Az alkalmazkodás integrálása a koppenhágai metró tervezésébe

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

A Dán Meteorológiai Intézet (DMI) 2014-es jelentése szerint Dánia jövőbeli éghajlatáról, 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 IPCC AR5 forgatókönyvein alapulnak. Az éghajlati szimulációkat és a kapcsolódó bizonytalanságokat a CMIP5 éghajlati modellek együttese által kiszámított előrejelzések javítják (kapcsolt modell-összehasonlítási projekt, 5. szakasz). A jelentés szerint a Dánia körüli tengerszint 0,1-0,6 m-rel magasabb lesz a legoptimistább forgatókönyv (RCP2.6) esetén, 0,2-0,7 m-rel az RCP4.5 közbenső forgatókönyv esetén, és 0,3-0,9 m-rel a pesszimistább forgatókönyv (RCP8.5) esetén. Ezek az adatok a század végére (2081–2100) vonatkoznak az 1986–2005 közötti referencia-időszakhoz képest. A tengerszint emelkedése és a változó szélminták valószínűleg a vihar hullámmagasságának növekedéséhez vezetnek.

A tengerszint emelkedése mellett várhatóan gyakrabban fordulnak elő szélsőséges időjárási események (viharok és felhőszakadások), amelyek az éghajlatváltozás miatt súlyosabbak lesznek, ezáltal súlyosbítva a koppenhágai metró árvízkockázatát. Ezeket a helyi hatással 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 alkalmazkodásra vonatkozó stratégiája támogatja az éghajlatváltozáshoz való alkalmazkodás integrálását a metróvonalak tervezési és méretezési szakaszának korai szakaszában, így csak kisebb folyamatos kiigazításokra van szükség.

A koppenhágai metrórendszer árvíz elleni védelmének javítása érdekében a heves esőzések és viharhullámok miatt várható legmagasabb vízszintet állomásonként külön-külön megbecsülték. Ez lehetővé tette az egyes bejáratok, lépcsők, alagútszellőzés, rámpa, műszaki helyiség, akna, lift, valamint vezérlő- és karbantartó központ pontos magassági szintjének azonosítását. A pályán kívül a fent említett területek és létesítmények a legsebezhetőbbek, és meghibásodás esetén befolyásolhatják a metró működését és biztonságát.

Az egyes állomásokon a felhőszakadások által okozott legmagasabb vízszint meghatározásához egy 1:2000 éves árvízi eseményt vettek figyelembe, amelynek 5% esélye van a metró életében (100 év). Eddig a Metroselskabet éghajlati alkalmazkodási munkája az M1 és M2 vonalakra összpontosított. Az éghajlatváltozás következtében ezeken a vonalakon a biztonsági szint már nem felel meg az eredetileg tervezett szintnek. Ezek a vonalak most már teljes mértékben védettek a felhőszakadások okozta áradásokkal szemben. Az újonnan épített (M3 City Ring, M4 Nordhavn) és az építés alatt álló metrószakaszok (M4 Sydhavn) esetében figyelembe vették a felhőszakadások és viharok 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 árvízi eseménytől.

A kritikus metróelemek megemelt magassági szintje mellett számos intézkedést azonosítottak és építettek be a metró tervezésébe az árvízzel szembeni ellenálló képesség javítása érdekében, többek között:

• A földalatti állomások bejáratai körüli területet úgy tervezték, hogy biztosítsa az esővíz elfolyását a nyílásoktól. Ezenkívül néhány földalatti állomáson egy lépést építettek be, amely egy lépést igényel, mielőtt lemegy az állomásra.
• Ahol a metró a föld feletti szakaszokról az alagutakba fut, ott erős vízelvezető rácsot alakítottak ki a vágányokon, ahol az esővíz felhalmozódik, és kiszivattyúzzák, hogy ne kerüljön az alagutakba.
• A föld feletti metrórendszerben lefolyókat szerelnek fel a pályák mentén, amelyek a vizet a helyi csatornarendszerbe vezetik.
• Minden földalatti állomás szivattyúzási kapacitással rendelkezik, így az alagút elárasztása esetén a víz automatikusan elszivattyúzódik.
• Egyes földalatti állomásokon árvízkapukat hoznak létre, ahol a metrórendszer közvetlenül kapcsolódik más infrastruktúrához, hogy megvédjék a metrót a tömegközlekedési vonatrendszer más részeiből származó áradásoktól.
• A földalatti állomások védettek a város csatornarendszerének visszaáramlása ellen.
• Vízálló külső ajtók beépítése a műszaki helyiségekben több állomáson, valamint elektromos és mechanikai berendezésekben vízállóvá tette őket.
• A technikai helyiségek 0,3 m magas ajtóval vannak felszerelve.
• Gabion falakat építettek néhány föld feletti metrószakasz mentén, például Kelet-Amagerben. A gabionfal sziklákkal teli ketrecből készült fal; part menti védekezésben és hullámtörő vizekben alkalmazott technika. Ezek a föld feletti szakaszokon használt szerkezeti elemek, amelyek azonban nem elég egyedül ahhoz, hogy megvédjék az áradásoktól.
• Az M1 és M2 vonalakon legfeljebb 2,3 m magas, vízhatlan falakat (beton- és gabionfalak kombinációját) szereltek fel, amelyek védelmet nyújtanak a tengerhullámok ellen a kitett föld feletti metrószakaszok mentén. Az új és tervezett vonalakon a falak magassága magasabb lehet, ami tükrözi a figyelembe vett fokozott éghajlatváltozási rezilienciakövetelményeket.

Az építési időszakban is biztosították a felhőszakadások és viharok elleni védelmet, hogy megvédjék a dolgozókat és a gépeket

Az éghajlatváltozáshoz való alkalmazkodás ellenére előfordulhat, hogy a meglévő és tervezett metróvonalak kialakítása nem elegendő a szélsőséges események, a tengerszint-emelkedés és a jövőbeli viharhullámok elleni teljes védelemhez, figyelembe véve az éghajlatváltozás változó jellegét és a kapcsolódó előrejelzéseket. A Metroselskabet által végzett előzetes elemzések azt mutatják, hogy egy 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 pusztán a metrólétesítmények védelme. A metró védelméhez szükséges intézkedések szintje nagymértékben függ attól, hogy általában véve hogyan döntenek Nagy-Koppenhága védelméről. Koppenhága önkormányzata a városi elemek fokozatos védelmén dolgozik, amelyhez évtizedekre lesz szükség.

A koppenhágai metróépítésben, -üzemeltetésben és éghajlatváltozási rezilienciavizsgálatban részt vevő fő intézményi érdekelt fél a Metroselskabet, egy Koppenhága városa (50%), a dán kormány (41,7%) és Frederiksberg városa (8,3%) által finanszírozott vállalat. A városi körgyűrű projektjének előkészítése a projekt környezeti hatásvizsgálata alapján 2008-ban lefolytatott 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 City Ring (M3) tervezéséért felelős CASJV (Cowi, Arup és Systra) cégkonzorcium egy frissített modellt használt a heves esőzések miatti szélsőséges áradások figyelembevételére (ahogy az 2016-ban történt), és ennek megfelelően igazította a metrótervet a modell megállapításaihoz. Az M4 vonal és bővítéseinek (Norhavn és Sydhavn) éghajlatváltozási rezilienciavizsgálata magában foglalta a már tervezetteken kívüli alkalmazkodási intézkedésekre vonatkozó ajánlásokat, amelyeket a Rambøll tanácsadó cég dolgozott ki.

A siker fő tényezői a következők: i. integrált megközelítés elfogadása, beleértve az árvízi kérdéseket a teljes metrótervezési koncepción belül a megvalósíthatósági szakasz óta; ii. a városgyűrű 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 egész városra kiterjedő, az éghajlatváltozáshoz való alkalmazkodásra vonatkozó tervvel.

A fő korlátozó tényező az eredetileg a metrórendszerre vonatkozóan megállapított műszaki és üzemeltetési követelményekhez kapcsolódik, amelyek elsődleges célja az optimális tömegközlekedési szolgáltatások biztosítása fenntartható gazdasági feltételek mellett. Ezek a követelmények az állomások elhelyezkedésére, a műszaki alkatrészek elhelyezésére, a metróállomások elrendezésére, a metróvonalak útvonalára és egyebekre vonatkoznak. Egyes esetekben megnehezítették az alkalmazkodási intézkedések integrálását.

A koppenhágai metrórendszer éghajlatváltozási rezilienciavizsgálati intézkedéseinek végrehajtását a Metroselskabet finanszírozta. Az éghajlatváltozáshoz való alkalmazkodást célzó megoldások finanszírozása mind az építési, mind a működési költségvetésben szerepelt. A városgyűrű összköltsége 22,4 milliárd DK volt, ami körülbelül 3 milliárd EUR-t tesz ki, kissé meghaladva az eredetileg tervezett 21,3 milliárd DKK-t. Ez az összeg tartalmazza az éghajlatváltozás hatásaival szembeni rezilienciát célzó intézkedések költségeit, és nem áll rendelkezésre külön információ.

Az éghajlatváltozás hatásaival szembeni rezilienciát célzó intézkedések fő előnye a metróinfrastruktúra és -berendezések károsodásának, a működés leállásának és az éghajlatváltozás okozta eseményekhez, különösen az áradásokhoz kapcsolódó pénzügyi veszteségeknek a megelőzése.

Az M3 City Ring metróvonal építése a nemzeti parlament által 2007 júniusában elfogadott törvényen alapul. A törvény alapjául szolgáló projektleírást a 2005-ben készített, a városi körvonalról szóló jelentés tartalmazza. Az éghajlatváltozáshoz való alkalmazkodásra vonatkozó követelményeket beépítették a projektjavaslatba.

Az éghajlatváltozás szempontjainak integrálása a metrótervezésbe folyamatos adaptív folyamat, amely az első metróvonal tervezése és építése (2002) óta zajlik, és mostanáig tart. 2010-ben megkezdődtek az előzetes építési munkálatok az új metróvonal városgyűrűjén (M3). Ezt a vonalat 2019-ben nyitották meg, és magasabb szintű védelemmel rendelkezik a jelenlegi és jövőbeli éghajlattal kapcsolatos kockázatokkal szemben. Az építési munkálatok M4-es vonalbővítésekkel folytatódnak: (i) (Nordhavn) két új állomással 2020-ban nyílt meg (Nordhavn és Orientkaj), és (ii) Sydhavn, amelyet 2024-ben helyeznek üzembe. 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 ki kell terjednie a teljes metrórendszer élettartamára.

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