Regionális árvízkezelés lágy és kemény mérnöki megoldások kombinálásával, a Norfolk Broadlands

A Broadland folyók évszázadokon át fontos szerepet játszottak az áruk és berendezések szállításában a kereskedelem és az ipar számára. Ma Broadland még mindig forgalmas terület, bár különböző célokra. A terület mintegy 50%-át hagyományos gazdálkodásra használják. A folyók továbbra is jelentős belvízi hajózást biztosítanak, amely a Broads-szal együtt 125 mérföldnyi vízi utat biztosít. A rekreáció és a turizmus nagyon fontossá vált: évente több mint 7 millió ember látogat el a Broads teljes területére (aBroads Authority honlapja). Erre válaszul a hajókölcsönzési ágazat jelentős mértékben hozzájárul a helyi gazdasághoz: összesen 584 millió font folyt be a helyi gazdaságon belül a látogatói és idegenforgalmi üzleti kiadásokból.

A terület vonzereje szorosan kapcsolódik a tájak és a vizes élőhelyek sokféleségéhez, amelyek olyan minőséget biztosítanak, amely sehol máshol nem található meg az országban. A terület nemzetközi jelentőségű a természetvédelem szempontjából: 1988-ban Broadland egészét nemzeti parkkal egyenértékűnek nyilvánították, és 2015-ben a Broads megkapta a hivatalos nemzeti parki támogatást. A Broads Nemzeti Parkot a Broads Authority, a helyi tervezési hatóság felügyeli.

Mivel Norfolk egy alacsonyan fekvő part menti megye, az éghajlatváltozás és különösen a tengerszint emelkedése az egyik fő probléma ezen az árapály uralta területen. 2016-ban a Broads Authority elkészítette az éghajlatváltozáshoz való alkalmazkodásra vonatkozó tervet, amely a Broads régióban várhatóan bekövetkező potenciális éghajlatváltozások mélyreható elemzésén alapult. A várható változásokat összehasonlították az 1961 és 1990 között megfigyelt átlagos éghajlattal. A tanulmányhoz felhasznált adatok a magas kibocsátási forgatókönyvre (RCP8.5) összpontosítottak. Az átlagos havi maximális hőmérséklet 2080-ra várhatóan 3,5 °C-kal emelkedik. Az átlagos havi csapadékmennyiség az előrejelzések szerint a 2050-es években átlagosan 0,62 mm-rel, a 2080-as években pedig 1,4 mm-rel nő. Az éghajlati modellek meglehetősen konzisztensek azzal, hogy szinte minden nedvesebb telet mutat, és kettő kivételével mindegyik szárazabb nyarat mutat. A téli csapadéknövekedés az előrejelzések szerint a 2050-es években 5-8 mm, a 2080-as években pedig 8-13 mm lesz. Ugyanakkor a szélsőséges események várhatóan növekedni fognak: mind az intenzívebb csapadék rövidebb időszakokban, mind a hosszabb száraz időszakokban.

Ugyanerre az évre (2080-as évek) az előrejelzések a közepes kibocsátási forgatókönyv szerint az 1990-es alapszinthez képest csaknem 40 cm-es abszolút tengerszint-emelkedést becsülnek. A tengerszint emelkedése súlyosbítja a viharhullámokat; A folyók vízszintje valószínűleg emelkedni fog. A magasabb tengerszint visszatarthatja a folyókból történő vízelvezetést, ami közvetlenül áradást okozhat.

Az árterek (kb. 260 km) mintegy 30 000 hektárnyi, tengerszint alatt fekvő földterület védelmét biztosítják. Valamennyi árvízpart állapota romlik. Ha nem tartják megfelelően karban és nem igazítják hozzá az új körülményekhez, ez a jelenség a nyújtott védelem színvonalának csökkenését eredményezi, ami érzékenyebbé teszi őket az árvizek hatásaira.

A meglévő töltéseket általában az őshonos mocsaras tőzeg és puha agyag felhasználásával építették. A védelem történelmi karbantartása nem tartott lépést a romlási rátával, és az 1990-es évek elején még a mérsékelt árapály-hullámok is hajlamosak voltak meghaladni és áttörni. Ezenkívül a töltésalapzatok épsége veszélybe került a folyópartok eróziója miatt, amelyet főként a hajómosás okozott. 1996-ban árvízvédelmi stratégiát dolgoztak ki Broadland számára, amely a töltések megerősítésén alapult, hogy ellenálljon a behatolásnak, elegendő címeremeléssel, hogy megvédje a településeket és kezelje az éghajlatváltozás várható hatásait. A BFAP projekt első lépése a meglévő árvízvédelem megerősítése és az 1995-ben fennálló magasság helyreállítása, figyelembe véve a tengerszint emelkedését és az árvízi bankok jövőbeli rendezését a jövőbeli lépésekben. A projekt várhatóan nem fogja megakadályozni a túllépés következtében bekövetkező összes jövőbeli árvizet, de jelentősen csökkenteni fogja a jogsértés kockázatát. Ez a lépés magában foglalta azt is, hogy a meglévő védelmet rossz körülmények között, lehetőség szerint környezetbarátabb módszerekkel kell felváltani. A 2021-ig tervezett második lépés a meglévő árvízi bankok karbantartási programjának végrehajtása. Ez magában foglalja például a fűnyírást, az eróziógátlást, a csatornatisztítást és a biztonsági munkálatokat. Magában foglalja továbbá az árvízi bankok feltöltését is, amelyek azóta telepedtek le, hogy a projekt korábbi szakaszában javultak.

Emellett a projekt – amellett, hogy jobb szolgáltatási szintet biztosít az árvízvédelem terén – a biológiai sokféleségben gazdag Broadlands vizes élőhelyek védelmét és javítását is célozza.

A projekt által érintett alacsony fekvésű földterület 40 árvízvédelmi rekeszre oszlik. Ezek olyan különálló területek, amelyeket magas talaj- vagy árvízfalak határolnak, így ha elárasztás következik be, valószínűleg a rekeszen belül marad.

Számos árvízi bank telepedett le a megépítésük vagy legutóbbi javításuk óta, és fennáll annak a kockázata, hogy még a meglehetősen kis árapály-hullámok is meghaladják. Ezt várhatóan súlyosbítja a tengerszint emelkedése és a viharesemények gyakoriságának potenciális növekedése. Ezenkívül Broadland egyes részein a meglévő védelmet veszélyezteti a folyó szélének (szélének) a szél és a hullámok, a hajómosás, a szokásos folyóáramlások és az árapály hatása miatti eróziója. Bár néhány hosszt acél vagy falemez cölöpök védtek, ennek nagy részét az elmúlt 40 évben telepítették, és most cserélni vagy eltávolítani kell. A meglévő infrastruktúra és romlásának mértéke nem bizonyult elegendőnek ahhoz, hogy ellensúlyozza az éghajlatváltozás, a tengerszint-emelkedés és az emberi tevékenységek okozta jelenlegi nyomás együttes hatása által okozott növekvő nyomást.

Történelmileg az árvízvédelem fenntartási költségeinek nagy része az acél és falemez cölöpök erózió elleni védelmi intézkedéseinek volt köszönhető, amelyeket annak megakadályozására telepítettek, hogy az árapályáramok és a hajómosás aláássák az árvízpartokat. A BFAP arra törekedett, hogy a kemény mérnöki munka lehető legnagyobb részét olyan puha megoldásokkal helyettesítse, mint például a természetes nádas élőhelyek létrehozása a folyó szélén. Ez hatékonynak bizonyult a hajómosás és az erős folyami áramlások káros hatásainak természetes puffereként. Emellett a tájkép és az ökológia javítása révén a nemzeti parkok számára megfelelő további előnyöket is biztosított.

A projekt az árvízvédelem regionális koncepcióját követi, amely a BFAP első lépésében végrehajtott kemény és puha műszaki megoldások kombinációjából áll:

• Árvízbank erősödés. Ezt a megoldást akkor alkalmazzák, ha a folyó szélén lévő nádas 5 méternél szélesebb, vagy az erózióvédelmi rendszer vagy a lemezcölöpök jó állapotban vannak. Ez magában foglalja a meglévő árvízi bank megerősítését a jelenlegi helyén azáltal, hogy az anyagot a bank elülső és / vagy hátsó lejtőjére helyezik. A fejdísz szintjének emelése is szükséges lehet, és ezt általában úgy érik el, hogy további agyagot helyeznek el az erősítés idején. Az anyag vagy a meglévő soke gát kiszélesítéséből, vagy egy új kitermeléséből származik a legeltetési mocsárban. A megerősített bankok jellemzően legalább 2 m-es gerincszélességgel és 1 m-nél nagyobb 3 m-es hátsó lejtéssel rendelkeznek. A bankcímereket úgy tervezték, hogy elég szélesek legyenek ahhoz, hogy lehetővé tegyék a karbantartáshoz való hozzáférést és szükség esetén a további feltöltést.

• Árvízi banki visszaesés. Ez a lehetőség egy új agyagpart megépítését foglalja magában, amely 15–30 méterrel a meglévő „dohánygát” mögött helyezkedik el, a folyópart mocsaras oldalán lévő árok, amely csapdába ejti a folyóból átszivárgó sós vizet, megakadályozva annak a nádason való átterjedését. A visszaesés tényleges távolsága a helyi eróziós arányoktól, a folyó mélységétől és a meglévő árvízpart mögötti földterület minőségétől függ. Az új part létrehozása után a meglévő cölöpök vagy erózió elleni védelmet eltávolítják, a meglévő árvízpartot kiegyenlítik, és az új folyók peremét úgy alakítják ki, hogy elősegítse a stabil folyószél kialakulását. Ez az előnyben részesített megoldás, ha a bank instabillá válhat a sikertelen cölöpözés vagy az erodáló nádas folyó széle miatt. Használata a megfelelő talajviszonyoktól és az új soke gát építéséhez elegendő anyag rendelkezésre állásától függ.

• Árvízi bankok visszaállítása. Ez a lehetőség hasonló az árvízi bank visszaeséséhez, azonban az árvízi bank belföldön történő mozgatásának távolsága lényegesen kisebb. Ez a megközelítés csökkenti az elfoglalt földterület mennyiségét, de további anyagokat igényel a meglévő soke gát feltöltéséhez (stabilitási okokból). Ez az előnyben részesített megoldás, ha az erózióvédelem nem elegendő. Ez csak a bankok megerősítését teszi lehetővé, és ahol a talajviszonyok, a topográfiai jellemzők vagy struktúrák nem teszik lehetővé a teljes visszaesést. Kihasználja a meglévő cölöpök teljes élettartamát, de a megfelelő hátralévő élettartamra támaszkodik.

A projekt 2001-ben kezdődött, és 2021-ig tart, a fejlesztési munkálatok befejezését célzó végrehajtási szakaszt, majd egy karbantartási szakaszt irányozva elő. 2016-ra a BAFP elérte az első szakasz végét, és befejezte az összes fejlesztési munkát a 40 rekeszben: i. közel 200 km-es szakaszon az ártér megerősítése; ii. az árvízi partok visszaszorulása 50 km-es szakaszon; iii. az árvízi part 7 km-es szakaszon történő újrafelhalmozása; iv. egyéb erózióvédelem, beleértve az aszfaltszőnyeget és a faoszlopokat náddal kombinálva 20 km-en keresztül; v. a 14,5 km hosszú visszaeső területekkel kapcsolatos cölöpök eltávolítása. A BFAP jelenleg folyamatos karbantartási követelményekkel halad, amelyek jellemzően helyi címeremelésből és erózióvédelemből állnak. Az erózióvédelem a bankvédelem környezetbarát formáit alkalmazza. A jelenleg alkalmazott technikák közé tartoznak például a bitumenes szőnyegek: a nádasokat a szőnyegen keresztül ültetik, így természetesebb megjelenést kölcsönöznek a folyópartnak. A Broads Authority további információkért útmutatót készített a bankok védelméről.

Továbbá, mivel a Broadland bankjai folyamatosan rendeződnek, a Broadland Environmental Services Ltd (BESL, egy bizonyos árvízkockázat-kezelési funkciókért felelős magánvállalkozás) éves címeremelési programmal rendelkezik, amely a bank azon részeire irányul, amelyek közelednek a szolgáltatási szintre vonatkozó követelményekhez, vagy amelyeket előre nem látható módon rendeztek. Végül a projekt egy 24 órás szolgálati beosztást és vészhelyzeti csapatot is biztosít jelentős áradások esetén.

A nyilvánosság részvétele szerves része a BFAP-nak, amely arra törekszik, hogy az érdekelt feleket minden alkalommal bevonja. A BFAP konzultációs adatbázist hozott létre, amely több mint 1200 érdekelt fél adatait tartalmazza. Ezek közé tartoznak a különleges érdekcsoportok, a vállalkozások, a törvényes és nem törvényes szervek, valamint több mint 500 földtulajdonos. Nyílt megközelítést fogadtak el az érdekelt felekkel folytatott konzultáció tekintetében, ösztönözve az egyének és a helyi érdekcsoportok részvételét mind a stratégiai, mind a helyszínspecifikus javaslatok kidolgozásában. Külön, részvételen alapuló konzultációs gyakorlatokra kerül sor azokon a helyeken, ahol a folyóparti ingatlanok és hajógyárak első árvízvédelmét tervezik.

A függőleges cölöpözésről a természetesebb folyópartokra való áttérést a legtöbb hajózási érdek nem üdvözölte. A cölöpözés lehetővé tette az alkalmi kikötést, amihez hozzáadódik az aggodalom, hogy a cölöpök eltávolítása a folyókban megnövekedett üledékképződést fog eredményezni. Cselekvési terveket dolgoztak ki e kérdések kezelésére. Például a Broads 2015–2036 közötti időszakra szóló helyi terve olyan kikötési rendelkezéseket tartalmaz, amelyek figyelembe veszik az érdekelt felek különböző érdekeit, például a gazdaságot, az idegenforgalmat és a biológiai sokféleség védelmét. A horgonyzóhelyek hálózatának biztosítása a Broads rendszer egészében alapvető fontosságú a helyi közösségek, vállalkozások és a Broads látogatói számára. Éppen ellenkezőleg, a látogatók koncentrációja, ahol a kikötés a legbőségesebb, káros hatással van a nyugalomra és a Broads csendes élvezetére. A Hatóság ezért védeni fogja a meglévő kikötéseket, és ösztönözni fogja új szabályozott kikötések biztosítását a rendszerben.

A nyilvánosság azon kezdeti aggodalmai, hogy a projekt a haszonkulcs maximalizálásának szükségessége miatt szenvedni fog az innovatív köz-magán társulás megközelítésétől, nagyrészt eloszlottak, mivel a partnerek hajlandóságot mutattak a szélesebb körű előnyök kihasználására. Valójában egyedülálló lehetőséget biztosított arra, hogy az árvízvédelmi munkálatokat más közérdekű kezdeményezésekkel integrálják.

Az árvízvédelmi rendszereket úgy alakították ki, hogy fenntarthatóak legyenek, és a projekt szigorú pénzügyi korlátain belül maradjanak. A nyilvánosság részvételének folyamata segített ennek biztosításában, mind a projekt egészére, mind a projekten belüli egyes rendszerekre vonatkozóan, egyértelművé téve, hogy minden egyes rész:

• költséghatékony és gazdaságilag életképes;
• műszakilag megvalósítható;
• társadalmilag elfogadható, például a helyi közösségekre gyakorolt lehetséges hatások és előnyök azonosítása révén;
• Környezetbarát, például lehetőség szerint a környezeti előnyök azonosításával és adott esetben a lehetséges negatív hatások minimalizálásával.

A projekt sikerének egyik fő tényezője a köz- és magánszféra közötti hatékony partnerség. 1992-ben a brit kormány elindította a magánfinanszírozási kezdeményezést, a köz- és magánszféra közötti partnerségi programot, amely a jobb minőségű és költséghatékonyabb közszolgáltatások biztosításának egyik módja. A Broadland szerződés révén a Környezetvédelmi Ügynökség ténylegesen átruházott bizonyos árvízkockázat-kezelési feladatokat egy magánvállalatra, a Broadland Environmental Services Ltd-re. Ezt a magánfinanszírozási kezdeményezés fedőcégét használják a szerződés teljesítésére, amely 90%-ban a BAM Nuttall Ltd-ből és 10%-ban a Halcrow Group Ltd-ből (jelenleg CH2M HILL) áll. E konzorcium feladata az Ügynökség eszközeinek javítása és karbantartása, a segélyhívó szolgáltatások nyújtása és a környezet védelme. A Broadland projekt sikerének egyik fő oka a két partnerszervezet (egy állami és egy magánszervezet) közötti egyenlőség fenntartása volt. A partnerek kiválasztása és annak elismerése, hogy mindegyikük megköveteli a másik erősségeit, kulcsfontosságú volt az erős csapat felépítéséhez.

A projekt megvalósításának minden pozitív oldala ellenére a szóban forgóhoz hasonló nagy területen végrehajtott tömeges árvízvédelmi beavatkozásnak negatív hatásai is vannak. Az azonosított főbb (többségükben csak ideiglenes) korlátozások a következőképpen sorolhatók fel:

• a lakóingatlan átmeneti zavarása;
• a földhasználat lehetséges változásai az árvízvédelem megépítése miatt;
• a védtelen közösségekre gyakorolt lehetséges hatások az árvizek mintázatának megváltoztatása révén;
• építési munkák ideiglenes vizuális effektusai az építés során;
• a növényzettel borított területek átmeneti elvesztése;
• Új, nagy soke gátak vizuális hatásai;
• A növény- és állatvilág átmeneti zavarása.

Továbbá, bár a projekt magában foglalta az érdekelt felek magas szintű bevonását, számos földtulajdonos ellenezte az árvízvédelem „visszaállítását” a földjén. Ilyen esetekben az árvízpartok új nyomvonalának kijelölése lehetővé tette a projekt végrehajtási szakaszának lezárását, elkerülve az ellentétes mezőgazdasági termelő földterületét, ugyanakkor nem garantálva annak védelmét a jövőbeli áradásokkal szemben.

2017-ben a Broadland Flood Alleviation Project megkapta az East of England Merit Awards díjat az Institution of Civil Engineers-től, elismerve a tervezés és építés kiválóságát.

A projekt 2021-es végére a teljes költség várhatóan 136 millió angol font lesz: 107,7 millió EUR új építkezésekre és mérnöki munkákra, 31,3 millió EUR pedig a 2021-ig tartó karbantartási munkákra fordítható. A projekt költsége korlátozott. Ez a költségplafon azt jelenti, hogy a projekten belüli valamennyi egyedi programot szigorúan úgy kell megtervezni, hogy költséghatékonyak legyenek, és a tervezett programon belül maradjanak.

A projekt gazdasági költségét várhatóan ellensúlyozzák azok az előnyök, amelyeket a tengervíz-árvizek által a mezőgazdasági ágazatnak okozott veszteségek jelentős csökkenése jelent. E projekt egyik fő jellemzője az árvízi bankok konszolidációja a jogsértések megelőzése érdekében. Amikor egy árvízpart átszakad, az alacsonyan fekvő édesvízi mocsarak hosszú ideig, akár több hétig is elmerülnek a sós vízben. Ez valószínűleg hosszú távú és így költséges károkat okoz a földterület mezőgazdasági és természetvédelmi tulajdonságaiban. Túltöltés esetén a sós víz elárasztása még mindig megtörténik, de mivel a víz mennyisége sokkal kisebb, és az árvízpart javítása általában nem szükséges, az árvizet 2-3 napon belül vissza lehet szivattyúzni a folyóba. Ez általában elég gyors ahhoz, hogy megakadályozza a mezőgazdasági földterület jelentős hosszú távú károsodását. A jogsértésből és a túllépésből eredő kárköltségek közötti különbség a projekt tervezésekor figyelembe vett előnyök egyike. A számítás költségoldalán csak elegendő megfelelő anyag állt rendelkezésre helyben ahhoz, hogy a bankmagasságokat vissza lehessen emelni az 1995-ös szintre. A bankmagasság további növelése és a túlnyúlás teljes megelőzése érdekében nagy mennyiségű építőanyagot kellene nagy távolságokra szállítani, amelyek költsége messze meghaladta volna az előnyöket.

A 2006–2013-as időszakban három jelentős, magas vízszinttel jellemezhető árvízesemény bekövetkezése lehetővé tette a projekt előnyeinek gyakorlati bemutatását. Ezekben az alkalmakkor a Broadland-szerte javuló árvízvédelem nem okozott súlyos szerkezeti károkat. 2013-ban a terület vízszintje hasonló volt az 1953-as nagy árvízeseményhez, amely az árvízpartok feltöltése előtt következett be. A projekt keretében végrehajtott beavatkozásoknak köszönhetően a 2013-as esemény csak két jogsértést eredményezett, és egyetlen ingatlant sem árasztottak el; 1953-ban a jogsértések száma sokkal magasabb volt, ami széles körű áradásokhoz vezetett.

Összességében a program 1700 ingatlan, az A47-es autópálya, a Norwich-Great Yarmouth vasútvonal és 24 000 hektár mezőgazdasági terület árvízvédelmét biztosítja. A pozitív gazdasági hatások mellett számos másodlagos társadalmi és környezeti előny is megvalósul. Ezek a járulékos előnyök magukban foglalják a gyalogosok hozzáférésének javítását a 100 km-es gyalogutak korszerűsítése révén, a horgászok számára biztosított létesítményeket, valamint a szabadidős és üdülési célú csónakázási ágazat számára biztosított kikötési lehetőségeket. A projektet a Norfolk Wildlife Trust-tal és más hasonló intézményekkel együttműködésben dolgozták ki a Hickling Broad Nemzeti Természetvédelmi Terület körüli vizes élőhelyek javítása érdekében. Következésképpen az ártéri módosítások a természetes élőhelyek kiterjedésének és minőségének javulását is eredményezték: 55 hektár édesvízi nádas jött létre, amely fenntartható, hosszú távú erózióvédelmet biztosít az új árvízpart számára. A természetes nádasos élőhelyek létrehozása hozzájárul a Suffolk partvidékén az árvízkockázat-kezelési rendszerek miatt bekövetkező veszteségekre vonatkozóan az élőhelyvédelmi rendelet által előírt cél eléréséhez is.

A projekt 2021. májusi befejezését követően valószínűleg sor kerül majd annak hivatalos értékelésére, hogy a projekt milyen mértékben hozott előnyöket.

1996-ban az Egyesült Királyság Környezetvédelmi Ügynöksége megkezdte a magánfinanszírozási kezdeményezés megközelítésének az árvízkockázat-kezelési szolgáltatások beszerzésére való lehetséges felhasználásának vizsgálatát. Ennek eredményeként a Broadland Flood Alleviation Project (BFAP) egyike volt annak a két kiválasztott és a Pénzügyminisztérium által „útkereső státuszúnak” minősített „jelentős projektnek”. A kezdeményezés fő jellemzője, hogy a Broadland területen belül a magánpartner felelős az árvízkockázat-kezelési szolgáltatás meghatározott színvonalának biztosításáért, beleértve a karbantartást, a javítási munkálatokat és a vészhelyzeti reagálást. A köz- és a magánszektor közötti partnerség célja, hogy a működési hatékonyság és az innováció révén tovább ösztönözze a közszolgáltatások költséghatékony nyújtását, és ezt testreszabott szerződési forma testesíti meg.

A tervezett fejlesztési munkálatok teljes körű végrehajtása 15 évet vett igénybe (2001–2016). A karbantartási szakasz még folyamatban van, és a BFAP projekt végéig, 2021-ig szisztematikusan végrehajtásra kerül. 2021 után az infrastruktúra alapértelmezettként a Környezetvédelmi Ügynökség rendes nyomonkövetési és karbantartási programjának hatálya alá fog tartozni.

A beavatkozások élettartama 50–100 évre becsülhető. A projektterület mögöttes talajának puha jellege miatt folyamatosan szükség lesz az árvízi bankok rendszeres feltöltésére.

Paul Mitchelmore
UK Environment Agency
Broadland Flood Alleviation Project
E-mail: paul.mitchelmore@environment-agency.gov.uk 

Kevin Marsh
CH2M HILL
Broadland Flood Alleviation Project
E-mail: kevin.marsh@ch2m.com 

Broadland Flood Alleviation Project és az Egyesült Királyság Környezetvédelmi Ügynöksége