Trong bối cảnh biến đổi khí hậu, quá trình đô thị hóa diễn ra nhanh chóng và áp lực ngày càng gia tăng lên hệ thống hạ tầng kỹ thuật, khái niệm thành phố tự cường (urban resilience) đã trở thành một trong những trụ cột quan trọng của kiến trúc và quy hoạch đô thị hiện đại.
Thành phố tự cường không chỉ có khả năng chống chịu trước các cú sốc như ngập lụt, nắng nóng hay suy thoái môi trường, mà còn có năng lực thích ứng, phục hồi và phát triển bền vững trong dài hạn.
Một trong những thách thức lớn nhất của các đô thị hiện nay là tình trạng ngập lụt do mưa cực đoan và hệ thống thoát nước quá tải. Thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào các công trình kỹ thuật “xám” truyền thống, mô hình Quản lý rủi ro lũ lụt tích hợp (Integrated Flood Risk Management – IFRM) đề xuất chuỗi giải pháp phân tầng gồm bốn nhóm chính:
Làm chậm (Delay)
Lưu trữ (Store)
Thoát và xả (Drain & Discharge)
Bảo vệ (Protect)
Các giải pháp như mái xanh, bề mặt thấm nước, vườn mưa, hồ điều tiết và hành lang sinh thái giúp giảm tốc độ dòng chảy bề mặt, lưu trữ nước tạm thời và tăng khả năng thấm xuống tầng nước ngầm. Đồng thời, các hệ thống rãnh xanh và kênh thoát nước sinh thái đóng vai trò điều tiết lượng nước xả vào hệ thống cống chung, qua đó giảm nguy cơ ngập lụt ở khu vực hạ lưu.
Cách tiếp cận này không chỉ giảm thiểu thiệt hại do lũ lụt, mà còn chuyển hóa nước mưa từ một nguồn rủi ro thành tài nguyên đô thị.
Ở cấp độ công trình, thiết kế tự cường thể hiện rõ vai trò của kiến trúc trong việc cải thiện vi khí hậu và chất lượng môi trường sống. Cây xanh, mái xanh và mặt đứng xanh không chỉ tạo bóng mát mà còn góp phần làm mát đô thị thông qua quá trình bay hơi – thoát hơi nước, từ đó làm giảm hiệu ứng đảo nhiệt đô thị.
Bên cạnh đó, các giải pháp cảnh quan – nước như vườn mưa và bề mặt thấm nước giúp lọc ô nhiễm, cải thiện chất lượng nước mưa và không khí. Việc bố trí công trình dựa trên các điều kiện khí hậu tự nhiên, đặc biệt là hướng gió và thông gió chéo, giúp giảm áp lực gió lên từng khối nhà, đồng thời nâng cao trải nghiệm không gian cho người đi bộ.
Quan trọng hơn, khi các công trình không còn hoạt động đơn lẻ mà được kết nối thành mạng lưới hạ tầng xanh, khả năng tự cường của toàn khu vực được nhân lên theo cấp số cộng.
Giải pháp dựa vào thiên nhiên (Nature-Based Solutions – NBS) là một chiến lược cốt lõi trong quy hoạch đô thị tự cường. Thay vì “áp đặt” các giải pháp nhân tạo lên thiên nhiên, NBS tận dụng các hệ sinh thái tự nhiên để giải quyết đồng thời nhiều vấn đề như ngập lụt, nhiệt độ cao, ô nhiễm môi trường và suy giảm đa dạng sinh học.
Ở quy mô lưu vực, các giải pháp như trồng rừng thượng nguồn, phục hồi bãi bồi và tự nhiên hóa bờ sông giúp giảm xói mòn, làm chậm dòng chảy và gia tăng không gian trữ nước. Trong đô thị, việc gia tăng các không gian xanh phân tán làm giảm tốc độ dòng chảy bề mặt, đồng thời tạo ra các không gian công cộng chất lượng cao phục vụ cộng đồng.
Đặc biệt, việc phục hồi các hệ sinh thái ven biển như rạn san hô, rừng ngập mặn và đầm lầy mặn đóng vai trò như những “lá chắn sinh học”, giúp các thành phố ven biển thích ứng tốt hơn với nước biển dâng và bão lũ.
Nếu NBS được xem là “cơ thể” của đô thị tự cường, thì Internet vạn vật (IoT) chính là hệ thống “thần kinh” giúp thành phố phản ứng nhanh và thông minh hơn. Các hệ thống cảm biến và thiết bị kết nối cho phép thu thập dữ liệu thời gian thực về giao thông, nước, năng lượng, môi trường và an toàn đô thị.
Những ứng dụng như giám sát mực nước và nước thải, phát hiện rò rỉ, cảnh báo cháy, quản lý chiếu sáng thông minh hay theo dõi sản lượng năng lượng tái tạo giúp nâng cao hiệu quả vận hành đô thị và cảnh báo sớm các rủi ro thiên tai. Khi được tích hợp vào hệ thống quản lý đô thị, IoT góp phần nâng cao khả năng dự báo, hỗ trợ ra quyết định nhanh chóng và giảm thiểu thiệt hại khi xảy ra sự cố.
Một điểm nhấn quan trọng trong thiết kế các thành phố tự cường là mô hình kết nối hạ tầng công cộng thông qua mạng xanh đa quy mô. Các không gian công cộng như công viên, bãi đỗ xe, chợ và trung tâm giao thông có thể tích hợp giếng thu nước, bề mặt thấm và hệ thống lọc sinh học.
Nước mưa được xử lý linh hoạt theo cao độ mực nước ngầm: khi mực nước nông, nước được lọc và thấm tự nhiên; khi mực nước sâu, nước được giữ lại để điều tiết. Cách tiếp cận này giúp giảm áp lực lên hạ tầng kỹ thuật, đồng thời cải thiện chất lượng sống và khả năng tự phục hồi của đô thị.
Mô hình đô thị hiện đại truyền thống thường tiếp cận nước mưa như một “vấn đề cần loại bỏ”, thông qua việc thu gom nhanh, dẫn đi xa và xả thẳng ra sông hoặc biển. Cách tiếp cận này dẫn đến ba hệ quả chính: ngập lụt cục bộ, cạn kiệt nước ngầm và sự phụ thuộc vào hạ tầng kỹ thuật quy mô lớn nhưng kém linh hoạt.
Ngược lại, mô hình đô thị tự cường đề xuất hệ thống hạ tầng nước phân tán, trong đó mỗi đơn vị không gian – từ mái nhà, sân trong, vỉa hè đến các công viên nhỏ – đều tham gia vào chu trình nước bao gồm:
Giữ nước (detention, retention)
Thấm nước (recharge)
Tái sử dụng (reuse)
Bổ cập nước ngầm (groundwater use)
Thay vì xem cầu vượt, dải phân cách, vỉa hè hay mái che là những “không gian chết”, cách tiếp cận này đề xuất chuyển đổi hạ tầng xám thành hạ tầng xanh – xanh lam (green–blue infrastructure).
Các giải pháp bao gồm:
mặt đường thấm nước,
rãnh sinh học (bioswale) dọc vỉa hè,
bể lắng và hố bổ cập,
mái xanh và mảng xanh đứng.
Những giải pháp này không chỉ làm chậm và lọc dòng chảy bề mặt, mà còn cải thiện vi khí hậu, gia tăng đa dạng sinh học, giảm hiệu ứng đảo nhiệt và nâng cao chất lượng không khí. Khi đó, chức năng kỹ thuật và trải nghiệm đô thị không còn tách rời; hạ tầng giao thông trở thành không gian sống, không gian sinh thái và một phần của chiến lược thích ứng khí hậu dài hạn.
Việc kiến tạo các thành phố tự cường không đòi hỏi những siêu dự án tốn kém, mà bắt đầu từ các can thiệp nhỏ, phân tán nhưng được thiết kế một cách tích hợp. Khi mỗi mái nhà, mỗi con hẻm và mỗi dải phân cách đều có khả năng lưu trữ và tái tạo tài nguyên, đô thị sẽ dần hình thành một hệ sinh thái nhân tạo có khả năng tự điều chỉnh.
Trong bối cảnh khủng hoảng khí hậu toàn cầu, kiến trúc không còn chỉ là nghệ thuật tạo hình, mà trở thành một chiến lược sinh tồn cho đô thị, nơi nước, con người và không gian được tái kết nối trong một cấu trúc bền vững và nhân văn hơn.
