Svæðisbundin flóðstjórnun með því að sameina mjúkar og harðar verkfræðilausnir, Norfolk Broadlands

Í margar aldir gegndu ánum Broadland mikilvægu hlutverki, flytja vörur og búnað fyrir verslun og iðnað. Í dag, Broadland er enn annasamt svæði, þó í mismunandi tilgangi. Um 50 % landsins er notað til hefðbundinna búskapar. Árnar halda áfram að veita helstu skipgengar vatnaleiðir, sem, ásamt Broads, veita aðgang að 125 mílur af vatnaleiðum. Afþreying og ferðaþjónusta hafa orðið mjög mikilvæg, þar sem meira en 7 milljónir manna heimsækja allt Broads svæðið á hverju ári (vefsíða Broads Authority). Sem svar, bátur ráða iðnaður gerir mikilvægt framlag til sveitarfélaga hagkerfinu: alls mynduðust 584 milljónir punda innan hagkerfisins með útgjöldum ferðamanna og ferðaþjónustu.

Aðdráttarafl svæðisins er nátengt fjölbreytileika landslags og votlendis búsvæða sem gefa því gæði sem finnast hvergi annars staðar á landinu. Svæðið er alþjóðlega mikilvægt fyrir náttúruvernd: árið 1988 var Broadland útnefnt þjóðgarður og árið 2015 fékk Broads styrk til þjóðgarðsins. Broads National Park er undir eftirliti Broads Authority, skipulagsyfirvaldsins.

Að vera Norfolk í lítilli liggjandi strandsýslu eru loftslagsbreytingar og einkum hækkun sjávarborðs meðal helstu áhyggjuefna þessara svæða. Árið 2016 gerði Broads Authority áætlun um aðlögun að loftslagsbreytingum sem byggð var á ítarlegri greiningu á hugsanlegum loftslagsbreytingum sem áætlað var að eiga sér stað í Broads svæðinu. Áætlaðar breytingar voru bornar saman við meðalloftslag á árunum 1961 til 1990. Gögnin, sem notuð eru fyrir rannsóknina, beinast að sviðsmyndinni þar sem mikil losun er mikil (RCP8.5). Gert er ráð fyrir að hámarkshiti á mánuði hækki um 3,5 °C fyrir 2080. Reiknað er með að mánaðarleg úrkoma aukist að meðaltali um 0,62 mm um 2050 og 1,4 mm fyrir árið 2080. Loftslagslíkönin eru nokkuð í samræmi við næstum allt sem sýnir þurra vetur og allir nema tveir sýna þurrari sumur. Gert er ráð fyrir að úrkoman aukist að vetri til á bilinu 5-8 mm um 2050 og 8-13 mm um 2080. Á sama tíma er búist við að öfgafullir atburðir aukist: bæði meiri úrkoma á styttri tímabilum og lengri þurrum tímabilum.

Sama ár (2080s) er raunhækkun sjávarborðs næstum 40 cm miðað við grunngildi 1990 við miðlungs losunarsviðsmynd. Hækkun sjávarborðs mun auka óveðurbylgjur; líklegt er að vatnshæð innan breiðbólanna muni aukast. Hærra sjávarborð getur haldið aftur af vatni að reyna að tæma úr ám, sem getur beinlínis valdið flóðum.

Flóðböðin (um 260 km) veita vernd í um það bil 30,000 ha af landi sem er undir sjávarmáli. Allir flóðbankar eru háðir hnignun í ástandi. Ef þessu fyrirbæri er ekki viðhaldið á tilhlýðilegan hátt og lagað að nýjum aðstæðum leiðir þetta til þess að varnarstaðallinn minnki og gerir þau næmari fyrir áhrifum flóða.

Þeir sem fyrir eru hafa yfirleitt verið byggðir með því að nota djúpar perlur og mjúkan leir. Sögulegt viðhald varnarmála hafði ekki haldið í við versnandi tíðni og í byrjun tíunda áratugarins voru þeir næmir fyrir skörun og brotum af jafnvel hóflegum flóðbylgjum. Þar að auki var heiðarleiki stofnanna settur í hættu vegna rofs á árbakkanna, aðallega vegna bátsþvottar. Árið 1996 var gerð áætlun um að draga úr flóðum fyrir Broadland sem byggðist á því að styrkja stöðuna til að standast brot með nægilegri hækkun til að vernda uppgjör og takast á við áætluð áhrif loftslagsbreytinga. Fyrsta skrefið í BFAP verkefninu er að styrkja núverandi flóðvarnir og endurheimta þær í hæð sem var fyrir hendi árið 1995, að teknu tilliti til hækkunar sjávar og uppgjörs flóðbankanna í framtíðinni. Verkefnið er ekki gert ráð fyrir að koma í veg fyrir öll flóð í framtíðinni vegna skörunar, en mun draga verulega úr hættu á broti. Þetta skref fól einnig í sér að skipta út núverandi vernd við slæmar aðstæður með umhverfisvænni aðferðum, þegar mögulegt er. Annað skrefið, sem áætlað er til 2021, felur í sér framkvæmd viðhaldsáætlunar fyrir núverandi flóðbanka. Þetta felur t.d. í sér grasskurð, rofstýringu, úthreinsun rásar og öryggisvinnu. Það felur einnig í sér álagningu flóðabanka sem hafa komið sér upp síðan þeir bættust fyrr í verkefninu.

Ennfremur miðar verkefnið einnig að því að vernda og efla Broadlands votlendissvæði sem eru rík af líffræðilegri fjölbreytni.

Því litla liggjandi landi sem verkefnið hefur áhuga á er skipt í 40 flóðvarnarhólf. Þetta eru afmörkuð svæði sem liggja að háum jörðar- eða flóðveggjum þannig að ef flóð kemur upp er líklegt að þau séu í hólfinu.

Margir flóðbankar hafa sest að síðan þeir voru byggðir eða síðast bættir og eru í hættu á að þeir verði ofmetnir af enn fremur litlum flóðbylgjum. Búist er við að þetta versni vegna hækkunar sjávarborðs og hugsanlegrar aukningar á tíðni storma. Enn fremur, í sumum hlutum Broadland, eru núverandi varnir í hættu vegna rofs á árbrún (róð) með vindi og öldum, bátsþvotti, eðlilegum ám flæði og virkni sjávarfallsins. Þó að sumir lengdir hafi verið varið með stál eða timbur lak hrúgur, mikið af þessu var sett upp á síðustu 40 árum og nú þarf að skipta um eða fjarlægja. Núverandi grunnvirki og stig hnignunar þeirra hafa ekki verið talin nóg til að vinna gegn auknum þrýstingi sem stafar af samanlögðum áhrifum loftslagsbreytinga, hækkunar sjávarborðs og núverandi þrýstings vegna athafna manna.

Sögulega séð var stór hluti kostnaðarins við að viðhalda flóðvörnum vegna stál- og timburruslueyðingar sem komið var á til að koma í veg fyrir að flóðbönkunum yrði grafið undan flóðstraumum og bátsþvotti. BFAP leitast við að skipta eins mikið af þessari harðgerð og mögulegt er, með mjúkum lausnum eins og sköpun náttúrulegra reedbed búsvæða meðfram ánni brún. Þetta reyndist vera árangursríkt í því að starfa sem náttúrulegur biðminni til skaðlegra áhrifa bátsþvotta og sterkra áfalla. Það veitti einnig viðbótarbætur sem eiga við þjóðgarð, sem úrbætur á landslagi og vistfræði.

Verkefnið fylgir svæðisbundinni hugmynd um flóðvernd sem samanstendur af samblandi af hörðum og mjúkum tæknilegum lausnum sem innleiddar eru í fyrsta skrefi BFAP:

• Flóð banka að styrkja. Þessi lausn er notuð þar sem núverandi reedbed meðfram árbrúninni er breiðari en 5 m eða rofvarnarbúnaðurinn eða lakið er í góðu ásigkomulagi. Þetta felur í sér styrkingu núverandi flóðabanka á núverandi stað með því að setja efni á fram- og/eða bakhalla bankans. Einnig getur verið nauðsynlegt að hækka stöðu kvíar og það er yfirleitt gert með því að setja viðbótarleir þegar hann er styrktur. Efnið kemur annað hvort með því að víkka gosið sem fyrir er eða grafið upp nýtt í beitarmýrinni. Venjulega munu styrktir bankar hafa a.m.k. 2 m rimlabreidd og bakhalla meiri en 1 m á 3 m. Bank crests eru hönnuð til að vera nógu breiður til að leyfa viðhald aðgang og frekari topping upp ef þörf krefur.

• Áfall flķđbankans. Þessi valkostur samanstendur af byggingu nýs leir embankment, 15 m til 30 m (áfall) bak við núverandi "soke dike", skurður á mýri hlið árinnar, sem gildrur saltvatn sem bleykur í gegnum frá ánni, koma í veg fyrir útbreiðslu þess yfir reedbed. Raunveruleg fjarlægð áfalls fer eftir staðbundnum rofhraða, dýpi árinnar og gæðum lands á bak við núverandi flóðabakka. Þegar nýi bankinn hefur verið stofnaður er núverandi hæðar- eða rofvörn fjarlægð, núverandi flóðabankinn jafnast og nýja árbrúnin sniðin til að stuðla að stöðugum árbrúnum. Þetta er ákjósanleg lausn þegar bankinn gæti orðið óstöðugur vegna bilunar piling eða eroding reed River brún. Notkun þess er háð viðeigandi jarðskilyrðum og framboði á nægilegu efni fyrir nýja soke dike byggingu.

• Flóð banka rollback. Þessi möguleiki er svipaður og áfall flóðbankans, en fjarlægðin sem flóðabankinn flytur inn í landið er þó töluvert minni. Þessi aðferð dregur úr því landi sem tekið er en krefst viðbótarefnis til að fylla núverandi soke dike (af stöðugleikaástæðum). Þetta er ákjósanleg lausn þegar rofvörn er ófullnægjandi. Það gerir ráð fyrir bara bankastyrkingu og þar sem aðstæður á jörðu niðri, staðfræðilegir eiginleikar eða mannvirki leyfa ekki fullt áfall. Það nýtir heildar líftíma núverandi stöflun en byggir á fullnægjandi eftirlifandi lífi.

Verkefnið hófst árið 2001 og mun halda áfram til 2021, þar sem gert er ráð fyrir innleiðingaráfanga til að ljúka umbótum og viðhaldsáfanga. Árið 2016 hefur BAFP lokið við lok fyrsta áfangans til að ljúka öllum umbótum í 40 hólfunum: I) flóðabankinn styrkist meðfram næstum 200 km; II) flóð banka áfall eftir 50 km; III) flóðabanka sem tekur 7 km, IV) aðra veðrunarvörn, þ.m.t. malbiksmötun og viðarstangar ásamt 20 km reyr, V) brottflutningur í tengslum við áfallssvæði meðfram 14,5 km. BFAP er nú í gangi með áframhaldandi viðhaldskröfur sem samanstanda venjulega af staðbundnum lyfti- og veðrunarvörnum. Rofvörn er flutt með því að samþykkja umhverfisvænar gerðir bankaverndar. Tæknin, sem nú er notuð, tekur t.d. til jarðbiksmunar: reyr eru gróðursett til að vaxa í gegnum mökun, gefa meira náttúrulegt útlit á Riverside. Broads Authority hefur gefið út leiðbeiningar um verndun banka til að fá frekari upplýsingar.

Þar að auki, þar sem bankarnir innan Broadland eru stöðugt að koma sér upp, hefur Broadland Environmental Services Ltd (BESL, einkafyrirtæki sem ber ábyrgð á tilteknum aðgerðum við stjórnun flóðaáhættu) árlega áætlun sem fjallar um hluta banka sem nálgast þjónustukröfur eða hafa fallið undir ófyrirsjáanlegt uppgjör. Að lokum er verkefnið einnig boðið upp á sólarhringsvakt og viðbragðsteymi í neyðartilvikum ef um meiriháttar flóð er að ræða.

Þátttaka almennings er óaðskiljanlegur hluti af BFAP sem leitast við að koma hagsmunaaðilum við hvert tækifæri. BFAP hefur þróað gagnagrunn sem inniheldur upplýsingar um yfir 1200 hagsmunaaðila. Þar á meðal eru sérstakir hagsmunahópar, fyrirtæki, lögboðnar og ólögbundnar stofnanir, auk yfir 500 landeigenda. Samþykkt hefur verið opin nálgun við samráð hagsmunaaðila, sem hvetur til þátttöku einstaklinga og staðbundinna hagsmunahópa í þróun stefnumarkandi og staðbundinna tillagna. Sérstakar þátttökusamráðsæfingar eru gerðar á stöðum þar sem fyrirhugað er að veita fyrsta skipti flóðavernd fyrir árbakka og skipasmíðastöðvar.

Breytingin frá lóðréttum toga yfir í fleiri náttúrulega árbakka hefur ekki verið fagnað af flestum bátahagsmunum. Stöflun hefur veitt aðstöðu fyrir frjálslegur viðlegufæri, bætt við þar sem áhyggjur eru af því að fjarlæging stangs muni leiða til aukinnar botnfellingar í ámunum. Unnið hefur verið að aðgerðaáætlun til að takast á við þessi mál. Til dæmis felur staðaráætlunin fyrir breiðskífurnar fyrir árin 2015-2036 í sér vísbendingar um leguskilyrði þar sem tekið er tillit til mismunandi hagsmuna hagsmunaaðila, s.s. efnahags, ferðaþjónustu og líffræðilegrar fjölbreytni. Það er nauðsynlegt fyrir nærsamfélagið, fyrirtæki og gesti breiðanna að koma á fót neti víðsvegar um Broads-kerfið. Þvert á móti hefur styrkur gesta þar sem viðkomustaður er mestur, neikvæð áhrif á friðsæld og kyrrláta ánægju Broads. Vinnumálastofnunin mun því vernda núverandi legufæri og hvetja til þess að komið verði á fót nýjum eftirlitsskyldum viðlegufæri í öllu kerfinu.

Upphaflegar opinberar áhyggjur af því að verkefnið myndi þjást af nýstárlegri samstarfsaðferð einkaaðila og opinberra aðila vegna þess að þörf er á að hámarka hagnaðarhlutfall hafa verið að mestu tryggð þar sem samstarfsaðilarnir hafa sýnt vilja til að faðma víðtækari ávinning. Það hefur í raun gefið einstakt tækifæri til að samþætta flóðvarnir með öðrum framtaksverkefnum sem varða hagsmuni almennings.

Flóðvarnirnar hafa verið hannaðar til að vera sjálfbærar og innan ströngra fjárhagslegra marka verkefnisins. Þátttökuferli almennings hefur hjálpað til við að tryggja þetta, bæði fyrir verkefnið í heild og hvert einstakt kerfi innan þess, með því að skýra að hver hluti er:

• Kostnaðarhagkvæm og fjárhagslega hagkvæm,
• Tæknilega mögulegt,
• Félagslega ásættanlegt, t.d. með því að greina hugsanleg áhrif og ávinning fyrir nærsamfélagið,
• Umhverfisvæn, t.d. með því að greina umhverfislegan ávinning, ef unnt er, og með því að lágmarka hugsanleg neikvæð áhrif þar sem við á.

Mikilvægur árangur í verkefninu er í formi skilvirks samstarfsverkefnis einkaaðila og opinberra aðila. Árið 1992 hleypti breska ríkisstjórnin af stokkunum Private Finance Initiative, samstarfsáætlun opinberra aðila og einkaaðila, sem leið til að veita meiri gæði og kostnaðarhagkvæmari opinbera þjónustu. Í gegnum Broadland samninginn hefur Umhverfisstofnun í raun falið einkafyrirtæki að stjórna flóðaáhættu til einkafyrirtækis, Broadland Environmental Services Ltd. Þetta einkafjármagnsverkefni er notað til að afhenda samninginn, sem samanstendur af 90 % hlut í BAM Nuttall Ltd og 10 % Halcrow Group Ltd (nú CH2M HILL). Þessum samtökum er falið að bæta og viðhalda eignum stofnunarinnar, veita neyðarþjónustu og starfa sem vörsluaðili fyrir umhverfið. Helsta ástæðan fyrir velgengni Broadland verkefnisins hefur verið jafnrétti milli tveggja samstarfsaðila (einn opinber og annar einkarekinn). Val á samstarfsaðilum og viðurkenningin sem hver þarfnast styrkleika hins hefur verið lykillinn að því að byggja upp sterkt lið.

Þrátt fyrir allar jákvæðar hliðar framkvæmdar þessa verkefnis hefur stórfelld flóðvarnaraðgerð á stóru svæði eins og því sem verið er að skoða einnig neikvæð áhrif. Helstu takmarkanir (flestar þeirra bara tímabundnar) gætu verið taldar upp sem hér segir:

• Tímabundna röskun á íbúðarhúsnæði,
• Hugsanlegar breytingar á landnýtingu vegna uppbyggingar flóðavarna,
• Mögulegum áhrifum á samfélög sem eru ósigruð með því að breyta flæðimynstrinu,
• Tímabundin sjónræn áhrif mannvirkja á meðan á byggingu stendur,
• Tímabundið tap á grónum svæðum,
• Sjónræn áhrif af nýjum, stórum soke dikes;
• Tímabundin truflun á plöntu og dýralífi.

Enn fremur, þrátt fyrir að verkefnið hafi falið í sér mikla þátttöku hagsmunaaðila, voru nokkrir landeigendur andvígir "bakfalli" flóðavarna á landi sínu. Í slíkum tilvikum leyfði tilgreining á nýrri samræmingu flóðbönkanna að ljúka framkvæmdaráfanga verkefnisins, til að koma í veg fyrir land bóndans, en á sama tíma, ekki ábyrgjast vernd hans gegn flóðaatburðum í framtíðinni.

Árið 2017 hlaut Broadland Flood Alleviation Project East of England Merit Awards frá stofnun byggingarverkfræðinga, sem viðurkenndi ágæti í hönnun og smíði.

Í lok verkefnisins árið 2021 er gert ráð fyrir að heildarkostnaður verði 136 milljónir breskra punda: Hægt er að rekja 107,7 milljónir til nýrra framkvæmda og verkfræði, en 31,3 milljónir til að tryggja viðhald til ársins 2021. Verkefnið er takmarkað. Þessi kostnaðarmörk fela í sér að öll einstök kerfi innan verkefnisins verða að vera nákvæmlega hönnuð þannig að þau séu kostnaðarhagkvæm og innan fyrirhugaðrar áætlunar.

Gert er ráð fyrir að efnahagslegur kostnaður við verkefnið verði bættur með ávinningi sem stafar af umtalsverðri lækkun á tapi landbúnaðargeirans vegna flóða í sjó. Eitt af megineinkennum þessa verkefnis er að sameina flóðbankana til að koma í veg fyrir brot. Þegar flóðabanki brotnar, eru lágliggjandi ferskvatnsmýrin kafað af saltvatni í langan tíma, svo lengi sem það tekur að framkvæma viðgerðirnar, hugsanlega nokkrar vikur. Líklegt er að þetta valdi langtímaskaða og þar með dýru tjóni á landbúnaðar- og náttúruverndareiginleikum landsins. Þegar overtopping á sér stað, saltvatns flóð enn á sér stað en, vegna þess að magn af vatni er miklu minna og viðgerðir á flóðbakkanum eru yfirleitt ekki nauðsynlegt flóðvatn er hægt að dæla aftur í ána innan 2-3 daga. Þetta er yfirleitt nógu hratt til að koma í veg fyrir umtalsverðar langtíma skemmdir á landbúnaðarlandinu. Munurinn á tjónakostnaði vegna brota og skörunar er einn af þeim ávinningi sem tekið er tillit til við hönnun verkefnisins. Á kostnaðarhlið útreikningsins var aðeins nægilegt viðeigandi efni í boði á staðnum til að hækka bankahæðina aftur til ársins 1995. Til að auka bankahæðina frekar og algerlega koma í veg fyrir skörun, þyrfti að flytja mikið magn af byggingarefnum langar vegalengdir, sem kostnaður við hefði mun þyngra en ávinningurinn.

Þrjú stór flóð sem einkennast af mikilli vatnshæð á tímabilinu 2006-2013 hafa í raun sýnt fram á ávinning verkefnisins. Við þessar aðstæður voru bættar flóðvarnir um allt Broadland ekki skráðar alvarlegar skipulagsbætur. Árið 2013 mældist vatnsstaða á svæðinu sambærileg við flóðaatburðinn 1953, sem átti sér stað áður en flóðbönkunum var hellt upp. Þökk sé inngripunum sem framkvæmdar voru innan verkefnisins leiddi atburðurinn árið 2013 aðeins í tveimur brotum og engin eign var flóð. árið 1953 var fjöldi brota verulega meiri sem leiddi til útbreiddra flóða.

Á heildina litið veitir kerfið flóð vernd til 1,700 eignir, A47 þjóðveginum, Norwich-Great Yarmouth járnbrautum línu og 24,000 hektara landbúnaðarlands. Auk jákvæðra efnahagslegra áhrifa er einnig hægt að ná mörgum annars stigs félagslegum og umhverfislegum ávinningi. Þessar sambætur fela í sér bættan aðgang að gangandi vegfarendum þó að uppfæra 100 km göngustíga, aðstöðu fyrir veiðimenn og viðlegufæri fyrir tómstunda- og fríbátaiðnaðinn. Verkefnið hefur verið þróað í samstarfi við Norfolk Wildlife Trust og aðrar svipaðar stofnanir til að efla votlendi í kringum Hickling Broad National Nature Reserve. Þar af leiðandi hafa breytingar á flóðabakkanum einnig leitt til framfara að því er varðar umfang og gæði náttúrulegra búsvæða: 55 hektarar af ferskvatni reed-bed voru búin til að veita sjálfbæra, langtíma leið til eyðingar fyrir nýja flóðbankann. Sköpun náttúrulegs reedbed búsvæða stuðlar einnig að því markmiði sem krafist er samkvæmt búsvæðareglugerðunum að því er varðar tap vegna stjórnunarkerfa fyrir flóðaáhættu á strandlengjunni Suffolk.

Formlegt mat á því að hve miklu leyti verkefnið hefur skilað ávinningi mun líklega fylgja eftir að því lýkur í maí 2021.

Árið 1996 hóf Umhverfisstofnun Bretlands ferli til að íhuga hugsanlega notkun á aðferð Private Finance Initiative við innkaup á Flood Risk Management þjónustu. Þar af leiðandi var Broadland Flood Alleviation Project (BFAP) eitt af tveimur völdum og tilnefndum "mikilvægum verkefnum með pathfinder stöðu" af ríkissjóði. Meginþáttur verkefnisins er að á Broadland svæðinu ber einkaaðili ábyrgð á að veita ákveðna staðla um stjórnun flóðaáhættu, þ.m.t. viðhald, endurbætur og neyðarviðbrögð. Tilgangurinn með þessu samstarfi milli opinbera geirans og einkageirans er að stuðla enn frekar að kostnaðarhagkvæmri veitingu opinberrar þjónustu með rekstrarhagkvæmni og nýsköpun og þetta er fólgið í sérsniðnu samningseyðublaði.

Það tók 15 ár (2001-2016) að koma að fullu til framkvæmda. Viðhaldsáfanginn stendur enn yfir og verður kerfisbundið fram til loka BFAP verkefnisins árið 2021. Eftir 2021 munu vanskil innviða falla undir venjulega áætlun Umhverfisstofnunar um vöktun og viðhald.

Líftíma íhlutunar er hægt að áætla á 50 til 100 árum. Vegna mjúks eðlis undirliggjandi grunns á verkefnasvæðinu verður stöðugt þörf á áfyllingarflóðabönkum reglulega.

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 og Umhverfisstofnun Bretlands