Lợi ích & thách thức phát triển không gian ngầm đô thị

Đô thị hóa là quá trình phát triển “tự nhiên” không gian sống của con người sau cách mạng công nghiệp. Các cuộc di dân từ vùng nông thôn đến các đô thị lớn là xu hướng trong các thập kỷ vừa qua. Nhu cầu về một môi trường sống hiện đại, đầy đủ tiện ích và chất lượng cao hơn là điều mọi người dân đều hướng tới. Sự gia tăng dân số không ngừng và giá trị bất động sản mang đến cho nền kinh tế đã tạo ra sự “quá tải” đến hệ thống hạ tầng kỹ thuật, hạ tầng xã hội đối với các đô thị lớn hiện nay. Và khi con người đã chiếm lĩnh toàn bộ không gian trên mặt đất, nhu cầu khai thác các không gain dưới mặt đất (không gian ngầm) sẽ trở thành mục tiêu hàng đầu của các đô thị lớn (siêu đô thị).

Không chỉ giải quyết các nhu cầu mở rộng quy mô sinh sống của con người, các không gian ngầm còn mang lại giải pháp giải quyết các vấn đề của đô thị. Bài viết trình bày góc nhìn về không gian ngầm đô thị, cơ hội và thách thức đối với lãnh thổ mới này và tầm quan trọng của quy hoạch không gian ngầm trong bối cảnh chung của quy hoạch đô thị.

1. Tổng quan không gian ngầm

Quá trình đô thị hóa là một hiện tượng “tự nhiên” đối với nền văn minh nhân loại do quá trình phát triển của loài người, kèm theo sự đô thị hóa đòi hỏi nhu cầu về không gian ngày càng mở rộng. Khi dân số không ngừng gia tăng và nền kinh tế của con người không ngừng phát triển, các không gian đô thị không còn đủ khả năng đáp ứng các hoạt động của con người. Minh chứng cho vấn đề này, các đô thị lớn hiện nay đang bộc lộ những hạn chế đối với sự phát triển không giới hạn. Cụ thể, không gian đô thị không đáp ứng đủ nhu cầu cơ bản của người dân đô thị như sinh sống, di chuyển, không gian công cộng…đặc biệt là không gian dành cho hạ tầng kỹ thuật đô thị bị “quá tải” bởi quy mô đô thị không ngừng mở rộng. Từ những hạn chế đó, các đô thị lớn đã xuất hiện ngày càng nhiều tình trạng thiếu chỗ ở, giao thông tắc nghẽn, ngập lụt, ô nhiễm môi trường…Thiếu tầm nhìn trong phát triển đã tạo ra các đô thị mất cân bằng giữa dân số và hạ tầng. Vậy đâu là giải pháp đối với các đô thị thiếu sự cân bằng và phát triển bền vững?

Khái niệm không gian ngầm đã xuất hiện từ thời kỳ cổ đại với các mô hình thô sơ như hang, động, hầm với mục đích phục vụ nhu cầu trú ẩn, tích trữ lương thực. Theo sự phát triển của nền văn minh nhân loại, mô hình của không gian ngầm đã dần thay đổi và trở nên hiện đại. Trong các thập kỷ gần đây, không gian ngầm như một giải pháp hữu hiệu giúp các đô thị lớn (siêu đô thị) giải quyết vấn đề về nhu cầu không gian đô thị. Từ đó, khái niệm về không gian ngầm đô thị chính thức được hình thành.

Quá trình hình thành và phát triển của không gian ngầm trong “bức tranh” đô thị

Theo dòng chảy thời gian

- Thời kỳ tiền sử: Sự bắt đầu của nền văn minh nhân loại được ghi nhận đầu tiên tại thời kỳ tiền sử, hoạt động của con người đơn giản với việc săn bắt và hái lượm. Với tư duy và vật dụng còn hạn chế, con người chưa thể thực hiện việc xây dựng nên các khu vực không gian dưới mặt đất, hang động bên trong các dãy núi được lựa chọn làm khu vực trú ẩn, sinh sống và bảo vệ con người trước các động vật hoang dã cũng như thời tiết khắc nghiệt.

- Thời kỳ chiến tranh: Thời kỳ chiến tranh ghi dấu ấn mạnh mẽ với chiến thuật quân sự của các quốc gia, vùng lãnh thổ. Trong giai đoạn này, không gian ngầm đóng vai trò quan trọng mà hầu hết các khu vực chiến sự đều sử dụng. Mô hình phổ biến nhất là “hào chiến đấu”, và Việt Nam là một trong các quốc gia áp dụng hiệu quả nhất các mô hình không gian ngầm trong thời kỳ chiến tranh (ví dụ: hầm trú bom, hào chiến đấu, hào giao thông, hầm địa đạo…)

- Thời kỳ cách mạng công nghiệp - xây dựng đô thị: Lịch sử ghi nhận công trình không gian ngầm đầu tiên được hình thành với mục tiêu xây dựng đô thị tại thành phố Paris - Pháp. Công trình nổi tiếng mang tên Catacombs of Paris bắt đầu sử dụng từ năm 1786, ban đầu được dùng để lưu trữ thi thể con người do vấn đề quá tải nghĩa trang, sau đó được phát triển và mở rộng với chức năng giao thông trong đô thị. Từ Catacombs of Paris, có thể thấy sự hình thành của không gian ngầm đô thị không chỉ là một sự tiến bộ kỹ thuật mà còn thể hiện sự sáng tạo và sự thích nghi của con người. Những công trình như vậy không chỉ tạo ra không gian an toàn mà còn kết nối quá khứ và hiện tại, để lại dấu ấn về sự kiên định và khao khát khám phá của loài người.

Sau đó, rất nhiều các công trình ngầm được hình thành với các mục đích sử dụng khác nhau trên thế giới. Tuy nhiên, mục tiêu chung của việc sử dụng không gian ngầm tại các đô thị lớn (siêu đô thị) là mở rộng các không gian đô thị theo chiều dọc và giải quyết các chức năng đô thị trên mặt đất bị hạn chế.

Theo chức năng không gian ngầm

Thời kỳ đầu, mô hình đô thị được hình thành đơn giản là nơi tập trung dân cư và hội tụ các yếu tố như kinh tế, chính trị, an ninh. Trải qua quá trình phát triển, các chức năng đô thị ngày càng nhiều với sự phát triển đa dạng của các nền kinh tế, sự ảnh hưởng của cuộc cách mạng công nghiệp và nhu cầu đời sống ngày càng lớn của con người. Không gian ngầm đô thị cũng vậy, từ các chức năng đơn giản, theo sự phát triển của đô thị, các chức năng của không gian ngầm đã được mở rộng và có ảnh hưởng lớn đến phát triển chung của toàn đô thị. Với mỗi chức năng của không gian ngầm đều có “đại diện” công trình mang đến cuộc cách mạng không gian đô thị của mỗi quốc gia và vùng lãnh thổ. Các ví dụ cụ thể:

- Catacombs of Paris, Pháp:

+ Năm xây dựng: Hang động và hầm ngầm đã tồn tại từ thế kỷ 18, và quá trình chuyển các xác người vào trong Catacombs bắt đầu từ năm 1786.

+ Thời điểm hoàn thành: Việc chuyển xác người và tạo ra bức tranh kỳ quái từ xương người đã tiến hành trong nhiều năm và vẫn tiếp tục điều chỉnh và bảo trì theo thời gian.

- Tàu điện ngầm Moscow, Nga:

+ Năm xây dựng: Bắt đầu vào năm 1935

+ Thời điểm hoàn thành: Các tuyến đã được mở cửa từ năm 1935 và phát triển liên tục trong nhiều giai đoạn sau này.

- Hầm chống bom Churchill, Anh:

+ Năm xây dựng: Bắt đầu từ năm 1940 trong thời kỳ Chiến tranh thế giới thứ hai

+ Thời điểm hoàn thành: Các hầm chống bom được xây dựng và hoàn thành trong giai đoạn Chiến tranh thế giới thứ hai, chủ yếu trong khoảng thời gian từ 1940-1943.

- Đường hầm Seikan, Nhật Bản:

+ Năm xây dựng: Công việc xây dựng Đường hầm Seikan bắt đầu từ năm 1971

+ Thời điểm hoàn thành: Đường hầm Seikan hoàn thành và đi vào hoạt động vào năm 1988.

- Cơ sở Nghiên cứu ngầm WIPP, Mỹ:

+ Năm xây dựng: Cơ sở nghiên cứu bắt đầu xây dựng vào năm 1975.

+ Thời điểm hoàn thành: Cơ sở nghiên cứu ngầm WIPP đã được hoàn thành và đi vào hoạt động vào năm 1999.

- Hầm kính động San Alfonso del Mar, Chile:

+ Năm xây dựng: Khoảng năm 2006

+ Thời điểm hoàn thành: Hầm kính động đã được hoàn thành vào khoảng năm 2006 và trở thành một phần của khu nghỉ dưỡng San Alfonso del Mar.

- Hầm dẫn dưới dòng sông Seine, Paris, Pháp:

+ Năm xây dựng: Dự án xây dựng hầm dẫn dưới dòng sông Seine bắt đầu vào năm 2013

+ Thời điểm hoàn thành: Công trình hoàn thành và được mở cửa vào năm 2017.

Đến nay, không gian ngầm đô thị đã được con người áp dụng hiệu quả với đa dạng các chức năng và có thể thay thế hầu hết các chức năng đô thị được xây dựng trên mặt đất. Không gian ngầm, một thế giới ẩn bên dưới bề mặt đô thị đã chứng tỏ vai trò tối quan trọng và đa dạng trong việc xây dựng và phát triển các thành phố hiện đại. Không chỉ đơn thuần là một nơi lưu trữ và vận chuyển, không gian ngầm đóng góp vào mục tiêu phát triển bền vững, sự sáng tạo và tạo nên sự thay đổi toàn diện đối với cuộc sống đô thị ngày càng phức tạp. Để hiểu rõ hơn về vai trò này, chúng ta cần phân tích từng khía cạnh, từ sự tối ưu hóa không gian cho đến việc tạo ra nền móng cho sự phát triển đô thị tương lai.

Sự tối ưu hóa không gian: Không gian đô thị ngày càng khan hiếm và đắt đỏ, khiến việc tối ưu hóa sử dụng không gian trở thành mối quan tâm hàng đầu. Không gian ngầm xuất hiện như một giải pháp quan trọng để tận dụng không gian ẩn dưới lòng đất. Việc xây dựng các tuyến tàu điện ngầm, hệ thống hầm đường bộ và các cơ sở hạ tầng ngầm khác giúp giảm thiểu áp lực lên không gian mặt đất, đồng thời mở ra nhiều cơ hội cho phát triển thêm trong tương lai.

Tạo nền móng cho phát triển đô thị thông minh: Vai trò của không gian ngầm không chỉ dừng lại ở việc cải thiện giao thông mà còn làm nền móng cho sự phát triển đô thị thông minh. Không gian ngầm là nơi để triển khai các dự án tiên tiến như hệ thống điện thông minh, quản lý nước thông minh và các cơ sở hạ tầng đáp ứng sự phát triển bền vững.

An toàn trong thời tiết khắc nghiệt: Không gian ngầm trở thành nơi ẩn náu an toàn cho cư dân trong trường hợp thời tiết khắc nghiệt như bão táp, lũ lụt hay hoàn cảnh nguy hiểm. Hang động và các hầm chống bom từng được sử dụng như nơi trú ẩn trong các thời kỳ khủng bố và chiến tranh.

Sự thay đổi về văn hóa và giải trí: Không gian ngầm đã tạo nên một sự thay đổi toàn diện trong việc tạo nền móng cho văn hóa và giải trí. Các phòng triển lãm nghệ thuật, phòng hòa nhạc và các cơ sở vui chơi được đặt dưới lòng đất, tạo nên một không gian độc đáo và thu hút.

Sự sáng tạo không giới hạn: Không gian ngầm không giới hạn trong việc tạo nên sự sáng tạo. Kiến trúc độc đáo, những ý tưởng mới lạ và việc sử dụng các nguyên vật liệu tiên tiến đã tạo ra những công trình không gian ngầm độc đáo, từ những hầm đường phức tạp đến các tuyến tàu điện ngầm với những thiết kế ấn tượng.

(Bảng 1: Các mô hình không gian ngầm phổ biến trên thế giới)

2. Lợi ích của không gian ngầm

2.1. Phát triển không gian đô thị

Không gian ngầm, một thế giới ẩn bên dưới bề mặt đô thị đã chứng tỏ vai trò tối quan trọng và đa dạng trong việc xây dựng và phát triển các thành phố hiện đại. Không chỉ đơn thuần là một nơi lưu trữ và vận chuyển, không gian ngầm đóng góp vào mục tiêu phát triển bền vững, sự sáng tạo và tạo nên sự thay đổi toàn diện đối với cuộc sống đô thị ngày càng phức tạp. Để hiểu rõ hơn về vai trò này, chúng ta cần phân tích từng khía cạnh, từ sự tối ưu hóa không gian cho đến việc tạo nền móng cho sự phát triển đô thị tương lai.

Sự tối ưu hóa không gian: Không gian đô thị ngày càng khan hiếm và đắt đỏ, khiến việc tối ưu hóa sử dụng không gian trở thành mối quan tâm hàng đầu. Không gian ngầm xuất hiện như một giải pháp quan trọng để tận dụng không gian ẩn dưới lòng đất. Việc xây dựng các tuyến tàu điện ngầm, hệ thống hầm đường bộ và các cơ sở hạ tầng ngầm khác giúp giảm thiểu áp lực lên không gian mặt đất, đồng thời mở ra nhiều cơ hội cho phát triển thêm trong tương lai.

Tạo nền móng cho phát triển đô thị thông minh: Vai trò của không gian ngầm không chỉ dừng lại ở việc cải thiện giao thông mà còn làm nền móng cho sự phát triển đô thị thông minh. Không gian ngầm là nơi để triển khai các dự án tiên tiến như hệ thống điện thông minh, quản lý nước thông minh và các cơ sở hạ tầng đáp ứng sự phát triển bền vững.

An toàn trong thời tiết khắc nghiệt: Không gian ngầm trở thành nơi ẩn náu an toàn cho cư dân trong trường hợp thời tiết khắc nghiệt như bão táp, lũ lụt hay hoàn cảnh nguy hiểm. Hang động và các hầm chống bom từng được sử dụng như nơi trú ẩn trong các thời kỳ khủng bố và chiến tranh.

Sự thay đổi về văn hóa và giải trí: Không gian ngầm đã tạo nên một sự thay đổi toàn diện trong việc tạo nền móng cho văn hóa và giải trí. Các phòng triển lãm nghệ thuật, phòng hòa nhạc và các cơ sở vui chơi được đặt dưới lòng đất, tạo nên một không gian độc đáo và thu hút.

Sự sáng tạo không giới hạn: Không gian ngầm không giới hạn trong việc tạo nên sự sáng tạo. Kiến trúc độc đáo, những ý tưởng mới lạ và việc sử dụng các nguyên vật liệu tiên tiến đã tạo ra những công trình không gian ngầm độc đáo, từ những hầm đường phức tạp đến các tuyến tàu điện ngầm với những thiết kế ấn tượng.

2.2. Phát triển kinh tế đô thị

Kích thích sự phát triển kinh tế: Không gian ngầm có khả năng kích thích sự phát triển kinh tế đô thị một cách đáng kể. Việc xây dựng các tuyến tàu điện ngầm, hệ thống hầm đường và các cơ sở hạ tầng khác tạo ra nhiều cơ hội việc làm mới, từ xây dựng và bảo trì đến quản lý hệ thống và vận hành. Điều này thúc đẩy sự tăng trưởng kinh tế và cung cấp nền tảng cho một hệ thống kinh tế đô thị bền vững.

Tạo cơ hội kinh doanh mới: Không gian ngầm tạo ra cơ hội kinh doanh mới cho các doanh nghiệp và người khởi nghiệp. Việc xây dựng các cơ sở văn hóa, giải trí và thương mại dưới lòng đất mở ra một thế giới mới cho việc kinh doanh và sáng tạo. Những quầy hàng, cửa hàng và dịch vụ mới tạo nên một môi trường thúc đẩy sự sáng tạo kinh doanh và tạo ra cơ hội cho doanh nghiệp nở rộ.

Tăng cường thị trường: Không gian ngầm mở rộng thị trường cho các ngành công nghiệp và dịch vụ. Việc phát triển không gian ngầm để tạo ra các khu vực thương mại, nhà hàng và cơ sở vui chơi giúp tăng cường thị trường tiêu dùng. Điều này không chỉ tạo ra lợi ích cho các doanh nghiệp mà còn mang lại sự thuận lợi cho dân cư đô thị trong việc trải nghiệm các sản phẩm và dịch vụ mới.

Đa dạng hóa nền kinh tế: Sự đa dạng hóa kinh tế đô thị là một yếu tố quan trọng để đảm bảo sự ổn định và bền vững. Không gian ngầm mang đến sự đa dạng hóa cho kinh tế đô thị bằng cách tạo ra các nguồn thu và mô hình kinh doanh mới. Sự đa dạng hóa này giúp giảm thiểu rủi ro và tạo nền tảng cho sự phát triển bền vững trong tương lai.

Tạo ra các nguồn thu mới: Không gian ngầm cung cấp các nguồn thu mới cho các thành phố. Việc sử dụng không gian ngầm để lưu trữ và quản lý chất thải, sản xuất năng lượng tái tạo và cung cấp dịch vụ mới tạo ra các nguồn thu khác nhau cho đô thị. Điều này có thể giúp tăng cường nguồn thu cho ngân sách đô thị và hỗ trợ việc đầu tư vào các dự án và dịch vụ cần thiết.

Thúc đẩy sự phát triển bền vững: Không gian ngầm có thể thúc đẩy sự phát triển bền vững của đô thị thông qua việc sử dụng hiệu quả không gian và tài nguyên. Việc tận dụng không gian ngầm cho mục đích lưu trữ năng lượng tái tạo, quản lý nước và chất thải giúp giảm tác động đến môi trường và tạo ra môi trường sống bền vững cho dân cư.

2.3. Nâng cao đời sống dân cư đô thị

Trong cuộc sống hiện đại đầy thách thức của các thành phố đô thị, không gian ngầm đã chứng minh vai trò quan trọng không chỉ trong việc áp dụng nhu cầu của dân cư mà còn cung cấp những giải pháp tối ưu cho các vấn đề về giao thông, an toàn và tiện nghi, sự kết nối cho đến sự an toàn và tạo nên môi trường sống tốt hơn.

Kết nối hiệu quả: Không gian ngầm đóng một vai trò quan trọng trong việc kết nối các khu vực khác nhau của thành phố. Các tuyến tàu điện ngầm và hầm đường bộ giúp dân cư di chuyển từ xa một cách hiệu quả và tiết kiệm thời gian. Điều này giúp giảm thiểu ách tắc giao thông trên mặt đất và tạo ra môi trường giao thông tốt hơn.

An toàn trong mọi tình huống: Không gian ngầm cung cấp một nơi an toàn trong các tình huống nguy hiểm khác. Hang động và các hầm ngầm có thể trở thành nơi ẩn náu cho dân cư khi xảy ra thảm họa tự nhiên hoặc tình huống nguy hiểm khác, đảm bảo tính mạng và sự an toàn cho cư dân đô thị.

Tạo nên môi trường sống tốt hơn: Không gian ngầm cung cấp cơ hội để tạo nên môi trường sống tốt hơn cho dân cư đô thị. Việc xây dựng các cơ sở giải trí như phòng hòa nhạc, rạp chiếu phim và nhà triển lãm dưới lòng đất giúp mang đến các hoạt động vui chơi, giải trí và văn hóa cho cư dân. Điều này làm tăng tính đa dạng của cuộc sống đô thị và đáp ứng nhu cầu giải trí của dân cư.

Tiện nghi tối ưu: Không gian ngầm đem lại tiện nghi tối ưu cho dân cư đô thị. Việc sử dụng các hầm để xây dựng các cơ sở lưu trữ, trung tâm mua sắm và các dịch vụ khác tạo ra môi trường mua sắm và tiện ích không bị ảnh hưởng bởi thời tiết hay tình huống khác. Điều này tạo nên sự tiện lợi và thoải mái cho dân cư trong việc tiếp cận các dịch vụ và sản phẩm.

3. Thách thức đối với phát triển không gian ngầm đô thị

3.1. Tài nguyên không gian - khả năng tái tạo

Không gian ngầm đô thị đã trở thành một giải pháp hấp dẫn để giải quyết vấn đề gia tăng dân số không ngừng và sự hạn chế của diện tích phát triển đô thị trên mặt đất. Tuy nhiên, hạn chế tài nguyên đối với phát triển không gian ngầm đô thị là một vấn đề đầy thách thức mà chúng ta cần phải đối mặt, cụ thể là không gian dưới mặt đất.

Khác với các không gian phát triển đô thị trên mặt đất, không gian ngầm có dư địa, cũng như khả năng mở rộng bị hạn chế. Nếu như đối với không gian trên mặt đất, giới hạn của sự phát triển đô thị được xác định dựa trên địa hình, cấu trúc nền địa chất, khí hậu, môi trường, quy mô…thì đối với không gian ngầm, sự hạn chế đến bởi các yếu tố tự nhiên như địa tầng (khoảng hở, độ sụt lún), mạch nước ngầm, mực nước biển (đối với các thành phố ven biển), dịa chất, rủi ro từ địa hình. Nhìn chung, với các giới hạn của tự nhiên, không gian phát triển đô thị ngầm đã bị hạn chế hơn rất nhiền so với không gian trên mặt đất. Việc sử dụng hiệu quả và mang tính bền vững sẽ là thách thức của mỗi đô thị khi khai thác và phát triển không gian ngầm của đô thị.

Và một yếu tố quan trọng khác khi phát triển không gian ngầm, đó là khả năng tái tạo của không gian. Hiểu đơn giản, phát triển không gian ngầm là hình thức tạo ra một không gian trống (một cái hố lớn) để xây dựng các công trình đô thị. Nếu không gian đó không được sử dụng hợp lý hoặc không còn cần thiết đối với bối cảnh chung của đô thị, việc thay đổi (chuyển đổi mục đích sử dụng), cải tạo hay thậm chí là hoàn trả không gian về tự nhiên sẽ gặp nhiều khó khăn hơn so với không gian trên mặt đất.

3.2. Tài chính

Tài chính là một trong những thách thức lớn nhất đối với việc phát triển không gian ngầm đô thị. Các dự án xây dựng và duy trì không gian ngầm đô thị đòi hỏi nguồn kinh phí lớn và quản lý tài chính hiệu quả. Về cơ bản, chi phí để xây dựng một không gian dưới mặt đất cao hơn nhiều lần so với không gian phía trên bởi các yếu tố như quy trình xây dựng, nhân công, vật liệu.

Một trong những khía cạnh quan trọng nhất của thách thức tài chính trong việc phát triển không gian ngầm đô thị là việc xác định nguồn tài chính. Các dự án ngầm thường đòi hỏi khoản đầu tư ban đầu lớn để xây dựng hạ tầng và cơ sở vật chất. Ngân sách đô thị hoặc quốc gia cần phải cân nhắc việc phân bổ nguồn tài chính cho các dự án này, điều này có thể gây áp lực lớn đến kế hoạch của các cơ quan quản lý. Việc xây dựng không gian ngầm thường kéo dào thời gian và chi phí đôi khi có thể vượt quá dự định ban đầu. Những trở ngại như thiên tai, thay đổi trong môi trường kỹ thuật, hoặc sự cố thi công có thể gây ra chậm tiến độ và tăng thêm chi phí. Điều này đặt câu hỏi về khả năng quản lý tài chính và kiểm soát chi phí trong quá trình thực hiện các dự án không gian ngầm.

3.3. Quản lý

Các công trình được xây dựng và phát triển trong không gian ngầm thường có các yếu tố kỹ thuật, an toàn, vận hành phức tạp hơn rất nhiều so với không gian trên mặt đất. Vì lý do đó, việc quản lý không gian này đòi hỏi các nhà quản lý, vận hành có kinh nghiệm, kiến thức sâu rộng về các yếu tố có liên quan. Không gian ngầm đặt ra những thách thức đáng kể đối với việc xử lý tình huống khẩn cấp. Sự cố trong các hệ thống ngầm có thể có hậu quả nghiêm trọng và các hình thức tiếp cận, khắc phục sự cố cũng là mặt hạn chế của không gian ngầm. Các nhà quản lý và nhân viên cần được đào tạo cẩn thận để biết cách đối phó với các tình huống này và đảm bảo an toàn cho cư dân và môi trường.

3.4. Môi trường - đa dạng sinh học

Không gian dưới mặt đất là một hệ thống địa chất có sự di chuyển và hoạt động riêng, việc khai thác và phát triển không gian ngầm có tác động trực tiếp đến sự vận hành đó. Điển hình cho sự thay đổi đó là cấu trúc mạch nước ngầm dưới lòng đất.

Việc xây dựng trong không gian ngầm có thể làm thay đổi cấu trúc đất. Các nghiên cứu khoa học đã cho thấy rằng quá trình này có thể làm suy giảm khả năng thoát nước của đất và dẫn đến các vấn đề như ngập lụt và sụt lún đất. Không những thế, xây dựng không gian ngầm có thể làm giảm khả năng thấm nước của đất, đặc biệt là trong các khu vực có cấu trúc hạ tầng ngầm phức tạp. Điều này dẫn đến việc giảm dòng chảy và làm mất cân bằng môi trường nước ngầm. Ngoài ra, phát triển không gian ngầm đô thị thường liên quan đến việc sử dụng nước ngầm để làm mát hệ thống và xử lý chất thải. Sự tiêu thụ nước ngầm lớn có thể tạo ra áp lực, ảnh hưởng đến môi trường nước ngầm tự nhiên. Cùng với đó, lượng khí thải được sản sinh trong quá trình vận hành và sử dụng không gian ngầm vẫn là một thách thức lớn của đô thị, và nếu không có những giải pháp xử lý hiệu quả thì lượng khí thải đó bắt buộc phải đưa lên không gian mặt đất của đô thị - môi trường vốn đã bị ô nhiễm nặng nề.

Thay đổi môi trường đất sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường sống của các vi sinh vật, động vật, côn trùng dưới mặt đất và gián tiếp ảnh hưởng đến chất lượng đất, sự phát triển của các thực vật (với nguồn dinh dưỡng chủ yếu từ đất) và động vật (có sự cộng sinh với môi trường đất) trên mặt đất. Sự suy thoái và giảm đa dạng sinh học là thách thức mà không gian ngầm đô thị đang phải đối mặt.

4. Bối cảnh tương lai đối với không gian ngầm của Việt Nam

Trong những năm gần đây, ngoài việc tập trung phát triển đô thị đối với không gian trên mặt đất, thì việc phát triển không gian ngầm đang được quan tâm tại các đô thị lớn của Việt Nam. Cụ thể, với “Quyết định số 913/QĐ-UBND ngày 15/3/2022 của UBND TP Hà Nội về phê duyệt Quy hoạch chung không gian xây dựng ngầm đô thị trung tâm - TP Hà Nội đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050, tỷ lệ 1/10.000, khu vực nghiên cứu chính là đô thị trung tâm TP Hà Nội, thuộc địa giới hành chính 20 quận, huyện” đã cho thấy tầm quan trọng của không gian ngầm đối với phát triển đô thị tại Hà Nội.

Đối với một quốc gia đang phát triển như Việt Nam, các hệ thống không gian ngầm chưa quá phát triển (quy mô và độ sâu) nên dư địa phát triển vẫn còn khá lớn. Các mô hình phát triển không gian ngầm chủ yếu của Việt nam là hệ thống giao thông, hạ tầng kỹ thuật và thương mại, vì vậy việc phát triển không gian ngầm đô thị trong tương lai đòi hỏi các thách thức, yêu cầu chặt chẽ để phát triển không gian này hợp lý và bền vững. Theo đó, là một số gợi ý đối với không gian ngầm của Việt Nam:

- Sử dụng công nghệ tiên tiến: Công nghệ đóng một vai trò quan trọng trong việc phát triển không gian ngầm. Đề xuất việc áp dụng các công nghệ tiên tiến như hệ thống điều khiển tự động, trí tuệ nhân tạo, IoT (Internet of Things) để quản lý và điều hành các hệ thống ngầm. Điều này có thể giúp tăng cường hiệu suất, giảm thiểu sự cố và tiết kiệm năng lượng.

- Phát triển đô thị thông minh: Phát triển không gian ngầm cần phải kết hợp với phát triển đô thị thông minh. Đề xuất việc xây dựng các thành phố thông minh với hệ thống quản lý thông tin liên kết và hợp nhất giữa không gian ngầm và không gian trên mặt đất. Điều này có thể giúp tối ưu hóa quản lý đô thị, cải thiện dịch vụ cho cư dân và giảm tác động tiêu cực lên môi trường.

- Bảo vệ môi trường: Phát triển không gian ngầm cần phải được thực hiện một cách bền vững và bảo vệ môi trường. Đề xuất việc sử dụng vật liệu và công nghệ xanh, tái sử dụng nước và tối ưu hóa việc tiêu thụ năng lượng trong các dự án ngầm. Điều này có thể giảm thiểu tác động tiêu cực lên môi trường và giảm thiểu ô nhiễm.

- Đầu tư và tài chính: Phát triển không gian ngầm đòi hỏi sự đầu tư lớn và tài chính đủ lớn. Đề xuất cần phải có sự hợp tác giữa chính phủ, tư nhân và các tổ chức quốc tế để cung cấp nguồn tài chính cần thiết cho các dự án ngầm. Điều này có thể bao gồm việc sử dụng hình thức đối tác công tư (PPP) và tạo ra các cơ chế tài chính sáng tạo.

5. Kết luận

Quá trình hình thành và phát triển đô thị qua bất cứ giai đoạn nào cũng đều hướng tới mục tiêu phục vụ nhu cầu con người. Sau quá trình khai phá và xây dựng trên bề mặt đất có phần hạn chế theo phương ngang, xu hướng phát triển đô thị của thế giới đã chuyển dần sang phương thẳng đứng. Tuy nhiên, để phát triển một đô thị theo hướng bền vững và lâu dài, việc cân bằng giữa phát triển các không gian đô thị mới và bảo vệ môi trường tự nhiên, chống lại biến đổi khí hậu là thách thức cần được giải quyết của mỗi đô thị. Trên đây là bài viết phân tích về lợi ích và thách thức của sự phát triển không gian ngầm đô thị với góc nhìn của tác giả qua quá trình phát triển đô thị trên thế giới và Việt Nam.

ThS. Phan Anh Tuấn - Trung tâm Khảo sát và quy hoạch xây dựng, Viện Quy hoạch đô thị và nông thôn quốc gia