Tongjian Lake Park và mô hình phục hồi cảnh quan đô thị bằng khoa học và sinh thái

Khôi phục hồ nước từng “biến mất” và tái tạo cấu trúc thủy văn nhờ khoa học tính toán

Tongjian Lake nằm ở phía nam thành phố Hàng Châu, tại khu vực giao thoa của ba hệ thống sông lớn trong vùng là Tiền Đường, Phú Xuân và Phổ Dương. Chính vị trí này từng giúp hồ đóng vai trò trung gian trong điều tiết nước khu vực, nhưng cũng khiến nó chịu áp lực nặng nề khi quá trình đô thị hóa gia tăng. 

Trong nhiều thập kỷ, bồi lắng phù sa, san lấp mặt nước và các can thiệp hạ tầng rời rạc đã khiến diện tích hồ thu hẹp nghiêm trọng, từ khoảng 2km² xuống chỉ còn chưa đến 0,2km², kéo theo sự suy yếu của toàn bộ cấu trúc thủy văn.

Không xử lý Tongjian Lake như một mặt nước cảnh quan đơn lẻ, nhóm thiết kế xác định đây là hệ thống thủy văn cần được tái cấu trúc từ gốc. Mục tiêu không chỉ mở rộng lại diện tích mặt nước, mà còn khôi phục khả năng lưu trữ, dẫn dắt và điều tiết nước trong mối liên kết với các dòng sông xung quanh. 

Trên cơ sở yêu cầu về dung tích trữ nước tổng cộng 5 triệu m³ và dung tích điều tiết 3,2 triệu m³, hồ được tái thiết với cấu trúc phân tầng rõ ràng gồm vùng nước sâu, vùng nước nông và hệ thống đảo, bãi bồi đóng vai trò trung gian sinh thái.

Quá trình này được hỗ trợ mạnh mẽ bởi công cụ thiết kế tham số. Nhóm thiết kế sử dụng Grasshopper trên nền tảng Rhino để mô phỏng hình thái hồ theo nhiều kịch bản khác nhau: Từ cao độ địa hình, đường bờ, độ sâu mặt nước cho đến khả năng lưu thông và lưu trữ nước. Thay vì vẽ hình dáng hồ theo cảm tính, mỗi quyết định về đường bờ cong, vị trí đảo hay vùng nông sâu đều được kiểm chứng thông qua mô phỏng dòng chảy, khối tích và khả năng phản ứng với các kịch bản mưa lũ.

Kết quả là mặt nước Tongjian Lake được tái mở rộng gần về quy mô lịch sử, với khoảng 859.700m² mặt nước sâu, 732.200m² vùng nước nông và 408.100m² đảo sinh thái. Cấu trúc này gia tăng khả năng trữ nước, hỗ trợ làm chậm dòng chảy, giảm xói lở và tạo điều kiện cho quá trình lọc nước tự nhiên. 

Ngoài ra, một tuyến hầm thoát nước mới dài 1,86km được xây dựng, giúp nâng tiêu chuẩn phòng chống ngập từ chu kỳ 10 năm lên 20 năm, củng cố vai trò của hồ như một “bộ điều hòa thủy văn” cho toàn khu vực phía nam Hàng Châu.

Việc tái tạo cấu trúc thủy văn bằng các công cụ mô phỏng đã giúp dự án thoát khỏi cách tiếp cận cải tạo cảnh quan bề mặt, hướng đến một hệ thống nước vận hành ổn định, có khả năng thích ứng dài hạn với biến đổi khí hậu và áp lực đô thị hóa.

Chuyển hóa hồ ô nhiễm thành hệ sinh thái nước lành mạnh

Nếu việc khôi phục hình thái hồ là bước tái lập “khung xương” thủy văn, thì cải thiện chất lượng nước chính là quá trình tái tạo khả năng vận hành sinh học của Tongjian Lake. Trước can thiệp, hồ rơi vào tình trạng nước tù, phú dưỡng cao, chất lượng nước đạt mức thấp nhất theo phân loại quốc gia Trung Quốc (Class V), không còn khả năng tự làm sạch, không phù hợp cho sinh hoạt, cảnh quan hay sinh thái.

Thay vì lựa chọn các biện pháp xử lý ngắn hạn như tăng cường sục khí bề mặt hay sử dụng hóa chất kiểm soát tảo, nhóm thiết kế chủ động đi theo một hướng tiếp cận khác: Xây dựng một hệ sinh thái nước có khả năng tự điều chỉnh.

Một khu vực đất ngập nước rộng khoảng 52.000m² được thiết lập ở phía tây bắc của hồ, đóng vai trò như một lớp đệm sinh thái để tiếp nhận và làm sạch nguồn nước từ các sườn núi trước khi chảy vào kênh phía bắc. Khu wetland này vừa giúp lọc chất ô nhiễm, vừa làm chậm dòng chảy, giảm tải cho hệ thống hồ chính trong những thời điểm mưa lớn.

Động lực học của toàn bộ vùng hồ được mô phỏng bằng phần mềm MIKE21, cho phép nhóm thiết kế nhận diện chính xác các khu vực có chuyển động nước hạn chế - nơi dễ phát sinh hiện tượng thiếu oxy và tích tụ chất hữu cơ. 

Tại những điểm này, các thiết bị sục khí phản lực ngầm cùng hệ thống bể tuần hoàn sinh học FBR (Fluidized Bed Reactor) được lắp đặt nhằm tăng cường trao đổi oxy và thúc đẩy quá trình phân hủy sinh học tự nhiên.

Hệ thống xử lý kỹ thuật được kết hợp chặt chẽ với giải pháp sinh học. Các loài thực vật thủy sinh ngập nước như Myriophyllum verticillatum và Hydrilla verticillata được đưa vào hồ, đóng vai trò hấp thụ dinh dưỡng dư thừa và cải thiện chất lượng nước theo thời gian. Việc lựa chọn thực vật dựa trên khả năng làm sạch và tính đến khả năng thích nghi lâu dài với điều kiện thủy văn mới.

Thay vì vận hành hồ như một công trình kỹ thuật phụ thuộc liên tục vào thiết bị, Tongjian Lake được định hướng trở thành một hệ sinh thái nước tự cân bằng, với các lớp giải pháp đan xen:

- Thiết lập hệ thống wetland đa tầng, nơi thực vật nước hấp thụ dinh dưỡng dư thừa và giảm ô nhiễm một cách tự nhiên.

- Tổ chức lại độ sâu và hình thái đáy hồ, nhằm tăng lưu thông nước và hạn chế hiện tượng nước tù.

- Kết hợp các loài thực vật thủy sinh bản địa, tái tạo vòng tuần hoàn sinh học ổn định.

- Khôi phục môi trường sống cho động vật tự nhiên, tạo điều kiện để nhiều loài chim di cư và sinh vật nhỏ quay trở lại sau nhiều năm vắng bóng.

Nhờ cách tiếp cận này, chất lượng nước của Tongjian Lake đã được cải thiện rõ rệt, từ mức ô nhiễm nghiêm trọng lên ngưỡng cho phép đối với các hoạt động sinh thái và giải trí (Class III). Quan trọng hơn, hồ không còn phụ thuộc vào các giải pháp can thiệp liên tục, mà vận hành như một hệ thống sống, có khả năng thích ứng và tự điều chỉnh trước biến động môi trường.

Biến nơi từng suy thoái thành trung tâm văn hóa và đời sống cộng đồng đô thị

Sau khi cấu trúc thủy văn và hệ sinh thái được thiết lập ổn định, Tongjian Lake vượt ra khỏi vai trò của một hồ cảnh quan đơn lẻ. Không gian ven hồ được định hình lại thành một hạ tầng công cộng đa lớp, nơi sinh hoạt cộng đồng, hoạt động văn hóa và phát triển kinh tế địa phương cùng tồn tại và phát triển trên nền tảng sinh thái bền vững.

Thay vì tổ chức các không gian theo mô hình công viên truyền thống, dự án phân lớp trải nghiệm ven hồ thông qua chuỗi điểm không gian có tính định hướng rõ ràng. Các tuyến đi bộ, cầu gỗ, bãi ngắm cảnh, bến thuyền nhỏ và không gian mở ven nước được bố trí dựa trên cao độ, tầm nhìn và mức độ can thiệp sinh thái khác nhau. Cách tổ chức này cho phép người sử dụng tiếp cận hồ ở nhiều “khoảng cách” - từ quan sát thụ động đến tương tác trực tiếp với nước - mà không làm tổn hại đến các vùng sinh thái nhạy cảm.

Chức năng của hồ được mở rộng, không dừng lại ở vai trò sinh thái, mà trở thành một nền tảng hoạt động xã hội và văn hóa. Các khu vực ven hồ được thiết kế để tiếp nhận nhiều hình thức sử dụng khác nhau: Đi bộ đường dài, chèo thuyền kayak, cắm trại nhẹ, leo núi ở các khu vực đồi thấp, tổ chức hoạt động giáo dục môi trường và các sự kiện cộng đồng theo mùa. 
Những hoạt động này không bị áp đặt lên cảnh quan, mà được lồng ghép vào cấu trúc địa hình và thủy văn đã có, giúp duy trì sự cân bằng giữa khai thác và bảo tồn.

Hiệu quả của cách tiếp cận này thể hiện rõ trong giai đoạn vận hành sau dự án. Năm 2022, khu vực quanh hồ ghi nhận sự chuyển dịch rõ rệt về cơ cấu kinh tế: 5 ngôi làng lân cận đã xuất hiện thêm 67 nhà khách, 25 nhà hàng và 12 doanh nghiệp văn hóa và sáng tạo, góp phần thay đổi diện mạo các làng ven hồ vốn suy thoái trước đó. Công viên Tongjian Lake nhanh chóng trở thành một điểm đến sinh thái mới của Hàng Châu, với lưu lượng trung bình khoảng 10.000 lượt khách mỗi ngày vào cuối tuần và ngày lễ, cùng hơn 2.000 lượt sử dụng xe đạp mỗi ngày.

Song song với phát triển du lịch, dự án cũng chú trọng yếu tố văn hóa và giáo dục. Các di tích văn hóa và cảnh quan tự nhiên từ thời Lương Chử được bảo tồn và tích hợp vào tuyến tham quan, cùng với những không gian trải nghiệm văn hóa truyền thống như triển lãm trà “Mận Đỏ Uốn Khúc” (Meandering Red Plum). Công viên được sử dụng như một không gian giáo dục ngoài trời, mỗi năm tổ chức hơn 30 hoạt động khoa học và sinh thái, thu hút gần 10.000 học sinh tham gia.

Ở cấp độ xã hội và kinh tế, dự án đã huy động khoảng 250 triệu nhân dân tệ đầu tư tư nhân, tạo việc làm cho hơn 800 lao động địa phương, đồng thời thu hút 300 nhân lực quay trở lại khu vực. Các thỏa thuận đầu tư tiếp theo đạt tổng giá trị khoảng 5 tỷ nhân dân tệ, cho thấy cảnh quan sinh thái, khi được tổ chức đúng cách, có thể trở thành động lực phát triển kinh tế dài hạn thay vì gánh nặng bảo trì.

Tongjian Lake Park là minh chứng cho một tư duy thiết kế cảnh quan thế hệ mới: Cảnh quan không kết thúc ở hình thái không gian, mà tiếp tục sống trong cách nó được sử dụng, vận hành và tái tạo giá trị cho cộng đồng.

Thiết kế: Power China Huadong Engineering Corporation Limited
Diện tích: 650.000 mét vuông
Thi công: Hangzhou Xixing Garden Engineering Co., LTD
Chủ đầu tư: Hangzhou Zhijiang City Construction Investment Group Co., LTD
Năm: 2022

Minh Nguyệt - Ảnh: Internet