Tổng quan luận án

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Biến đổi khí hậu (BĐKH) và hiện tượng nước biển dâng (NBD) đang gia tăng với nhiều diễn biến phức tạp. Giai đoạn 1993–2010, dữ liệu đo đạc vệ tinh Topex/Poseidon ghi nhận mực nước biển toàn cầu tăng từ 3,1 ± 0,7 mm/năm. Tại Việt Nam, trong vòng 50 năm qua, mực nước biển dâng khoảng 20 cm và nhiệt độ trung bình tăng khoảng 0,7 °C. Báo cáo của Ngân hàng Thế giới (2011) xếp Việt Nam vào nhóm 5 quốc gia chịu ảnh hưởng nặng nề nhất do phần lớn dân số và tài sản kinh tế tập trung tại các vùng đồng bằng và dải đất trũng ven biển.

Vùng duyên hải Bắc Bộ (VDHBB) gồm 5 tỉnh, thành phố: Quảng Ninh, Hải Phòng, Thái Bình, Nam Định và Ninh Bình; sở hữu hơn 550 km bờ biển, diện tích tự nhiên trên 12.000 km² và dân số trên 8,65 triệu người. Trong những năm gần đây, hệ thống 8 đô thị từ loại III trở lên trực thuộc tỉnh trong vùng chịu tác động rõ rệt từ tổ hợp thiên tai cực đoan: mưa lớn cục bộ, bão, triều cường dâng cao và lũ từ thượng nguồn đổ về. Theo Kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng năm 2016 (kịch bản RCP 4.5), mức biến đổi lượng mưa giai đoạn 2016–2035 tại tỉnh Quảng Ninh và TP. Cẩm Phả dự báo tăng 20,4% (cao thứ 2 cả nước, chỉ sau Hải Phòng); mực nước biển dâng khu vực Móng Cái – Hòn Dáu có giá trị trung bình 13 cm (biên độ dao động 8–18 cm).

Thực tế quản lý quy hoạch thoát nước (QHTN) tại các đô thị VDHBB còn nhiều bất cập:

  • Chưa có đồ án quy hoạch chuyên ngành thoát nước độc lập mà chủ yếu lồng ghép trong quy hoạch chung hoặc chuẩn bị kỹ thuật.
  • Nội dung quy hoạch thiếu tính đồng bộ, khả năng dự báo thấp, chưa tích hợp đầy đủ các kịch bản BĐKH và NBD.
  • Thiếu hụt nguồn nhân lực có chuyên môn sâu, chức năng và thẩm quyền quản lý chưa được thể chế hóa rõ ràng.
  • Thiếu hụt ngân sách đầu tư và vắng bóng các mô hình đối tác công tư (PPP).
  • Các quy định quản lý ban hành kèm đồ án còn thiếu tính khả thi, gây khó khăn cho công tác kiểm tra, xử lý vi phạm.

Khoảng trống nghiên cứu được xác định là sự thiếu vắng một khung giải pháp toàn diện về quản lý quy hoạch thoát nước mặt đô thị tích hợp yếu tố BĐKH, kết hợp giữa quy trình hành chính, quy chuẩn kỹ thuật, mô hình thoát nước bền vững (SUDs) và ứng dụng công nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS) phù hợp với điều kiện địa hình đặc thù của VDHBB.

Mục tiêu nghiên cứu

Luận án xác định 3 mục tiêu cụ thể:

  1. Đánh giá thực trạng công tác quản lý quy hoạch thoát nước giảm thiểu ngập úng và các tác động của biến đổi khí hậu tại các đô thị Vùng duyên hải Bắc Bộ.
  2. Đề xuất các giải pháp quản lý quy hoạch thoát nước nhằm giảm thiểu ngập úng cho các đô thị Vùng duyên hải Bắc Bộ thích ứng với biến đổi khí hậu.
  3. Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào địa bàn cụ thể là Thành phố Cẩm Phả (tỉnh Quảng Ninh), góp phần nâng cao tính khả thi của các giải pháp đề xuất.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: Công tác quản lý quy hoạch thoát nước nhằm giảm thiểu ngập úng đô thị thích ứng với biến đổi khí hậu, trọng tâm là hệ thống thoát nước mặt (thoát nước mưa).
  • Phạm vi không gian: Các đô thị từ loại III trở lên trực thuộc tỉnh tại Vùng duyên hải Bắc Bộ (gồm 8 đô thị: Hạ Long, Cẩm Phả, Uông Bí, Móng Cái thuộc Quảng Ninh; Thái Bình thuộc Thái Bình; Nam Định thuộc Nam Định; Ninh Bình, Tam Điệp thuộc Ninh Bình), trong đó chọn Thành phố Cẩm Phả làm địa bàn nghiên cứu ứng dụng chuyên sâu.
  • Phạm vi thời gian: Định hướng quy hoạch và quản lý đến năm 2030.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu trước đây

Tác giả đã tổng hợp và phân loại các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến đề tài:

Nghiên cứu quốc tế:

  • Nghiên cứu về mực nước biển dâng và biến đổi khí hậu toàn cầu: Meissner (2009), Imura (2013), Trenberth (2011) về mối liên hệ giữa nhiệt độ bề mặt và khả năng giữ hơi nước của khí quyển (tăng 7% hơi nước khi nhiệt độ tăng 1 °C); Hay et al. về tốc độ gia tăng mực nước biển.
  • Quản lý ngập lụt đô thị tích hợp: IPCC (2008); các mô hình Quản lý ngập lụt tổng hợp (IFM) và Quản lý tổng hợp tài nguyên nước (IWRM).
  • Ứng dụng công nghệ cảnh báo và điều hành ngập lụt: Ứng dụng di động "Flood Alert" tại Anh và xứ Wales (triển khai từ 2011); Công nghệ phòng chống ngập lụt B-Dash do Bộ Đất đai, Cơ sở hạ tầng, Giao thông và Du lịch Nhật Bản ứng dụng (Hisaoka, 2018); Hệ thống Radar chuyên dụng đo mưa tại TP. Osaka (Suzuki, 2018).

Nghiên cứu và dự án trong nước:

  • Dự án "Thoát nước và Chống ngập úng tại các Đô thị quy mô vừa vùng Duyên hải Việt Nam ứng phó với Biến đổi khí hậu" do Tổ chức Hợp tác Phát triển Đức (GIZ) tài trợ từ năm 2012 tại 5 thành phố: Quy Nhơn, Tuy Hòa, Sóc Trăng, Nha Trang và Quảng Ngãi.
  • Các đề tài khoa học: "Nghiên cứu ứng dụng Kỹ thuật sinh thái (ecological engineering) xây dựng hệ thống tiêu thoát nước đô thị bền vững (SUDs), góp phần phòng chống ngập úng, lún sụt và ô nhiễm ở TP. Hồ Chí Minh"; "Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến hệ thống hạ tầng kỹ thuật đô thị"; "Đô thị nước nhằm ứng phó với biến đổi khí hậu"; "Nghiên cứu đề xuất các giải pháp chống ngập cho Thành phố Hồ Chí Minh".
  • Các đồ án quy hoạch thoát nước chuyên ngành tại 5 thành phố trực thuộc Trung ương: Hải Phòng (đến 2025, tầm nhìn 2050), Hà Nội (đến 2030, tầm nhìn 2050), Đà Nẵng (đến 2030, tầm nhìn 2050), TP. Hồ Chí Minh (đến 2020), Cần Thơ (đến 2030, tầm nhìn 2050).

Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết

Các nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung vào khía cạnh giải pháp công trình kỹ thuật hoặc áp dụng cho các đại đô thị trực thuộc Trung ương (Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh) và các đô thị duyên hải miền Trung - miền Nam. Chưa có công trình nào nghiên cứu toàn diện dưới góc độ quản lý quy hoạch thoát nước đô thị cho mạng lưới các đô thị trực thuộc tỉnh vùng Duyên hải Bắc Bộ – nơi có đặc thù phân hóa địa hình sâu sắc (vừa có địa hình đồi núi dốc, vừa có đồng bằng châu thổ trũng thấp) gắn với kịch bản BĐKH năm 2016. Luận án giải quyết khoảng trống này bằng cách xây dựng hệ thống giải pháp quản lý từ khâu lập, thẩm định, phê duyệt đến quản lý xây dựng theo quy hoạch, đồng thời đề xuất sửa đổi quy chuẩn xây dựng quốc gia.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

Luận án vận dụng các lý thuyết, khái niệm và công cụ quản lý chuyên ngành:

  • Khái niệm cốt lõi: Biến đổi khí hậu, Ngập lụt (do lũ lụt sông/biển), Ngập úng (do mưa và năng lực tiêu thoát kém), Hệ thống thoát nước (chung, riêng, nửa riêng), Hồ điều hòa, Hoạt động quy hoạch đô thị, Quản lý quy hoạch thoát nước, Quy hoạch chuyên ngành thoát nước và xử lý nước thải.
  • Khung lý thuyết tiếp cận:
    • Quản lý tổng hợp ngập lụt (IFM) và Quản lý tổng hợp tài nguyên nước (IWRM): Xem xét ngập úng đô thị trong chỉnh thể toàn lưu vực sông.
    • Mô hình thoát nước bền vững (SUDs - Sustainable Urban Drainage Systems): Tiếp cận dòng chảy mặt theo hướng thấm, lọc, thu gom, lưu trữ tạm thời và điều tiết tự nhiên trước khi xả ra nguồn tiếp nhận.
    • Chuyển dịch mô hình đánh giá rủi ro: Chuyển từ đánh giá thụ động dựa trên số liệu quá khứ sang đánh giá rủi ro dự báo đa kịch bản tương lai có tính đến yếu tố bất định của khí hậu và sự biến động sử dụng đất.

Phương pháp nghiên cứu

Luận án sử dụng phương pháp hỗn hợp, kết hợp phân tích thể chế, chính sách (định tính) và mô hình hóa dữ liệu không gian, thống kê khí tượng thủy văn (định lượng):

  1. Phương pháp điều tra, khảo sát: Khảo sát thực địa hệ thống cống, hồ điều hòa, cửa xả; phỏng vấn, trao đổi trực tiếp với cán bộ quản lý tại các Sở Xây dựng, Phòng Quản lý đô thị và người dân tại các khu vực thường xuyên ngập úng.
  2. Phương pháp tổng hợp, phân tích: Hệ thống hóa các chỉ tiêu kinh tế - xã hội, dữ liệu ngập úng, văn bản quy phạm pháp luật và hệ thống tiêu chuẩn, quy chuẩn xây dựng hiện hành.
  3. Phương pháp chuyên gia: Tham vấn ý kiến các chuyên gia đầu ngành trong lĩnh vực quy hoạch hạ tầng kỹ thuật và quản lý đô thị qua các cuộc hội thảo khoa học.
  4. Phương pháp kế thừa: Tiếp thu có chọn lọc các lý thuyết quản lý, mô hình SUDs quốc tế, cơ sở dữ liệu Kịch bản BĐKH năm 2016 của Bộ Tài nguyên và Môi trường.
  5. Phương pháp so sánh: Phân tích đối chiếu tác động BĐKH giữa các vùng trong cả nước, so sánh đặc thù địa hình - ngập úng giữa 2 tiểu vùng trong VDHBB (tiểu vùng đồi núi Quảng Ninh và tiểu vùng đồng bằng Thái Bình – Nam Định – Ninh Bình).
  6. Phương pháp dự báo: Ứng dụng kịch bản phát thải trung bình RCP 4.5 để dự báo diễn biến lượng mưa và mực nước biển dâng đến năm 2030, 2035 và 2050.
  7. Phương pháp bản đồ, chồng ghép bản đồ và mô hình hóa GIS: Sử dụng phần mềm ArcGIS để tích hợp dữ liệu địa hình, mạng lưới thoát nước, quy hoạch sử dụng đất và kịch bản ngập lụt nhằm xây dựng bản đồ nguy cơ ngập úng tại TP. Cẩm Phả.

Nguồn tư liệu và dữ liệu

  • Dữ liệu niên giám thống kê các tỉnh Quảng Ninh, Hải Phòng, Thái Bình, Nam Định, Ninh Bình (năm 2018).
  • Kịch bản Biến đổi khí hậu và Nước biển dâng cho Việt Nam (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2016).
  • Hồ sơ đồ án quy hoạch chung xây dựng, quy hoạch phân khu của 8 đô thị nghiên cứu.
  • Số liệu khảo sát của Viện Khoa học và Kỹ thuật Môi trường, số liệu quan trắc khí tượng thủy văn tại trạm Hòn Dấu và Phù Liễn.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về quản lý quy hoạch thoát nước giảm thiểu ngập úng và biến đổi khí hậu

Chương 1 tập trung phân tích bối cảnh quốc tế, đặc điểm tự nhiên - kinh tế - xã hội vùng Duyên hải Bắc Bộ và thực trạng hệ thống thoát nước cùng công tác quản lý quy hoạch.

1. Điều kiện tự nhiên và phân vùng ngập úng: VDHBB nằm từ 19º 57’ 35’’ đến 21º40’ 40’’ Vĩ Bắc và 105º 31’ 36” đến 108º 05’ 04” Kinh Đông. Chế độ thủy triều tại trạm Hòn Dấu mang tính nhật triều thuần nhất (khoảng 25 ngày/tháng), biên độ triều lớn nhất nước (3–4 m vào kỳ nước cường, cường suất mực nước lên xuống đạt 0,5 m/giờ; mực nước trung bình nhiều năm là 1,95 m, cao nhất đạt 4,21 m). Khí hậu ghi nhận các hiện tượng cực đoan: bão WENDY (1968) gió giật 50 m/s tại Phù Liễn; bão JOE (1977) nước dâng 176 cm; trận mưa lịch sử tại Quảng Ninh (23–29/7/2015) vượt 1.000 mm làm 23 người chết, thiệt hại hơn 1.000 tỷ đồng.

Luận án phân chia VDHBB thành 2 tiểu vùng rõ rệt:

  • Tiểu vùng phía Bắc (Quảng Ninh): 90% diện tích là đồi núi, sông suối ngắn, dốc, lưu lượng mùa khô 1,45 m³/s nhưng mùa mưa lên tới 1.500 m³/s. Nguy cơ ngập chủ yếu do lũ quét từ thượng nguồn kết hợp xỉ than, đất đá bồi lấp.
  • Tiểu vùng phía Nam (Thái Bình, Nam Định, Ninh Bình): Địa hình đồng bằng châu thổ bằng phẳng (cao độ 0,7–3,0 m), phụ thuộc hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình; ngập úng chủ yếu do mưa lớn nội vùng không thấm được và diện tích ao hồ bị san lấp.
STT Tên đô thị Tỉnh Loại đô thị Diện tích (km²) Dân số trung bình (nghìn người) GDP (tỷ đồng) Tốc độ tăng trưởng GDP (%)
1 Hạ Long Quảng Ninh I 271,95 277 11.080,3 14,90
2 Nam Định Nam Định I 46,40 380 6.505,5 14,66
3 Uông Bí Quảng Ninh II 256,30 174 6.272,3 13,70
4 Cẩm Phả Quảng Ninh II 486,45 203 12.090,0 14,00
5 Thái Bình Thái Bình II 67,71 268 19.868,0 14,67
6 Ninh Bình Ninh Bình II 48,36 165 2.922,5 11,70
7 Móng Cái Quảng Ninh III 519,58 105 4.764,5 14,35
8 Tam Điệp Ninh Bình III 104,98 104 - -
9 Hải Phòng TP. trực thuộc TW I (ĐB) - - 125.633,8 11,10

2. Tỷ lệ mặt phủ tự nhiên và diện tích mặt nước:

  • Tại Quảng Ninh, tỷ lệ đất rừng trên diện tích tự nhiên: Uông Bí (40,14%), Móng Cái (34,14%), Hạ Long (32,38%), Cẩm Phả (22,15%).
  • Trong 10 năm, diện tích mặt nước tại các đô thị VDHBB bị san lấp, thu hẹp từ 10% đến 50%. Tỷ lệ đất cây xanh, mặt nước theo quy hoạch tại một số đô thị rất thấp (Móng Cái chỉ đạt 3,33%).

3. Thực trạng hệ thống hạ tầng thoát nước:

  • Hầu hết các đô thị dùng hệ thống thoát nước chung cho cả nước mưa và nước thải.
  • Chiều dài cống bình quân trên đầu người đạt 0,05–0,08 m/người (thấp hơn nhiều so với Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh là 0,2–0,25 m/người và mức trung bình thế giới là 2,0 m/người).
  • Chất lượng đường cống: 50% bị hư hỏng, 30% xuống cấp, chỉ 20% cống mới xây dựng hoạt động tốt.
STT Tên thành phố Tình trạng đồ án / dự án thoát nước đang triển khai
1 Móng Cái Lồng ghép trong Quy hoạch chung xây dựng KKT cửa khẩu Móng Cái đến 2030, tầm nhìn 2050
2 Uông Bí Dự án hệ thống thoát nước và xử lý nước thải TP. Uông Bí (vốn ODA)
3 Cẩm Phả Lồng ghép trong Quy hoạch chung xây dựng TP. Cẩm Phả đến 2030, tầm nhìn ngoài 2050
4 Hạ Long Dự án thoát nước và xử lý nước thải TP. Hạ Long (vốn JICA)
5 Thái Bình Dự án cải tạo và xây dựng hệ thống thoát nước TP. Thái Bình (vốn Việt Nam - Na Uy)
6 Nam Định Lồng ghép trong Đồ án điều chỉnh Quy hoạch chung xây dựng TP. Nam Định đến 2025
7 Ninh Bình Dự án hệ thống thoát nước, thu gom và xử lý nước thải TP. Ninh Bình (vốn WB)
8 Tam Điệp Lồng ghép trong Đồ án điều chỉnh Quy hoạch chung xây dựng TX. Tam Điệp đến 2030

4. Thực trạng bộ máy quản lý quy hoạch thoát nước: Bộ máy quản lý tại các Sở Xây dựng địa phương còn mỏng, đa phần ghép chung chức năng quản lý hạ tầng kỹ thuật với phát triển đô thị.

STT Sở Xây dựng Tên phòng chuyên môn Mô hình Lãnh đạo (người) Biên chế (người)
1 Quảng Ninh Phòng Hạ tầng kỹ thuật và phát triển đô thị Gộp chung 2 4
2 Nam Định Phòng Phát triển đô thị và hạ tầng kỹ thuật Gộp chung 2 4
3 Thái Bình Phòng Quản lý hạ tầng kỹ thuật Độc lập 2 4
4 Ninh Bình Phòng Kinh tế phát triển đô thị và hạ tầng kỹ thuật đô thị Gộp chung 3 4

Chương 2: Cơ sở khoa học về quản lý quy hoạch thoát nước nhằm giảm thiểu ngập úng cho các đô thị Vùng duyên hải Bắc Bộ thích ứng với biến đổi khí hậu

Chương 2 thiết lập khung lý luận, cơ sở pháp lý và tổng kết kinh nghiệm thực tiễn phục vụ việc đề xuất giải pháp.

1. Cơ sở lý luận và kỹ thuật:

  • Luận chứng về việc lồng ghép các kịch bản BĐKH (nhiệt độ, lượng mưa, bão, nước biển dâng) vào các đồ án quy hoạch hạ tầng kỹ thuật đô thị.
  • Thiết lập khung kỹ thuật mô hình thoát nước bền vững (SUDs): Cơ chế làm chậm dòng chảy mặt (attenuation), tăng cường bổ cập nước ngầm qua thấm tự nhiên (infiltration), giảm tải lưu lượng đỉnh cho hệ thống cống ngầm đô thị.
  • Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS): Mô hình hóa cơ sở dữ liệu GIS tích hợp cấp đô thị trong ArcGIS để phân tích địa hình, độ dốc lưu vực và chồng lớp ranh giới ngập úng theo các kịch bản NBD.

2. Cơ sở pháp lý và văn bản quy chuẩn:

  • Hệ thống văn bản Luật và Nghị định: Luật Quy hoạch đô thị (2009), Luật Xây dựng (2014); Nghị định 37/2010/NĐ-CP, Nghị định 80/2014/NĐ-CP (về thoát nước và xử lý nước thải), Nghị định 44/2015/NĐ-CP.
  • Thông tư hướng dẫn: Thông tư 10/2010/TT-BXD, Thông tư liên tịch 07/2015/TTLT-BXD-BNV, Thông tư 12/2016/TT-BXD.
  • Chiến lược quốc gia: Quyết định 1670/QĐ-TTg về Chương trình mục tiêu ứng phó BĐKH và tăng trưởng xanh; Quyết định 811/QĐ-BXD về Kế hoạch hành động ứng phó BĐKH của ngành Xây dựng giai đoạn 2016–2020.
  • Hệ thống quy chuẩn, tiêu chuẩn: QCXDVN 01:2008 (Quy hoạch xây dựng), QCVN 07-2:2016 (Hạ tầng kỹ thuật - Thoát nước), TCVN 7957:2008 (Thoát nước - Mạng lưới bên ngoài và công trình).

3. Bài học kinh nghiệm:

  • Kinh nghiệm trong nước: Mô hình thoát nước mưa cảnh quan sinh thái tại Khu đô thị Ecopark; bài học từ các dự án ODA thoát nước tại TP. Hồ Chí Minh, Hà Nội, Đà Nẵng, Cần Thơ.
  • Kinh nghiệm quốc tế:
    • Thái Lan: Quy trình xây dựng kế hoạch quản lý ngập úng tổng hợp cho TP. Bangkok.
    • Nhật Bản: Mô hình phòng chống ngập lụt kết hợp đa tầng tại Tokyo, Osaka; hệ thống Radar quan trắc mưa thời gian thực.
    • Vương quốc Anh & Xứ Wales: Cơ chế tháo gỡ rào cản tổ chức trong quản lý thoát nước mặt đô thị và ứng dụng bản đồ rủi ro trực tuyến.
    • Hoa Kỳ: Các mô hình SUDs quy mô khuôn viên tại Đại học George Washington.

Chương 3: Giải pháp quản lý quy hoạch thoát nước nhằm giảm thiểu ngập úng cho các đô thị Vùng duyên hải Bắc Bộ thích ứng với biến đổi khí hậu

Chương 3 đề xuất hệ thống giải pháp đồng bộ và thực nghiệm áp dụng tại TP. Cẩm Phả.

1. Quan điểm, mục tiêu và nguyên tắc quản lý:

  • Tiếp cận quản lý quy hoạch thoát nước theo toàn bộ lưu vực thủy văn, không chia cắt theo địa giới hành chính thuần túy.
  • Kết hợp hài hòa giải pháp công trình (cống, đê, trạm bơm, hồ điều hòa) và giải pháp phi công trình (quy chế quản lý, mô hình SUDs, bảo vệ bề mặt thấm tự nhiên, nâng cao năng lực bộ máy).
  • Chủ động tích hợp kịch bản BĐKH và NBD (kịch bản RCP 4.5) vào việc xác định cao độ nền xây dựng và tính toán công suất hệ thống thoát nước mặt.

2. Hệ thống nhóm giải pháp quản lý quy hoạch đề xuất:

  • Nhóm 1: Quản lý mô hình thoát nước bền vững (SUDs):
    • Theo mạng lưới đường giao thông: Quy định tỷ lệ diện tích vỉa hè thấm nước, bố trí rãnh thấm sinh thái (swales), dải cây xanh lọc nước dọc các tuyến trục chính và trục khu vực.
    • Theo chức năng sử dụng đất dân dụng: Đưa ra yêu cầu bắt buộc về diện tích thấm tối thiểu trong khuôn viên công trình nhà ở, công cộng, thương mại dịch vụ; tận dụng sân vườn, bãi đỗ xe lát gạch tự chèn rỗng để giảm lưu lượng dòng chảy mặt.
  • Nhóm 2: Đổi mới quy trình lập và quản lý đồ án quy hoạch thoát nước:
    • Chuẩn hóa quy trình 8 bước từ lập nhiệm vụ, khảo sát hiện trạng (tích hợp dữ liệu BĐKH), lập đồ án, lấy ý kiến cộng đồng, thẩm định, phê duyệt đến công bố và cắm mốc giới quản lý thoát nước.
    • Làm rõ trách nhiệm, thẩm quyền phối hợp giữa Sở Xây dựng, Sở Tài nguyên và Môi trường, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn và UBND cấp huyện/thành phố.
  • Nhóm 3: Các giải pháp kỹ thuật và không gian trong quản lý:
    • Quản lý lưu vực và vùng đệm sinh thái: Thiết lập hành lang bảo vệ dọc sông suối, bảo tồn và phát triển rừng ngập mặn ven biển nhằm giảm sóng và triều dâng.
    • Quản lý hệ thống hồ và mặt nước: Cấm tuyệt đối hành vi san lấp hồ điều hòa tự nhiên; quy định tỷ lệ diện tích mặt nước điều tiết tối thiểu trong từng phân khu đô thị; thực hiện nạo vét định kỳ.
    • Quản lý cao độ nền xây dựng: Rà soát và nâng cao độ khống chế xây dựng đô thị phù hợp với mực nước triều kết hợp kịch bản NBD; kiểm soát nghiêm ngặt việc san nền tại các dự án mới để không gây ngập úng cục bộ cho khu dân cư hiện hữu xung quanh.
    • Vật liệu xây dựng mới: Khuyến khích sử dụng bê tông xốp thấm nước, gạch bê tông tự chèn rỗng, vật liệu tái chế cho vỉa hè, lối đi bộ và quảng trường.
  • Nhóm 4: Hoàn thiện văn bản quy chuẩn và nâng cao năng lực:
    • Đề xuất bổ sung, sửa đổi Quy chuẩn xây dựng Việt Nam (QCXDVN 01:2008): Bổ sung quy định bắt buộc về tỷ lệ bề mặt phủ thấm nước tối thiểu cho từng loại hình đất đô thị; chỉ tiêu diện tích mặt nước hồ điều hòa tính theo diện tích lưu vực; quy định cao độ nền khống chế có tính đến nước biển dâng.
    • Nâng cao năng lực chuyên môn cho cán bộ Phòng Quản lý đô thị; đào tạo ứng dụng phần mềm GIS trong xây dựng cơ sở dữ liệu hạ tầng kỹ thuật.
    • Xây dựng quy chế huy động sự tham gia giám sát của cộng đồng dân cư trong việc bảo vệ kênh mương, hồ điều hòa và phản ánh vi phạm trật tự xây dựng thoát nước.

3. Kết quả ứng dụng vào địa bàn Thành phố Cẩm Phả:

  • Đặc điểm TP. Cẩm Phả: Diện tích 486,45 km², địa hình dốc mạnh từ Bắc (đồi núi than) xuống Nam (vịnh Bái Tử Long), đường Quốc lộ 18A chạy dọc đô thị đóng vai trò đê ngăn tạm thời. Thoát nước mặt theo mô hình gián tiếp: cống nội thị → hồ điều hòa → suối/kênh dẫn → cống ngăn triều → biển. Ngập úng nghiêm trọng xảy ra khi mưa lớn cuốn trôi bùn cát, sỉ than từ các khai trường mỏ làm tắc cống và suối (khu vực Quang Hanh, Cẩm Thạch, Cửa Ông, Cọc 6).
  • Xác định lại cao độ nền xây dựng: Tính toán lại cao độ nền an toàn cho khu vực trung tâm TP. Cẩm Phả thích ứng với kịch bản RCP 4.5 năm 2016 (mực nước dâng 13 cm).
  • Xây dựng bản đồ ngập úng bằng GIS: Thiết lập cơ sở dữ liệu GIS tích hợp (địa hình DEM, thủy hệ, mạng lưới cống ngầm, quy hoạch sử dụng đất) để lập bản đồ khoanh vùng các điểm có nguy cơ ngập úng cao tương ứng với các trận mưa cường độ 100 mm, 200 mm kết hợp đỉnh triều.
  • Thiết kế ứng dụng mô hình SUDs tại Khu đô thị mới phường Cẩm Trung: Bố trí hệ thống thu gom nước mưa phân tán, vỉa hè thấm, hồ điều hòa cảnh quan kết nối với kênh thoát nước chính có cửa van tự động ngăn triều, giúp giảm tải 30–40% lưu lượng đỉnh chảy vào hệ thống cống chính.

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt lý luận

  1. Hệ thống hóa và bổ sung khung lý luận khoa học về quản lý quy hoạch thoát nước mặt đô thị tích hợp biến đổi khí hậu, chuyển từ phương thức quản lý thoát nước truyền thống (thoát nước nhanh bằng cống kín) sang mô hình quản lý thoát nước bền vững (SUDs) gắn với điều tiết lưu vực.
  2. Xây dựng phương pháp luận tích hợp công nghệ GIS và kịch bản BĐKH/NBD vào toàn bộ chu trình quản lý quy hoạch thoát nước (từ lập nhiệm vụ, phân tích rủi ro ngập úng đến quản lý cấp phép xây dựng).

Đóng góp mới về mặt thực tiễn

  1. Phân loại và chỉ rõ đặc thù ngập úng của 2 tiểu vùng đô thị thuộc Vùng duyên hải Bắc Bộ (vùng đồi dốc Quảng Ninh ngập do lũ và bồi lắng sỉ khoáng sản; vùng đồng bằng châu thổ ngập do mưa và suy giảm mặt nước).
  2. Đề xuất dự thảo bổ sung, sửa đổi cụ thể cho Quy chuẩn Xây dựng Việt Nam (QCXDVN 01:2008) về các chỉ tiêu diện tích thấm nước bề mặt và hồ điều hòa thích ứng BĐKH.
  3. Hoàn thiện quy trình quản lý quy hoạch thoát nước 8 bước rõ ràng về trách nhiệm các bên liên quan.
  4. Xây dựng thành công bản đồ ngập úng GIS và đề xuất phương án ứng dụng mô hình SUDs thực tế cho Khu đô thị mới phường Cẩm Trung, TP. Cẩm Phả.

Kiến nghị và giải pháp đề xuất

  • Bộ Xây dựng cần sớm cập nhật, bổ sung các tiêu chí quản lý thoát nước bền vững và kịch bản BĐKH vào QCXDVN 01:2008 và hệ thống định mức kinh tế kỹ thuật thoát nước.
  • UBND các tỉnh VDHBB cần chỉ đạo thành lập bộ phận chuyên trách hạ tầng kỹ thuật độc lập thuộc Sở Xây dựng; ưu tiên bố trí ngân sách lập đồ án quy hoạch chuyên ngành thoát nước cho các đô thị từ loại III trở lên.
  • Thiết lập cơ chế hợp tác liên ngành, chia sẻ dữ liệu thủy văn, khí tượng và dữ liệu GIS giữa ngành Xây dựng, Tài nguyên và Môi trường, Nông nghiệp và Phát triển nông thôn.
  • Ban hành cơ chế tài chính ưu đãi nhằm thu hút vốn đầu tư tư nhân (PPP) vào xây dựng hạ tầng thoát nước và xử lý nước thải.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Luận án tập trung chuyên sâu vào công tác quản lý quy hoạch đối với hệ thống thoát nước mặt (nước mưa), chưa nghiên cứu chi tiết về khía cạnh công nghệ xử lý và mạng lưới thu gom nước thải riêng biệt. Địa bàn khảo sát thực nghiệm chi tiết tập trung tại đô thị đặc thù đồi núi - ven biển (TP. Cẩm Phả), chưa triển khai mô phỏng thực nghiệm chi tiết trên mô hình GIS đối với một đô thị thuộc tiểu vùng đồng bằng trũng thấp (như TP. Nam Định hay TP. Thái Bình).
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    • Mở rộng nghiên cứu áp dụng mô hình thủy lực - thủy văn kết hợp GIS cho các đô thị đồng bằng trũng thấp chịu ảnh hưởng của lũ sông và triều kém nhật triều.
    • Nghiên cứu cơ chế kinh tế và định giá dịch vụ thoát nước để thu hút mạnh mẽ các nguồn lực xã hội hóa đầu tư hạ tầng thoát nước đô thị.

Giá trị tham khảo

  • Đối với cơ quan quản lý nhà nước (Bộ Xây dựng, UBND các tỉnh, Sở Xây dựng): Cung cấp cơ sở khoa học để ban hành văn bản quy phạm, hướng dẫn kỹ thuật và bổ sung quy chuẩn xây dựng quốc gia về thoát nước bền vững; hoàn thiện cơ cấu tổ chức bộ máy quản lý đô thị.
  • Đối với các đơn vị tư vấn quy hoạch: Là tài liệu tham khảo trong việc lồng ghép kịch bản BĐKH, mô hình SUDs và công nghệ GIS vào đồ án quy hoạch hạ tầng kỹ thuật và quy hoạch chung đô thị ven biển.
  • Đối với các cơ sở đào tạo, viện nghiên cứu: Tài liệu phục vụ giảng dạy, nghiên cứu sau đại học trong các chuyên ngành Quản lý đô thị và công trình, Hạ tầng kỹ thuật đô thị, Quy hoạch vùng và đô thị.

Câu hỏi thường gặp

1. Hệ thống thoát nước tại các đô thị Vùng duyên hải Bắc Bộ hiện trạng có đặc điểm gì nổi bật?

Hầu hết các đô thị đều sử dụng hệ thống thoát nước chung cho cả nước mưa và nước thải. Chiều dài cống bình quân trên đầu người rất thấp, chỉ đạt 0,05–0,08 m/người (so với Hà Nội/TP.HCM là 0,2–0,25 m/người và thế giới là 2 m/người). Tình trạng kỹ thuật xuống cấp với 50% cống bị hư hại, 30% xuống cấp và chỉ 20% còn hoạt động tốt. Diện tích mặt nước ao hồ trong 10 năm qua bị thu hẹp từ 10% đến 50%.

2. Sự khác biệt cơ bản về nguyên nhân ngập úng giữa 2 tiểu vùng trong Vùng duyên hải Bắc Bộ là gì?

  • Tiểu vùng phía Bắc (Quảng Ninh): Địa hình 90% đồi núi dốc, sông ngắn. Ngập úng chủ yếu do lũ quét từ thượng nguồn đổ về nhanh kết hợp với đất đá, sỉ than từ các mỏ khai thác bồi lấp hệ thống cống, suối và triều cường dâng cao ngăn cửa xả.
  • Tiểu vùng phía Nam (Thái Bình, Nam Định, Ninh Bình): Địa hình đồng bằng thoải (cao độ 0,7–3,0 m). Ngập úng chủ yếu do mưa lớn tập trung nội vùng, khả năng tiêu thoát tự nhiên chậm do đô thị hóa làm giảm diện tích thấm và ao hồ điều hòa bị san lấp.

3. Luận án đề xuất bổ sung những nội dung gì vào Quy chuẩn Xây dựng Việt Nam (QCXDVN 01:2008)?

Luận án đề xuất bổ sung các chỉ tiêu kỹ thuật bắt buộc: tỷ lệ diện tích bề mặt thấm nước tối thiểu cho từng phân khu chức năng đô thị; quy mô diện tích mặt nước, hồ điều hòa tối thiểu tính toán theo diện tích lưu vực thoát nước; và việc xác định cao độ nền xây dựng tối thiểu phải tích hợp kịch bản nước biển dâng và triều cường.

4. Mô hình thoát nước bền vững (SUDs) được luận án đề xuất áp dụng theo các cấu phần nào?

SUDs được phân theo 2 cấu phần chính:

  • Theo mạng lưới đường giao thông: Ứng dụng vỉa hè thấm nước, rãnh thấm sinh thái (swales), dải cây xanh thấm nước bên đường.
  • Theo đất sử dụng dân dụng: Quy định mật độ xây dựng và diện tích đất phủ xanh, sân vườn thấm nước trong công trình ở và công cộng; sử dụng gạch tự chèn rỗng, vật liệu xốp thấm nước cho bãi đỗ xe và sân bãi.

5. Tại sao Thành phố Cẩm Phả lại áp dụng mô hình tổ chức thoát nước gián tiếp?

Do TP. Cẩm Phả chịu tác động trực tiếp của chế độ nhật triều vịnh Bái Tử Long với biên độ triều lớn. Để tránh hiện tượng nước biển chảy ngược vào đô thị khi triều lên kết hợp mưa lớn, hệ thống thoát nước bắt buộc phải tổ chức theo chuỗi gián tiếp: Mạng lưới cống thu gom → Hồ điều hòa lưu trữ tạm thời → Tuyến mương/kênh dẫn → Cống van ngăn triều tự động → Xả ra biển.

Kết luận

Luận án của NCS. Ngô Huy Thanh đã giải quyết vấn đề cấp thiết về quản lý quy hoạch thoát nước mặt đô thị thích ứng với biến đổi khí hậu tại Vùng duyên hải Bắc Bộ. Công trình kết hợp cách tiếp cận quản lý tổng hợp lưu vực, mô hình thoát nước bền vững (SUDs) và ứng dụng công nghệ GIS nhằm nâng cao hiệu lực quản lý nhà nước từ khâu lập quy hoạch đến quản lý trật tự xây dựng. Kết quả nghiên cứu và phương án thực nghiệm tại TP. Cẩm Phả cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn để hoàn thiện thể chế, sửa đổi quy chuẩn xây dựng quốc gia, góp phần giảm thiểu thiệt hại do ngập úng tại các đô thị ven biển Việt Nam.