Integracija prilagodbe u dizajn metroa Kopenhagena

I podzemni dio kopenhaške podzemne željeznice i gornji dio zemlje predstavljaju izazove povezane s klimatskim promjenama. Konkretno, obilne kiše, olujni valovi (koji se mogu pojačati podizanjem razine mora) i oluje mogu utjecati na infrastrukturu, što utječe na rad podzemne željeznice i sigurnost putnika. Projekcije o porastu razine mora i pojavi ekstremnih vremenskih uvjeta znatno su se promijenile posljednjih godina. Očekuje se da će klimatske promjene povećati rizik od udara oblaka i oluja više nego što se prethodno pretpostavljalo, čime će se promijeniti uvjeti projektiranja za visoku razinu sigurnosti podzemne željeznice. Stoga su postupno doneseni viši zahtjevi za osiguravanje otpornosti kopenhaške podzemne željeznice na klimatske promjene.

Prema izvješću Danskog meteorološkog instituta (DMI) iz 2014. o budućoj klimi u Danskoj, u kojem se opisuje razvoj danske klime do 2100. godine, zemlja će doživjeti porast razine mora te češće i ozbiljnije ekstremne vremenske uvjete. Rezultati ovog izvješća temelje se na scenarijima IPCC-a iz petog izvješća o procjeni. Klimatske simulacije i s njima povezane nesigurnosti poboljšane su projekcijama koje je izračunao skup klimatskih modela CMIP5 (faza 5. projekta međusobnog povezivanja modela). Prema izvješću, razina mora oko Danske bit će viša za 0,1-0,6 m za najoptimističniji scenarij (RCP2.6), za 0,2-0,7 m za srednji scenarij RCP4.5 i za 0,3-0,9 m za pesimističniji scenarij (RCP8.5). Te su brojke za kraj stoljeća (2081. – 2100.) u usporedbi s referentnim razdobljem 1986. – 2005. Porast razine mora, zajedno s promjenjivim obrascima vjetra, vjerojatno će dovesti do povećanih visina olujnog vala.

Osim porasta razine mora, očekuje se da će se ekstremni vremenski uvjeti (oluje i prasak oblaka) češće događati i da će biti ozbiljniji zbog klimatskih promjena, čime će se povećati rizik od poplava za kopenhaški metro. Te događaje koji imaju lokalne utjecaje teško je projicirati jer se mogu znatno razlikovati unutar kratke udaljenosti.

Cilj je osmišljenih i provedenih mjera poboljšati zaštitu kopenhaškog sustava podzemne željeznice od opasnosti od klimatskih promjena, uglavnom od poplava uzrokovanih obilnim padalinama i olujnim valovima. Mjere su namijenjene zaštiti infrastrukture i rada podzemne željeznice te sigurnosti putnika.

Metroselskabetova strategija prilagodbe klimatskim promjenama podupire integraciju prilagodbe klimatskim promjenama u ranoj fazi planiranja i dimenzioniranja linija podzemne željeznice, tako da su nakon toga potrebne samo manje prilagodbe koje su u tijeku.

Kako bi se poboljšala zaštita kopenhaškog sustava podzemne željeznice od poplava, očekivana najviša razina vode zbog obilnih padalina i olujnih udara procijenjena je zasebno za svaku postaju. To je omogućilo utvrđivanje točne razine nadmorske visine za svaki ulaz, stepenice, ventilaciju tunela, rampu, prostoriju za tehniku, okno, dizalo te centar za upravljanje i održavanje. Osim kolosijeka, navedena područja i postrojenja najranjivija su i u slučaju kvara mogu utjecati na rad podzemne željeznice i njezinu sigurnost.

Kako bi se utvrdila najviša razina vode na svakoj postaji uzrokovana izbijanjem oblaka, razmatrana je poplava od 1:2,000 godina, događaj koji ima 5% šanse da se dogodi u životu podzemne željeznice (100 godina). Dosad je rad Metroselskabeta na prilagodbi klimatskim promjenama bio usmjeren na linije M1 i M2. Kao posljedica klimatskih promjena, razina sigurnosti na tim prugama više ne odgovara izvornoj projektiranoj razini. Ove linije su sada u potpunosti zaštićene od poplava uzrokovanih praskama oblaka. Za novoizgrađene dionice (M3 City Ring, M4 Nordhavn) i podzemne željeznice u izgradnji (M4 Sydhavn) uzete su u obzir ažurirane klimatske projekcije buduće pojave i intenziteta izbijanja oblaka i oluja. Na temelju tih pretpostavki utvrđeno je da bi postaje podzemne željeznice trebale biti postavljene na različitim razinama, između tri i pet metara, kako bi se nepokretne instalacije zaštitile od poplave koja traje 10 000 godina.

Osim povećanih razina nadmorske visine kritičnih elemenata podzemne željeznice, utvrđen je širok raspon mjera koje su uključene u projektiranje podzemne željeznice kako bi se poboljšala njezina otpornost na poplave, uključujući:

• Područje oko ulaza u podzemne stanice dizajnirano je kako bi se osiguralo otjecanje kišnice daleko od otvora. Nadalje, na nekim podzemnim postajama ugrađen je korak koji zahtijeva korak prije nego što odete na stanicu.
• Gdje metro teče od dijelova iznad tla prema dolje u tunele uspostavljena je jaka drenažna rešetka preko kolosijeka gdje se nakuplja kišnica i ispumpava kako ne bi ušla u tunele.
• U nadzemnom sustavu podzemne željeznice postavljeni su odvodi duž kolosijeka koji vode u lokalni kanalizacijski sustav.
• Sve podzemne stanice imaju kapacitet crpljenja, tako da u slučaju poplave tunela, voda će se automatski crpiti.
• Poplavna vrata uspostavljena su na nekim postajama podzemne željeznice na kojima je sustav podzemne željeznice izravno povezan s drugom infrastrukturom kako bi se metro zaštitio od poplava iz drugih dijelova željezničkog sustava javnog prijevoza.
• Podzemne stanice zaštićene su od povratnog toka iz gradskog kanalizacijskog sustava.
• Ugradnja vodonepropusnih vanjskih vrata u tehničke prostorije na nekoliko postaja, kao i u električne i mehaničke instalacije, učinila ih je vodonepropusnima.
• Tehnika sobe su instalirane s 0,3 m podignutom pragu.
• Zidovi Gabiona izgrađeni su duž nekih izloženih nadzemnih dijelova podzemne željeznice, kao što je istočni Amager. Gabionski zid je zid izrađen od kaveza ispunjenog stijenama; tehnika koja se koristi u obalnoj obrani i lukobranima. To su strukturni elementi koji se koriste na nadzemnim dionicama, ali nisu sami dovoljno zaštićeni od poplava.
• Vodootporni zidovi (kombinacija betonskih i gabionskih zidova) visine do 2,3 m postavljeni su na linijama M1 i M2 koje pružaju zaštitu od morskih valova duž izloženih nadzemnih dionica podzemne željeznice. U novim i planiranim linijama visina zidova mogla bi biti veća, što odražava razmatrane povećane zahtjeve u pogledu otpornosti na klimatske promjene.

Zaštita od udara oblaka i oluja osigurana je i tijekom razdoblja izgradnje kako bi se zaštitili radnici i strojevi

Unatoč prilagodbi klimatskim promjenama, dizajn postojećih i planiranih linija podzemne željeznice možda neće biti dovoljan za potpunu zaštitu od ekstremnih događaja, porasta razine mora i valova oluja u budućnosti, s obzirom na promjenjivu prirodu klimatskih promjena i povezane projekcije. Preliminarne analize koje je proveo Metroselskabet pokazuju da potpuna zaštita podzemne željeznice koja je u funkciji podrazumijeva visoke troškove. Metroselskabet je procijenio da je vanjska zaštita cijele regije glavnog grada, šireg Kopenhagena, primjerenija u socioekonomskom smislu od zaštite samih postrojenja podzemne željeznice. Razina mjera potrebnih za zaštitu podzemne željeznice uvelike ovisi o tome kako je odlučeno zaštititi šire područje Kopenhagena općenito. Općina Kopenhagen radi na postupnoj zaštiti urbanih elemenata koja će zahtijevati desetljeća.

Glavni institucijski dionik uključen u izgradnju, rad i pripremu podzemne željeznice u Kopenhagenu jest Metroselskabet, poduzeće koje financira Grad Kopenhagen (50 %), danska vlada (41,7 %) i grad Frederiksberg (8,3 %). Priprema projekta gradskog prstena uključivala je javno savjetovanje koje se temeljilo na procjeni utjecaja projekta na okoliš provedenoj 2008.; 200 građana izrazilo je zabrinutost u vezi s projektom. Završni projekt odobrila su dva predmetna grada u siječnju 2009., a Ministarstvo prometa u ožujku 2009. Projekt je dovršen i pušten u rad 2019. godine.

Konzorcij poduzeća CASJV (Cowi, Arup i Systra), zadužen za projektiranje gradskog prstena (M3), upotrijebio je ažurirani model kako bi uzeo u obzir ekstremne poplave uzrokovane obilnim padalinama (kao što se to dogodilo 2016.) i u skladu s time prilagodio dizajn podzemne željeznice nalazima modela. U pripremu linije M4 za klimatske promjene i njezina proširenja (Norhavn i Sydhavn) uključene su preporuke o dodatnim mjerama prilagodbe uz već planirane mjere, koje je razradilo konzultantsko društvo Rambøll.

Glavni čimbenici uspjeha uključuju: (i) donošenje integriranog pristupa, uključujući pitanja poplava u okviru cijelog koncepta projekta podzemne željeznice od faze izvedivosti; ii. u slučaju gradskog prstena, na temelju iskustva stečenog tijekom projektiranja i rada prethodnih linija podzemne željeznice (M1 i M2), koje su otvorene 2002. odnosno 2007.; iii. dosljednost i usklađenost s planom prilagodbe klimatskim promjenama na razini cijelog grada.

Glavni ograničavajući čimbenik povezan je s tehničkim i operativnim zahtjevima koji su izvorno uspostavljeni za sustav podzemne željeznice, a koji su prvenstveno postavljeni kako bi se osigurale optimalne usluge javnog prijevoza u održivim gospodarskim uvjetima. Takvi zahtjevi odnose se na lokacije postaja, postavljanje tehničkih komponenti, raspored postaja podzemne željeznice, usmjeravanje linija podzemne željeznice i drugo. U nekim su slučajevima zbog njih integracija mjera prilagodbe postala zahtjevnija.

Provedbu mjera za zaštitu od klimatskih promjena u kopenhaškom sustavu podzemne željeznice financirao je Metroselskabet. Financiranje rješenja za prilagodbu klimatskim promjenama uključeno je i u proračun za izgradnju i u operativni proračun. Ukupni trošak gradskog prstena iznosio je 22,4 milijarde DK, što je otprilike 3 milijarde EUR, što je neznatno više od početnog predviđenog troška od 21,3 milijarde DKK. Trošak mjera za prilagodbu klimatskim promjenama uključen je u taj iznos i nisu dostupne zasebne informacije.

Glavna je korist mjera za zaštitu od klimatskih promjena sprečavanje štete na infrastrukturi i opremi podzemne željeznice, kvarova operacija i povezanih financijskih gubitaka povezanih s događajima izazvanima klimatskim promjenama, posebno poplavama.

Izgradnja linije podzemne željeznice M3 City Ring temelji se na zakonu koji je nacionalni parlament donio u lipnju 2007. Opis projekta koji je poslužio kao osnova za taj akt naveden je u Izvješću o liniji gradskog kruga, sastavljenom 2005. Zahtjevi za prilagodbu klimatskim promjenama uključeni su u prijedlog projekta.

Integracija aspekata klimatskih promjena u projektiranje podzemne željeznice kontinuiran je postupak prilagodbe koji je u tijeku otkad je planirana i izgrađena prva linija podzemne željeznice (2002.) i traje do sada. Godine 2010. započeli su preliminarni građevinski radovi na novom gradskom prstenu linije podzemne željeznice (M3). Ta je linija otvorena 2019., a opremljena je višom razinom zaštite od trenutačnih i budućih rizika povezanih s klimom. Građevinski radovi nastavljaju se s proširenjem linije M4: i. (Nordhavn) s dvije nove postaje otvorene 2020. (Nordhavn i Orientkaj) i ii. Sydhavn koji bi trebao biti pušten u rad 2024. Zbog položaja tih dionica u blizini mora posebno je važno uključiti aspekte klimatskih promjena u njihov dizajn.

Projektni vijek sustava podzemne željeznice je oko 100 godina, ali može biti još duži na temelju iskustva drugih gradova širom svijeta. Ako se dobro održavaju, životni vijek strukturnih mjera prilagodbe trebao bi obuhvaćati životni vijek cijelog sustava podzemne željeznice.

Cecilie Elisa Juul Martiny
Architectural Engineer
Metroselskabet I/S
Metrovej 5
DK-2300 København S, Denmark
E-mail: cema@m.dk 

Metroselskabet, uključujući godišnja izvješća Metroselskabeta