Integrering av tilpasning i utforminga av Københavns metro

Både den underjordiske delen av Københavns metro og delen over bakken utgjer utfordringar knytte til klimaendringar. Spesielt kraftig nedbør, stormflod (som kan intensiverast av havnivåstiging) og stormar kan påverke infrastrukturen, noko som påverkar metrooperasjonen og passasjertryggleiken. Framskrivingar om stigande havnivå og førekomsten av ekstreme vêrforhold har endra seg betydeleg dei siste åra. Det forventast at klimaendringane vil auke risikoen for skybrot og stormflod meir enn tidlegare antatt, og dermed endre designbetingingane for eit høgt tryggingsnivå for t-banen. Derfor har høgare krav til å sikre klimasikring av Københavns metro vorte gradvis vedteke.

Ifølgje 2014 Dansk Meteorologisk Institutt (DMI) rapport om framtidig klima i Danmark, som beskriv utviklinga av dansk klima fram til år 2100, vil landet oppleve havnivåstiging og hyppigare og meir alvorlege ekstreme vêrforhold. Resultata av denne rapporten er basert på IPCCs AR5-scenari. Klimasimuleringar og tilhøyrande usikkerheiter forbetrast ved framskrivingar berekna av eit ensemble av CMIP5 klimamodellar (Coupled Model Intercomparison Project Phase 5). Ifølgje rapporten vil havnivået rundt Danmark vere høgare med 0,1-0,6 m for det mest optimistiske scenariet (RCP2.6), med 0,2-0,7 m for eit mellomliggande scenario RCP4.5, og med 0,3-0,9 m for det meir pessimistiske scenariet (RCP8.5). Desse tala er for slutten av århundret (2081–2100) samanlikna med referanseperioden 1986-2005. Havnivåstiging, saman med skiftande vindmønster, vil truleg føre til auka stormbølgjehøgder.

I tillegg til havnivåstiging forventast det at ekstreme vêrforhold (stormar og cloudburst) vil oppstå oftare og vil vere meir alvorlege på grunn av klimaendringar, og dermed forverre flaumrisikoen for Københavns metro. Desse hendingane som har lokale verknader er vanskeleg å projisere, då dei kan variere sterkt innan kort avstand.

Dei utforma og implementerte tiltaka tek sikte på å forbetre beskyttelsen av Københavns metrosystem mot klimaendringar, hovudsakleg oversvømmingar på grunn av store nedbørshendingar og stormflod. Tiltaka er meint å beskytte metroinfrastruktur og drift, samt passasjertryggleik.

Metroselskabets klimatilpasningsstrategi støttar integrering av klimatilpasning tidleg i planleggings- og dimensjoneringsfasen av metrolinjer, slik at det berre er behov for mindre løpande tilpasningar etterpå.

For å forbetra beskyttelsen av Københavns metrosystem mot oversvømmingar, er det forventa høgaste vasstanden på grunn av kraftig nedbør og stormflod berekna separat for kvar stasjon. Dette gjorde det mogleg å identifisere det nøyaktige høgdenivået for kvar inngang, trapp, tunnelventilasjon, rampe, teknikkrom, aksel, heis og kontroll- og vedlikehaldssenter. Bortsett frå sporet er områda og installasjonane nemnt ovanfor dei mest sårbare, og i tilfelle feil kan påverke t-banedrifta og dens sikkerheit.

For å identifisere det høgaste vasstanden i kvar stasjon forårsaka av cloudburst-hendingar, har ein 1: 2000 års flaumhending blitt vurdert, ei hending som har 5 % sjanse for å skje i t-banelivet (100 år). Så langt har Metroselskabets klimatilpasningsarbeid fokusert på linjene M1 og M2. Som følgje av klimaendringar tilsvarar tryggingsnivået på desse linjene ikkje lenger det opphavlege designa nivået. Desse linjene er no fullt beskytta mot oversvømmingar forårsaka av cloudbursts. For nybygde (M3 City Ring, M4 Nordhavn) og metrostrekningar under bygging (M4 Sydhavn) vart det teke omsyn til oppdaterte klimaprognosar for framtidig førekomst og intensitet av cloudburst og storm-urge hendingar. Basert på desse antakingane vart det funne ut at t-banestasjonar bør plasserast på ulike nivåar, mellom tre og fem meter, for å sikre dei faste installasjonane mot ei 10.000 år lang flaumhending.

I tillegg til auka høgdenivå av kritiske t-baneelementar, har eit breitt spekter av tiltak vorte identifisert og innlemma i utforminga av t-banen for å forbetra dens motstandskraft mot flaum, inkludert:

• Området rundt inngangane til undergrunnsstasjonane er utforma for å sikre avrenning av regnvatn vekk frå opa. Vidare, på nokre underjordiske stasjonar, har eit trinn vorte innarbeidd, noko som krev eit trinn opp før du går ned til stasjonen.
• Der metroen går frå seksjonane over bakken ned i tunnelane, er det etablert ein sterk dreneringsrist over spora der regnvatn samlar seg og pumpast ut slik at det ikkje kjem inn i tunnelane.
• I metrosystemet over bakken er det installert avløp langs spora som fører vatnet ut i det lokale kloakksystemet.
• Alle underjordiske stasjonar har pumpekapasitet, så i tilfelle tunnelen blir overfløymd, vil vatnet automatisk pumpast bort.
• Floodgates er etablert i nokre undergrunnsstasjonar der metrosystemet er direkte knytt til annan infrastruktur, for å sikre metroen frå flaum frå andre delar av det offentlege transporttogsystemet.
• T-banestasjonane er beskytta mot tilbakestraumning frå byens kloakksystem.
• Installasjonar av vasstette ytterdører i teknikkromma på flere stasjonar samt i elektriske og mekaniske installasjonar har gjort dei vasstette.
• Teknikk rom er installert med ein 0,3 m heva dørstokk.
• Gabion veggar har vorte bygget langs nokre eksponerte over bakken metro seksjonar, til dømes på Eastern Amager. Ein gabion vegg er ein vegg laga av eit bur fylt med steinar; ein teknikk som brukast i kystforsvar og moloar. Dei er strukturelle elementar som brukast i ovannemnde strekningar, som imidlertid ikkje er aleine nok til å beskytte mot flaum.
• Vasstette veggar (kombinasjon av betong og gabion veggar) opp til 2,3 m høge er installert i M1 og M2 linjer som gjev beskyttelse mot sjøbølgjer langs dei utsette over bakken metro seksjonar. I dei nye og planlagde linjene kan høgda på veggane vere høgare, noko som gjenspeglar dei vurderte auka klimasikre krava.

Vernelse mot cloudbursts og stormar vart sikra òg i byggeperioden, for å beskytte arbeidarar og maskineri

Til trass for å vere klimajustert, kan utforminga av eksisterande og planlagde metrolinjer ikkje vere tilstrekkeleg for full beskyttelse mot ekstreme hendingar, havnivåstiging og stormflod i framtida, med tanke på klimaendringanes utvikling og relaterte prognosar. Dei foreløpige analysane utført av Metroselskabet viser at full beskyttelse av ein T-bane i drift medfører høge kostnadar. Metroselskabet har vurdert at ekstern beskyttelse av heile hovudstadsregionen, Stor-København, er meir hensiktsmessig i sosioøkonomiske termar enn å beskytte metroinstallasjonane aleine. Nivået på tiltaka som er nødvendige for å beskytte t-banen, er svært avhengig av korleis det er beslutta å beskytte Stor-København generelt. København kommune arbeider med den progressive beskyttaringa av dei urbane elementa som vil krevje tiår.

Den viktigaste institusjonelle interessa involvert i Københavns metrokonstruksjon, drift og klimasikring er Metroselskabet, eit selskap finansiert av København kommune (50 %), den danske regjeringa (41,7 %) og Frederiksberg kommune (8,3 %). Utarbeidinga av byringsprosjektet innebar offentleg høyring, basert på miljøkonsekvensanalysen av prosjektet, gjennomført i 2008; 200 personar uttrykte bekymring for prosjektet. Godkjenninga av det endelege prosjektet vart gjort av dei to råka byane i januar 2009 og av samferdselsdepartementet i mars 2009. Prosjektet var ferdig og sat i drift i 2019.

Selskapet konsortium CASJV (Cowi, Arup og Systra), ansvarleg for å designe City Ring (M3), brukte ein oppdatert modell for å ta omsyn til ekstreme flaumhendingar på grunn av kraftig nedbør (som det skjedde i 2016) og tilpasse metrodesignet til modellfunna tilsvarande. Klimasikring av M4-linja og dens utvidingar (Norhavn og Sydhavn) har innarbeidd tilsetjingar om tilpasningstiltak i tillegg til dei som allereie er planlagde, som er utarbeidd av konsulentselskapet Rambøll.

Dei viktigaste suksessfaktorane inkluderer: i) vedtaking av ei integrert tilnærming, herunder flaumproblemer innanfor heile metrodesignkonseptet sidan gjennomførbarheitsfasen, II) når det gjeld byringen, på grunnlag av erfaringane frå utforming og drift av dei tidlegare T-banelinjene (M1 og M2), som vart opna høvesvis i 2002 og 2007, III) konsistens og samanheng med den byomfattande tilpasningsplanen for klimaendringar.

Den viktigaste begrensningsfaktoren er knytt til dei tekniske og operasjonelle krava som opphavleg vart etablert for metrosystemet, som først og fremst er sett for å sikre optimale kollektivtransporttenester under berekraftige økonomiske forhold. Slike krav gjeld stasjonsstader, plassering av tekniske komponentar, utforming av t-banestasjonar, ruting av t-banelinjer og andre. I nokre tilfelle har dei gjort integrering av tilpasningstiltak meir utfordrande.

Gjennomføringa av klimasikringstiltak i metrosystemet i København vart finansiert av Metroselskabet. Finansiering av klimatilpasningsløysingar vart inkludert både i bygge- og driftsbudsjetta. Den totale kostnaden for byringen var 22,4 milliardar DK, som er omtrent 3 milliardar EUR, noko som overgår den opphavlege anslåtte kostnaden på 21,3 milliardar DKK. Kostnaden for klimasikringstiltak er inkludert i dette beløpet, og det er ingen eigen informasjon tilgjengeleg.

Hovudfordelen med klimasikringstiltak er førebygging av skadar på metroinfrastruktur og utstyr, driftsforstyrringar og relaterte økonomiske tap knytte til klimaendringar, særleg flaum.

Bygginga av metrolinja M3 City Ring er basert på ei lov vedteke av det nasjonale parlamentet i juni 2007. Prosjektbeskrivinga som tente som grunnlag for denne lova er gjeven i rapporten om City Circle Line, utarbeidd i 2005. Krav til klimatilpasning vart innarbeidd i prosjektforslaget.

Integrering av klimaendringar i metrodesign er ein kontinuerleg adaptiv prosess, som har gått føre seg sidan den første metrolinja vart planlagt og bygget (2002) og held fram til no. I 2010 byrja innleiande byggjearbeid på den nye metrolinjebyringen (M3). Denne linja vart opna i 2019, utstyrt med høgare beskyttelsesnivå mot noverande og framtidige klimarelaterte risikoar. Byggearbeida held fram med M4-linjeutvidingar: i) (Nordhavn) med to nye stasjonar opna i 2020 (Nordhavn og Orientkaj), og (ii) Sydhavn som skal setjast i drift i 2024. På grunn av plasseringa av desse seksjonane nær sjøen, er det spesielt viktig å innlemme klimaendringsaspekter i utforminga.

Designlevetida til metrosystemet er omtrent 100 år, men kan vere endå lengre basert på erfaring frå andre byar over heile verd. Viss godt halde ved like, bør levetida til strukturelle tilpasningstiltak dekkje levetida til heile t-banesystemet.

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

Metroselskabet, inkludert Metroselskabet Årsrapportar