Địa chất môi trường (ĐCMT) đô thị ứng dụng ba vấn đề chính: i) Các thành phần của môi trường địa chất (thành phần vật chất, các quá trình địa chất, địa hình địa mạo); ii) Hệ thống của đô thị (vị trí, yếu tố đầu vào, đầu ra, hệ thống giao thông); iii) mối tương tác của môi trường địa chất với hoạt động đô thị. Trên cơ sở này, ĐCMT đô thị phục vụ công tác xác định tính tương thích giữa các thành phần tham gia trong quá trình phát triển đô thị, hạn chế tối thiểu những xung đột, đưa ra cơ sở khoa học sử dụng hợp lý không gian địa chất. Trong bài viết, với mục tiêu đưa ra cơ sở khoa học các dữ liệu gốc về tính chất vật lý, hóa học, không gian của các thành phần trong không gian địa chất phục vụ thu thập, điều tra và phân cấp theo nhu cầu để xác lập giá trị (Điểm số) cũng như chuẩn hóa trọng số theo ba vấn đề nêu trên. Từ đó lượng hóa nhằm đánh giá khả năng đáp ứng được các nhu cầu phát triển đô thị một cách khách quan và hợp lý theo từng khu vực nhất định ở Việt Nam trong giai đoạn tiếp theo.

Từ khóa: ĐCMT đô thị, trọng số, Việt Nam.

RESEARCH ON SCIENCTIFIC BASIC FOR APPLICATION URBAN ENVIRONMENT GEOLOGY IN VIETNAM

ABSTRACT:

Urban environmental geology applies three main issues: i) The components of the geological environment (Material composition, geological processes, geomorphological topography); ii) The systems of the city (Location, inputs, outputs, transportation systems); iii) The interaction of the geological environment with urban activity. On this basis, urban environmental geology serves determining the compatibility between components participating in the process of urban development, minimizing conflicts, providing scientific basis for using geospatial rationality. Here, the target is to provive a scientific basis for the original data on the physical, chemical, space properties of the components in the geospatial that serves collection, investigation and demandly hierarchy to establish values (Scorces) as well as normalize the weights according to the three issues above. From there, quantify them to assess the ability to meet the needs of urban development objectively and reasonably in each given area in Vietnam in the next stage.

Keywords: Urban environmental geology, weights, Vietnam.

JEL Classifications: O13, P48, Q15.

I. GIỚI THIỆU

Thế giới đã áp dụng khoa học địa chất trong nghiên cứu môi trường hay ĐCMT phát triển khá sớm. Các thuật ngữ địa chất, ĐCMT được khái niệm, khái quát hóa và hướng tới phổ cập để áp dụng trong nghiên cứu điều tra ĐCMT của đô thị phục vụ quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội từ những năm 60 - 70 của thế kỷ XX. Những công trình nghiên cứu, điều tra địa chất đều là nguồn dữ liệu phục vụ đắc lực trong công tác nghiên cứu, ứng dụng điều tra môi trường, góp phần quan trọng quy hoạch phát triển kinh tế xã hội, đặc biệt đối với việc quy hoạch phát triển các đô thị và không gian ngầm.

ĐCMT sử dụng toàn diện dữ liệu địa chất, phương pháp và lý luận cho tối ưu hóa mối quan hệ giữa con người và các khía cạnh địa chất của môi trường vật lý địa chất (Thomas Walter Grimshaw, 1976). Trong nội hàm của khái niệm này hướng đến sinh thái vì sinh thái học cũng "Nghiên cứu mối quan hệ giữa thế giới hữu cơ và môi trường của chúng” (Gary, McAffee và Wolf, 1972). Đối với môi trường địa chất và môi trường đô thị, mối quan hệ này phức tạp và ngày càng phức hơn trong quá trình đô thị hóa nhanh, đặc biệt đối với các nước chưa và đang phát triển, trong đó có Việt Nam. Từ những năm 90 của thế kỷ XX, Việt Nam cũng triển khai chương trình địa chất đô thị và nhiều nghiên cứu ĐCMT đô thị. Đã đẩy mạnh công tác ứng dụng thông tin địa chất vào quy hoạch, phát triển đô thị như: các lớp thông tin cần điều tra về địa chất khoáng sản, địa mạo - tân kiến tạo, địa chất thủy văn, địa chất công trình, ĐCMT. Tuy nhiên, tài liệu và các lớp thông tin về ĐCMT đô thị ở Việt Nam chủ yếu ở dạng độc lập, nặng về điều tra ĐCMT và địa chất công trình, nhiều lớp thông tin còn thiếu, tính tích hợp chưa cao, lớp thông tin "cơ sở” để định lượng đánh giá phân vùng sử dụng môi trường địa chất trong hệ thống phát triển đô thị (Đô thị đã có và đô thị trong quy hoạch) còn hạn chế. Đồng thời chưa tiếp cận hệ thống, đồng bộ so với thế giới về các vấn đề: Thành phần môi trường - hệ thống đô thị - mối tương tác giữa môi trường địa chất và hệ thống đô thị; lượng hóa các tiêu chí cơ sở để đánh giá xung đột trong sử dụng nền địa chất phát triển đô thị. Đây sẽ là những nội dung được đề xuất cơ sở khoa học để áp dụng cho Việt Nam từ phương pháp, cách tiếp cận, xây dựng cơ sở dữ liệu, xác lập các mối tương tác, tính điểm và trọng số, các bước tích hợp, quy trình xác định tính hợp lý trong điều tra ĐCMT đô thị.

II. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Tổng hợp, phân tích, xử lý toàn bộ các dự liệu về địa chất môi trường đô thị và các tài liệu liên quan (Địa chất đô thị, địa chất môi trường, địa hóa môi trường đô thị, hệ thống đô thị liên quan việc sử dụng không gian địa chất, các quá trình địa chất liên quan phát triển đô thị, tích hợp tổn thương môi trường v.v.) trên thế giới và trong nước (Chương trình địa chất đô thị Việt Nam từ năm 1992 – 2002, địa hóa môi trường, tổn thương môi trường,…) để nghiên cứu, xác lập cơ sở khoa học ứng dụng nghiên cứu, điều tra địa chất môi trường đô thị theo hướng xác định tiêu chí "cơ sở” và lượng hóa được chúng. Những phương pháp này hướng tới cách tiếp cận (Phương pháp luận) nghiên cứu ĐCMT của các khu đô thị đang phát triển phải đáp ứng ba yêu cầu: 1) Cần được áp dụng phổ biến (nghĩa là, nó có thể sử dụng được trong nhiều khu vực đô thị càng tốt, bất kể vị trí hoặc bối cảnh địa chất của chúng); 2) Toàn diện (tất cả những điều quan trọng trong xung đột môi trường phải được tính đến); 3) Phải có hệ thống để có thể hiểu một cách dễ dàng và chặt chẽ trong ứng dụng. Ngoài ra, phương pháp luận phải cung cấp thông tin cho cả khía cạnh chữa và phòng ngừa bệnh của ĐCMT đối với sự phát triển khu vực đô thị.

III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

3.1. Các vấn đề và nội dung tiếp cận ĐCMT đô thị

Về hệ thống, các công trình nghiên cứu ĐCMT đô thị sẽ tiếp cận cùng lúc ba vấn đề: i) Thành phần của môi trường địa chất; ii) Hệ thống của đô thị; iii) Tương tác của hệ thống đô thị với môi trường địa chất.

i) Thành phần của môi trường địa chất: Phạm vi ở đây tập trung vào môi trường địa chất gần bề mặt, với độ sâu nhỏ mà khả năng hệ thống độ thị có thể chạm tới (Không gian ngầm).Thành phần vật chất tập trung vào các tính chất vật lý, tài nguyên, tính chất hóa học; các quá trình địa chất liên quan.

+ Tính chất vật lý của nền địa chất hướng vào xác định cách nó phản ứng với những hoạt động của đô thị hóa diễn ra như: Khả năng chịu cắt, chịu lực, đặc tính cố kết, khả năng trương nở, ăn mòn, độ xốp, tính thấm...

+ Tính chất hóa học và hành vi của thành phần vật chất trong môi trường địa chất: Đặc điểm phân bố thành phần vật chất như các nguyên tố, các hợp chất - khoáng vật (Hàm lượng, vị trí phân bố, khả năng tương tác với môi trường xung quanh...) cũng như hành vi của chúng (Nguồn gốc, dạng tồn tại, mức độ linh động...) đều có khả năng tác động đến môi trường sống của con người và hệ sinh thái liên quan. Vì thế, cần thành lập những bản đồ, sơ đồ thể hiện được những thành phần hóa học, dự báo xu thế tác động môi trường xung quanh để chỉ dẫn (Thế giới hiện nay thường đánh giá từ 20 - 50 nguyên tố bằng kỹ thuật phân tích định lượng cao như ICP-MS... góp phần cả cho mục đích quan trắc lâu dài môi trường). Đặc biệt, trong điều tra, quan trắc đánh giá nhiều khi cần xác định rõ nguồn gốc tự nhiên hay nguồn gốc nhân sinh của thành phần vật chất...

+ Tài nguyên: Gồm những tài nguyên có sẵn mang giá trị so sánh thấp như các cốt liệu, tài nguyên nước tại chỗ cần thiết cho sự duy trì và phát triển của đô thị. Nếu chúng không có sẵn thì chi phí phát triển đô thị sẽ tăng lên đáng kể. Tuy nhiên, nếu chúng có sẵn, sẽ xảy ra các xung đột môi trường liên quan việc sử dụng chúng...

Các quá trình liên quan: Quá trình địa chất diễn ra ảnh hưởng đến quá trình đô thị hóa nhưng ở đây chú ý đến quá trình xảy ra nhanh như dòng chảy bề mặt, dòng chảy vùng bờ, các chuyển động khối. Các hoạt động dưới bề mặt gồm: động đất, đứt gãy, núi lửa, sụt lún kiến tạo, sụt lún liên quan khai thác nước ngầm, khai thác dầu khí. Các hoạt động khác như karst. Địa hình, địa mạo: Sự phân bố diện tích theo độ dốc sẽ có ý nghĩa lớn trong quá trình đô thị hóa

ii) Hệ thống của đô thị: Vị trí; yếu tố đầu vào, đầu ra; giao thông

- Vị trí ở đây là vị trí tự nhiên của thành phố, xem xét các vấn đề phát sinh trong nó bao giờ cũng được đặt ở một địa điểm cụ thể và sẽ khác so với vị trí khác hoặc có thể không tồn tại ở vị trí khác. Chẳng hạn như các vấn đề: tai biến địa chất, chất thải của đô thị ảnh hưởng đến môi trường liên quan...

- Yếu tố đầu vào: là năng lượng, các nguồn lực vật chất phát triển đô thị. Hàng hóa ở đây có hai loại: loại thành phẩm và loại chưa thành phẩm. Các hàng hóa thành phẩm được sản xuất từ khu vực khác mang tới hoặc sản xuất tại thành phố. Các hàng hóa chưa thành phẩm được sản xuất tại chỗ có ý nghĩa lớn trong việc đánh giá ĐCMT đô thị, ví dụ các cốt liệu đá, cát, sỏi hay nước ngầm, nước mặt.

- Yếu tố đầu ra: có hai loại là thành phẩm và phế phẩm. Thành phẩm bao gồm phần lớn giá trị kinh tế mà đô thị tạo ra, phục vụ sự tồn tại - phát triển của đô thị, chúng thường không gây ra các tác động môi trường nghiêm trọng. Nhưng phế phẩm - chất thải mà đô thị tạo ra có tác động nghiêm trọng đến môi trường.

+ Đầu ra chất thải không được kiểm soát sẽ thải ra môi trường tại hoặc gần điểm phát sinh: Năng lượng nhiệt do các nhà máy, khu dân cư giải phóng vào môi tường không khí; chất thải rắn do dân vứt bỏ dưới dạng rắc.

+ Đầu ra chất thải được kiểm soát: Chất thải được thu gom theo hệ thống, được xử lý trước khi thải bỏ. Loại chất thải này có thể được phân loại như sau:

Chất thải rắn: Chất thải cá nhân, chất thải đô thị được tập trung ở các bãi tư nhân hay bãi rác tập thể, các bãi chôn lấp rác tập thể; rác thải công nghiệp.

Chất thải lỏng: Chất thải cá nhân và chất thải đô thị trong các hệ thống bể phốt và cống thoát nước, các nhà máy xử lý nước thải; chất thải lỏng công nghiệp. Chất thải dạng khí: Lưu huỳnh đi-ô-xít (SO2), ni-tơ đi-ô-xit (NO2)...

Chất thải năng lượng (nhiệt: Hiệu ứng đảo nhiệt đô thị - Urban heat island effect): Từ các điều hòa không khí, từ nước, xây dựng... Vấn đề "Hiệu ứng đảo nhiệt đô thị” đang được thế giới quan tâm, nó là hiện tượng tích tụ nhiệt trong đô thị do hoạt động xây dựng trong đô thị và các hoạt động của con người [15].

    Chất thải nguy hại: Chất thải có chứa các chất hoặc hợp chất có một trong các đặc tính gây nguy hại trực tiếp (dễ cháy, dễ nổ, làm ngộ độc, dễ ăn mòn, dễ lây nhiễm và các đặc tính nguy hại khác).

    Tùy theo các loại rác thải nêu trên sẽ ảnh hưởng đến khả năng sử dụng đất; hệ thống bể phốt và cống thải ảnh hưởng để sử dụng không gian dưới bề mặt đất, phía trên lại được sử dụng cho các mục đích khác cần phải tính toán.

- Giao thông vận tải: Kết nối các thành phần trong đô thị với nhau và kết nối với các khu vực xung quanh. Phân loại dễ nhất là theo phương tiện giao thông: Ô tô con và xe tải liên quan đến đường phố và đường cao tốc; Đường sắt (tàu hỏa); Hệ thống giao thông công cộng: trên bề mặt và không gian ngầm (Tàu điện…); Sân bay, cảng biển; Đường ống; Đường điện.

iii) Tương tác giữa hệ thống đô thị với môi trường địa chất

Phải đánh giá được những xung đột phát sinh do hệ thống thành phần trong đô thị tác động lên môi trường địa chất. Một ma trận đơn giản hóa được thiết lập trong Bảng 1.

Bảng 1: Tương tác của các thành phần trong hệ thống đô thị với môi trường địa chất (Thomas Walter Grimshaw, B.S,M.A, 1976; có bổ sung).