Cơ sở hạ tầng xanh

Ở quy mô quốc gia hay khu vực, mạng lưới hệ thống công viên và hành lang cho hệ sinh vật được kết nối với nhau bảo tồn chức năng sinh thái, quản lý nước, cung cấp môi trường sống cho hệ sinh vật và tạo sự cân bằng giữa môi trường tự nhiên và nhân tạo. Với quy mô đô thị, lâm nghiệp đô thị thì hạ tầng xanh là phương tiện giảm chi phí sử dụng năng lượng, quản lý nước mưa và điều hòa vi khí hậu. Ở tất cả các quy mô, cơ sở hạ tầng xanh thực sự mang lại lợi ích về sinh thái, kinh tế và xã hội.

Ảnh minh hoạ. TL

I. Tìm hiểu về Hạ tầng xanh

Với sự gia tăng dân số toàn cầu nhanh chóng và mật độ dân số đô thị và ngoại ô ngày càng tăng, cơ sở hạ tầng xanh đôi khi là một thứ xa xỉ. Thực tế cơ sở hạ tầng xanh mang lại lợi ích kinh tế, sinh thái và xã hội, cần ưu tiên tích hợp cơ sở hạ tầng xanh vào môi trường xây dựng.

Cơ sở hạ tầng xanh được coi là dịch vụ có giá trị mà thiên nhiên mang lại cho môi trường sống của con người. Ở quy mô quốc gia hay khu vực, mạng lưới hệ thống công viên và hành lang cho hệ sinh vật được kết nối với nhau bảo tồn chức năng sinh thái, quản lý nước, cung cấp môi trường sống cho hệ sinh vật và tạo sự cân bằng giữa môi trường tự nhiên và nhân tạo. Với quy mô đô thị, lâm nghiệp đô thị thì hạ tầng xanh là phương tiện giảm chi phí sử dụng năng lượng, quản lý nước mưa và điều hòa vi khí hậu. Mạng lưới giao thông có thể trở nên xanh hơn, trong lành hơn khi bổ sung hệ thống lưu giữ sinh học. Bên cạnh đó, mái nhà, tường xanh và các kỹ thuật khác bên trong hoặc trên các tòa nhà mang lại nhiều lợi ích như giảm tiêu thụ năng lượng, giảm lượng nước mưa chảy tràn. Ở tất cả các quy mô, cơ sở hạ tầng xanh thực sự mang lại lợi ích về sinh thái, kinh tế và xã hội

II. Lợi ích của cơ sở hạ tầng xanh

Quan điểm cho rằng thiên nhiên là cơ sở hạ tầng không phải là mới, nhưng giờ đây quan điểm này được nhìn nhận sâu sắc hơn và phổ biến hơn. Thiên nhiên được khai thác để cung cấp dịch vụ quan trọng cho cộng đồng, bảo vệ cộng đồng trước lũ lụt, thiên tai, biến đổi khí hậu, nhiệt độ cao, cải thiện chất lượng không khí và nước, là nền tảng cho sức khỏe con người, môi trường và hệ sinh thái.

Khi thiên nhiên được con người khai thác và sử dụng như một hệ thống cơ sở hạ tầng, nó được gọi là “cơ sở hạ tầng xanh”.

Hạ tầng xanh là hệ thống công viên và rừng đô thị, không gian xanh là một phần quan trọng trong hệ thống cơ sở hạ tầng xanh và không nên giảm quy mô hay bị thay thế bởi các công nghệ khác.

Các vùng đất ngập nước nhân tạo cũng là một trong những giải pháp thuộc hệ thống hạ tầng xanh nhằm quản lý nước, khai thác thiên nhiên tại địa phương và cung cấp môi trường sống cho hệ sinh vật.

Có hai định nghĩa về cơ sở hạ tầng xanh. Một là mạng lưới các không gian mở xanh được kết nối với nhau cung cấp hàng loạt dịch vụ hệ sinh thái - từ không khí và nước sạch đến môi trường sống của hệ sinh vật, bể chứa carbon. Định nghĩa còn lại là hạn chế hơn, các hệ thống xanh quy mô nhỏ được thiết kế trở thành cơ sở hạ tầng quản lý nước mưa đô thị. Theo hai định nghĩa, cơ sở hạ tầng xanh là tập hợp “môi trường tự nhiên và nhân tạo” và sử dụng “cảnh quan làm cơ sở hạ tầng”.

Những lợi ích của cơ sở hạ tầng xanh mang lại cho môi trường sống và hệ sinh thái là rất lớn. Từ những lợi ích môi trường rộng lớn nhất đến những lợi ích từng địa điểm, hạ tầng xanh là công cụ hiệu quả và tiết kiệm chi phí hấp thụ và cô lập carbon dioxide trong khí quyển (CO2); lọc các chất gây ô nhiễm không khí và nước; ổn định đất để ngăn ngừa, giảm xói mòn; cung cấp môi trường sống cho hệ sinh vật; giảm mức tăng nhiệt mặt trời; giảm chi phí công cho cơ sở hạ tầng quản lý nước mưa và kiểm soát lũ lụt; và giảm sự dụng năng lượng thông qua sưởi ấm và làm mát thụ động.

1. Chất lượng và lượng nước

Chất lượng nước: Nước mưa chảy tràn từ khu vực đô thị, nông thôn mang theo mầm bệnh, chất dinh dưỡng, trầm tích và kim loại nặng đến hệ thống nước mặt dòng suối, hồ và bãi biển của chúng ta. Bằng cách lọc và giữ lại nước mưa, cơ sở hạ tầng xanh giảm xả thải lượng nước ô nhiễm.

Lũ lụt: Cơ sở hạ tầng thoát nước mưa truyền thống nhanh chóng dẫn nước mưa, nước thải ra hệ thống nước mặt sông suối, làm tăng lưu lượng đỉnh và nguy cơ lũ lụt. Cơ sở hạ tầng xanh làm chậm và giảm lưu lượng nước mặt.

Cấp nước: Thu gom nước mưa và các biện pháp dựa trên thẩm thấu làm tăng hiệu quả của hệ thống cấp nước.

Nước thu được trong các hệ thống thu gom nước mưa được sử dụng để tưới tiêu ngoài trời và một số mục đích sử dụng trong nhà và làm giảm đáng kể lượng nước máy của thành phố.

Lượng nước thẩm thấu vào đất sẽ bổ sung vào nước ngầm, một nguồn nước quan trọng.

Tiết kiệm chi phí: Sử dụng hạ tầng xanh quản lý nước mưa thay vì hạ tầng xám tiết kiệm chi phí vốn thấp hơn cho các nhà đầu tư: phân loại địa điểm, vật liệu nền, loại bỏ bể chứa và hệ thống đường ống nhỏ.

2. Chất lượng không khí

Ôzôn trên mặt đất: các oxit nitơ và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi tương tác với nhau khi có nhiệt và ánh sáng mặt trời, chúng tạo ra ôzôn trên mặt đất (sương mù) tác động tiêu cực đến đường hô hấp. Hít phải khói bụi và ô nhiễm dạng hạt có thể gây ra các bệnh về đường hô hấp như đau ngực, ho, làm trầm trọng thêm bệnh hen suyễn và thậm chí tử vong sớm. Trong nghiên cứu lợi ích của cơ sở hạ tầng xanh đã phát hiện ra rằng việc tăng màu xanh của cây và xanh lam làm giảm mức độ ô nhiễm ôzôn và hạt đủ giảm đáng kể tỷ lệ tử vong, nhập viện và số ngày mất việc làm.

Ô nhiễm dạng hạt: bụi, hóa chất và kim loại lơ lửng trong không khí mà chúng ta hít thở được gọi là vật chất dạng hạt. Nó có thể xâm nhập vào phổi của chúng ta và gây ra những ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe. Cây xanh, công viên, xanh lam của mặt nước, và các tính năng cơ sở hạ tầng xanh khác làm giảm ô nhiễm dạng hạt bằng cách hấp thụ và lọc các hạt vật chất.

Thảm thực vật của hạ tầng xanh giúp loại bỏ các chất gây ô nhiễm không khí, giảm khói bụi tiếng ồn, và điều hòa vi khí hậu.

3. Lợi ích với môi trường sống và thúc đẩy đa dạng sinh học

Cải thiện môi trường sống: hạ tầng xanh mang đến môi trường sống cho các loài chim, động vật có vú, động vật lưỡng cư, bò sát và côn trùng. Những mảng thực vật như mái nhà xanh cũng có thể cung cấp môi trường sống cho nhiều loại côn trùng và chim chóc. Bằng cách giảm xói mòn và bồi lắng, hạ tầng xanh cũng cải thiện môi trường sống ở các dòng nước nhỏ.

Kết nối môi trường sống: hạ tầng xanh trên quy mô lớn như công viên và rừng đô thị, giúp tạo điều kiện thuận lợi cho việc di chuyển và kết nối hệ sinh vật hoang dã giữa các môi trường sống.

4. Lợi ích đối với cộng đồng

Việc làm xanh: hạ tầng xanh giúp giảm chi phí cơ sở hạ tầng của cộng đồng, thúc đẩy tăng trưởng kinh tế và tạo ra công việc xây dựng và bảo trì. Khi nhu cầu về các kỹ năng cơ sở hạ tầng xanh tăng lên, một loạt các chương trình đào tạo và cấp chứng chỉ mới đang xuất hiện.

Lợi ích sức khỏe: Nhiều không gian xanh và công viên khuyến khích hoạt động thể chất ngoài trời, giảm béo phì và ngăn ngừa các bệnh mãn tính như bệnh tim, huyết áp cao, đột quỵ, tiểu đường Loại II, viêm khớp và một số loại ung thư.

Không gian giải trí: Thảm thực vật và cây xanh cung cấp thêm không gian giải trí công cộng, cho phép cư dân đô thị tận hưởng không gian xanh mà không cần rời khỏi thành phố. Ngoài ra, thảm thực vật và vỉa hè thấm nước giúp giảm ô nhiễm tiếng ồn giao thông.

Giá trị tài sản: Sử dụng cơ sở hạ tầng xanh trong xây dựng và tăng thảm thực vật và độ che phủ của cây xanh làm tăng giá trị bất động sản, mang lại lợi ích cho cả chủ đầu tư và chủ sở hữu nhà.

5. Hạ tầng xanh cung cấp giải pháp phục hồi khí hậu

Cơ sở hạ tầng xanh là giải pháp hữu hiệu phục hồi khí hậu, tạo ra môi trường sống lành mạnh và cải thiện chất lượng cuộc sống.

Cộng đồng dân cư tại nhiều nơi trên thế giới hiện đang chịu tác động của trực tiếp biến đổi khí hậu như bão lũ, nước biển dâng, hiện tượng EI Nino, hiện tượng xói lở vùng ven sông, ven biển… Tùy thuộc vào vị trí địa lý nơi cộng đồng cư trú mà mức độ tác động, đe dọa của biến đổi khí hậu lên môi trường sống và hệ sinh thái và đời sống con người chịu ảnh hưởng nhiều hay ít. Và cơ sở hạ tầng xanh thực tế cung cấp khả năng phục hồi khí hậu, giúp cộng đồng trở nên kiên cường hơn, phát triển bền vững hơn trước tác động của biến đổi khí hậu.

6. Quản lý lũ lụt, ngập úng

Bằng các biện pháp dựa trên sự xâm nhập, quản lý vùng ngập úng và bảo tồn không gian mở để bổ sung cho các biện pháp khác nhằm giảm nguy cơ ngập úng.

Hạ tầng xanh giúp quản lý ngập úng cục bộ trong đô thị, khu dân cư, các giải pháp của hạ tầng xanh sẽ hấp thụ lượng mưa, giảm lượng nước mưa chảy tràn, ngăn nước tràn vào mạng lưới đường ống, đọng lại trên đường phố hay tầng hầm, tăng cường khả năng thấm nước với vườn mưa, đầm lầy sinh học và vỉa hè thẩm thấu nước, bảo tồn không gian mở khu vực ven sông giúp giảm lượng nước mưa chảy vào hệ thống nước mặt suối, sông, ao hồ bảo vệ chức năng tự nhiên của vùng đồng bằng, giảm thiệt hại cho cơ sở hạ tầng và tài sản.

Bên cạnh đó, lắp đặt hạ tầng xanh như vườn mưa, đường phố xanh, đầm lầy sinh học… cho phép nước mưa thấm dần vào lòng đất giống như trong môi trường tự nhiên giúp bổ sung trữ lượng nước ngầm trong khu vực.

7. Giảm hiệu ứng đảo nhiệt đô thị

“Đảo nhiệt đô thị” xảy ra khi các thành phố thay thế lớp đất tự nhiên bằng mật độ dày đặc các bề mặt bị bê tông hóa như vỉa hè, tòa nhà và các bề mặt hấp thụ và giữ nhiệt khác. Hiệu ứng này làm tăng chi phí năng lượng, mức độ ô nhiễm không khí, bệnh tật và tử vong liên quan đến nhiệt. Biến đổi khí hậu có thể dẫn đến những đợt nắng nóng thường xuyên hơn, nghiêm trọng hơn và kéo dài hơn trong những tháng mùa hè và hạ tầng xanh với không gian xanh, mái nhà xanh và thảm thực vật có thể giúp giảm hiệu ứng đảo nhiệt đô thị bằng cách tạo bóng mát cho bề mặt tòa nhà, làm chệch hướng bức xạ mặt trời và cung cấp độ ẩm cho môi trường. Mái nhà xanh là một chiến lược giảm đảo nhiệt lý tưởng, mang lại cả hiệu quả là mát trực tiếp và xung quanh. Ngoài ra, mái nhà xanh cải thiện chất lượng không khí bằng cách giảm hiệu ứng đảo nhiệt và hấp thụ các chất ô nhiễm.

8. Giảm nhu cầu năng lượng của các tòa nhà

Sử dụng hạ tầng xanh tạo bóng mát, tăng độ ẩm môi trường, giảm ô nhiễm khói bụi tiếng ồn giúp giữ nhiệt độ tòa nhà ở mức dễ chịu và giảm năng lượng sử dụng điều hòa.

Cơ sở hạ tầng xanh là rất quan trọng để chống lại biến đổi khí hậu, tạo ra môi trường xây dựng lành mạnh và cải thiện chất lượng cuộc sống.

III. Kết luận

Cơ sở hạ tầng xanh được ứng dụng trong đô thị hiện đại với hệ thống quản lý nước mưa xanh, thông minh, tiết kiệm chi phí và cung cấp môi trường sống cho động vật hoang dã, hệ thống công viên và rừng đô thị, hệ thống giao thông xanh (đường phố xanh) và mái nhà xanh…mang thiên nhiên trở về với đô thị.

Các nhà nghiên cứu đã chứng minh vận hành cơ sở hạ tầng xanh hoạt động mang lại lợi ích môi trường và lợi ích kinh tế nhiều hơn cơ sở hạ tầng xám.

Cơ sở hạ tầng xanh cần được coi trọng trong các đồ án quy hoạch vùng và đô thị thông minh đảm bảo cộng đồng có một môi trường đáng sống và chất lượng không khí, chất lượng và trữ lượng và nước sạch cho thế hệ tương lai. Cơ sở hạ tầng xanh cần được thiết kế và chú trọng đến môi trường sống của hệ sinh vật trong môi trường hoang dã đang ngày càng bị đe dọa bởi biến đổi khí hậu, cung cấp các hệ thống hành lang, lối đi xanh cho phép di chuyển qua các khu định cư của con người, những hành lang cũng là những không gian đẹp mà con người muốn sống, muốn sử dụng.

ThS.KTS. Trần Vân Khánh
Bộ môn Kiến trúc cảnh quan
Khoa Quy hoạch đô thị & nông thôn
Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội