Πλαίσιο αντιπλημμυρικής άμυνας για τους υποσταθμούς εθνικών δικτύων στο Ηνωμένο Βασίλειο

Στο Ηνωμένο Βασίλειο, ορισμένοι υποσταθμοί ηλεκτρικής ενέργειας βρίσκονται σε πλημμυρικές περιοχές. Οι υποσταθμοί διαδραματίζουν κεντρικό ρόλο στο δίκτυο παροχής ενέργειας. 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 πόλους και καλώδια.

Η πτώση 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. Οι προσωρινές πλημμύρες του καλοκαιριού του 2007 είχαν ως αποτέλεσμα περίπου μισό εκατομμύριο άνθρωποι να μην έχουν πρόσβαση στον ενεργειακό εφοδιασμό. Το συνολικό κόστος από αυτό το γεγονός εκτιμήθηκε ότι θα ξεπερνούσε τα 3,2 δισεκατομμύρια λίρες. Μια εκτίμηση του οικονομικού κόστους των χειμερινών πλημμυρών (2015 έως 2016) στον τομέα της ενέργειας (κυρίως διανομή) είναι 83 εκατ. λίρες στερλίνες (χαμηλά 75 εκατ. λίρες στερλίνες - υψηλά 91 εκατ. 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 Άμυνας για τις Πλημμύρες των Υποσταθμών Δικτύου είναι ένα πανεθνικό πρόγραμμα που αποσκοπεί στη βελτίωση της ανθεκτικότητας του δικτύου μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας σε κάθε είδους πλημμύρες (πλημμύρες ποταμών, παλιρροϊκών, πλουβιακών και υπόγειων υδάτων, καθώς και πιθανές πλημμύρες από υπονόμους και αποχετεύσεις και πλημμύρες από αστοχία ταμιευτήρα). Ειδικός στόχος των μέτρων προσαρμογής που υλοποιούνται μέσω του παρόντος προγράμματος είναι η προστασία των υποσταθμών του Εθνικού Δικτύου από τις πλημμύρες με την πρόληψη της εισόδου υδάτων στις υποδομές αυτές, 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. Σε περιπτώσεις όπου ο στόχος αυτός δεν είναι εφικτός, το εθνικό δίκτυο θα μειώσει την προστασία αυτή για να προστατεύσει ένα πλημμυρικό συμβάν 1:200 ετών, λαμβάνοντας παράλληλα υπόψη τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής το 2050 σύμφωνα με ένα σενάριο υψηλών εκπομπών ή ένα πλημμυρικό συμβάν 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 πλημμύρα 1:100 ετών, 1:200 ετών, 1:1,000 ετών και 1:1,000 ετών+ λόγω της κλιματικής αλλαγής, λαμβάνοντας υπόψη τις αναμενόμενες επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής σύμφωνα με το σενάριο υψηλών εκπομπών UKCP09. Το δεύτερο βήμα 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 προστατεύθηκαν 11 υποσταθμοί υψηλού κινδύνου· πρόκειται για υποσταθμούς που θα μπορούσαν να υποστούν επιπτώσεις κατά τη διάρκεια πλημμυρικού συμβάντος 1:100 ετών. Το δεύτερο στάδιο επικεντρώνεται στην προστασία άλλων 38 υποσταθμών μεσαίου κινδύνου· πρόκειται για υποσταθμούς που θα μπορούσαν να έχουν 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 του National Grid θα είναι αντιπλημμυρικοί. Εκτιμάται ότι 100 επιπλέον περιοχές κινδύνου για τα επιφανειακά ύδατα θα προστατευθούν έως το 2026.

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

Για μεγαλύτερες τοποθεσίες με πολλαπλά σημεία κινδύνου, η προστασία ολόκληρης της τοποθεσίας που συνδυάζει τα παραπάνω μέτρα είναι συχνά η προτιμώμενη και αποτελεσματική προσέγγιση, προκειμένου να διασφαλιστεί ότι ολόκληρη η περιοχή λειτουργίας παραμένει προστατευμένη από 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 χαλύβδινοι σωροί μπήκαν στο έδαφος γύρω από την περίμετρο του 1 χιλιομέτρου της τοποθεσίας για να σχηματίσουν μια βάση για το αμυντικό τείχος. Στη συνέχεια, κατασκευάστηκε ένας τοίχος 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 διήθησης ή τυχόν υπολειπόμενης εισροής πλημμυρικών υδάτων. Ένα άλλο παράδειγμα είναι ο υποσταθμός Stella South, που βρίσκεται κοντά στον ποταμό Tyne στο Newburn, και με λειτουργία 132 kV. Αυτός ο υποσταθμός έχει προστατευτεί μέσω ενός σκληρού φράγματος πλημμύρας και ενός μαλακού αμυντικού γήινου φράγματος κατασκευασμένου με τοπικά υλικά, προκειμένου να μειωθούν οι οικολογικές επιπτώσεις της κατασκευής. Ο υποσταθμός Aberthaw δυτικά του Κάρντιφ στη Νότια Ουαλία αποτελεί τρίτο παράδειγμα· αυτός ο υποσταθμός 132 kV προστατεύεται τώρα από έναν τοίχο πλημμυρών από σκυρόδεμα ύψους 2,4 m.

Ωστόσο, η προστασία ολόκληρου του χώρου δεν είναι πάντα η καλύτερη προσέγγιση, καθώς μπορεί να μειώσει την περιοχή της πλημμυρικής πεδιάδας για αποθήκευση νερού και να ανακατευθύνει τα πλημμυρικά ύδατα σε περιοχές 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 υποστεί πλημμύρες.

Αναγνωρίζοντας ότι οι κίνδυνοι πλημμύρας δεν θα μετριαστούν αμέσως, η National Grid αγόρασε ένα αρχικό αποσυναρμολογήσιμο σύστημα φραγμού μήκους 1,7 χιλιομέτρων και το επέκτεινε σε 2,3 χιλιόμετρα μετά τα πλημμυρικά φαινόμενα κατά την περίοδο 2014-2015. Αυτός ο κινητός αμυντικός εξοπλισμός μήκους 2,3 χλμ. προσφέρει τη δυνατότητα προστασίας πολλαπλών τοποθεσιών ταυτόχρονα: μία πολύ μεγάλη τοποθεσία· ή δύο μεγάλες τοποθεσίες· ή τρεις περιοχές 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 του περονοφόρο ανυψωτικό και την παροχή ντίζελ για αντλίες. Το φράγμα είναι επίσης διαθέσιμο για τις εγκαταστάσεις φυσικού αερίου και, δεδομένου του επαρκούς χρόνου κινητοποίησης και εγκατάστασης, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε οποιαδήποτε τοποθεσία. Οι αντλίες 12 x 3.000 λίτρων 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. Πραγματοποιούνται τακτικά ασκήσεις φραγμού.

Το National Grid διατηρεί 24ωρη επαγρύπνηση παρακολουθώντας τους κινδύνους που σχετίζονται με τις καιρικές συνθήκες μέσω της αίθουσας ελέγχου του. Οι χώροι της είναι καταχωρισμένοι στο σύστημα προειδοποίησης για πλημμύρες του Οργανισμού Περιβάλλοντος και λαμβάνουν τις καθημερινές προειδοποιήσεις του Κέντρου Πρόβλεψης Πλημμύρας και της σύμπραξης για τους φυσικούς κινδύνους. Το 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 αντιπλημμυρική άμυνα των δικτύων εφαρμόζεται μόνο στη μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας και αναπτύσσεται για την εφαρμογή του ETR 138. Οι εκτιμήσεις κινδύνου διενεργήθηκαν από διάφορες εταιρείες παροχής επαγγελματικών συμβουλών. Κατά τη διάρκεια των φάσεων της αξιολόγησης τρωτότητας και του σχεδιασμού των αντιπλημμυρικών μέτρων, η National Grid συνεργάστηκε στενά με τον Οργανισμό Περιβάλλοντος του Ηνωμένου Βασιλείου, τους Φυσικούς Πόρους της Ουαλίας, τις τοπικές αρχές, τα εσωτερικά συμβούλια αποχέτευσης και τους ενεργειακούς εταίρους της στο πλαίσιο του ETR 138. Επιπλέον, κατά την ανάπτυξη του πλαισίου που βασίζεται στο 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).

Οι παράγοντες επιτυχίας για την εφαρμογή των μέτρων προσαρμογής που αποτελούν μέρος του πλαισίου άμυνας κατά των πλημμυρών του εθνικού υποσταθμού δικτύου περιλαμβάνουν ένα σαφές όραμα, σαφή επίπεδα ανθεκτικότητας-στόχους, ισχυρή ηγεσία και καλή συνεργασία και εταιρική σχέση με τις τοπικές και εθνικές αρχές. Δεδομένου ότι το BEIS και η Ofgem έχουν υπογράψει και συμμετέχουν στην παραγωγή και την επικαιροποίηση του ETR 138, αυτό έχει εξορθολογίσει τη διαδικασία χρηματοδότησης και αιτιολόγησης των επενδύσεων στην ανθεκτικότητα στις πλημμύρες.

Οι τοπικά σχετικοί περιοριστικοί παράγοντες μπορούν να περιλαμβάνουν άλλους τομείς που δεν εργάζονται σε τόσο υψηλό επίπεδο ανθεκτικότητας. Καθώς τα δεδομένα για τις πλημμύρες, η μοντελοποίηση και η εμπειρία από πραγματικά πλημμυρικά φαινόμενα ωριμάζουν συνεχώς και βελτιώνονται, αυτό δημιουργεί μια δύσκολη κατάσταση για τη διατήρηση ενός επιπέδου ανθεκτικότητας 1:1.000. Υπάρχουν διάφορα παραδείγματα χώρων όπου τα επίπεδα των πλημμυρών είτε αυξήθηκαν είτε μειώθηκαν, γεγονός που στη συνέχεια επηρέασε τη λύση ανθεκτικότητας στις πλημμύρες.

Το συνολικό κόστος για την υλοποίηση της πρώτης φάσης του Εθνικού Πλαισίου Άμυνας από Πλημμύρες Υποσταθμών Δικτύων ανέρχεται σε περίπου 117 εκατ. λίρες στερλίνες, ενώ αναμένεται να διατεθούν επιπλέον 59 εκατ. λίρες στερλίνες για περαιτέρω επενδύσεις ανθεκτικότητας σε κινδύνους για τα επιφανειακά ύδατα. Οι δαπάνες για αποσυναρμολογήσιμες άμυνες εκτιμώνται μεταξύ 2,5 και 3 εκατομμυρίων λιρών στερλινών και περιλαμβάνουν ανάπτυξη τόσο για ασκήσεις όσο και για πραγματικά γεγονότα.

Αναμενόμενα οφέλη είναι η προστασία από τις πλημμύρες των υποσταθμών των εθνικών δικτύων και η διατήρηση του ενεργειακού εφοδιασμού, αποτρέποντας έτσι τις αλυσιδωτές επιπτώσεις σε άλλους τομείς και υπηρεσίες.

Οι κύριες νομικές κινητήριες δυνάμεις για τα μέτρα προσαρμογής που αποτελούν μέρος του πλαισίου άμυνας έναντι των πλημμυρών του εθνικού 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 υποβολής περιοδικών εκθέσεων ανά τομέα.

Ο κανονισμός του 2009 για τον κίνδυνο 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 του κινδύνου πλημμύρας (ΣΔΚΠ) σε εξαετή κύκλο. Ο νόμος του Ηνωμένου Βασιλείου για την κλιματική αλλαγή ζητεί από την National Grid να υποβάλλει εκθέσεις σε τακτική βάση σχετικά με τις δραστηριότητες αντιμετώπισης της προσαρμογής. Αυτή η αξιολόγηση και η υποβολή εκθέσεων ενθάρρυναν επίσης την National Grid να προχωρήσει σε δραστηριότητες αντιπλημμυρικής προστασίας.

Το Εθνικό Πλαίσιο Άμυνας για τις Πλημμύρες των Υποσταθμών Δικτύων 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 κατά τον συντονισμό των εργασιών με μεγάλα προγράμματα ανάπτυξης χώρων και οργανισμών περιβάλλοντος, ένας μικρός αριθμός χώρων θα υπερβεί την ημερομηνία αυτή. Περαιτέρω επενδύσεις σε κινδύνους για τα επιφανειακά ύδατα θα πραγματοποιηθούν εντός της κανονιστικής περιόδου αναφοράς 2021 έως 2026.

Το εθνικό πλαίσιο για την αντιπλημμυρική άμυνα των υποσταθμών 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 εθνικό δίκτυο 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