Az alkalmazkodás integrálása a koppenhágai metró tervezésébe

Mind a koppenhágai metró földalatti része, mind a föld feletti rész kihívást jelent az éghajlatváltozással kapcsolatban. Különösen a heves esőzések, a viharok (amelyeket a tengerszint emelkedése fokozhat) és a viharok befolyásolhatják az infrastruktúrát, ami hatással lehet a metró üzemeltetésére és az utasok biztonságára. Az emelkedő tengerszintre és a szélsőséges időjárási események előfordulására vonatkozó előrejelzések jelentősen megváltoztak az elmúlt években. Az éghajlatváltozás várhatóan a korábban feltételezettnél nagyobb mértékben növeli a felhőszakadások és viharkitörések kockázatát, ezáltal megváltoztatva a metró magas szintű biztonságának tervezési feltételeit. Ezért fokozatosan szigorúbb követelményeket fogadtak el a koppenhágai metró éghajlatváltozási rezilienciavizsgálatának biztosítására.

A Dán Meteorológiai Intézet (DMI) 2014-es, Dánia jövőbeli éghajlatáról szóló jelentése szerint, amely felvázolja a dán éghajlat alakulását 2100-ig, az ország tengerszint-emelkedést, valamint gyakoribb és súlyosabb szélsőséges időjárási eseményeket fog tapasztalni. E jelentés eredményei az AR5 IPCC-forgatókönyveken alapulnak. Az éghajlati szimulációkat és a kapcsolódó bizonytalanságokat a CMIP5 éghajlati modellek együttesével kiszámított előrejelzések javítják (a kapcsolt modellek összehasonlító projektjének 5. szakasza). A jelentés szerint a Dánia körüli tengerszint 0,1–0,6 méterrel magasabb lesz a legoptimistább forgatókönyv (RCP2.6) esetében, 0,2–0,7 méterrel magasabb lesz az RCP4.5 köztes forgatókönyv esetében, és 0,3–0,9 méterrel magasabb lesz a pesszimistább forgatókönyv (RCP8.5) esetében. Ezek az adatok a század végére (2081–2100) vonatkoznak az 1986–2005 közötti referencia-időszakhoz képest. A tengerszint emelkedése a változó szélviszonyokkal együtt valószínűleg a viharhullámok magasságának növekedéséhez vezet.

A tengerszint emelkedése mellett a szélsőséges időjárási események (viharok és felhőszakadások) várhatóan gyakrabban fordulnak elő, és az éghajlatváltozás miatt súlyosabbak lesznek, ezáltal súlyosbítva a koppenhágai metró árvízkockázatát. Ezeket a helyi hatásokkal járó eseményeket nehéz előrevetíteni, mivel rövid távolságon belül nagyon eltérőek lehetnek.

A tervezett és végrehajtott intézkedések célja, hogy javítsák a koppenhágai metrórendszer védelmét az éghajlatváltozás veszélyeivel, főként a heves esőzések és viharhullámok miatti áradásokkal szemben. Az intézkedések célja a metróinfrastruktúra és -üzemeltetés, valamint az utasok biztonságának védelme.

A Metroselskabet éghajlatváltozáshoz való alkalmazkodási stratégiája támogatja az éghajlatváltozáshoz való alkalmazkodás integrálását a metróvonalak tervezési és méretezési szakaszában, így csak kisebb, folyamatban lévő kiigazításokra van szükség.

A koppenhágai metrórendszer árvíz elleni védelmének javítása érdekében az egyes állomások esetében külön-külön becsülték meg a heves esőzések és viharhullámok miatt várható legmagasabb vízszintet. Ez lehetővé tette az egyes bejáratok, lépcsők, alagútszellőztetés, rámpák, technikai helyiségek, aknák, felvonók, valamint vezérlő- és karbantartó központok pontos magasságának meghatározását. A vágányon kívül a fent említett területek és létesítmények a legveszélyeztetettebbek, és meghibásodás esetén befolyásolhatják a metró üzemeltetését és biztonságát.

Az egyes állomásokon a felhőszakadások által okozott legmagasabb vízszint meghatározásához egy 1: 2000 éves árvízi eseményt vettek figyelembe, amely 5% -os eséllyel történik a metró életében (100 év). A Metroselskabet éghajlatváltozáshoz való alkalmazkodással kapcsolatos munkája eddig az M1 és M2 vonalakra összpontosított. Az éghajlatváltozás következtében e vonalak biztonsági szintje már nem felel meg az eredetileg tervezett szintnek. Ezek a vonalak most már teljes mértékben védettek a felhőszakadások okozta áradásokkal szemben. Az újonnan épült (M3 City Ring, M4 Nordhavn) és az építés alatt álló metrószakaszok (M4 Sydhavn) esetében figyelembe vették a felhőszakadások és viharhullámok jövőbeli előfordulására és intenzitására vonatkozó aktualizált éghajlati előrejelzéseket. E feltételezések alapján kiderült, hogy a metróállomásokat különböző szinteken, három és öt méter között kell elhelyezni annak érdekében, hogy megvédjék a helyhez kötött létesítményeket egy 10 000 éves áradástól.

A kritikus metróelemek megnövekedett tengerszint feletti magassági szintjei mellett számos intézkedést azonosítottak és építettek be a metró tervezésébe az árvizekkel szembeni ellenálló képességének javítása érdekében, többek között a következőket:

• A földalatti állomások bejáratai körüli területet úgy tervezték, hogy biztosítsa az esővíz elfolyását a nyílásoktól. Továbbá néhány földalatti állomáson egy lépést építettek be, amely egy lépést igényel, mielőtt lemegy az állomásra.
• Ahol a metró a föld feletti szakaszoktól az alagutakba fut, erős vízelvezető rácsot alakítottak ki a pályákon, ahol az esővíz felhalmozódik és kiszivattyúzódik, így nem jut be az alagutakba.
• A föld feletti metrórendszerben a vízvezetékeket a helyi csatornarendszerbe vezető pályák mentén helyezik el.
• Minden földalatti állomás szivattyúzási kapacitással rendelkezik, így abban az esetben, ha az alagút elárasztódik, a víz automatikusan szivattyúzásra kerül.
• Árvízkapukat hoznak létre néhány földalatti állomáson, ahol a metrórendszer közvetlenül kapcsolódik más infrastruktúrához, hogy biztosítsák a metrót a tömegközlekedési vonatrendszer más részeiből származó áradásoktól.
• A földalatti állomások védve vannak a város csatornarendszerének visszafolyásától.
• A vízálló külső ajtók felszerelése a különböző állomások technikai helyiségeiben, valamint az elektromos és mechanikai berendezésekben vízállóvá tette őket.
• Technika szobák vannak telepítve egy 0,3 m-es emelt küszöb.
• A Gabion falakat néhány felszíni metrószakasz mentén építették, például Kelet-Amagerben. A gabion fal egy kővel teli ketrecből készült fal; a parti védelemben és a hullámtörő vizekben használt technika. Ezek a föld feletti szakaszokon használt szerkezeti elemek, amelyek azonban nem elég egyedül ahhoz, hogy megvédjék az áradásoktól.
• Az M1 és M2 vonalakon 2,3 m magas vízhatlan falakat (beton és gabion falak kombinációját) szereltek fel, amelyek védelmet nyújtanak a tenger hullámai ellen a felszíni metrószakaszok mentén. Az új és tervezett vonalakon a falak magassága magasabb lehet, tükrözve az éghajlatváltozás hatásaival szembeni fokozott követelményeket.

Az építési időszakban is biztosították a felhőszakadások és viharok elleni védelmet a munkavállalók és a gépek védelme érdekében

Az éghajlatváltozáshoz való alkalmazkodás ellenére előfordulhat, hogy a meglévő és a tervezett metróvonalak tervezése nem elegendő a szélsőséges eseményekkel, tengerszint-emelkedéssel és viharhullámokkal szembeni teljes védelemhez a jövőben, figyelembe véve az éghajlatváltozás változó jellegét és a kapcsolódó előrejelzéseket. A Metroselskabet által végzett előzetes elemzések azt mutatják, hogy a működő metró teljes körű védelme magas költségekkel jár. A Metroselskabet úgy értékelte, hogy az egész fővárosi régió, Nagy-Koppenhága külső védelme társadalmi-gazdasági szempontból megfelelőbb, mint a metrólétesítmények védelme. A metró védelméhez szükséges intézkedések szintje nagymértékben függ attól, hogy általában hogyan döntenek Nagy-Koppenhága védelméről. Koppenhága önkormányzata a városi elemek fokozatos védelmén dolgozik, ami évtizedeket vesz igénybe.

A koppenhágai metróépítésben, -üzemeltetésben és éghajlatváltozási rezilienciában részt vevő fő intézményi érdekelt fél a Koppenhága városa (50%), a dán kormány (41,7%) és Frederiksberg városa (8,3%) által finanszírozott Metroselskabet vállalat. A városkörnyéki projekt előkészítése a projekt 2008-ban végzett környezeti hatásvizsgálatán alapuló nyilvános konzultációt foglalt magában; 200 polgár fejezte ki aggodalmát a projekttel kapcsolatban. A végleges projektet a két érintett város 2009 januárjában, a közlekedési minisztérium pedig 2009 márciusában hagyta jóvá. A projektet 2019-ben fejezték be és helyezték üzembe.

A CASJV (Cowi, Arup és Systra), a City Ring (M3) tervezéséért felelős vállalati konzorcium egy frissített modellt használt, hogy figyelembe vegye a heves esőzések miatti szélsőséges áradásokat (ahogyan 2016-ban történt), és ennek megfelelően igazítsa a metrótervet a modell megállapításaihoz. Az M4-es vonal és annak meghosszabbításai (Norhavn és Sydhavn) éghajlatváltozási rezilienciavizsgálata a Rambøll tanácsadó cég által kidolgozott, a már tervezett intézkedéseket kiegészítő alkalmazkodási intézkedésekre vonatkozó ajánlásokat tartalmazott.

A fő sikertényezők a következők: integrált megközelítés elfogadása, beleértve az árvizekkel kapcsolatos kérdéseket a teljes metrótervezési koncepción belül a megvalósíthatósági szakasz óta; ii. a városi körgyűrű esetében a 2002-ben, illetve 2007-ben megnyitott korábbi metróvonalak (M1 és M2) tervezése és üzemeltetése során szerzett tapasztalatokra építve; iii. összhang és koherencia az éghajlatváltozáshoz való alkalmazkodásra vonatkozó városszintű tervvel.

A fő korlátozó tényező a metrórendszerre eredetileg megállapított műszaki és üzemeltetési követelményekhez kapcsolódik, amelyek elsősorban az optimális tömegközlekedési szolgáltatások fenntartható gazdasági feltételek mellett történő biztosítására irányulnak. Ezek a követelmények az állomások helyére, a műszaki alkatrészek elhelyezésére, a metróállomások elrendezésére, a metróvonalak útvonalára és másokra vonatkoznak. Egyes esetekben megnehezítették az alkalmazkodási intézkedések integrálását.

Az éghajlatváltozási rezilienciavizsgálati intézkedések végrehajtását a koppenhágai metrórendszerben a Metroselskabet finanszírozta. Az éghajlatváltozáshoz való alkalmazkodást célzó megoldások finanszírozása mind az építési, mind a működési költségvetésben szerepelt. A városi körgyűrű teljes költsége 22,4 milliárd DK volt, ami körülbelül 3 milliárd EUR, ami némileg meghaladja az eredetileg tervezett 21,3 milliárd DKK költséget. Ez az összeg magában foglalja az éghajlatváltozási rezilienciavizsgálati intézkedések költségét, és nem áll rendelkezésre külön információ.

Az éghajlatváltozási rezilienciavizsgálati intézkedések fő előnye a metróinfrastruktúra és -berendezések károsodásának, a működés megszakadásának és az éghajlatváltozás okozta eseményekhez, különösen az árvizekhez kapcsolódó pénzügyi veszteségeknek a megelőzése.

Az M3 City Ring metróvonal építése a nemzeti parlament által 2007 júniusában elfogadott törvényen alapul. Az e jogi aktus alapjául szolgáló projektleírást a 2005-ben készített, a városi körvonalról szóló jelentés tartalmazza. Az éghajlatváltozáshoz való alkalmazkodás követelményeit beépítették a projektjavaslatba.

Az éghajlatváltozás szempontjainak a metrótervezésbe való integrálása folyamatos adaptív folyamat, amely az első metróvonal tervezése és megépítése (2002) óta folyamatban van, és mostanáig folytatódik. 2010-ben megkezdődtek az új metróvonal, a városi körgyűrű (M3) előzetes építési munkálatai. Ezt a vonalat 2019-ben nyitották meg, magasabb szintű védelemmel ellátva a jelenlegi és jövőbeli éghajlattal kapcsolatos kockázatokkal szemben. Az építkezés M4-es vonalhosszabbításokkal folytatódik: i. (Nordhavn) két új állomással, amelyeket 2020-ban nyitottak meg (Nordhavn és Orientkaj), valamint ii. Sydhavn, amelyet 2024-ben fognak üzembe helyezni. Mivel ezek a szakaszok a tenger közelében helyezkednek el, különösen fontos az éghajlatváltozással kapcsolatos szempontok beépítése a kialakításukba.

A metrórendszer tervezési élettartama körülbelül 100 év, de a világ más városainak tapasztalatai alapján még hosszabb is lehet. Megfelelő fenntartás esetén a strukturális alkalmazkodási intézkedések élettartamának a teljes metrórendszer élettartamára ki kell terjednie.

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

Metroselskabet, beleértve a Metroselskabet éves jelentéseit