Tulvapuolustusjärjestelmä National Grid -sähköasemille Yhdistyneessä kuningaskunnassa

Yhdistyneessä kuningaskunnassa useita sähköasemia sijaitsee tulvatasanteilla. Sähköasemilla on keskeinen rooli energiaverkossa. Kun tulvia esiintyy, ne voivat pudota, mikä johtaa kerrannaisvaikutuksiin muilla aloilla, kuten vesihuollossa, terveydenhuollossa, liikenteessä, viestinnässä ja hätäpalveluissa. Voimakkaat tuulet kulkevat usein käsi kädessä tulvien kanssa, ja ne voivat vaikuttaa edelleen jakeluverkkoon esimerkiksi poistamalla pylväitä ja johtoja.

Sähkönjakelun katkaisemisella voi olla kauaskantoisia vaikutuksia ihmisten elämään ja laajempia taloudellisia vaikutuksia, jotka lisäävät merkittävästi tulvien välillisiä vaikutuksia. Kesän 2007 tilapäiset tulvat johtivat siihen, että noin puolella miljoonalla ihmisellä ei ollut energiansaantia. Tapahtuman kokonaiskustannusten arvioitiin olevan yli 3,2 miljardia Englannin puntaa. Arvio talvitulvien (2015–2016) taloudellisista kustannuksista energia-alalla (pääasiassa jakelu) on 83 miljoonaa puntaa (alhainen 75 miljoonaa puntaa – korkea 91 miljoonaa puntaa vuoden 2015 hintoina).

Ilmastonmuutoksen odotetaan pahentavan tulvariskiä ja lisäävän tulvien voimakkuutta ja esiintymistiheyttä.

National Grid Substation Flood Defence Framework on valtakunnallinen ohjelma, jonka tavoitteena on parantaa sähkönsiirtoverkon häiriönsietokykyä kaikenlaisia tulvia vastaan (vesi-, vuorovesi-, tulvavesi- ja pohjavesitulvat sekä viemäreistä ja viemäreistä johtuvat mahdolliset tulvat ja säiliön rikkoutumisesta johtuvat tulvat). Tällä ohjelmalla toteutettavien sopeutumistoimenpiteiden erityistavoitteena on suojella kansallisen sähköverkon sähköasemia tulvilta estämällä veden pääsy näihin infrastruktuureihin, mikä vähentää toimitusvarmuuteen kohdistuvaa riskiä ja varmistaa, että siirtoverkko ylläpitää sähkönjakelua.

On määritetty ja suunniteltu toimenpiteitä, joilla varmistetaan suojelu 1:1 000 vuoden tulvilta, ottaen huomioon ilmastonmuutoksen vaikutukset, joita odotetaan syntyvän suurten päästöjen skenaariossa (UKCP09, joka vastaa IPCC:n SRES A1FI -skenaariota) vuoteen 2080 mennessä. Tapauksissa, joissa tätä tavoitetta ei voida saavuttaa, National Grid vähentää tätä suojelua suojautuakseen 1:200-vuotiselta tulvatapahtumalta ottaen kuitenkin huomioon ilmastonmuutoksen vaikutukset vuoteen 2050 mennessä suurten päästöjen skenaariossa tai 1:1000-tulvatapahtumassa nykyisellä tasolla.

Verkon sähköasemien tulvakestävyyden parantamiseen sovellettu lähestymistapa koostui kahdesta vaiheesta. Ensimmäisessä vaiheessa keskityttiin haavoittuvuuden ja tulvariskin arviointiin. Sähköasemat, joihin 1:100-, 1:200-, 1:1000- ja 1:1000-vuosien ilmastonmuutostulvat vaikuttivat, tunnistettiin ottaen huomioon ilmastonmuutoksen odotetut vaikutukset korkean UKCP09-päästöskenaarion mukaisesti. Toisessa vaiheessa kartoitetaan, suunnitellaan ja toteutetaan tulvantorjuntaratkaisuja kullekin kriittiselle sähköasemalle. Tämä vaihe on toteutettu kahdessa vaiheessa. Ensimmäisessä vaiheessa yksilöitiin ja suojeltiin 11 suuririskistä sähköasemaa. Nämä ovat sähköasemia, jotka voivat kokea vaikutuksia 1:100 vuoden tulvatapahtuman aikana. Toisessa vaiheessa keskitytään 38 muun keskisuuren riskin sähköaseman suojaamiseen. Nämä ovat sähköasemia, joihin voi kohdistua vaikutuksia 1:200 vuoden tai 1:1 000 vuoden tulvatilanteessa. Ohjelma käynnistyi vuonna 2008, ja vuoteen 2021 mennessä kaikki National Gridin 49 kriittistä (suuren ja keskisuuren riskin) sähköasemaa on suojattu tulvilta. Lisäksi arvioidaan, että vuoteen 2026 mennessä suojellaan 100 pintavesiriskialuetta.

Sovelletut tulvankestävyysratkaisut koostuvat seuraavien käytäntöjen yhdistelmistä: tulvaesteet; kannettavat tulvantorjuntatoimenpiteet; maa-altaat; tulvaovet ja -portit; viemärijärjestelmät ja pumppausasemat; tulvavarastot; maankäyttöön perustuvat toimenpiteet; ja koordinoi paikallisia ratkaisuja ympäristökeskuksen kanssa.

Suuremmissa kohteissa, joissa on useita riskipisteitä, suositeltavin ja tehokkain lähestymistapa on usein koko alueen suojelu, jossa yhdistetään edellä mainitut toimenpiteet sen varmistamiseksi, että koko toiminta-alue pysyy suojattuna tulvien aiheuttamilta vaaroilta. Tähän liittyy tyypillisesti kovan tulvaseinän rakentaminen alueen ympärille. Tätä käytettiin esimerkiksi Walhamin sähköasemalla, joka sijaitsee aivan Gloucesterin ulkopuolella Lounais-Englannissa, jossa teräspaalut työnnettiin maahan noin 1 km: n etäisyydellä alueesta puolustusseinän perustaksi. Seuraavaksi rakennettiin valettu betoninen tulvaseinä 1,6-1,9 metrin korkeuteen suojaamaan aluetta 1: 1 000 vuoden tulvatapahtumalta. Lisäksi asennettiin viisi pumppausasemaa mahdollisten vuotojen tai tulvaveden jäämien varalta. Toinen esimerkki on Stella South -sähköasema, joka sijaitsee lähellä Tyne-jokea Newburnissa ja jonka toiminta on 132 kV. Tämä sähköasema on suojattu kovalla tulvaesteellä ja paikallisista materiaaleista rakennetulla pehmeällä maanpuolustuskankaalla rakentamisen ekologisten vaikutusten vähentämiseksi. Aberthaw’n sähköasema Cardiffin länsipuolella Etelä-Walesissa on kolmas esimerkki; Tämä 132 kV:n sähköasema on nyt suojattu 2,4 m korkealla kasatulla betonisella tulvaseinällä.

Koko alueen suojelu ei kuitenkaan aina ole paras lähestymistapa, koska se voi vähentää veden varastointiin käytettävää tulvatasankoaluetta ja ohjata tulvavedet naapurirakennusten alueille. Jos tulvavedet eivät vaikuta kriittisiin laitteisiin, alue voi pysyä toimintakykyisenä, vaikka osa alueesta olisi tulvien kohteena.

Koska tulvariskejä ei pystyttäisi välittömästi lieventämään, National Grid osti aluksi 1,7 kilometrin pituisen irrotettavan suojajärjestelmän ja laajensi sen 2,3 kilometriin vuosien 2014–2015 tulvatapahtumien jälkeen. Tämä 2,3 kilometrin pituinen liikkuva puolustuskalusto mahdollistaa useiden kohteiden samanaikaisen suojaamisen: yksi erittäin suuri alue; tai kaksi suurta kohdetta; tai kolme normaalikokoista sivustoa. Tällä hetkellä on seitsemän perävaunua, jotka on järjestetty kolmeksi pariksi (seitsemäs perävaunu, jossa on ylimääräisiä kulmia ja laitteita), jotka voivat toimia itsenäisesti omalla trukki- ja dieseltoimituksella pumpuille. Este on käytettävissä myös kaasulaitoksissa, ja kun otetaan huomioon riittävä mobilisointi- ja asennusaika, sitä voidaan käyttää missä tahansa paikassa. Estelaitteistoon kuuluu 12 x 3 000 litran pumppua, joilla voidaan pumpata 3 tonnia minuutissa, ja lisäksi 10 pienempää pumppua, joita käytetään pienemmillä alueilla, kuten rakennuksissa jne. Esteharjoituksia tehdään säännöllisesti.

National Grid valvoo ympärivuorokautisesti säähän liittyviä riskejä valvomonsa kautta. Sen toimipaikat on rekisteröity ympäristökeskuksen tulvahälytysjärjestelmään, ja ne saavat päivittäin tulvaennustekeskuksen ja luonnonuhkia koskevan kumppanuuden hälytykset. National Grid on mukana tulvaennustekeskuksen ja Natural Hazards Partnershipin työryhmissä, ja MET-toimiston tietoja ja muita sääennusteita seurataan mahdollisten riskien varalta.

Valtakunnallista verkkotulvapuolustuskehystä sovelletaan ainoastaan sähkönsiirtoon, ja se on kehitetty ETR 138:n täytäntöönpanoa varten. Riskinarvioinnit suorittivat useat ammattikonsultit. Haavoittuvuusarvioinnin ja tulvatoimenpiteiden suunnittelun aikana National Grid teki tiivistä yhteistyötä Yhdistyneen kuningaskunnan ympäristökeskuksen, Walesin luonnonvaraviraston, paikallisviranomaisten, sisäisten viemäröintilautakuntien ja sen energiakumppaneiden kanssa ETR 138 -kehyksen puitteissa. Lisäksi kehitettäessä ETR 138:aan perustuvaa kehystä National Grid on hakenut hyväksyntää puolustussuunnitelmille liiketoiminta-, energia- ja teollisuusstrategiaosastolta (BEIS) ja sääntelyviranomaiseltamme, kaasu- ja sähkömarkkinavirastolta (Ofgem).

Valtakunnallisen verkon sähköaseman tulvapuolustuskehyksen sopeutumistoimenpiteiden täytäntöönpanon onnistumistekijöitä ovat muun muassa selkeä visio, selkeät tavoitejoustavuustasot, vahva johtajuus sekä hyvä yhteistyö ja kumppanuus paikallisten ja kansallisten viranomaisten kanssa. Koska BEIS ja Ofgem ovat allekirjoittaneet ja osallistuvat ETR 138:n laatimiseen ja päivittämiseen, tämä on virtaviivaistanut rahoitusprosessia ja oikeuttanut tulvankestävyyteen tehtävät investoinnit.

Paikallisesti merkittäviä rajoittavia tekijöitä voivat olla myös muut alat, jotka eivät toimi yhtä hyvällä häiriönsietokykytasolla. Kun tulvatiedot, mallinnukset ja kokemukset todellisista tulvatapahtumista kypsyvät jatkuvasti ja niitä hiotaan, syntyy haastava tilanne tavoitteen 1:1 000 sietokyvyn ylläpitämiseksi. On olemassa useita esimerkkikohteita, joissa tulvatasot ovat joko nousseet tai laskeneet, mikä on vaikuttanut tulvansietokykyratkaisuun.

Valtakunnallisen verkon sähköaseman tulvapuolustuskehyksen ensimmäisen vaiheen täytäntöönpanon kokonaiskustannukset ovat noin 117 miljoonaa Englannin puntaa, ja lisäksi odotetaan 59 miljoonan punnan lisäinvestointeja pintavesiriskeihin liittyvään häiriönsietokykyyn. Korvattavien puolustusmenojen arvioidaan olevan 2,5–3 miljoonaa Englannin puntaa, ja niihin sisältyy sekä harjoitusten että todellisten tapahtumien toteuttaminen.

Odotettavissa olevia hyötyjä ovat kansallisten sähköasemien suojaaminen tulvilta ja energiahuollon ylläpitäminen, mikä ehkäisee muihin aloihin ja palveluihin kohdistuvia kerrannaisvaikutuksia.

Kansallisen sähköverkon tulvapuolustuskehyksen sopeutumistoimenpiteiden tärkeimmät oikeudelliset tekijät ovat tulvariskiasetus (2009), joka on osa EU:n tulvadirektiivin täytäntöönpanoprosessia, ja Yhdistyneen kuningaskunnan ilmastonmuutoslaki (2008), mukaan lukien alakohtaiset määräaikaisraportointivaatimukset.

Vuoden 2009 tulvariskiasetuksessa edellytetään, että johtavat paikalliset tulvaviranomaiset, ympäristökeskus ja luonnonvarat Wales laativat ja julkaisevat tulvariskien hallintasuunnitelmat kuuden vuoden jaksolla. Yhdistyneen kuningaskunnan ilmastonmuutoslaissa edellytetään, että National Grid raportoi säännöllisesti sopeutumistoimista. Tämä arviointi ja raportointi ovat myös kannustaneet kansallista verkkoa jatkamaan tulvantorjuntatoimia.

National Grid Substation Flood Defence Framework käynnistyi vuonna 2008. Vuorovesi- ja tulvariskeiltä suojautumisen odotetaan valmistuvan vuoteen 2021 mennessä. Jos kuitenkin on havaittu tehokkuusetuja koordinoitaessa työtä merkittävien laitosalueiden kehittämis- ja ympäristövirastojen järjestelmien kanssa, pieni määrä laitosalueita ylittää tämän päivämäärän. Pintavesiriskeihin tehdään lisäinvestointeja lakisääteisellä raportointikaudella 2021–2026.

Valtakunnallinen verkon sähköaseman tulvapuolustuskehys sisältää monenlaisia erityistoimenpiteitä, joilla kullakin on tietty käyttöikä. Yleensä elinikä vaihtelee 30-80 vuoden välillä. National Grid pitää tulvariskejä pitkän aikavälin sopeutumisongelmana ja edellyttää säännöllistä uudelleentarkastelua ja valppautta.

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