Đồi thị là gì? Các bài báo nghiên cứu khoa học liên quan

Khái niệm và đặc điểm hình thái của đồi thị

Đồi thị (urban hill) là dạng địa hình có cao độ thấp đến trung bình, nằm trong phạm vi đô thị hoặc tại rìa đô thị, thường mang giá trị địa mạo, sinh thái và quy hoạch quan trọng. Đồi thị có thể xuất hiện như các gò tự nhiên, dải đồi kéo dài hoặc một hệ thống đồi nhỏ xen kẽ trong khu dân cư. Đặc tính chủ đạo của đồi thị là sự hiện diện của lớp đất ổn định, bề mặt dốc nhẹ đến dốc vừa và cấu trúc địa chất chịu lực đủ để hỗ trợ thảm thực vật hoặc hoạt động của con người. Các nghiên cứu của U.S. Geological Survey (USGS) cho thấy đồi trong đô thị thường là phần còn lại của hệ địa hình cổ bị bao bọc bởi quá trình đô thị hóa.

Đồi thị giữ vai trò như yếu tố tự nhiên xen kẽ trong cấu trúc đô thị, tạo sự dung hòa giữa môi trường xây dựng và môi trường tự nhiên. Đặc điểm hình thái – bao gồm độ dốc, hướng dốc, cấu tạo đất đá và độ cao tương đối – ảnh hưởng trực tiếp đến thoát nước, xói mòn, vi khí hậu và bố trí đô thị. So với đồng bằng đô thị, đồi thị tạo ra sự phân tầng không gian và các điểm nhìn khác nhau, góp phần định hình đặc điểm thị giác của thành phố. Bên cạnh đó, đồi thị còn có vai trò trong lưu chuyển gió, điều hòa vi khí hậu và giảm hiệu ứng đảo nhiệt đô thị.

Một số đặc tính hình thái quan trọng của đồi thị:

• Độ cao tương đối từ 20–200 m tùy khu vực đô thị và cấu trúc địa chất địa phương.
• Hình dạng tròn, bầu dục, dải kéo dài hoặc nhóm đồi theo cụm.
• Độ dốc biến thiên từ 5° đến 35°, quyết định khả năng chống xói mòn.
• Lớp phủ thảm thực vật phong phú, đặc biệt tại các khu vực chưa bị bê tông hóa.

Bảng mô tả phân loại đồi thị theo đặc điểm hình thái:

Loại đồi	Đặc điểm hình thái	Môi trường xuất hiện
Đồi đơn	Đỉnh tròn, dốc tỏa đều	Khu đô thị ven rìa
Đồi cụm	Nhiều đồi nhỏ kết nối	Thung lũng đô thị hoặc ngoại vi
Dải đồi	Dạng kéo dài, sườn dốc hai bên	Khu vực chuyển tiếp giữa đô thị và tự nhiên

Quá trình hình thành và nguồn gốc địa chất

Đồi thị có nguồn gốc hình thành phức tạp, liên quan đến sự kết hợp của nhiều quá trình địa chất bao gồm phong hóa, xói mòn, nâng kiến tạo và vận chuyển trầm tích. Các đồi tự nhiên thường là phần còn lại của các khối địa hình bị bào mòn qua hàng nghìn đến hàng triệu năm, để lại phần lõi đá bền hoặc lớp đất kết cấu ổn định. Quá trình phong hóa cơ học và hóa học, tác động của khí hậu và sự thay đổi mực nước ngầm đóng vai trò quan trọng trong việc tạo nên hình dạng đồi.

Ngoài nguồn gốc tự nhiên, đồi thị cũng có thể hình thành từ tác động nhân tạo như bãi thải mỏ, gò nhân tạo do san lấp đất hoặc cải tạo địa hình để phục vụ quy hoạch. Những đồi nhân tạo này thường có cấu trúc đất không đồng nhất, dễ bị xói mòn hoặc mất ổn định nếu không được gia cố đúng cách. Các nghiên cứu trầm tích học cho thấy sự khác biệt đáng kể giữa đồi tự nhiên và đồi nhân tạo, đặc biệt trong khả năng giữ nước, độ nén lún và tính ổn định lâu dài.

Các thức hình thành đồi được phân loại như sau:

• Đồi kiến tạo: được nâng lên do hoạt động địa chất.
• Đồi xói mòn: phần địa hình còn lại sau quá trình bào mòn.
• Đồi trầm tích: hình thành từ tích tụ vật liệu theo dòng chảy.
• Đồi nhân tạo: phát sinh do hoạt động xây dựng hoặc khai thác.

Bảng so sánh đặc điểm của đồi tự nhiên và đồi nhân tạo:

Tiêu chí	Đồi tự nhiên	Đồi nhân tạo
Cấu trúc đất	Đồng nhất, ổn định	Không đồng nhất, dễ biến động
Nguồn gốc vật liệu	Phong hóa – xói mòn	Do con người đắp, san lấp
Tính ổn định lâu dài	Cao	Phụ thuộc vào kỹ thuật thi công
Khả năng chống xói mòn	Tốt	Trung bình đến kém

Vai trò của đồi thị trong quy hoạch đô thị

Đồi thị là một yếu tố quan trọng trong tổ chức không gian đô thị, góp phần tạo nên cấu trúc địa hình đa dạng và hệ thống thoát nước tự nhiên. Trên góc độ quy hoạch, đồi thị định hướng sự phát triển của đường giao thông, vị trí khu dân cư, khu công viên và các công trình cảnh quan. Những khu vực đồi thường được giữ lại như khoảng xanh tự nhiên, được tích hợp vào chiến lược phát triển bền vững nhằm tối ưu hóa khả năng chống ngập và điều hòa khí hậu đô thị. Các báo cáo của UN-Habitat nhấn mạnh rằng đô thị phát triển bên cạnh địa hình đồi có khả năng tạo ra dòng chảy thông gió tự nhiên tốt hơn.

Đồi thị còn đóng vai trò như điểm nhìn (viewpoint) tự nhiên, giúp định hình giá trị thẩm mỹ và bản sắc cảnh quan của một thành phố. Những công trình kiến trúc quan trọng thường được đặt gần hoặc trên các đồi để tận dụng ưu thế cao độ, trong khi các tuyến đường quanh đồi tạo nên cấu trúc không gian đặc thù khó trộn lẫn. Đồi cũng góp phần trong công tác quản lý tài nguyên nước, bởi nước mưa được dẫn theo sườn dốc, giảm áp lực cho hệ thống thoát nước phía thấp.

Vai trò chính của đồi thị trong quy hoạch:

1. Điều hướng phát triển đô thị theo địa hình tự nhiên.
2. Tạo cảnh quan và điểm nhìn chiến lược.
3. Hỗ trợ hệ thống thoát nước tự nhiên.
4. Giữ đất cho không gian xanh và công viên địa hình.

Hệ sinh thái và thảm thực vật trên đồi thị

Đồi thị thường là không gian chuyển tiếp giữa lõi đô thị mật độ cao và vùng tự nhiên ngoại vi, chứa đa dạng sinh học cao hơn so với các khu vực đô thị bằng phẳng. Thảm thực vật trên đồi bao gồm rừng thứ sinh, cây bụi, cỏ tự nhiên hoặc các loài bản địa được bảo tồn. Thảm thực vật này góp phần bảo vệ đất, giảm xói mòn và duy trì môi trường sống cho nhiều loài sinh vật, kể cả chim di cư và các loài côn trùng có lợi. Nhờ độ dốc tự nhiên, đồi còn tạo ra các vi sinh cảnh khác nhau—mặt đón nắng và mặt khuất nắng—giúp đa dạng hóa cấu trúc sinh thái.

Sự tồn tại của hệ sinh thái đồi trong đô thị đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện chất lượng không khí, hấp thụ CO₂ và điều hòa nhiệt độ. Các nghiên cứu của UNECE cho thấy các mảng xanh trên đồi có khả năng giảm nhiệt độ đô thị từ 1–3°C tùy theo mật độ cây phủ. Ngoài ra, đồi còn là nơi lý tưởng để phát triển các khu bảo tồn thiên nhiên nhỏ trong đô thị, tạo điều kiện cho giáo dục môi trường và du lịch sinh thái.

Một số chức năng sinh thái của đồi thị:

• Ổn định đất và chống xói mòn.
• Duy trì đa dạng sinh học trong đô thị.
• Tạo vi khí hậu mát hơn so với mặt bằng thấp.
• Hỗ trợ khả năng hấp thụ nước mưa.

Các yếu tố môi trường và nguy cơ địa chất

Đồi thị là một dạng địa hình chịu tác động mạnh của các yếu tố môi trường, đặc biệt là mưa lớn, dòng chảy bề mặt và thay đổi lớp phủ thực vật. Những yếu tố này có thể gây xói mòn, sạt lở và suy giảm ổn định địa chất nếu đồi không được quản lý đúng cách. Tại các thành phố có mật độ mưa cao hoặc hệ thống thoát nước yếu, đồi thị trở thành khu vực nhạy cảm, dễ phát sinh các hiện tượng trượt đất hoặc lún sụt do áp lực nước tăng trong đất. Dữ liệu kỹ thuật về địa chất đô thị được nhiều cơ quan như USGS cung cấp nhằm hỗ trợ đánh giá rủi ro.

Để đánh giá mức độ ổn định của sườn dốc đồi, các mô hình địa kỹ thuật thường được sử dụng để xác định nguy cơ tiềm ẩn. Những mô hình này dựa trên các tham số cơ bản của đất như lực dính kết, góc ma sát trong, mật độ ẩm và áp lực nước lỗ rỗng. Công thức phân tích độ ổn định phổ biến là: $F_s = \frac{c' + (\sigma - u)\tan\phi'}{\tau}$ trong đó $F_s$ là hệ số ổn định, $c'$ là lực dính kết, $\sigma$ là ứng suất pháp tuyến, $u$ là áp lực nước lỗ rỗng, $\phi'$ là góc ma sát trong, và $\tau$ là lực cắt gây trượt. Khi hệ số ổn định $F_s < 1$, nguy cơ sạt lở là rất cao và cần có biện pháp can thiệp ngay.

Một số yếu tố môi trường ảnh hưởng trực tiếp đến đồi thị:

• Lượng mưa lớn làm tăng áp lực nước trong đất và giảm lực ma sát.
• Thay đổi thảm thực vật do xây dựng hoặc cháy rừng làm mất ổn định mặt dốc.
• Địa chất yếu như đất sét hoặc đất phong hóa mạnh dễ bị trượt khi ngấm nước.
• Hoạt động giao thông hoặc rung động do thi công ảnh hưởng đến cấu trúc đất.

Các báo cáo của UNECE nhấn mạnh rằng đồi trong đô thị cần được giám sát định kỳ bằng các thiết bị đo nghiêng, đo dịch chuyển đất và cảm biến áp lực nước để bảo đảm an toàn. Việc lập bản đồ nguy cơ sạt lở là yêu cầu quan trọng trong quy hoạch đô thị, đặc biệt ở những thành phố nằm trong khu vực đồi núi.

Tác động của hoạt động con người lên đồi thị

Hoạt động con người là một trong những yếu tố làm tăng nguy cơ bất ổn đối với đồi thị. Việc xây dựng đường giao thông, mở rộng khu dân cư hoặc khai thác vật liệu đều có thể làm thay đổi cấu trúc tự nhiên của đồi. Khi con người can thiệp vào địa hình, lớp đất bị cắt xẻ, sườn dốc tăng độ dốc hoặc mất thảm thực vật, từ đó làm giảm khả năng chống xói mòn và tăng nguy cơ sạt lở. Trong một số trường hợp, các công trình xây dựng không tuân thủ tiêu chuẩn kỹ thuật càng làm trầm trọng hơn tình trạng này.

Đồi thị cũng chịu tác động bởi chất tải trọng công trình như nhà ở, tòa nhà cao tầng hoặc hạ tầng giao thông. Khi tải trọng vượt quá sức chịu của cấu trúc đất, hiện tượng lún cục bộ hoặc trượt sườn dốc có thể xảy ra. Ngoài ra, việc không kiểm soát nước thải hoặc thoát nước mưa trên sườn đồi có thể gây xói mòn chân đồi, dẫn đến sụt lún và phá hủy nền móng. Các hướng dẫn kỹ thuật của EPA nhấn mạnh tầm quan trọng của thoát nước bền vững trong các khu vực địa hình dốc.

Những tác động tiêu biểu của con người lên đồi thị:

• Khai thác đất đá làm thay đổi cấu trúc địa hình.
• Chặt phá thảm thực vật khiến đất dễ bị xói mòn.
• Xây dựng công trình không gia cố sườn dốc.
• Hình thành các bãi thải gây tăng tải trọng hoặc trượt đất.

Quản lý bền vững đồi thị đòi hỏi sự phối hợp giữa quy hoạch, thiết kế kỹ thuật và bảo vệ môi trường. Sự giám sát liên tục và phục hồi thảm thực vật là hai trong số các biện pháp quan trọng nhằm hạn chế tác động tiêu cực của hoạt động con người.

Ứng dụng đồi thị trong kiến trúc và cảnh quan

Đồi thị là yếu tố địa hình có giá trị cao trong thiết kế kiến trúc và cảnh quan. Việc tận dụng cao độ tự nhiên giúp kiến trúc sư tối ưu hóa chiếu sáng, thông gió và giảm nhu cầu năng lượng cho công trình. Các công trình xây dựng trên đồi có thể đạt lợi thế về tầm nhìn, tạo sự khác biệt thẩm mỹ so với khu vực bằng phẳng. Kiến trúc bậc thang hoặc công trình bám sườn đồi đã trở thành một xu hướng phổ biến trong thiết kế đô thị hiện đại, giúp giảm tác động lên tự nhiên.

Trong cảnh quan đô thị, đồi thị tạo không gian lý tưởng cho công viên, khu sinh thái, đường dạo bộ và điểm quan sát. Địa hình đồi cho phép tạo ra nhiều lớp cảnh quan, từ đỉnh đồi với tầm nhìn bao quát đến sườn đồi với thảm thực vật phong phú. Các dự án quy hoạch của UN-Habitat cho thấy việc bảo tồn đồi trong đô thị góp phần nâng cao chất lượng sống, cải thiện sức khỏe cộng đồng và tăng diện tích xanh.

Một số ứng dụng kiến trúc – cảnh quan trên đồi:

• Công viên địa hình (terrain park) tổ chức theo cao độ tự nhiên.
• Khu dân cư bậc thang giảm tác động xây dựng.
• Điểm quan sát và tháp cảnh quan đặt tại đỉnh đồi.
• Đường dạo sinh thái kết nối không gian xanh.

Biến đổi khí hậu và ảnh hưởng đến đồi thị

Biến đổi khí hậu làm tăng tần suất và cường độ mưa lớn tại nhiều khu vực đô thị, đặc biệt những nơi có địa hình đồi núi. Sự gia tăng lượng mưa khiến dòng chảy bề mặt mạnh hơn, gây xói mòn và giảm ổn định đất. Các mô hình khí hậu khu vực được công bố bởi IPCC chỉ ra rằng sườn dốc đô thị là một trong những đối tượng chịu ảnh hưởng lớn nhất của biến đổi khí hậu, đặc biệt trong bối cảnh đô thị hóa nhanh và mất thảm thực vật.

Ngoài lượng mưa, nhiệt độ tăng và sự thay đổi chu trình nước cũng làm khô đất vào mùa khô và bão hòa vào mùa mưa, gây ra chu trình co – giãn đất dẫn đến nứt, trượt hoặc lún. Các thành phố ven đồi hoặc có vành đai đồi bao quanh cần có chiến lược thích ứng để bảo vệ hệ sinh thái đồi trong điều kiện khí hậu thay đổi. Những chiến lược đó có thể gồm phủ xanh bề mặt đồi, tăng mật độ cây sâu rễ, cải thiện thoát nước và hạn chế phát triển hạ tầng nặng.

Các biện pháp thích ứng quan trọng:

• Trồng cây bản địa để giảm xói mòn.
• Tăng cường hệ thống rãnh thoát nước bền vững.
• Giảm tải trọng xây dựng trên sườn dốc.
• Giám sát sạt lở bằng thiết bị đo địa động lực.

Kết luận

Đồi thị là thành phần địa hình có giá trị trong không gian đô thị, ảnh hưởng đến địa mạo, môi trường, quy hoạch và kiến trúc. Việc hiểu rõ tác động của khí hậu, con người và môi trường là cơ sở quan trọng để quản lý bền vững đồi thị. Thông qua bảo tồn thảm thực vật, quy hoạch phù hợp và giám sát địa chất, đồi thị có thể trở thành nguồn lực quan trọng hỗ trợ sự phát triển đô thị bền vững trong tương lai.

Tài liệu tham khảo

• U.S. Geological Survey. Truy cập: https://www.usgs.gov
• UN-Habitat. Urban Planning Resources. Truy cập: https://unhabitat.org
• UNECE. Environmental Policy. Truy cập: https://unece.org
• EPA. Slope Management and Sustainable Drainage. Truy cập: https://www.epa.gov
• IPCC. Climate Change Assessment Reports. Truy cập: https://www.ipcc.ch