Πύλες υπερχείλισης θύελλας και αντιπλημμυρικά φράγματα

Οι πύλες υπερχείλισης θύελλας και οι αντιπλημμυρικοί φραγμοί είναι σταθερές εγκαταστάσεις που επιτρέπουν στο νερό να περάσει υπό κανονικές συνθήκες και έχουν πύλες ή διαφράγματα που μπορούν να κλείσουν ενάντια στα κύματα θύελλας ή την υψηλή παλίρροια για να αποτρέψουν τις πλημμύρες. Μπορούν να κλείσουν το θαλάσσιο στόμιο ενός ποταμού, το θαλάσσιο στόμιο μιας πλωτής οδού ή μια παλιρροϊκή είσοδο. Οι φραγμοί αυτοί αποτελούν σημαντικά συστήματα υποδομών. Η εφαρμογή τους μπορεί να συμπληρωθεί με άλλα μέτρα προστασίας από τις γκρίζες και πράσινες καταιγίδες και τις πλημμύρες, όπως τα αναχώματα, οι θαλάσσιοι τοίχοι και η θρέψη των παραλιών. 

Απαιτείται η εφαρμογή ενός προηγμένου συστήματος πρόβλεψης πλημμυρών και ενός συστήματος έγκαιρης προειδοποίησης για τη διασφάλιση της άμεσης ενεργοποίησης των πυλών υπερχείλισης θύελλας και των πλημμυρικών φραγμάτων πριν από την εμφάνιση του κύματος θύελλας ή του συμβάντος πλημμύρας. Υπό κανονικές συνθήκες, οι πύλες υπερχείλισης θύελλας και τα φράγματα πλημμύρας επιτρέπουν την ελεύθερη διέλευση του νερού, επιτρέποντας την τακτική πλοήγηση και τη φυσική ανταλλαγή νερού σε παλιρροϊκές εισόδους.

Οι πύλες υπερχείλισης καταιγίδων και τα φράγματα πλημμυρών κατασκευάζονται για την προστασία ιδιαίτερα ευάλωτων αστικών περιοχών και υποδομών όπου τα κύματα καταιγίδων και οι πλημμύρες στη θάλασσα θα μπορούσαν να έχουν σημαντικές επιπτώσεις. Λόγω της χαμηλής ευελιξίας τους και του υψηλού άμεσου και έμμεσου σχετικού κόστους, οι πύλες υπερχείλισης καταιγίδας και οι αντιπλημμυρικοί φραγμοί πρέπει να σχεδιάζονται με ακρίβεια. Ο σχεδιασμός αυτός θα πρέπει να λαμβάνει υπόψη τις προβλεπόμενες αλλαγές της στάθμης της θάλασσας και της θυελλώδους κατάστασης λόγω της κλιματικής αλλαγής, από την έναρξη του σταδίου σχεδιασμού. Ένα μακροπρόθεσμο προσαρμοστικό σχέδιο διαχείρισης της δομής και άλλων συμπληρωματικών στρατηγικών κατά των πλημμυρών ενόψει της κλιματικής αλλαγής μπορεί να ευνοήσει την επιτυχία του μέτρου, να αποτρέψει πιθανές αστοχίες και να ελαχιστοποιήσει τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Λόγω του υψηλού κόστους και των πιθανών επιπτώσεών τους, οι πύλες υπερχείλισης καταιγίδων και τα φράγματα πλημμυρών είναι σχετικά σπάνια. Χρησιμοποιούνται για την προστασία ιδιαίτερα ευάλωτων και πολύτιμων περιοχών. Τα πιο γνωστά παραδείγματα στην Ευρώπη περιλαμβάνουν:

• Το φράγμα του Τάμεση (που λειτουργεί από το 1983), το Λονδίνο, μπορεί να κλείσει τον ποταμό Τάμεση ακριβώς ανατολικά του City του Λονδίνου, σε ένα σημείο όπου ο ποταμός έχει πλάτος περίπου 520 μέτρα.
• Τα έξι φράγματα υπερχείλισης θύελλας που λειτουργούν στις Κάτω Χώρες από το Υπουργείο Υποδομών και Δημοσίων Έργων (Rijkswaterstaat) για την προστασία των πλέον ευάλωτων τμημάτων της χώρας από πλημμύρες. Τα μεγαλύτερα φράγματα (το ανατολικό φράγμα Scheldt και το φράγμα Maeslant) αποτελούν μέρος των έργων Delta και βρίσκονται στη νότια ακτή της Βόρειας Θάλασσας. Εάν η στάθμη του νερού ανέβει σε επικίνδυνο επίπεδο, τα εμπόδια κλείνουν. Στη συνέχεια, το νερό εμποδίζεται να ρέει στην ενδοχώρα μέσω ποταμών ή εκβολών ποταμών.
• Τα φράγματα της Βενετίας (που ονομάζονται επίσης σύστημα «Mose») είναι χτισμένα στις τρεις εξόδους της λιμνοθάλασσας της Βενετίας προς την Αδριατική Θάλασσα. Το σύστημα αποτελείται από τέσσερα φράγματα με 78 πτερύγια που καλύπτουν συνολικό μήκος 1,6 km. Τέθηκε σε λειτουργία, αν και σε δοκιμαστική φάση, από το φθινόπωρο του 2020.

• Το φράγμα της Αγίας Πετρούπολης (ολοκληρώθηκε το 2011, ο κόλπος Neva - ανατολικό τμήμα του Κόλπου της Φινλανδίας) αποτελεί μέρος ενός μεγάλου συγκροτήματος εγκαταστάσεων πρόληψης πλημμυρών για την προστασία της πόλης από πλημμύρες, συνολικού μήκους 24,5 χιλιομέτρων.

Λόγω της πολυπλοκότητας των τεχνικών λύσεων, του σημαντικού κόστους κατασκευής και συντήρησης και των πιθανών αναμενόμενων περιβαλλοντικών επιπτώσεων, οι προτάσεις για φραγμούς υπερχείλισης θύελλας απαιτούν ευρεία και παρατεταμένη συμμετοχή των ενδιαφερόμενων μερών και του κοινού. Επιπλέον, οι δομές αυτές απαιτούν γενικά διαδικασία εκτίμησης περιβαλλοντικών επιπτώσεων η οποία, σύμφωνα με την οδηγία ΕΠΕ της ΕΕ, πρέπει να διασφαλίζει το δικαίωμα πρόσβασης σε πληροφορίες και συμμετοχής στη λήψη περιβαλλοντικών αποφάσεων. Ομοίως, η οδηγία της ΕΕ για τις πλημμύρες και η οδηγία-πλαίσιο της ΕΕ για τα ύδατα θεσπίζουν διαδικασίες συμμετοχής του κοινού που μπορεί να αφορούν και τα εν λόγω έργα. 

Η φάση κατασκευής απαιτεί σημαντικές συμβουλευτικές υπηρεσίες με μηχανικούς, τοπικές κοινότητες, ΜΚΟ, τοπικές αρχές και εκπροσώπους τομέων πολιτικής που μπορούν να επηρεαστούν από το μέτρο (π.χ. αλιεία, θαλάσσιες μεταφορές, τουρισμός κ.λπ.). Απαιτείται ισχυρή πολιτική στήριξη και ευρεία συναίνεση του κοινού, σε συνδυασμό με ένα μακροπρόθεσμο όραμα, προκειμένου να διασφαλιστεί η επιτυχία στην εφαρμογή τέτοιων πολύπλοκων μέτρων. 

Οι πύλες υπερχείλισης θύελλας και οι αντιπλημμυρικοί φραγμοί παρέχουν υψηλό βαθμό προστασίας των παράκτιων περιοχών που βρίσκονται σε χαμηλά επίπεδα, παρέχοντας ένα φυσικό φράγμα κατά των πλημμυρών. Ειδικότερα, χρησιμοποιούνται για την προστασία ιδιαίτερα ευάλωτων και πολύτιμων παράκτιων αστικών περιοχών και περιοχών υποδομών. Οι υφιστάμενες πύλες και τα εμπόδια (Κάτω Χώρες, Ηνωμένο Βασίλειο, Βενετία, Αγία Πετρούπολη) έχουν παράσχει αποτελεσματικότητα κατά των καταιγίδων. Η χρήση κινητών φραγμάτων, αντί σταθερών κατασκευών, επιτρέπει στις πλωτές οδούς να παραμένουν ανοικτές υπό κανονικές συνθήκες. Επιτρέπουν τον περιορισμό των (περιβαλλοντικών, κοινωνικών, οικονομικών) επιπτώσεων που σχετίζονται με το οριστικό κλείσιμο. Παραδείγματα επιτυχίας των κινητών φραγμών στον κόσμο ανταλλάσσονται μέσω του I-Storms, του διεθνούς δικτύου για τους φραγμούς υπερχείλισης καταιγίδων. Αποσκοπεί στη διευκόλυνση της ανταλλαγής γνώσεων και της συνεργασίας των εμπειριών των υπευθύνων σχεδιασμού εμποδίων και των φορέων εκμετάλλευσης που αντιμετωπίζουν παρόμοιες προκλήσεις. 

Ένας βασικός περιοριστικός παράγοντας των πυλών υπερχείλισης καταιγίδας είναι το υψηλό κόστος κεφαλαίου και συντήρησης, δεδομένου ότι απαιτούνται σημαντικές επενδύσεις για την κατασκευή αυτών των δομών και τη συνεχή συντήρησή τους. Οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις αυτών των μέτρων είναι ένα άλλο βασικό ζήτημα που πρέπει να εξεταστεί. Η κατασκευή κινητών φραγμών μπορεί να προκαλέσει μεγάλες τροποποιήσεις του φυσικού περιβάλλοντος και οι σχετικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις πρέπει να αξιολογούνται δεόντως και να ελαχιστοποιούνται κατά το στάδιο του σχεδιασμού. Εάν λειτουργούν πολύ συχνά, οι κινητές πύλες και οι αντιπλημμυρικοί φραγμοί μπορούν να περιορίσουν την ανταλλαγή νερού στους οικοτόπους των εκβολών ποταμών και των λιμνοθαλασσών. 

Ένα άλλο σημαντικό ζήτημα είναι ο βαθμός στον οποίο τα εμπόδια αυτά θα παραμείνουν βιώσιμα ενόψει της μελλοντικής κλιματικής αλλαγής και της ανόδου της στάθμης της θάλασσας. Στην περίπτωση του Λονδίνου, το φράγμα του Τάμεση αναμένεται να συνεχίσει να προστατεύει την πόλη μέχρι το 2070. Το σχέδιο εκβολής του Τάμεση 2100 σχεδιάστηκε για να είναι προσαρμόσιμο στους διαφορετικούς ρυθμούς ανόδου της στάθμης της θάλασσας και στις αλλαγές που επηρεάζουν τις εκβολές του ποταμού. Το σχέδιο προσδιορίζει διάφορες επιλογές για τη βελτίωση ή την αντικατάσταση του φράγματος του Τάμεση. Η πλήρης επανεξέταση και επικαιροποίηση του σχεδίου προγραμματίζεται κάθε 10 έτη. 

Άλλοι περιοριστικοί παράγοντες σχετίζονται με την ικανότητα των συστημάτων πρόβλεψης να προβλέπουν έγκαιρα με αξιόπιστο τρόπο το γεγονός της πλημμύρας, επιτρέποντας έτσι την ενεργοποίηση των διαδικασιών των πυλών που κλείνουν εγκαίρως. Ο χρόνος που απαιτείται για την άρση των εμποδίων μπορεί να ποικίλλει ανάλογα τόσο με συγκεκριμένες τεχνικές πτυχές όσο και με σύνθετα ζητήματα διαχείρισης ολόκληρης της περιοχής. Μπορεί να συνεπάγεται τη διακοπή της ναυσιπλοΐας, των λιμενικών υπηρεσιών και άλλων δραστηριοτήτων. Οι συνεχείς επενδύσεις στην έρευνα και την τεχνολογική καινοτομία είναι απαραίτητες για τη βελτίωση της αξιοπιστίας και της ακρίβειας των συστημάτων πρόβλεψης και της χρήσης τους υπό συνθήκες λειτουργίας. 

Τέλος, η τεχνική αστοχία του συστήματος (π.χ. ένα εμπόδιο που δεν κλείνει σωστά) μπορεί να εκληφθεί ως μεγάλος κίνδυνος από το κοινό. Η αποδοχή του έργου από το κοινό και τα ενδιαφερόμενα μέρη μπορεί να ενισχυθεί με τη συνολική διαφάνεια στη διαδικασία λήψης αποφάσεων. , Η κατάλληλη συμμετοχή των ενδιαφερόμενων μερών, η δημόσια διαβούλευση και τα ενημερωτικά εργαστήρια αποτελούν αποδεδειγμένα μέσα για διαφανείς ρυθμίσεις διαδικασιών. 

Οι πύλες υπερχείλισης θύελλας και οι αντιπλημμυρικοί φραγμοί παρέχουν υψηλό βαθμό προστασίας για τους αστικούς οικισμούς και τις υποδομές από τα κύματα θύελλας προς τη θάλασσα και τις σχετικές πλημμύρες. Σε σύγκριση με τις σταθερές πύλες, αυτός ο τύπος υποδομής παρέχει μια πιο ευέλικτη λύση. Επιτρέπει στις πλωτές οδούς να είναι ανοικτές υπό κανονικές συνθήκες για τη φυσική ανταλλαγή νερού και τη μετακίνηση υδρόβιων ειδών, καθώς και για ανθρώπινες δραστηριότητες όπως η ναυτιλία και η αλιεία. 

Το μεγάλο κόστος κεφαλαίου και συντήρησης απαιτείται για να σχεδιάσει, να χτίσει, και να διατηρήσει τις πύλες κύματος θυελλών και τα εμπόδια πλημμυρών. Πρέπει επίσης να εξασφαλιστούν επενδύσεις στην παρακολούθηση των υδρολογικών παραμέτρων, των συστημάτων πρόβλεψης και προειδοποίησης πλημμυρών, ώστε να βελτιωθεί η ευρωστία και η ακρίβεια των πληροφοριών που απαιτούνται για την ταχεία ενεργοποίηση του συστήματος. 

Η κατασκευή του φράγματος του Τάμεση κόστισε 535 εκατ. GBP το 1982 (περίπου 1,7 δισ. GBP ή 2,5 δισ. EUR το 2007), σύμφωνα με την Υπηρεσία Περιβάλλοντος του Ηνωμένου Βασιλείου. Οι λειτουργικές δαπάνες ανέρχονται σε περίπου 8 εκατ. GBP ετησίως (περίπου 9,5 εκατ. EUR σε τιμές 2013). Η κατασκευή του συστήματος Mose (συμπεριλαμβανομένων τεσσάρων κινητών φραγμών στα στόμια εισόδου της λιμνοθάλασσας της Βενετίας) κόστισε 5,49 δισ. EUR, σύμφωνα με επίσημες εκτιμήσεις. Η εκτίμηση περιλαμβάνει επίσης δύο πρόσθετες δραστηριότητες, δηλαδή την αναβάθμιση των εγκαταστάσεων του Αρσεναλ της Βενετίας για τη συντήρηση και τη λειτουργία του συστήματος MOSE και τις εργασίες αναβάθμισης που απαιτούνται για τη βελτίωση της ενσωμάτωσης των κινητών φραγμών στο περιβάλλον της λιμνοθάλασσας. 

Η οδηγία της ΕΕ για τις πλημμύρες παρέχει ένα νομικό πλαίσιο για τις αντιπλημμυρικές δράσεις και την άμυνα. Δεδομένου ότι τα μεγάλα συστήματα υποδομών, οι πύλες υπερχείλισης θύελλας και οι αντιπλημμυρικοί φραγμοί είναι πιθανό να αποτελούν μέρος του σχεδίου αντιπλημμυρικής προστασίας που απαιτείται από την οδηγία, το οποίο υποβάλλεται σε στρατηγική περιβαλλοντική εκτίμηση (οδηγία ΣΠΕ). Ως παράλληλες εργασίες, οι πύλες υπερχείλισης θύελλας και οι αντιπλημμυρικοί φραγμοί εμπίπτουν στο παράρτημα ΙΙ της εκτίμησης περιβαλλοντικών επιπτώσεων: τα κράτη μέλη αποφασίζουν εάν τα έργα του παραρτήματος ΙΙ θα πρέπει να υποβάλλονται σε διαδικασία ΕΠΕ, είτε κατά περίπτωση είτε όσον αφορά τα κατώτατα όρια και τα κριτήρια. 

Η κατασκευή αυτών των πολύπλοκων και συχνά μεγάλης κλίμακας μηχανικών λύσεων είναι μια μακρά διαδικασία, της οποίας πρέπει να προηγηθεί λεπτομερής μοντελοποίηση, αξιολόγηση και φάση σχεδιασμού. Κανονικά χρειάζεται περισσότερο από 15 χρόνια. 

Οι πύλες υπερχείλισης καταιγίδων και τα φράγματα πλημμυρών έχουν μεγάλο προσδόκιμο ζωής (πάνω από 50 χρόνια). Απαιτείται συνεχής συντήρηση για να διασφαλιστεί η πλήρης διάρκεια ζωής τους και η ορθή λειτουργία τους χωρίς κινδύνους. Η παρακολούθηση των δυνητικών επιπτώσεων στο περιβάλλον είναι επίσης απαραίτητη.