Oversvømmelsesforsvar for National Grid transformatorstasjonar i Storbritannia

I Storbritannia er ei rekkje elektrisitetsstasjonar plassert i floodplains. Stasjonane spelar ei sentral rolle i energiforsyningsnettet. Når flaum oppstår, kan desse falle ut, noko som resulterer i kaskadeeffektar på andre sektorar som vassforsyning, helsevesen, transport, kommunikasjon og beredskapstenester. Sterk vind kjem ofte hand i hand med flaum, og kan påverke distribusjonsnettet ytterlegare, til dømes fjerning av polar og leidningar.

Nedfall av straumforsyninga kan ha vidtrekkande verknader på folks liv, samt ha breiare økonomiske konsekvensar, noko som i stor grad aukar dei indirekte verknadene av flaum. Sommaren 2007 resulterte flaum mellombels i om lag ein halv million menneske utan tilgang til energiforsyning. Dei totale kostnadene frå dette arrangementet vart anslått til å overstige 3,2 milliardar pund. Eit estimat av den økonomiske kostnaden for vinterflaumar (2015 til 2016) på energisektoren (hovudsakleg distribusjon) er £ 83 m (låg £ 75 m — høg £ 91 m til 2015 prisar).

Klimaendringane forventast å forverre flaumrisikoen, auke intensiteten og hyppigheita av flaumhendingar.

The National Grid Substation Flood Defence Framework er eit landsdekkjande program som tek sikte på å forbetra motstandskrafta til kraftoverføringsnettet til alle typar flaum (fluvial, tidvass, pluvial og grunnvatn flaum samt potensiell flaum frå kloakk og avløp og flaum frå reservoarsvikt). Det særlege målet med tilpasningstiltaka som gjennomførast gjennom dette programmet, er å beskytte National Grids transformatorstasjonar mot oversvømmingar ved å hindre at vatn kjem inn i desse infrastrukturene, og dermed redusere risikoen for forsyningstryggleiken og sikre at overføringsnettet opprettheld straumforsyninga.

Tiltak er identifisert og utforma for å sikre beskyttelse mot ei flaumhending på 1: 1000 år, med tanke på klimaendringar som forventast under eit høgt utsleppsscenario (UKCP09, tilsvarande IPCC SRES A1FI-scenario) innan 2080. I tilfelle der dette målet ikkje er oppnåeleg, vil National Grid redusere denne beskyttaringa for å beskytte mot ei flaumhending på 1: 200 år, medan vi framleis vurderer effekten av klimaendringar ved 2050 per eit høgt utsleppsscenario eller ei flaumhending på 1: 1000 på dagens nivå.

Tilnærminga som vart brukt for å forbetra motstanden til nettstasjonane til flaum bestod av to trinn. Det første trinnet fokuserte på vurdering av sårbarheit og flaumrisiko. Substations påverka av ein 1:100 år, 1:200 år, 1:1,000 år og 1:1,000 år + klimaendringsflomhending vart identifisert, med tanke på dei forventa effektane av klimaendringar i samsvar med det høge UKCP09-utsleppsscenariet. Det andre trinnet omhandlar identifisering, design og implementering av flaumforsvarsløysingar for kvar av dei kritiske transformatorstasjonane. Dette trinnet har vorte gjennomført gjennom to etappar. I den første fasen vart 11 høgrisikostasjonar identifisert og beskytta; Dette er transformatorstasjonar som kan oppleva påverknad under ei flaumhending på 1: 100 år. Den andre fasen fokuserer på beskyttelse av ytterlegare 38 mellomstore risikostasjonar; Dette er transformatorstasjonar som kan oppleva innverknad i tilfelle ein 1: 200 år eller 1: 1000 år flaumhending. Programmet starta i 2008 og innan 2021 vil alle National Grids 49 kritiske (høg og middels risiko) transformatorstasjonar vere flaumsikra. Ytterlegare 100 stader med risiko for overflatevatn vil bli beskytta innan 2026.

Anvend flaum motstandskraft løysingar består av kombinasjonar av følgjande praksis: oversvømmingsbarrierar, berbare flaumsikringstiltak, jordbund, flaum dører og portar; dreneringssystemer og pumpestasjonar, lagringsreservoarer for oversvømmingar, arealforvaltingsbaserte tiltak, og koordinerte lokale løysingar med Miljødirektoratet.

For større anlegg med flere risikopunktar er det ofte den føretrekte og effektive tilnærminga å kombinere dei ovannemnde tiltaka for å sikre at heile driftsområdet held fram med å vere beskytta mot oversvømmingsfare. Dette inneber vanlegvis bygging av ein hard flaum vegg rundt omkrinsen av området. Dette vart til dømes brukt på Walham transformatorstasjon, som ligg like utanfor Gloucester i Sørvest-England, der stålpelar vart gøymd i bakken rundt 1 km omkrins av staden for å danne ein base for forsvarsmuren. Deretter vart ein støypt betongflaumvegg mellom 1,6 og 1,9 m høg bygget for å beskytte staden mot ei flaumhending på 1: 1000 år. Fem pumpestasjonar vart òg installert for å handtere potensiell sive eller gjenverande inntrenging av flaumvatn. Eit anna døme er Stella South transformatorstasjon, som ligg nær elva Tyne i Newburn, og med ein operasjon på 132 kV. Denne transformatorstasjonen har vorte beskytta gjennom ein hard flaumbarrierar og eit mjukt forsvar jordbund bygget med lokale materiale for å redusere den økologiske effekten av konstruksjonen. Aberthaw transformatorstasjon vest for Cardiff i Sør-Wales representerer eit tredje døme; Denne 132 kV transformatorstasjonen er no beskytta av ein 2,4 m høg stabla betongflaumvegg.

Heile området beskyttar er imidlertid ikkje alltid den beste tilnærminga, då det kan redusere flaumområdet for vasslagring og kan omdirigere flaumvatn til grunn av nabohus. Forutsett at kritisk utstyr held fram med å vere upåverka av flaumvatn, kan området halde fram med å vere operativt sjølv om den delen av området er utsett for flaum.

I erkjenning av at flaumrisikoen ikkje ville bli redusert umiddelbart, kjøpte National Grid ein innleiande 1,7 km av demonterbart barrieresystem og utvida dette til 2,3 km etter flaumhendingane i 2014 til 2015. Dette 2,3 km mobile forsvarsutstyret gjev høve til å beskytte flere stader samstundes: ein svært stor stad; eller to store stader; eller tre normal storleik nettstader. For tida er det sju tilhengjarar arrangert som tre par (med den sjuande tilhengjaren som berar ekstra hjørne og utstyr) som kan operere uavhengig med eigen gaffeltruck og dieselforsyning for pumper. Barrieren er òg tilgjengeleg for gassstader, og gjeve nok mobiliserings- og installasjonstid, kan den brukast på alle stader. 12 x 3000 liter pumpar som kan pumpe 3 tonn per minutt er ein del av barriere utstyr og supplert med ytterlegare 10 mindre pumpar for bruk i mindre område som bygningar etc. Vanligvis, frå å kome på ein gjennomsnittleg stad, ville det ta 8 til 12 timar å distribuere barrieren avhengig av kompleksiteten av området. Barriereøvingar utførast regelmessig.

National Grid opprettheld døgnkontinuerleg overvaking av vêrrelaterte risikoar gjennom kontrollrommet. Lokalitetane er registrerte i Miljødirektoratets flaumvarslingssystem og tek imot daglege varsel frå Flood Forecasting Centre og Natural Hazards Partnership. National Grid er eit deltakande medlem av Flood Forecasting Centre og Natural Hazards Partnership arbeidsgrupper, og data frå MET-kontoret og andre vêrmeldingar overvakas for potensielle risikoar.

The National Grid Flood Defence Framework brukast kun på kraftoverføring og er utvikla for å implementere ETR 138. Risikovurderingane vart utførte av ei rekkje profesjonelle konsulentselskaper. Under fasane av sårbarheitsvurdering og utforming av flaumtiltak samarbeidde National Grid tett med UK Environment Agency, Natural Resources of Wales, lokale styresmakter, Internal Drainage Boards og dets energipartnarar innanfor ETR 138-rammeverket. Vidare, i utviklinga av rammeverket basert på ETR 138, har National Grid søkt godkjenning for forsvarsplanane frå Department for Business, Energy and Industrial Strategy (BEIS) og vår regulator, Office of Gas and Electricity Markets (Ofgem).

Suksessfaktorar for implementering av tilpasningstiltaka som er ein del av National Grid Substation Flood Defence Framework, inkluderer ein klår visjon, klare målfastleiksnivå, sterkt leiarskap og eit godt samarbeid og partnarskap med lokale og nasjonale styresmakter. Ettersom BEIS og Ofgem er underskrivarar og er involvert i produksjon og oppdatering av ETR 138, har dette straumlinjeforma prosessen for finansiering og grunngjeving av investeringane i flaummotstand.

Lokalt relevante avgrensande faktorar kan inkludere andre sektorar som ikkje arbeider til eit så høgt motstandsnivå. Etter kvart som flaumdata, modellering og erfaring frå faktiske flaumhendingar stadig mognast og forbetrast, skapar dette ein utfordrande situasjon for å oppretthalde eit mål 1: 1000 motstandsnivå. Det er flere døme på stader der flaumnivået anten har auka eller redusert, noko som deretter har påverka flaummotstandsløysinga.

Den totale kostnaden for implementeringa av den første fasen av National Grid Substation Flood Defence Framework er rundt £ 117 millionar, med ein forventa ekstra £ 59 m for ytterlegare motstandskraftsinvesteringar for overflatevassrisiko. Utgifter til demonterbare forsvar er anslått til mellom £ 2,5 — £ 3 m og inkluderer distribusjon for både øvingar og verkelege hendingar.

Forventa fordelar er beskyttelse mot oversvømming av National Grid transformatorstasjonar og vedlikehald av energiforsyninga, og dermed forhindre kaskadeeffektar på andre sektorar og tenester.

Dei viktigaste juridiske drivarane for tilpasningstiltaka som er ein del av National Grid Substation Flood Defence Framework, er Flood Risk Regulation (2009), som er ein del av implementeringsprosessen av EUs flaumdirektiv, og UK Climate Change Act (2008), inkludert dei periodiske rapporteringskrava etter sektorar.

Flood Risk Regulation 2009 krev at Lead Local Flood Authorities (LLFAs), Environment Agency og Natural Resources Wales, førebur og publiserer Flood Risk Management Plans (FRMPs) på ein seksårig syklus. Den britiske klimaendringslova ber om at National Grid rapporterer regelmessig om tilpasningsresponsaktivitetar. Denne vurderinga og rapporteringa har også oppfordra National Grid til å halde fram med flaumforsvarsaktivitetar.

The National Grid Substation Flood Defence Framework vart etablert i 2008. Implementering av flaumvern mot tidvasss- og fluvialrisiko forventast å vera ferdig innan 2021. Men der det er identifisert effektivitet i samordning av arbeid med store anleggsutviklings- og miljøbyråordningar, vil nokre få anlegg gå utover denne datoen. Ytterlegare investeringar i overflatevassrisiko vil bli gjort innan regulatorisk rapporteringsperiode 2021 til 2026.

The National Grid Substation Flood Defence Framework inneheld eit breitt utval av spesifikke tiltak, som kvar har ei bestemt levetid. Generelt varierer levetida mellom 30 og 80 år. National Grid ser flaumrisiko som eit langsiktig tilpasningsproblem og vil krevja hyppig gjennomgang og årvåkeining.

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