Интегриране на адаптацията в дизайна на метрото в Копенхаген

Както подземната част на метрото в Копенхаген, така и частта над земята създават предизвикателства, свързани с изменението на климата. По-специално, обилните валежи, бурите (които могат да бъдат засилени от повишаването на морското равнище) и бурите могат да повлияят на инфраструктурата, засягайки експлоатацията на метрото и безопасността на пътниците. Прогнозите за покачването на морското равнище и възникването на екстремни метеорологични явления се промениха значително през последните години. Очаква се изменението на климата да увеличи риска от облачни изблици и бури 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 гарантиране на климатичната устойчивост на метрото в Копенхаген.

Според доклада от 2014 г. на Датския метеорологичен институт (DMI) за 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 този доклад се основават на сценариите AR5 на Междуправителствения комитет по изменение на климата. Симулациите на климата и свързаните с тях несигурности се подобряват чрез прогнози, изчислени от съвкупност от климатични модели CMIP5 (проектна фаза 5 за комбиниран модел на сравнение). Според доклада морското равнище около Дания ще бъде по-високо с 0,1—0,6 милиона за най-оптимистичния сценарий (RCP2.6), с 0,2—0,7 m за междинен сценарий RCP4.5 и с 0,3—0,9 милиона за по-песимистичния сценарий (RCP8.5). Тези данни са за края на века (2081—2000 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 височината на бурята.

В допълнение към повишаването на морското равнище се очаква екстремни метеорологични събития (бури и изблици на облаци) да се случват по-често и да бъдат по-тежки поради изменението на климата, като по този начин се увеличава рискът от наводнения за метрото в Копенхаген. Тези събития, които имат местно въздействие, трудно се проектират, тъй като могат да се различават значително в рамките на кратко разстояние.

Планираните и приложените мерки имат за цел подобряване на защитата на метрото в Копенхаген срещу опасности от изменението на климата, главно наводнения, дължащи се на обилни валежи и бури. 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 във 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 метрото в Копенхаген от наводнения, очакваното най-високо ниво на водата поради обилни валежи и бури се оценява поотделно за всяка станция. Това позволява да се определи точното ниво на надморска височина за всеки вход, стълби, тунелна вентилация, рампа, техническо помещение, шахта, асансьор и център за контрол и поддръжка. Освен пистата, посочените по-горе зони и инсталации са най-уязвими и в случай на повреда могат да засегнат експлоатацията на метрото и неговата безопасност.

За да се определи най-високото ниво на водата във всяка станция, причинено от облачни изблици, е разгледано събитие от 1: 2000 години, което има 5 % шанс да се случи в живота на метрото (100 години). Досега работата на Metroselskabet за приспособяване на климата е съсредоточена върху линиите M1 и M2. Вследствие на изменението на климата нивото на безопасност по тези линии вече не съответства на първоначалното проектирано ниво. Тези линии вече са напълно защитени от наводнения, причинени от изблици на облаци. За новопостроените (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 облачни изблици и бури. Въз основа на тези допускания беше установено, че метростанциите следва да бъдат разположени на различни нива между три и пет метра, за да се защитят стационарните инсталации срещу 10,000-годишно наводнение.

В допълнение към повишените нива на височина на критичните елементи на метрото, в проектирането на метрото бяха установени и включени широк набор от мерки за подобряване на устойчивостта му на наводнения, включително:

• Районът около входовете на подземните станции е проектиран така, че да осигури оттичането на дъждовна вода далеч от отворите. Освен това, на някои подземни станции е включена стъпка, която изисква стъпка нагоре, преди да слезете до гарата.
• Когато метрото минава от участъците над земята надолу в тунелите, е създадена силна дренажна решетка по релсите, където се натрупва дъждовна вода и се изпомпва, за да не попадне в тунелите.
• В надземната метро система се монтират отводнителни канали по трасетата, водещи водата към местната канализационна система.
• Всички подземни станции имат помпена мощност, 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, са създадени портали за защита на 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 правят водоустойчиви.
• Технически помещения са инсталирани с 0,3 м повдигната врата.
• Стените на Габион са построени по някои открити надземни участъци на метрото, като например на Източен Амагер. Габионната стена е стена, изработена от клетка, пълна с камъни; техника, която се използва в крайбрежните защити и вълноломи. Те са структурни елементи, използвани в надземните участъци, които обаче не са достатъчни, за да се предпазят от наводнения.
• Водоустойчиви стени (комбинация от бетонни и габионни стени) с височина до 2,3 м са монтирани в линии М1 и М2, осигуряващи защита срещу морски вълни по откритите надземни участъци на метрото. В 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 облачни изблици и бури е гарантирана и по време на строителния период, за да се защитят работниците и машините.

Въпреки изменението на климата, проектирането на съществуващите и планираните линии на метрото може да не е достатъчно за пълна защита срещу екстремни събития, повишаване на морското равнище и бури в бъдеще, като се има предвид променящият се характер на изменението на климата и свързаните с това прогнози. Предварителните анализи, извършени от Metroselskabet, показват, че пълната защита на функциониращото метро води до високи разходи. Metroselskabet оценява, 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 в голяма степен от начина, по който се взема решение за защита на Голям Копенхаген като цяло. Община Копенхаген работи върху прогресивната защита на градските елементи, която ще изисква десетилетия.

Основната институционална заинтересована страна, която участва в изграждането, експлоатацията и климатичната устойчивост на метрото в Копенхаген, е Metroselskabet — дружество, финансирано от град Копенхаген (50 %), датското правителство (41,7 %) и град Фредериксберг (8,3 %). Подготовката на проекта включва обществена консултация въз основа на оценката на въздействието върху околната среда на проекта, проведена през 2008 г.; 200 граждани изразиха загриженост относно проекта. Окончателният проект беше 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 CASJV (Cowi, Arup и Systra), който отговаря за проектирането на градския пръстен (M3), използва актуализиран модел, за да вземе предвид екстремни наводнения, дължащи се на обилни валежи (както се случи през 2016 г.), и съответно адаптира дизайна на метрото към констатациите от модела. Климатичната устойчивост на линията M4 и нейните разширения (Norhavn и Sydhavn) включва препоръки за мерки за адаптиране в допълнение към вече планираните такива, които са разработени от консултантската компания Rambøll.

Основните фактори за успех включват: I) приемането на интегриран подход, включително проблеми с наводненията в рамките на цялата концепция за проектиране на метрото след етапа на осъществимост; II) в случай на градски 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) съгласуваност и съгласуваност с плана за адаптиране към изменението на климата в целия град.

Основният ограничаващ фактор е свързан с техническите и оперативните изисквания, първоначално установени за метросистемата, които са насочени предимно към осигуряване на оптимални обществени транспортни услуги при устойчиви икономически условия. Тези изисквания се отнасят до местоположенията на станциите, разполагането на технически компоненти, разположението на метростанциите, маршрутизацията на линиите на метрото и др. В някои случаи те направиха интегрирането на мерките за адаптиране по-голямо предизвикателство.

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. Общите разходи за градския пръстен са 22,4 млрд. DK, което е приблизително 3 млрд. евро, което леко надхвърля първоначалните прогнозни разходи от 21,3 млрд. DKK. Разходите за мерките за устойчивост на изменението на климата са включени в тази сума и няма отделна налична информация.

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

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

Интегрирането на аспектите, свързани с 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 до днес. През 2010 г. започнаха предварителните 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 линията М4: I) (Nordhavn) с две нови станции, открити през 2020 г. (Nordhavn и Orientkaj), и ii) Sydhavn, която трябва да бъде пусната в експлоатация през 2024 г. Поради местоположението на тези участъци в близост до морето, включването на аспекти, свързани с изменението на климата, в тяхното проектиране е особено важно.

Жизненият цикъл на метрото е приблизително 100 години, но може да бъде още по-дълъг въз основа на опита на други градове по света. Ако се поддържа добре, срокът на действие на структурните мерки за адаптиране следва да обхваща продължителността на живота на цялата метросистема.

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