Thiết kế đô thị phòng chống bão - Đồ án Dynamic Capacities, giải nhất

ONE PRIZE là cuộc thi thiết kế đô thị do TERREFORM ONE tổ chức hàng năm. Là một nhóm phi lợi nhuận có văn phòng tại New York, TERREFORM ONE tập hợp các cá nhân chuyên về thiết kế, sinh học, xây dựng cùng nhiều chuyên ngành khác và thực hiện các nghiên cứu, đào tạo, xuất bản, triển lãm các giải pháp sáng tạo mang tính sinh thái-xã hội cho các đô thị trên thế giới.

Chủ đề của ONE PRIZE năm 2013 đặt ra tình hình bão tố, ngập lụt và nước biển dâng đã trở thành một biểu hiện rõ ràng của hiện tượng biến đổi khí hậu toàn cầu. Ứng phó với biến đổi khí hậu đòi hỏi sự hợp tác ở nhiều cấp độ, từ các nhân, tổ chức đến xã hội; giữa các nhà kinh tế, nhà khoa học, chính quyền và các tổ chức dân sự. Cách thức phản ứng thường gặp ở các đô thị trên thế giới là sửa chữa, tái xây dựng và phòng chống có thể phù hơp về mặt hạ tầng nhưng lại thường bỏ qua các yếu tố môi trường hay xã hội. Rút ngắn khoảng cách giữa khoa học kỹ thuật và các mục tiêu cộng đồng vì thế là nhiệm vụ các các nhà thiết kế, nhà sinh thái học, kỹ sư, quy hoạch sư và kiến trúc sư.

Đồ án Dynamic Capacities, giải nhất ONE PRIZE 2013.

Đồ án đạt giải nhất cuộc thi năm nay thuộc về Kenya Endo đến từ Tokyo, Nhật Bản. Theo số liệu của tác giả, dù vùng độ thị Tokyo đã bắt đầu xây dựng các con đập từ 60 năm trước, một cơn bão lớn với tần suất xuất hiện 200 năm một lần vẫn có thể gây thiệt hại 400 tỷ USD và ảnh hưởng đến 2,3 triệu người. Mặt khác, với tình hình suy giảm dân số và tuổi thọ trung bình ngày càng cao của Nhật Bản thì đầu tư vào một dự án siêu hạ tầng để quản lý nước không phải là giải pháp tối ưu. Từ đó, tác giả đề xuất phương án cải tạo hệ thống sông Tone (Tây Bắc thành phố Tokyo) theo 4 nguyên tắc:

Xây dựng hệ thống sinh thái phi tập trung để giữ nước thay vì tập trung giải pháp vào một khu vực;
Bảo vệ các khu vực thấp và bằng phẳng, mở rộng diện tích các bề mặt mềm và thấm nước, hạn chế các bề mặt cứng, bê tông hóa;
Tạo không gian cho vòng tuần hoàn vật chất thay vì ngăn cách, cản trở cách chức năng sinh thái;
Kết hợp linh hoạt các hoạt động đô thị vào không gian sinh thái thay vì tạo sự tách biệt, phân chia rõ ràng giữa hai chức năng đô thị-sinh thái.

Hàng năm lượng bùn đất bồi lắng (sediments) tại con đập Shimokubo (cách bờ nam sông Tone khoảng 20km) là 220.000 m3. Theo đề xuất, lượng bùn này sẽ được nạo vét và sử dụng cho việc cải tạo bờ sông Tone. Gỗ tùng (cedar) và bách (cypress) từ khu rừng trồng trong bán kính 5km quanh con đập (15.3 km2) cũng được sử dụng cho việc cải tạo.

Các bản đồ thể hiện hiện trạng khu vực. Bản đồ bên phải thể hiện các đường đồng mức 10m, cho thấy địa hình đồi dốc tại khu vực đập Shimokubo. Màu hồng là khu vực có nguy cơ sạt lở đất.

Do thiếu sự chăm sóc và mật độ rừng trồng quá cao nên khu vực này thường xảy ra xói lở và có tính đa dạng sinh thái thấp. Tác giả đề xuất hạ bớt mật độ rừng trồng bằng cách đốn bỏ có kế hoạch để tạo không gian cho các loài khác phát triển. Hệ sinh thái đa dạng, đa tầng sẽ giúp hạn chế xói lở khi mưa lớn xảy ra, theo đó lượng bùn bồi lắp trong đập cũng giảm đi.

Bùn đất và gỗ sau khi cải tạo đập sẽ được vận chuyển theo đường sông đến khu vực sông Tone. Bùn đất và gỗ được xử lý để làm các kết cấu dọc bờ sông, tạo không gian phát triển hệ sinh thái.

Bản đồ thể hiện ý tưởng cải tạo chung hai bờ sông Tone, con sông dài thứ hai Nhật Bản với 12 triệu người sinh sống trong vùng châu thổ. Tùy theo vị trí sẽ có các giải pháp hạn chế (intercept), giải pháp trữ và lọc nước (purify) hoặc giải pháp xây dựng (store). Trong trường hợp bão lớn, các cánh đồng thấp sẽ được dùng để kết hợp chứa nước. Có khoảng 4km2 diện tích như vậy trong khu vực với sức chứa 13 triệu m3, tương đương 1/10 sức chứa của đập Shimokubo.

Giải pháp hạn chế được áp dụng tại các khu vực rộng lớn dọc sông. Bờ sông được thiết kế như những đoạn ngắn, xoay thành một góc nghịch với dòng chảy. Nước sông khi dâng cao sẽ chảy tràn vào khoảng trống giữa các đoạn này, góc nghiêng giúp chặn bớt nước và đất bồi khỏi dòng chảy chính.

Mô phỏng thay đổi của mặt nước trong điều kiện thông thường, khi dâng cao 3m và 6m. Thiết kế mới của bờ sông vẫn giữ không gian cho nước đồng thời tạo được không gian sinh hoạt đô thị. Các vật liệu gỗ và đá được thiết kế làm các mô đun theo nhiều hình dạng khác nhau.

Ví dụ về cảnh quan bờ sông. Tác giả đề xuất các loài common reed, manchurian wild rice cho khu vực ngập nước; snake’s tongue, violet, tea viburnum, japanese silver grass cho khu vực trồng cây bụi, Japanese oak, sawtooth oak cho khu đất cao hơn.

Hệ sinh thái ven sông.

Hệ thống hồ trữ và lọc nước được áp dụng ở những nơi kênh thủy lợi hay sông nhỏ đổ ra sông lớn. Các chất nitơ hay phốt pho từ hoạt động sản xuất nông nghiệp được hấp thụ qua hệ thống thủy sinh trong hồ, các chất độc được lọc qua than hoạt tính.

Tác giả đề xuất trồng eelgrass, hydrilla cho các loài thủy sinh; pigmy waterlily, water caltrop cho các loài trên mặt nước; common reed, manchurian wild rice cho cây bụi có rễ ngập nước.

Hệ sinh thái ngập nước.

Giải pháp xây dựng đề xuất các mô hình đô thị phù hợp để kết hợp đời sống đô thị vào không gian nước. Các block đều có quy mô nhỏ với chiều dài trung bình 200m mỗi cạnh. Mô hình nhà sàn được đề xuất nhằm kết hợp nhà ở và đê điều.

Chiến lược tái bố trí để hạn chế phát triển. Chức năng chủ yếu ở những khu vực này là sản xuất nông nghiệp với các đê cấp 1 và 2.

Chiến lược nâng cấp được áp dụng để duy trì hệ thống giao thông và mật độ hiện hữu. Tuy nhiên mô hình đô thị sẽ được nâng cấp với tính đàn hồi hệ thống cao hơn, qua việc tích hợp nhà ở và không gian công cộng với hệ thống đê điều.

Chiến lược nâng cao mật độ được dùng đế tập trung phát triển các khu vực dân cư và sản xuất công nghiệp. Hệ thống đê thứ cấp được dùng để gia tăng tính an toàn cho các công trình.