Πλαίσιο αντιπλημμυρικής άμυνας για τους υποσταθμούς εθνικού δικτύου στο Ηνωμένο Βασίλειο

Στο Ηνωμένο Βασίλειο, ορισμένοι υποσταθμοί ηλεκτρικής ενέργειας βρίσκονται σε πλημμυρικές περιοχές. Οι υποσταθμοί διαδραματίζουν κεντρικό ρόλο στο δίκτυο ενεργειακού εφοδιασμού. Όταν συμβαίνουν πλημμύρες, αυτές μπορεί να πέσουν, με αποτέλεσμα αλυσιδωτές επιπτώσεις σε άλλους τομείς όπως η παροχή νερού, η υγειονομική περίθαλψη, οι μεταφορές, οι επικοινωνίες και οι υπηρεσίες έκτακτης ανάγκης. Οι ισχυροί άνεμοι συχνά συμβαδίζουν με τις πλημμύρες και μπορούν να επηρεάσουν περαιτέρω το δίκτυο διανομής, π.χ. αφαιρώντας τους πόλους και τα καλώδια.

Η διακοπή της παροχής ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί να έχει εκτεταμένες επιπτώσεις στη ζωή των ανθρώπων, καθώς και ευρύτερες οικονομικές επιπτώσεις, οι οποίες αυξάνουν σε μεγάλο βαθμό τις έμμεσες επιπτώσεις των πλημμυρών. Το καλοκαίρι του 2007 οι προσωρινές πλημμύρες είχαν ως αποτέλεσμα περίπου μισό εκατομμύριο ανθρώπους να μην έχουν πρόσβαση σε ενεργειακό εφοδιασμό. Το συνολικό κόστος αυτής της εκδήλωσης εκτιμάται ότι υπερβαίνει τα 3,2 δισεκατομμύρια λίρες στερλίνες. Μια εκτίμηση του οικονομικού κόστους των χειμερινών πλημμυρών (2015 έως 2016) στον τομέα της ενέργειας (κυρίως διανομή) είναι 83 εκατομμύρια λίρες στερλίνες (χαμηλά 75 εκατομμύρια λίρες στερλίνες - υψηλά 91 εκατομμύρια λίρες στερλίνες σε τιμές 2015).

Η κλιματική αλλαγή αναμένεται να επιδεινώσει τον κίνδυνο πλημμύρας, αυξάνοντας την ένταση και τη συχνότητα των πλημμυρικών φαινομένων.

Το Εθνικό Πλαίσιο Αντιπλημμυρικής Προστασίας Υποσταθμών Δικτύου (National Grid Substation Flood Defence Framework) είναι ένα εθνικό πρόγραμμα που αποσκοπεί στη βελτίωση της ανθεκτικότητας του δικτύου μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας σε κάθε είδους πλημμύρες (πλημμύρες ρευστών, παλιρροϊκών, υδροφόρων και υπόγειων υδάτων, καθώς και πιθανές πλημμύρες από αποχετεύσεις και αποχετεύσεις και πλημμύρες από βλάβη ταμιευτήρα). Ο ειδικός στόχος των μέτρων προσαρμογής που υλοποιούνται μέσω του παρόντος προγράμματος είναι η προστασία των υποσταθμών του Εθνικού Δικτύου από πλημμύρες με την πρόληψη της εισόδου νερού στις εν λόγω υποδομές, μειώνοντας έτσι τον κίνδυνο για την ασφάλεια του εφοδιασμού και διασφαλίζοντας ότι το δίκτυο μεταφοράς διατηρεί τον εφοδιασμό με ηλεκτρική ενέργεια.

Έχουν προσδιοριστεί και σχεδιαστεί μέτρα για τη διασφάλιση της προστασίας από πλημμύρες διάρκειας 1:1.000 ετών, λαμβανομένων υπόψη των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής που αναμένονται στο πλαίσιο σεναρίου υψηλών εκπομπών (UKCP09, που αντιστοιχεί στο σενάριο SRES A1FI της IPCC) έως το 2080. Στις περιπτώσεις που ο στόχος αυτός δεν είναι εφικτός, η National Grid θα μειώσει την προστασία αυτή για να προστατεύσει σε περίπτωση πλημμύρας 1:200 ετών, λαμβάνοντας παράλληλα υπόψη τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής το 2050 ανά σενάριο υψηλών εκπομπών ή σε περίπτωση πλημμύρας 1:1000 στα σημερινά επίπεδα.

Η προσέγγιση που εφαρμόστηκε για τη βελτίωση της ανθεκτικότητας των υποσταθμών δικτύου στις πλημμύρες συνίστατο σε δύο στάδια. Το πρώτο βήμα επικεντρώθηκε στην αξιολόγηση της ευπάθειας και του κινδύνου πλημμύρας. Εντοπίστηκαν υποσταθμοί που επλήγησαν από πλημμύρες κλιματικής αλλαγής 1:100 ετών, 1:200 ετών, 1:1.000 ετών και 1:1.000 ετών+, λαμβάνοντας υπόψη τις αναμενόμενες επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής σύμφωνα με το σενάριο υψηλών εκπομπών UKCP09. Το δεύτερο στάδιο αφορά τον εντοπισμό, τον σχεδιασμό και την εφαρμογή λύσεων αντιπλημμυρικής προστασίας για καθέναν από τους κρίσιμους υποσταθμούς. Το βήμα αυτό υλοποιήθηκε σε δύο στάδια. Στο πρώτο στάδιο, εντοπίστηκαν και προστατεύτηκαν 11 υποσταθμοί υψηλού κινδύνου· πρόκειται για υποσταθμούς που θα μπορούσαν να υποστούν επιπτώσεις κατά τη διάρκεια πλημμύρας 1:100 ετών. Το δεύτερο στάδιο επικεντρώνεται στην προστασία άλλων 38 υποσταθμών μεσαίου κινδύνου· πρόκειται για υποσταθμούς που θα μπορούσαν να υποστούν επιπτώσεις σε περίπτωση πλημμύρας 1:200 ετών ή 1:1.000 ετών. Το πρόγραμμα ξεκίνησε το 2008 και έως το 2021 όλοι οι 49 κρίσιμοι (υψηλού και μεσαίου κινδύνου) υποσταθμοί της National Grid θα είναι ανθεκτικοί στις πλημμύρες. Εκτιμάται ότι έως το 2026 θα προστατευθούν 100 επιπλέον περιοχές κινδύνου για τα επιφανειακά ύδατα.

Οι εφαρμοζόμενες λύσεις ανθεκτικότητας στις πλημμύρες συνίστανται σε συνδυασμούς των ακόλουθων πρακτικών: αντιπλημμυρικά φράγματα· φορητά μέτρα αντιπλημμυρικής προστασίας· γαιοδεσμοί· πλημμυρικές θύρες και πύλες· συστήματα αποστράγγισης και αντλιοστάσια· ταμιευτήρες αποθήκευσης πλημμυρών· μέτρα που βασίζονται στη διαχείριση της γης· και συντονισμένες τοπικές λύσεις με τον Οργανισμό Περιβάλλοντος.

Για μεγαλύτερους χώρους με πολλαπλά σημεία κινδύνου, η προστασία ολόκληρου του χώρου που συνδυάζει τα ανωτέρω μέτρα είναι συχνά η προτιμώμενη και αποτελεσματική προσέγγιση προκειμένου να διασφαλιστεί ότι ολόκληρη η περιοχή λειτουργίας παραμένει προστατευμένη από τους κινδύνους πλημμύρας. Αυτό συνήθως περιλαμβάνει την κατασκευή ενός σκληρού τοίχου πλημμύρας γύρω από την περίμετρο του χώρου. Αυτό, για παράδειγμα, εφαρμόστηκε στον υποσταθμό Walham, που βρίσκεται λίγο έξω από το Gloucester στη νοτιοδυτική Αγγλία, όπου οι χαλύβδινοι σωροί ήταν κρυμμένοι στο έδαφος γύρω από την περίμετρο του 1 χλμ. για να σχηματίσουν μια βάση για τον αμυντικό τοίχο. Στη συνέχεια, κατασκευάστηκε ένας τοίχος πλημμυρών από χυτό σκυρόδεμα ύψους μεταξύ 1,6 και 1,9 μέτρων για την προστασία του χώρου από πλημμύρες 1:1.000 ετών. Εγκαταστάθηκαν επίσης πέντε αντλιοστάσια για την αντιμετώπιση πιθανής διαρροής ή τυχόν υπολειμματικής εισροής πλημμυρικών υδάτων. Ένα άλλο παράδειγμα είναι ο νότιος υποσταθμός Stella, που βρίσκεται κοντά στον ποταμό Tyne στο Newburn, και με λειτουργία 132 kV. Αυτός ο υποσταθμός έχει προστατευτεί μέσω ενός σκληρού φράγματος πλημμυρών και ενός μαλακού αμυντικού χωματόδρομου κατασκευασμένου με τοπικά υλικά, προκειμένου να μειωθούν οι οικολογικές επιπτώσεις της κατασκευής. Ο υποσταθμός Aberthaw δυτικά του Κάρντιφ στη Νότια Ουαλία αποτελεί ένα τρίτο παράδειγμα· αυτός ο υποσταθμός των 132 kV προστατεύεται πλέον από τοίχο πλημμυρών από σκυρόδεμα ύψους 2,4 m.

Ωστόσο, η προστασία ολόκληρου του τόπου δεν είναι πάντα η καλύτερη προσέγγιση, καθώς μπορεί να μειώσει την περιοχή πλημμυρικής πεδιάδας για την αποθήκευση νερού και μπορεί να ανακατευθύνει τα πλημμυρικά ύδατα σε εδάφη γειτονικών κατοικιών. Υπό την προϋπόθεση ότι ο κρίσιμος εξοπλισμός παραμένει ανεπηρέαστος από τα πλημμυρικά ύδατα, ο χώρος μπορεί να παραμείνει λειτουργικός ακόμη και αν το τμήμα του χώρου υπόκειται σε πλημμύρες.

Αναγνωρίζοντας ότι οι κίνδυνοι πλημμύρας δεν θα μετριαστούν αμέσως, η National Grid αγόρασε ένα αρχικό σύστημα αποσυναρμολογούμενων εμποδίων μήκους 1,7 χλμ. και το επέκτεινε σε 2,3 χλμ. μετά τις πλημμύρες κατά τη διάρκεια του 2014 έως το 2015. Αυτός ο κινητός αμυντικός εξοπλισμός μήκους 2,3 km παρέχει τη δυνατότητα ταυτόχρονης προστασίας πολλαπλών τοποθεσιών: έναν πολύ μεγάλο χώρο· ή δύο μεγάλες εγκαταστάσεις· ή τρεις τοποθεσίες κανονικού μεγέθους. Επί του παρόντος υπάρχουν επτά ρυμουλκούμενα διατεταγμένα σε τρία ζεύγη (με το έβδομο ρυμουλκούμενο να μεταφέρει επιπλέον γωνίες και εξοπλισμό) τα οποία μπορούν να λειτουργούν ανεξάρτητα με το δικό τους περονοφόρο ανυψωτικό όχημα και την παροχή ντίζελ για αντλίες. Το φράγμα είναι επίσης διαθέσιμο για χώρους φυσικού αερίου και, δεδομένου του επαρκούς χρόνου κινητοποίησης και εγκατάστασης, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε οποιονδήποτε χώρο. 12 x 3.000 λίτρα αντλιών που μπορούν να αντλήσουν 3 τόνους ανά λεπτό αποτελούν μέρος του εξοπλισμού φραγμού και συμπληρώνονται από άλλες 10 μικρότερες αντλίες για χρήση σε μικρότερες περιοχές, όπως κτίρια κ.λπ. Συνήθως, από την άφιξη σε μια μέση τοποθεσία, θα χρειαστούν 8 έως 12 ώρες για την ανάπτυξη του φραγμού ανάλογα με την πολυπλοκότητα της τοποθεσίας. Οι ασκήσεις φραγμού πραγματοποιούνται τακτικά.

Η National Grid διατηρεί 24ωρη επαγρύπνηση παρακολουθώντας τους κινδύνους που σχετίζονται με τις καιρικές συνθήκες μέσω της αίθουσας ελέγχου της. Οι εγκαταστάσεις της είναι καταχωρισμένες στο σύστημα προειδοποίησης πλημμυρών του Οργανισμού Περιβάλλοντος και λαμβάνουν τις καθημερινές ειδοποιήσεις του Κέντρου Προβλέψεων Πλημμύρας και της Σύμπραξης Φυσικών Κινδύνων. Η National Grid είναι συμμετέχον μέλος του Κέντρου Προβλέψεων Πλημμύρας και των ομάδων εργασίας της Σύμπραξης Φυσικών Κινδύνων και τα δεδομένα από το γραφείο MET και άλλες μετεωρολογικές προβλέψεις παρακολουθούνται για πιθανούς κινδύνους.

Το εθνικό πλαίσιο για την προστασία από τις πλημμύρες εφαρμόζεται μόνο στη μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας και αναπτύχθηκε για την εφαρμογή του ETR 138. Οι εκτιμήσεις κινδύνου διενεργήθηκαν από διάφορες επαγγελματικές εταιρείες συμβούλων. Κατά τις φάσεις της αξιολόγησης τρωτότητας και του σχεδιασμού των μέτρων για τις πλημμύρες, η National Grid συνεργάστηκε στενά με την Υπηρεσία Περιβάλλοντος του Ηνωμένου Βασιλείου, τους φυσικούς πόρους της Ουαλίας, τις τοπικές αρχές, τα εσωτερικά συμβούλια αποστράγγισης και τους ενεργειακούς εταίρους της στο πλαίσιο του ETR 138. Επιπλέον, κατά την ανάπτυξη του πλαισίου με βάση το ETR 138, η National Grid ζήτησε έγκριση για τα αμυντικά σχέδια από το Υπουργείο Επιχειρήσεων, Ενέργειας και Βιομηχανικής Στρατηγικής (BEIS) και τη ρυθμιστική αρχή μας, το Γραφείο Αγορών Φυσικού Αερίου και Ηλεκτρικής Ενέργειας (Ofgem).

Στους παράγοντες επιτυχίας για την εφαρμογή των μέτρων προσαρμογής που αποτελούν μέρος του εθνικού πλαισίου για την άμυνα κατά των πλημμυρών του υποσταθμού δικτύου περιλαμβάνονται ένα σαφές όραμα, σαφή επίπεδα ανθεκτικότητας στόχων, ισχυρή ηγεσία και καλή συνεργασία και εταιρική σχέση με τις τοπικές και εθνικές αρχές. Δεδομένου ότι το BEIS και η Ofgem είναι συμβαλλόμενα μέρη και συμμετέχουν στην παραγωγή και την επικαιροποίηση του ETR 138, αυτό έχει εξορθολογίσει τη διαδικασία χρηματοδότησης και δικαιολογεί τις επενδύσεις στην ανθεκτικότητα στις πλημμύρες.

Οι τοπικοί περιοριστικοί παράγοντες μπορούν να περιλαμβάνουν άλλους τομείς που δεν λειτουργούν σε τόσο υψηλό επίπεδο ανθεκτικότητας. Καθώς τα δεδομένα για τις πλημμύρες, η μοντελοποίηση και η εμπειρία από πραγματικά γεγονότα πλημμύρας ωριμάζουν συνεχώς και βελτιώνονται, αυτό δημιουργεί μια δύσκολη κατάσταση για τη διατήρηση ενός επιπέδου ανθεκτικότητας στόχου 1:1.000. Υπάρχουν πολλά παραδείγματα περιοχών όπου τα επίπεδα πλημμυρών είτε αυξήθηκαν είτε μειώθηκαν, γεγονός που επηρέασε στη συνέχεια τη λύση ανθεκτικότητας στις πλημμύρες.

Το συνολικό κόστος για την υλοποίηση της πρώτης φάσης του Εθνικού Πλαισίου Άμυνας Πλημμύρας Υποσταθμού Δικτύου είναι περίπου 117 εκατομμύρια λίρες στερλίνες, με αναμενόμενη πρόσθετη επένδυση ύψους 59 εκατομμυρίων λιρών στερλινών για περαιτέρω επενδύσεις ανθεκτικότητας για κινδύνους επιφανειακών υδάτων. Οι δαπάνες για αποσυναρμολογούμενες άμυνες εκτιμώνται μεταξύ 2,5 και 3 εκατομμυρίων λιρών στερλινών και περιλαμβάνουν ανάπτυξη τόσο για ασκήσεις όσο και για πραγματικά γεγονότα.

Τα αναμενόμενα οφέλη είναι η προστασία από τις πλημμύρες των υποσταθμών του Εθνικού Δικτύου και η διατήρηση του ενεργειακού εφοδιασμού, αποτρέποντας έτσι τις αλυσιδωτές επιπτώσεις σε άλλους τομείς και υπηρεσίες.

Οι κύριοι νομικοί παράγοντες για τα μέτρα προσαρμογής που αποτελούν μέρος του εθνικού πλαισίου προστασίας από τις πλημμύρες του υποσταθμού δικτύου είναι ο κανονισμός για τους κινδύνους πλημμύρας (2009), ο οποίος αποτελεί μέρος της διαδικασίας εφαρμογής της οδηγίας της ΕΕ για τις πλημμύρες, και ο νόμος του Ηνωμένου Βασιλείου για την κλιματική αλλαγή (2008), συμπεριλαμβανομένων των απαιτήσεων περιοδικής υποβολής εκθέσεων ανά τομέα.

Ο κανονισμός του 2009 για τους κινδύνους πλημμύρας απαιτεί από τις επικεφαλής τοπικές αρχές για τις πλημμύρες (LLFA), τον Οργανισμό Περιβάλλοντος και τους φυσικούς πόρους της Ουαλίας να καταρτίζουν και να δημοσιεύουν σχέδια διαχείρισης των κινδύνων πλημμύρας (ΣΔΚΠ) σε εξαετή κύκλο. Ο νόμος του Ηνωμένου Βασιλείου για την κλιματική αλλαγή ζητεί από την National Grid να υποβάλλει τακτικά εκθέσεις σχετικά με τις δραστηριότητες αντιμετώπισης της προσαρμογής. Αυτή η αξιολόγηση και η υποβολή εκθέσεων ενθάρρυναν επίσης την National Grid να προχωρήσει σε δραστηριότητες αντιπλημμυρικής άμυνας.

Το Εθνικό Πλαίσιο Άμυνας Πλημμύρας Υποσταθμού Πλέγματος ξεκίνησε το 2008. Η εφαρμογή αντιπλημμυρικής προστασίας από παλιρροϊκούς και ποτάμιους κινδύνους αναμένεται να ολοκληρωθεί έως το 2021. Ωστόσο, στις περιπτώσεις που έχει διαπιστωθεί βελτίωση της αποτελεσματικότητας όσον αφορά τον συντονισμό των εργασιών με σημαντικά προγράμματα ανάπτυξης χώρων και περιβαλλοντικούς οργανισμούς, ένας μικρός αριθμός χώρων θα υπερβεί την ημερομηνία αυτή. Περαιτέρω επενδύσεις σε κινδύνους επιφανειακών υδάτων θα πραγματοποιηθούν εντός της κανονιστικής περιόδου αναφοράς 2021 έως 2026.

Το εθνικό πλαίσιο αντιπλημμυρικής άμυνας του υποσταθμού δικτύου περιλαμβάνει ευρύ φάσμα ειδικών μέτρων, καθένα από τα οποία έχει συγκεκριμένη διάρκεια ζωής. Γενικά, η διάρκεια ζωής κυμαίνεται μεταξύ 30 και 80 ετών. Το National Grid θεωρεί τους κινδύνους πλημμύρας ως μακροπρόθεσμο ζήτημα προσαρμογής και θα απαιτήσει συχνή επανεξέταση και επαγρύπνηση.

Douglas Dodds
Environmental Engineer
National Grid Electricity Transmission
E-mail: douglas.dodds@nationalgrid.com 
Tel.: +44 (0)7825 385425