao, cầu dao riêng lẻ cho máy biến áp, dây cáp quang. Ngoài ra, quy chuẩn về hệ thống điện dự phòng, tiết kiệm năng lượng, chống ngập, độ cao của máy phát điện, đặc điểm thiết kế của máy bơm… đều có sự điều chỉnh nhấtđịnh, nhằm tăng cường năng lực ứng phó và hạn chế hậu quả do thiên tai gây ra cho các hệ thống ngầm.

Các công nghệ chắn lũ tương tự cũng được triển khai trong hệ thống đê tạm thời bảo vệ các khu dân cư và cáccơ sở quan trọng khỏi lũ lụt ven biển cho đến khi các biện pháp kiểm soát lũ lụt lâu dài hơn được hoàn thành.

Hình 7. Hệ thống ngăn lũ tạm thời bao gồm các bức tường, vách ngăn làm đê ngăn nước. Nguồn: Massolle et al., 2018

6.         Cắt giảm khí thải gây nóng lên toàn cầu

Chính quyền thành phố đẩy mạnh chuyển đổi từ sử dụng nhiên liệu hóa thạch sang nhiên liệu sạch, nhiên liệu tái tạo. Hạn chế khí thải từ những tòa nhà, người vi phạm sẽ phải đối mặt với mức tiền phạt cao đối với mỗi tấn khí thải vượt quá giới hạn. Đóng cửa tất cả các nhà máy điện đốt dầu và than trong thành phố, thay thế chúng bằng các nguồn tài nguyên tái tạo và lưu trữ pin, tổ chức chương trình cho vay năng lượng tái tạo và thay đổi quy tắc xây dựng để tạo điều kiện thuận lợi cho việc lắp đặt các tuabin gió. Chia xe thành 2 nhóm chẵn, lẻ để hạn chế xe vào thành phố. Thu tiền người lái xe khi vào những khu vực sầm uất nhất của thành phố, giúp giảm lượng khí thải từ lĩnh vực giao thông và giảm ô nhiễm không khí. Số tiền thu được sẽ dùng để cải thiện giao thông công cộng.

Hình 8. Dự án Blue tree đang lan khắp thế giới. Ảnh chụp tại Seattle, Washington

Bên cạnh các thay đổi cụ thể về quy định, chính sách, chính quyền các thành phố cũng đẩy mạnh đầu tư nghiên cứu, tuyên truyền, tổ chức các cuộc thi về sử dụng công nghệ chống biến đổi khí hậu, năng lượng sạch… Họ quyđịnh số cây xanh trên đầu người và sơn màu xanh phản quang lên thân cây để tăng cường ý thức của người dân về tác động của cây xanh. Chính quyền không ngừng tìm kiếm giải pháp mới nhằm tăng cường năng lực ứng phó của cơsở hạ tầng, sử dụng năng lượng hiệu quả và nâng cấp hệ thống mạng viễn thông. Cuối cùng, các sự kiện lớn như trận bão Sandy năm 2012 là những động lực to lớn buộc chính quyền các thành phố phải hành động và xây dựng cơ chếcho phép xử lý khủng hoảng do BĐKH một cách hiệu quả hơn với thiệt hại thấp nhất.

Đây là những bài học mà nhóm tác giả cho rằng chính quyền thành phố cần lưu tâm trong quá trình phát triển đô thị.

Tài liệu tham khảo:

1. Climate Change Impacts in New York, The Nature Conservancy
2. RENEE CHO; How New York City is Preparing Climate Change; April 26, 2019
3. EPA; What Climate Change Means for Georgia; August 2016
4. EGU; Sandbag replacement systems – a nonsensical and costly alternative to sandbagging?; 17 January 2020
5. Chương 2 và chương 4: Biến đổi khí hậu; Danida.vnu.edu.vn
6. Các Khoa học Trái đất và Môi trường, tập 34; Xây dựng kịch bản cho biến đổi khí hậu tại Thành phố Hồ Chí Minh; Tạp chí khoa học ĐHQGHN