Overstromingsbeschermingskader voor National Grid-onderstations in het Verenigd Koninkrijk

In het Verenigd Koninkrijk bevinden zich een aantal elektriciteitsonderstations in uiterwaarden. Onderstations spelen een centrale rol in het energievoorzieningsnetwerk. Wanneer overstromingen optreden, kunnen deze uitvallen, wat leidt tot cascade-effecten op andere sectoren zoals watervoorziening, gezondheidszorg, transport, communicatie en noodhulpdiensten. Sterke winden gaan vaak gepaard met overstromingen en kunnen een verdere impact hebben op het distributienetwerk, bijvoorbeeld het verwijderen van palen en draden.

Uitval van de energievoorziening kan verstrekkende gevolgen hebben voor het leven van mensen en bredere economische gevolgen hebben, waardoor de indirecte gevolgen van overstromingen aanzienlijk toenemen. De tijdelijke overstroming in de zomer van 2007 resulteerde in ongeveer een half miljoen mensen zonder toegang tot energievoorziening. De totale kosten van dit evenement werden geschat op meer dan 3,2 miljard pond. Een schatting van de economische kosten van winteroverstromingen (2015-2016) voor de energiesector (voornamelijk distributie) is £ 83m (lage £ 75m - hoge £ 91m tegen prijzen van 2015).

De klimaatverandering zal naar verwachting het overstromingsrisico verergeren en de intensiteit en frequentie van overstromingsgebeurtenissen verhogen.

Het National Grid Substation Flood Defence Framework is een landelijk programma dat tot doel heeft het elektriciteitstransmissienet beter bestand te maken tegen alle soorten overstromingen (overstromingen van waterlopen, getijden, pluviale wateren en grondwater, alsook potentiële overstromingen door riolering en riolering en overstromingen door het uitvallen van reservoirs). De specifieke doelstelling van de aanpassingsmaatregelen die via dit programma worden uitgevoerd, is de bescherming van de onderstations van het nationale net tegen overstromingen door te voorkomen dat water deze infrastructuur binnendringt, waardoor het risico voor de voorzieningszekerheid wordt verminderd en ervoor wordt gezorgd dat het transmissienet de elektriciteitsvoorziening in stand houdt.

Er zijn maatregelen vastgesteld en ontworpen om bescherming te bieden tegen een overstromingsgebeurtenis van 1:1.000 jaar, rekening houdend met de verwachte effecten van klimaatverandering in een scenario met hoge emissies (UKCP09, overeenkomend met het IPCC SRES A1FI-scenario) tegen 2080. In gevallen waarin deze doelstelling niet haalbaar is, zal National Grid deze bescherming verminderen om te beschermen tegen een overstromingsgebeurtenis van 1:200 jaar, terwijl nog steeds rekening wordt gehouden met de gevolgen van de klimaatverandering tegen 2050 per scenario met hoge emissies of een overstromingsgebeurtenis van 1:1000 op het huidige niveau.

De aanpak die werd toegepast om de weerbaarheid van de netonderstations tegen overstromingen te verbeteren, bestond uit twee stappen. De eerste stap was gericht op de beoordeling van de kwetsbaarheid en het overstromingsrisico. Onderstations getroffen door een 1:100 jaar, 1:200 jaar, 1:1,000 jaar en 1:1,000 jaar + klimaatverandering overstroming gebeurtenis werden geïdentificeerd, rekening houdend met de verwachte effecten van de klimaatverandering volgens de hoge UKCP09 emissie scenario. De tweede stap betreft de identificatie, het ontwerp en de implementatie van waterkeringsoplossingen voor elk van de kritische onderstations. Deze stap is in twee fasen uitgevoerd. In de eerste fase werden 11 onderstations met een hoog risico geïdentificeerd en beschermd; Dit zijn onderstations die een impact kunnen hebben tijdens een overstromingsgebeurtenis van 1:100 jaar. De tweede fase is gericht op de bescherming van nog eens 38 onderstations met een middelgroot risico; Dit zijn onderstations die een impact kunnen hebben in het geval van een overstroming van 1:200 jaar of 1:1,000 jaar. Het programma is in 2008 en 2021 van start gegaan en alle 49 kritieke (hoog- en middelhoogrisico) onderstations van het National Grid zullen overstromingsbestendig zijn. Tegen 2026 zullen naar schatting nog eens 100 oppervlaktewaterrisicolocaties worden beschermd.

Toegepaste oplossingen voor overstromingsbestendigheid bestaan uit combinaties van de volgende praktijken: overstromingsbarrières; draagbare overstromingsbeschermingsmaatregelen; grondbunds; overstromingsdeuren en -poorten; drainagesystemen en pompstations; reservoirs voor overstromingsopslag; op grondbeheer gebaseerde maatregelen; en coördineerde lokale oplossingen met het Milieuagentschap.

Voor grotere locaties met meerdere risicopunten is een combinatie van de bovengenoemde maatregelen vaak de voorkeurs- en efficiënte aanpak om ervoor te zorgen dat het gehele operationele gebied beschermd blijft tegen overstromingsgevaren. Dit impliceert typisch de bouw van een harde vloedmuur rond de omtrek van de plaats. Dit werd bijvoorbeeld toegepast bij Walham substation, gelegen net buiten Gloucester in Zuidwest-Engeland, waar stalen palen in de grond werden gestopt rond de 1 km omtrek van de site om een basis te vormen voor de verdedigingsmuur. Vervolgens werd een gegoten betonnen overstromingsmuur tussen 1,6 en 1,9 m hoog gebouwd om de site te beschermen tegen een overstromingsgebeurtenis van 1: 1.000 jaar. Vijf pompstations werden ook geïnstalleerd om te gaan met potentiële kwel of eventuele resterende indringing van overstromingswater. Een ander voorbeeld is het onderstation Stella South, gelegen in de buurt van de rivier de Tyne in Newburn, en met een operatie van 132 kV. Dit onderstation is beschermd door een harde overstromingsbarrière en een zachte verdediging aarde bund gebouwd met lokale materialen om de ecologische impact van de bouw te verminderen. Aberthaw substation ten westen van Cardiff in Zuid-Wales is een derde voorbeeld; Dit 132 kV onderstation wordt nu beschermd door een 2,4 m hoge gestapelde betonnen overstromingsmuur.

De bescherming van het hele gebied is echter niet altijd de beste aanpak, aangezien dit het overstromingsgebied voor wateropslag kan verminderen en het overstromingswater kan omleiden naar gronden van naburige huizen. Op voorwaarde dat kritieke apparatuur niet wordt beïnvloed door overstromingswater, kan de site operationeel blijven, zelfs als het deel van de site onderhevig is aan overstromingen.

In het besef dat overstromingsrisico's niet onmiddellijk zouden worden beperkt, kocht National Grid een eerste 1,7 km demonteerbaar barrièresysteem en breidde dit uit tot 2,3 km na de overstromingen in 2014 tot 2015. Deze 2,3 km lange mobiele defensie-uitrusting biedt de mogelijkheid om meerdere locaties tegelijkertijd te beschermen: een zeer grote site; of twee grote locaties; of drie normale grootteplaatsen. Momenteel zijn er zeven trailers gerangschikt als drie paren (met de zevende trailer met extra hoeken en apparatuur) die onafhankelijk kunnen werken met een eigen vorkheftruck en dieseltoevoer voor pompen. De barrière is ook beschikbaar voor gaslocaties en kan, gezien voldoende mobilisatie- en installatietijd, op elke locatie worden gebruikt. 12 x 3000 liter pompen die 3 ton per minuut kunnen pompen, maken deel uit van de slagboomuitrusting en worden aangevuld met nog eens 10 kleinere pompen voor gebruik in kleinere gebieden zoals gebouwen enz. Barrière-oefeningen worden regelmatig uitgevoerd.

National Grid houdt 24 uur per dag toezicht op weergerelateerde risico's via zijn controlekamer. De locaties zijn geregistreerd bij het waarschuwingssysteem voor overstromingen van het Milieuagentschap en ontvangen dagelijks waarschuwingen van het Flood Forecasting Centre en het Natural Hazards Partnership. National Grid is een deelnemend lid van het Flood Forecasting Centre en de werkgroepen van het Natural Hazards Partnership, en gegevens van het MET-kantoor en andere weersvoorspellingen worden gemonitord op potentiële risico's.

Het National Grid Flood Defence Framework wordt alleen toegepast op elektriciteitstransmissie en is ontwikkeld om ETR 138 uit te voeren. De risicobeoordelingen werden uitgevoerd door een aantal professionele adviesbureaus. Tijdens de fasen van de kwetsbaarheidsbeoordeling en het ontwerp van overstromingsmaatregelen heeft National Grid nauw samengewerkt met het UK Environment Agency, Natural Resources of Wales, lokale autoriteiten, Internal Drainage Boards en zijn energiepartners binnen het ETR 138-kader. Bovendien heeft National Grid bij de ontwikkeling van het kader op basis van ETR 138 goedkeuring gevraagd voor de defensieplannen van het ministerie van Bedrijfsleven, Energie en Industriële Strategie (BEIS) en onze toezichthouder, Office of Gas and Electricity Markets (Ofgem).

Succesfactoren voor de uitvoering van de aanpassingsmaatregelen die deel uitmaken van het kader voor overstromingsbescherming van nationale netsubstations zijn onder meer een duidelijke visie, duidelijke streefniveaus voor veerkracht, sterk leiderschap en een goede samenwerking en partnerschap met lokale en nationale autoriteiten. Aangezien BEIS en Ofgem ondertekenaars zijn en betrokken zijn bij de productie en actualisering van ETR 138, heeft dit het financieringsproces gestroomlijnd en de investeringen in overstromingsbestendigheid gerechtvaardigd.

Lokaal relevante beperkende factoren kunnen ook andere sectoren omvatten die niet tot een even hoog veerkrachtniveau werken. Naarmate overstromingsgegevens, modellering en ervaring van feitelijke overstromingsgebeurtenissen voortdurend rijpen en worden verfijnd, creëert dit een uitdagende situatie om een streefniveau van 1: 1.000 veerkracht te handhaven. Er zijn verschillende voorbeeldlocaties waar de overstromingsniveaus zijn gestegen of gedaald, wat vervolgens van invloed is geweest op de oplossing voor overstromingsbestendigheid.

De totale kosten voor de implementatie van de eerste fase van het National Grid Substation Flood Defence Framework bedragen ongeveer £ 117 miljoen, met een verwachte extra £ 59 miljoen voor verdere investeringen in veerkracht voor oppervlaktewaterrisico's. De uitgaven voor afneembare verdedigingswerken worden geraamd op 2,5 tot 3 miljoen pond en omvatten inzet voor zowel oefeningen als echte evenementen.

Verwachte voordelen zijn de bescherming tegen overstromingen van onderstations van het nationale net en het behoud van de energievoorziening, waardoor cascade-effecten op andere sectoren en diensten worden voorkomen.

De belangrijkste juridische drijfveren voor de aanpassingsmaatregelen die deel uitmaken van het kader voor de bescherming tegen overstromingen van het nationale netsubstation zijn de overstromingsrisicoverordening (2009), die deel uitmaakt van het uitvoeringsproces van de EU-overstromingsrichtlijn, en de Britse klimaatveranderingswet (2008), met inbegrip van de periodieke rapportagevereisten per sector.

De Flood Risk Regulation 2009 vereist dat Lead Local Flood Authorities (LLFA's), het Environment Agency en Natural Resources Wales overstromingsrisicobeheerplannen (FRMP's) opstellen en publiceren over een cyclus van zes jaar. De UK Climate Change Act vraagt dat National Grid regelmatig verslag uitbrengt over adaptatieresponsactiviteiten. Deze beoordeling en rapportage hebben het nationale netwerk ook aangemoedigd om overstromingsbeschermingsactiviteiten uit te voeren.

Het National Grid Substation Flood Defence Framework is in 2008 van start gegaan. De uitvoering van de overstromingsbescherming tegen getijden- en rivierrisico’s zal naar verwachting tegen 2021 zijn voltooid. Wanneer echter efficiëntieverbeteringen zijn vastgesteld bij de coördinatie van de werkzaamheden met grote regelingen voor de ontwikkeling van locaties en milieuagentschappen, zal een klein aantal locaties verder gaan dan deze datum. Verdere investeringen in oppervlaktewaterrisico’s zullen worden gedaan binnen de wettelijke verslagperiode 2021-2026.

Het National Grid Substation Flood Defence Framework omvat een breed scala aan specifieke maatregelen, die elk een specifieke levensduur hebben. Over het algemeen varieert de levensduur tussen 30 en 80 jaar. National Grid beschouwt overstromingsrisico's als een aanpassingsprobleem op lange termijn en zal frequente evaluatie en waakzaamheid vereisen.

Douglas Dodds
Environmental Engineer
National Grid Electricity Transmission
E-mail: douglas.dodds@nationalgrid.com 
Tel.: +44 (0)7825 385425