Samþætting aðlögunar í hönnun Metro í Kaupmannahöfn

Bæði neðanjarðarhluti neðanjarðarlestarinnar í Kaupmannahöfn og sá hluti sem er ofanjarðar standa frammi fyrir áskorunum sem tengjast loftslagsbreytingum. Einkum mikil úrkoma, stormar bylgja (sem hægt er að auka með hækkun sjávarborðs) og stormar geta haft áhrif á innviði, sem hafa áhrif á Metro rekstur og öryggi farþega. Spár um hækkun sjávarborðs og veðuratburði hafa breyst verulega á undanförnum árum. Gert er ráð fyrir að loftslagsbreytingar muni auka hættu á skýjum og stormum meira en áður var gert ráð fyrir og breyta þannig hönnunaraðstæðum til að tryggja hátt öryggisstig fyrir neðanjarðarlestina. Því hafa verið samþykktar smám saman strangari kröfur til að tryggja loftslagsprófanir á neðanjarðarlestinni í Kaupmannahöfn.

Samkvæmt skýrslu dönsku veðurstofunnar (DMI) frá 2014 um framtíðarloftslag í Danmörku, þar sem gerð er grein fyrir þróun dansks loftslags fram til ársins 2100, mun landið upplifa hækkun sjávarborðs og tíðari og alvarlegri öfgaveðuratburði. Niðurstöður þessarar skýrslu eru byggðar á AR5 IPCC sviðsmyndum. Loftslagshermun og tengd óvissa eru bætt með spám sem reiknaðar eru út með samsetningu CMIP5 loftslagslíkana (samtengd líkan Intercomparison Project Phase 5). Samkvæmt skýrslunni verður sjávarborð í kringum Danmörku hærra um 0,1-0,6 m fyrir bjartsýnustu sviðsmyndina (RCP2.6), um 0,2-0,7 m fyrir millistigssviðsmynd RCP4.5 og um 0,3-0,9 m fyrir svartsýnustu sviðsmyndina (RCP8.5). Þessar tölur eru fyrir lok aldarinnar (2081–2100) samanborið við viðmiðunartímabilið 1986-2005. Hækkun sjávarborðs, ásamt breytilegum vindmynstrum, mun líklega leiða til aukinnar stormbylgjuhæðar.

Til viðbótar við hækkun sjávarborðs er gert ráð fyrir að öfgakenndir veðuratburðir (stormar og skýhrun) muni eiga sér stað oftar og verða alvarlegri vegna loftslagsbreytinga og auka þannig flóðahættuna fyrir Kaupmannahöfn Metro. Erfitt er að spá fyrir um þessa atburði sem hafa staðbundin áhrif þar sem þeir geta verið mjög breytilegir á stuttum tíma.

Þær ráðstafanir sem hannaðar hafa verið og innleiddar miða að því að bæta vernd neðanjarðarlestakerfis Kaupmannahafnar gegn hættum á loftslagsbreytingum, einkum flóðum vegna mikilla úrkomuatburða og storma. Aðgerðunum er ætlað að vernda innviði og rekstur neðanjarðarlesta, sem og öryggi farþega.

Áætlun Metroselskabet um aðlögun að loftslagsbreytingum styður samþættingu aðlögunar að loftslagsbreytingum snemma í skipulags- og víddarstigi neðanjarðarlesta, þannig að aðeins er þörf á minniháttar áframhaldandi aðlögun eftir það.

Til að bæta vernd neðanjarðarlestakerfis Kaupmannahafnar gegn flóðum hefur hæsta vatnshæð sem búist er við vegna mikillar úrkomu og óveðursbylgja verið metin sérstaklega fyrir hverja stöð. Þetta gerði kleift að bera kennsl á nákvæmt hæðarstig fyrir hvern inngang, stiga, loftræstingu í göngum, skábraut, tækniherbergi, skaft, lyftu og stjórn- og viðhaldsmiðstöð. Burtséð frá brautinni, svæði og mannvirki sem nefnd eru hér að ofan eru viðkvæmustu og ef bilun getur haft áhrif á Metro rekstur og öryggi þess.

Til að bera kennsl á hæsta vatnsborð í hverri stöð af völdum skýjakljúfa hefur verið tekið tillit til 1:2.000 ára flóðaviðburðar, viðburðar sem hefur 5% líkur á að gerast í neðanjarðarlestarlífinu (100 ár). Hingað til hefur loftslagsaðlögunarvinna Metroselskabet lagt áherslu á M1 og M2 línurnar. Vegna loftslagsbreytinga samsvarar öryggisstigið á þessum línum ekki lengur upprunalega hönnunarstiginu. Þessar línur eru nú að fullu varin gegn flóðum af völdum cloudbursts. Fyrir nýlega byggð (M3 City Ring, M4 Nordhavn) og Metro teygir í smíðum (M4 Sydhavn) uppfærð loftslagsspár um framtíð viðburður og styrkleiki ský og stormur-bylgja viðburðir voru tekin með í reikninginn. Á grundvelli þessara forsendna kom í ljós að neðanjarðarlestarstöðvar ættu að vera á mismunandi stigum, á milli þriggja og fimm metra, til að vernda föstu mannvirkin gegn 10.000 ára flóðaatburði.

Auk aukins hæðarstigs mikilvægra mæliþátta hafa ýmsar ráðstafanir verið greindar og felldar inn í hönnun neðanjarðarlestarinnar til að bæta viðnámsþol hennar gagnvart flóðum, þ.m.t.:

• Svæðið í kringum innganginn að neðanjarðarstöðvunum er hannað til að tryggja afrennsli regnvatns frá opunum. Ennfremur, á sumum neðanjarðarstöðvum, hefur verið tekið skref, sem krefst skref upp áður en þú ferð niður á stöðina.
• Þar sem neðanjarðarlestin liggur frá köflum fyrir ofan jörðu niður í göngin hefur verið komið á fót sterkri afrennslisgrind yfir lögin þar sem regnvatn safnast upp og er dælt út svo það komist ekki inn í göngin.
• Í ofanjarðar neðanjarðarlestarkerfinu eru niðurföll sett upp meðfram brautunum sem leiða vatnið út í staðbundna fráveitukerfið.
• Allar neðanjarðarstöðvar hafa dælugetu, þannig að ef göngin eru flóð verður vatnið sjálfkrafa dælt í burtu.
• Flóðgáttir eru stofnaðar í sumum neðanjarðarstöðvum þar sem neðanjarðarlestakerfið tengist beint öðrum innviðum, til að tryggja að neðanjarðarlestin flæði frá öðrum hlutum almenningssamgöngukerfisins.
• Neðanjarðarstöðvarnar eru varðar gegn bakflæði frá frá fráveitukerfi borgarinnar.
• Uppsetning vatnsþéttra ytri hurða í tækniherbergjum á nokkrum stöðvum sem og í raf- og vélbúnaði hefur gert þær vatnsheldar.
• Tækni herbergi eru sett upp með 0,3 m upphækkaðri dyraþrep.
• Gabion veggir hafa verið byggð meðfram sumum verða ofan jarðar Metro köflum, svo sem á Austur Amager. Gabion veggur er veggur úr búri fyllt með steinum; tækni sem er notuð í strandvörnum og vatnaskilum. Þeir eru uppbyggingarþættir sem notaðir eru í ofangreindum teygjum, sem þó eru ekki nógu einir til að vernda gegn flóðum.
• Vatnsheldir veggir (samsetning steypu- og gabionveggja) allt að 2,3 m háir hafa verið settir upp í M1 og M2 línum sem veita vörn gegn sjávarbylgjum meðfram útsettum neðanjarðarlestum ofanjarðar. Í nýjum og fyrirhuguðum línum hæð veggjum gæti verið hærri, endurspeglar talið aukin loftslagsskilyrði kröfur.

Vernd gegn skýjum og stormum var einnig tryggð á byggingartímanum, til að vernda starfsmenn og machineries

Þrátt fyrir að vera loftslagsaðlöguð getur verið að hönnun núverandi og fyrirhugaðra neðanjarðarlesta nægi ekki til fullrar verndar gegn öfga hvort sem atburðir, hækkun sjávarborðs og óveðursbylgjur verða í framtíðinni, miðað við þróun loftslagsbreytinga og tengdar spár. Bráðabirgðagreiningar Metroselskabet sýna að full vernd neðanjarðarlestar í rekstri hefur í för með sér mikinn kostnað. Metroselskabet hefur metið það svo að ytri vernd alls höfuðborgarsvæðisins, Stærri Kaupmannahafnar, eigi betur við í félagshagfræðilegum skilningi en að vernda neðanjarðarlestarstöðvarnar einar og sér. Umfang nauðsynlegra ráðstafana til að vernda neðanjarðarlestina er mjög háð því hvernig það er ákveðið að vernda Greater Copenhagen almennt. Kaupmannahafnarbær vinnur að framsækinni vernd þéttbýlisþátta sem mun taka áratugi.

Aðalhagsmunaaðili stofnunar sem tekur þátt í neðanjarðarlestauppbyggingu, rekstri og loftslagsvörnum í Kaupmannahöfn er Metroselskabet, fyrirtæki sem er fjármagnað af Kaupmannahafnarborg (50%), dönsku ríkisstjórninni (41,7%) og Frederiksbergborg (8,3%). Undirbúningur borgarhringaverkefnisins fól í sér samráð við almenning, byggt á mati á umhverfisáhrifum verkefnisins, sem fram fór árið 2008; 200 manns lýstu yfir áhyggjum af verkefninu. Samþykkt lokaverkefnisins var gerð af tveimur viðkomandi borgum í janúar 2009 og af samgönguráðuneytinu í mars 2009. Verkefnið var klárað og tekið í notkun árið 2019.

Fyrirtækið Consortium CASJV (Cowi, Arup og Systra), sem sér um að hanna City Ring (M3), notaði uppfærða líkan til að taka tillit til mikillar flóðaatburða vegna mikillar úrkomu (eins og sá átti sér stað árið 2016) og aðlaga Metro hönnunina að niðurstöðum líkansins í samræmi við það. Loftslagsþétting M4 línunnar og útvíkkun hennar (Norhavn og Sydhavn) hefur tekið upp tillögur um aðlögunarráðstafanir til viðbótar við þær sem þegar hafa verið fyrirhugaðar, sem hafa verið útfærðar af ráðgjafarfyrirtæki Rambøll.

Helstu þættir velgengni eru: i. samþykkt samþættrar nálgunar, þ.m.t. flóðamála innan heildarhugmyndarinnar um hönnun neðanjarðarlesta frá því á hagkvæmnistiginu, ii. ef um er að ræða borgarhring, byggt á fenginni reynslu af hönnun og rekstri fyrri neðanjarðarlesta (M1 og M2), eftir því sem við á, sem voru opnaðar 2002 og 2007, iii. samræmi og samræmi við aðlögunaráætlun fyrir loftslagsbreytingar í allri borginni.

Helsti takmörkunarþátturinn tengist tæknilegum og rekstrarlegum kröfum, sem upphaflega voru settar fyrir mælikerfið, sem eru fyrst og fremst settar til að tryggja hámarksþjónustu í almenningssamgöngum við sjálfbær efnahagsleg skilyrði. Slíkar kröfur taka til staðsetningar stöðva, staðsetningar tæknilegra íhluta, skipulags mælistöðva, leiðar neðanjarðarlesta og annarra. Í sumum tilvikum hafa þeir gert samþættingu aðlögunarráðstafana erfiðari.

Framkvæmd loftslagsvarnaaðgerða í neðanjarðarlestakerfinu í Kaupmannahöfn var fjármögnuð af Metroselskabet. Fjármögnun á lausnum til aðlögunar að loftslagsbreytingum var innifalin bæði í byggingar- og rekstrarfjárlögum. Heildarkostnaður við borgarhringinn var 22,4 milljarðar DK, sem er um það bil 3 milljarðar evra, sem er örlítið meiri en upphaflegi áætlaði kostnaðurinn við 21,3 milljarða DKK. Kostnaður við loftslagsvarnir er innifalinn í þessari upphæð og engar sérstakar upplýsingar eru tiltækar.

Helsti ávinningurinn af loftslagsvörnum er að koma í veg fyrir tjón á innviðum og búnaði neðanjarðarlesta, rekstrarbilanir og tengt fjárhagslegt tjón í tengslum við atburði af völdum loftslagsbreytinga, einkum flóð.

Bygging M3 City Ring Metro línu er byggt á lögum samþykkt af Alþingi í júní 2007. Verkefnalýsingin sem var grundvöllur þeirrar lagagerðar er að finna í skýrslu um City Circle Line, sem unnin var árið 2005. Kröfur um aðlögun að loftslagsbreytingum voru felldar inn í tillöguna að verkefninu.

Að samþætta þætti loftslagsbreytinga í hönnun neðanjarðarlesta er samfellt aðlögunarferli, sem hefur verið í gangi síðan fyrsta neðanjarðarlestarlínan var skipulögð og byggð (2002) og heldur áfram þar til nú. Árið 2010 hófust undirbúningsframkvæmdir við nýja borgarhringinn (M3). Þessi lína var opnuð árið 2019, búin meiri vernd gegn núverandi og framtíðar loftslagstengdum áhættum. Byggingarframkvæmdir halda áfram með M4 línuframlengingum: i. (Nordhavn) með tveimur nýjum stöðvum sem opnaðar voru árið 2020 (Nordhavn og Orientkaj) og ii. Sydhavn sem taka á í notkun árið 2024. Vegna staðsetningar þessara hluta nálægt sjó er sérstaklega mikilvægt að fella þætti loftslagsbreytinga inn í hönnun þeirra.

Hönnunartími neðanjarðarlestakerfisins er um það bil 100 ár, en getur verið enn lengri miðað við reynslu annarra borga um allan heim. Sé þessu vel við haldið skal endingartími ráðstafana til skipulagsaðlögunar ná yfir líftíma alls neðanjarðarlestakerfisins.

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

Metroselskabet, þar á meðal Metroselskabet Ársskýrslur