Интегриране на адаптацията в дизайна на метрото в Копенхаген

Както подземната част на метрото в Копенхаген, така и частта над земята представляват предизвикателства, свързани с изменението на климата. По-специално обилните валежи, бурните вълни (които могат да бъдат засилени от покачването на морското равнище) и бурите могат да окажат въздействие върху инфраструктурата, като засегнат експлоатацията на метрото и безопасността на пътниците. Прогнозите за покачването на морското равнище и появата на екстремни метеорологични явления се промениха значително през последните години. Очаква се, че изменението на климата ще увеличи риска от облачни и бурни вълни повече от очакваното, като по този начин ще се променят проектните условия за високо ниво на безопасност на метрото. Поради това постепенно бяха приети по-високи изисквания за осигуряване на климатична устойчивост на метрото в Копенхаген.

Според доклада на Датския метеорологичен институт (DMI) за 2014 г. относно бъдещия климат в Дания, очертаващ развитието на датския климат до 2100 г., страната ще изпита покачване на морското равнище и по-чести и по-тежки екстремни метеорологични явления. Резултатите от настоящия доклад се основават на сценариите на AR5 на Междуправителствения комитет по изменение на климата. Климатичните симулации и свързаната с тях неопределеност се подобряват чрез прогнози, изчислени чрез съвкупност от климатични модели CMIP5 (Проект за взаимно сравнение на свързани модели, етап 5). Според доклада морското равнище около Дания ще бъде по-високо с 0,1—0,6 m за най-оптимистичния сценарий (RCP2.6), с 0,2—0,7 m за междинния сценарий RCP4.5 и с 0,3—0,9 m за по-песимистичния сценарий (RCP8.5). Тези данни са за края на века (2081—2100 г.) в сравнение с референтния период 1986—2005 г. Повишаването на морското равнище, заедно с променящите се модели на вятъра, вероятно ще доведе до увеличаване на височините на бурята.

В допълнение към покачването на морското равнище се очаква, че екстремните метеорологични явления (бури и облачни бури) ще се случват по-често и ще бъдат по-тежки поради изменението на климата, като по този начин ще се изостри рискът от наводнения за метрото в Копенхаген. Тези събития, които имат местно въздействие, са трудни за прогнозиране, тъй като могат да варират значително в рамките на кратко разстояние.

Проектираните и приложените мерки имат за цел подобряване на защитата на системата на метрото в Копенхаген от опасности, свързани с изменението на климата, главно наводнения, дължащи се на проливни дъждове и бурни вълни. Мерките имат за цел да защитят инфраструктурата и експлоатацията на метрото, както и безопасността на пътниците.

Стратегията на Metroselskabet за адаптиране към изменението на климата подкрепя интегрирането на адаптирането към изменението на климата на ранен етап от фазата на планиране и оразмеряване на линиите на метрото, така че след това са необходими само незначителни текущи корекции.

За да се подобри защитата на системата на метрото в Копенхаген от наводнения, очакваното най-високо ниво на водата поради обилни валежи и бурни вълни е оценено поотделно за всяка станция. Това позволи да се определи точното ниво на надморска височина за всеки вход, стълбище, тунелна вентилация, рампа, помещение за техника, шахта, асансьор и център за управление и поддръжка. Освен пистата, зоните и инсталациите, споменати по-горе, са най-уязвими и в случай на повреда могат да засегнат работата на метрото и неговата безопасност.

За да се определи най-високото ниво на водата във всяка станция, причинено от облачни събития, се разглежда наводнение от 1: 2000 години, събитие, което има 5% шанс да се случи в живота на метрото (100 години). Досега работата на Metroselskabet за адаптиране към изменението на климата се фокусира върху линиите M1 и M2. Вследствие на изменението на климата нивото на безопасност по тези линии вече не съответства на първоначално планираното ниво. Тези линии вече са напълно защитени от наводнения, причинени от облачни бури. За новопостроените участъци (M3 City Ring, M4 Nordhavn) и метрото в процес на изграждане (M4 Sydhavn) бяха взети предвид актуализираните климатични прогнози за бъдещото възникване и интензивността на облачните бури и бурите. Въз основа на тези предположения беше установено, че метростанциите следва да бъдат разположени на различни нива, между три и пет метра, за да се предпазят стационарните инсталации от наводнение в продължение на 10 000 години.

В допълнение към повишените нива на надморска височина на критичните елементи на метрото, в проекта на метрото са набелязани и включени широк набор от мерки за подобряване на неговата устойчивост на наводнения, включително:

• Районът около входовете на подземните станции е проектиран така, че да осигури оттичането на дъждовната вода далеч от отворите. Освен това в някои подземни станции е включена стъпка, която изисква стъпка нагоре, преди да слезете до гарата.
• Когато метрото се движи от участъците над земята надолу в тунелите, е установена силна дренажна решетка по релсите, където се натрупва дъждовна вода и се изпомпва, така че да не попадне в тунелите.
• В надземната система на метрото се монтират дренажи по релсите, водещи водата в местната канализационна система.
• Всички подземни станции имат капацитет за изпомпване, така че в случай, че тунелът е наводнен, водата автоматично ще се изпомпва.
• В някои подземни станции, където системата на метрото е пряко свързана с друга инфраструктура, се създават врати за наводнения, за да се предпази метрото от наводнения от други части на железопътната система на обществения транспорт.
• Подземните станции са защитени от обратен поток от канализационната система на града.
• Инсталациите на водоустойчиви външни врати в техническите помещения на няколко станции, както и в електрически и механични инсталации, ги направиха водоустойчиви.
• Техническите помещения са монтирани с 0,3 м повдигнат праг.
• Стените на Габион са построени по протежение на някои открити надземни участъци на метрото, като например на Източен Амагер. Стената на габиона е стена, направена от клетка, пълна с камъни; техника, която се използва в бреговата защита и вълноломите. Те са конструктивни елементи, използвани в надземните участъци, които обаче не са достатъчни, за да се предпазят от наводнения.
• В линиите М1 и М2 са монтирани водоустойчиви стени (комбинация от бетонни и габионни стени) с височина до 2,3 м, осигуряващи защита срещу морски вълни по откритите надземни участъци на метрото. При новите и планираните линии височината на стените може да бъде по-висока, което отразява разглежданите повишени изисквания за устойчивост на изменението на климата.

Защитата от облачност и бури е осигурена и по време на строителния период, за да се защитят работниците и машините

Въпреки че са адаптирани към изменението на климата, проектирането на съществуващите и планираните линии на метрото може да не е достатъчно за пълна защита срещу екстремни събития, покачване на морското равнище и бурни вълни в бъдеще, като се има предвид променящият се характер на изменението на климата и свързаните с него прогнози. Предварителните анализи, извършени от Metroselskabet, показват, че пълната защита на действащо метро води до високи разходи. Metroselskabet прецени, че външната защита на целия регион на столицата, Голям Копенхаген, е по-подходяща от социално-икономическа гледна точка, отколкото защитата само на инсталациите на метрото. Нивото на мерките, необходими за защита на метрото, зависи до голяма степен от начина, по който е решено да се защити по-голям Копенхаген като цяло. Община Копенхаген работи по постепенното опазване на градските елементи, което ще отнеме десетилетия.

Основната институционална заинтересована страна, участваща в изграждането, експлоатацията и климатизацията на метрото в Копенхаген, е Metroselskabet, дружество, финансирано от град Копенхаген (50 %), датското правителство (41,7 %) и град Фредериксберг (8,3 %). Подготовката на проекта за градски пръстен включваше обществена консултация въз основа на оценката на въздействието на проекта върху околната среда, проведена през 2008 г.; 200 граждани изразиха загриженост във връзка с проекта. Окончателният проект е одобрен от двата засегнати града през януари 2009 г. и от Министерството на транспорта през март 2009 г. Проектът е завършен и въведен в експлоатация през 2019 г.

Консорциумът на дружеството CASJV (Cowi, Arup и Systra), отговарящ за проектирането на градския пръстен (M3), използва актуализиран модел, за да вземе предвид екстремните наводнения, дължащи се на обилни валежи (както се случи през 2016 г.), и съответно да адаптира дизайна на метрото към констатациите на модела. Климатичната устойчивост на линията M4 и нейните разширения (Norhavn и Sydhavn) включва препоръки за мерки за адаптиране в допълнение към вече планираните, които са разработени от консултантската компания Rambøll.

Основните фактори за успех включват: i) приемането на интегриран подход, включващ въпроси, свързани с наводненията, в рамките на цялата концепция за проектиране на метрото от етапа на осъществимост; ii) в случая на градския пръстен, въз основа на опита, придобит по време на проектирането и експлоатацията на предишните линии на метрото (М1 и М2), открити съответно през 2002 г. и 2007 г.; iii) последователност и съгласуваност с плана за адаптиране на целия град към изменението на климата.

Основният ограничаващ фактор е свързан с техническите и оперативните изисквания, първоначално установени за системата на метрото, които са определени предимно за осигуряване на оптимални обществени транспортни услуги при устойчиви икономически условия. Такива изисквания се отнасят до местоположенията на станциите, разположението на техническите компоненти, разположението на метростанциите, маршрута на линиите на метрото и др. В някои случаи те са направили интеграцията на мерките за адаптиране по-трудна.

Прилагането на мерки за устойчивост на изменението на климата в системата на метрото в Копенхаген беше финансирано от Metroselskabet. Финансирането на решения за адаптиране към изменението на климата беше включено както в строителния, така и в оперативния бюджет. Общата стойност на градския пръстен е 22,4 млрд. DK, което е приблизително 3 млрд. EUR, което леко надвишава първоначалните прогнозни разходи от 21,3 млрд. DKK. Разходите за мерки за климатична устойчивост са включени в тази сума и няма отделна информация.

Основната полза от мерките за устойчивост спрямо изменението на климата е предотвратяването на щети по инфраструктурата и оборудването на метрото, аварии на експлоатацията и свързаните с тях финансови загуби, свързани със събития, предизвикани от изменението на климата, по-специално наводнения.

Изграждането на метрото M3 City Ring се основава на закон, приет от националния парламент през юни 2007 г. Описанието на проекта, послужило като основа за този акт, е предоставено в доклада относно City Circle Line, изготвен през 2005 г. Изискванията за адаптиране към изменението на климата бяха включени в проектното предложение.

Интегрирането на аспектите на изменението на климата в дизайна на метрото е непрекъснат адаптивен процес, който е в ход от планирането и изграждането на първата линия на метрото (2002 г.) и продължава и досега. През 2010 г. започнаха предварителни строителни работи по новия градски пръстен на метрото (М3). Тази линия беше открита през 2019 г., оборудвана с по-високо ниво на защита срещу настоящи и бъдещи рискове, свързани с климата. Строителните работи продължават с разширения на линиите М4: i) (Nordhavn) с две нови станции, открити през 2020 г. (Nordhavn и Orientkaj), и ii) Sydhavn, който трябва да бъде пуснат в експлоатация през 2024 г. Поради местоположението на тези участъци в близост до морето, включването на аспектите на изменението на климата в тяхното проектиране е особено важно.

Дизайнерският живот на метрото е приблизително 100 години, но може да бъде дори по-дълъг въз основа на опита на други градове по света. Ако са добре поддържани, срокът на действие на мерките за структурно адаптиране следва да обхваща целия срок на експлоатация на системата на метрото.

Cecilie Elisa Juul Martiny
Architectural Engineer
Metroselskabet I/S
Metrovej 5
DK-2300 København S, Denmark
E-mail: cema@m.dk 

Metroselskabet, включително Годишни доклади на Metroselskabet