Włączenie adaptacji do projektu metra Kopenhagi

Zarówno podziemna część kopenhaskiego metra, jak i część nad ziemią stanowią wyzwania związane ze zmianą klimatu. W szczególności obfite opady deszczu, gwałtowne burze (które mogą być nasilone przez wzrost poziomu morza) oraz burze mogą mieć wpływ na infrastrukturę, wpływając na funkcjonowanie metra i bezpieczeństwo pasażerów. Prognozy dotyczące podnoszenia się poziomu mórz i występowania ekstremalnych zjawisk pogodowych znacznie się zmieniły w ostatnich latach. Oczekuje się, że zmiana klimatu zwiększy ryzyko wybuchów chmur i burzy bardziej niż wcześniej zakładano, zmieniając w ten sposób warunki projektowe dla wysokiego poziomu bezpieczeństwa metra. W związku z tym stopniowo przyjęto wyższe wymogi w celu zapewnienia odporności na zmianę klimatu w kopenhaskim metrze.

Według raportu Duńskiego Instytutu Meteorologicznego z 2014 r. na temat przyszłego klimatu w Danii, opisującego ewolucję duńskiego klimatu do roku 2100, kraj ten będzie doświadczał wzrostu poziomu mórz oraz częstszych i bardziej dotkliwych ekstremalnych zdarzeń pogodowych. Wyniki niniejszego sprawozdania opierają się na scenariuszach AR5 IPCC. Symulacje klimatyczne i związane z nimi niepewności poprawiają projekcje obliczone przez zespół modeli klimatycznych CMIP5 (Coupled Model Intercomparison Project Phase 5). Zgodnie ze sprawozdaniem poziom morza wokół Danii będzie wyższy o 0,1-0,6 m w przypadku najbardziej optymistycznego scenariusza (RCP2.6), o 0,2-0,7 m w przypadku scenariusza pośredniego RCP4.5 oraz o 0,3-0,9 m w przypadku scenariusza bardziej pesymistycznego (RCP8.5). Dane te dotyczą końca stulecia (2081–2100) w porównaniu z okresem odniesienia 1986–2005. Wzrost poziomu morza, wraz ze zmieniającymi się wzorcami wiatru, prawdopodobnie doprowadzi do zwiększenia wysokości skoków burzowych.

Oprócz wzrostu poziomu mórz oczekuje się, że ekstremalne zjawiska pogodowe (burze i burze chmurowe) będą miały miejsce częściej i będą bardziej dotkliwe ze względu na zmiany klimatu, zwiększając tym samym ryzyko powodzi w Kopenhadze. Te wydarzenia, które mają lokalne skutki, są trudne do zaplanowania, ponieważ mogą się znacznie różnić w niewielkiej odległości.

Opracowane i wdrożone środki mają na celu poprawę ochrony systemu metra w Kopenhadze przed zagrożeniami związanymi ze zmianami klimatu, głównie powodziami spowodowanymi intensywnymi opadami deszczu i gwałtownymi burzami. Środki te mają na celu ochronę infrastruktury metra i eksploatacji, a także bezpieczeństwa pasażerów.

Strategia przystosowania się do zmiany klimatu Metroselskabet wspiera integrację przystosowania się do zmiany klimatu na wczesnym etapie planowania i wymiarowania linii metra, tak aby później potrzebne były jedynie niewielkie dostosowania.

Aby poprawić ochronę systemu metra w Kopenhadze przed powodziami, dla każdej stacji oszacowano najwyższy poziom wody spowodowany obfitymi opadami deszczu i gwałtownymi burzami. Umożliwiło to określenie dokładnego poziomu elewacji dla każdego wejścia, schodów, wentylacji tunelu, rampy, pomieszczenia techniki, szybu, windy oraz centrum sterowania i konserwacji. Oprócz toru, wymienione powyżej obszary i instalacje są najbardziej narażone, a w przypadku awarii mogą mieć wpływ na funkcjonowanie metra i jego bezpieczeństwo.

Aby zidentyfikować najwyższy poziom wody w każdej stacji spowodowanej zdarzeniami chmurowymi, rozważono zdarzenie powodziowe 1:2000 lat, które ma 5 % szans na wystąpienie w życiu metra (100 lat). Do tej pory prace Metroselskabet w zakresie dostosowania klimatu koncentrowały się na liniach M1 i M2. W wyniku zmian klimatu poziom bezpieczeństwa na tych liniach nie odpowiada już pierwotnie zaprojektowanemu poziomowi. Linie te są obecnie w pełni chronione przed powodziami spowodowanymi przez wybuchy chmur. Dla nowo wybudowanych (M3 City Ring, M4 Nordhavn) i budowanych odcinków metra (M4 Sydhavn) wzięto pod uwagę zaktualizowane prognozy klimatyczne dotyczące przyszłego występowania i intensywności wybuchów chmur i burz. Na podstawie tych założeń ustalono, że stacje metra powinny być umieszczone na różnych poziomach, od trzech do pięciu metrów, w celu zabezpieczenia stałych instalacji przed powodzią trwającą 10 000 lat.

Oprócz zwiększonego poziomu elewacji krytycznych elementów metra zidentyfikowano i włączono wiele różnych środków do projektowania metra w celu poprawy jego odporności na powodzie, w tym:

• Obszar wokół wejścia do stacji metra ma na celu zapewnienie spływu wody deszczowej z dala od otworów. Ponadto, na niektórych stacjach podziemnych, został włączony krok, który wymaga krok w górę, zanim zejdziesz na stację.
• Tam, gdzie metro biegnie z odcinków nad ziemią w dół do tuneli, na torach, gdzie woda deszczowa gromadzi się i jest wypompowywana, stwierdzona została silna ruszt drenażowy, aby nie dostać się do tuneli.
• W naziemnym systemie metra instalowane są odpływy wzdłuż torów prowadzących wodę do lokalnego systemu kanalizacyjnego.
• Wszystkie stacje podziemne mają wydajność pompowania, więc w przypadku zalania tunelu woda zostanie automatycznie wypompowana.
• Na niektórych stacjach podziemnych, na których system metra jest bezpośrednio połączony z inną infrastrukturą, powstają bramy przeciwpowodziowe, aby zabezpieczyć metro przed powodzią z innych części systemu transportu publicznego.
• Stacje podziemne są chronione przed odpływem z miejskiego systemu kanalizacyjnego.
• Instalacje wodoodpornych drzwi zewnętrznych w pomieszczeniach technicznych na kilku stacjach oraz w instalacjach elektrycznych i mechanicznych uczyniły je wodoodpornymi.
• Pomieszczenia techniczne są instalowane z podniesionym o 0,3 m progiem.
• Ściany Gabionu zostały zbudowane wzdłuż niektórych odsłoniętych naziemnych odcinków metra, takich jak na wschodnim Amager. Ściana gabionowa to ściana wykonana z klatki wypełnionej skałami; technika stosowana w obronie wybrzeża i falochronach. Są to elementy konstrukcyjne stosowane w nadziemnych odcinkach, które jednak nie są wystarczające do ochrony przed powodziami.
• Ściany wodoodporne (połączenie ścian betonowych i gabionowych) o wysokości do 2,3 m zostały zainstalowane w liniach M1 i M2 zapewniających ochronę przed falami morskimi wzdłuż odsłoniętych naziemnych odcinków metra. W nowych i planowanych liniach wysokość ścian może być wyższa, co odzwierciedla brane pod uwagę zwiększone wymagania klimatyczne.

Ochrona przed wybuchami chmur i burzami była zapewniona również w okresie budowy, w celu ochrony pracowników i maszyn

Pomimo dostosowania klimatu projekt istniejących i planowanych linii metra może nie wystarczyć do pełnej ochrony przed ekstremalnymi zdarzeniami, wzrostem poziomu morza i gwałtownymi burzami w przyszłości, biorąc pod uwagę zmieniający się charakter zmian klimatu i związane z nimi prognozy. Wstępne analizy przeprowadzone przez Metroselskabet pokazują, że pełna ochrona eksploatowanego metra wiąże się z wysokimi kosztami. Metroselskabet ocenił, że zewnętrzna ochrona całego regionu stołecznego, Wielkiej Kopenhagi, jest bardziej odpowiednia pod względem społeczno-gospodarczym niż sama ochrona instalacji metra. Poziom środków niezbędnych do ochrony metra jest w dużym stopniu uzależniony od tego, w jaki sposób podjęto decyzję o ochronie Wielkiej Kopenhagi w ogóle. Gmina Kopenhaga pracuje nad stopniową ochroną elementów miejskich, co będzie wymagało dziesięcioleci.

Głównym interesariuszem instytucjonalnym zaangażowanym w budowę, eksploatację i odporność na zmianę klimatu w Kopenhadze jest Metroselskabet, firma finansowana przez miasto Kopenhaga (50 %), rząd duński (41,7 %) i miasto Frederiksberg (8,3 %). Przygotowanie projektu obwodu miejskiego obejmowało konsultacje społeczne w oparciu o ocenę oddziaływania przedsięwzięcia na środowisko, przeprowadzonych w 2008 r.; 200 obywateli wyraziło obawy co do projektu. Zatwierdzenie ostatecznego projektu zostało dokonane przez oba miasta w styczniu 2009 r., a przez Ministerstwo Transportu w marcu 2009 r. Projekt został ukończony i oddany do użytku w 2019 roku.

Konsorcjum CASJV (Cowi, Arup i Systra), odpowiedzialne za projektowanie pierścienia miejskiego (M3), zastosowało zaktualizowany model, aby uwzględnić ekstremalne powodzie spowodowane ulewnymi opadami deszczu (jak miało to miejsce w 2016 r.) i odpowiednio dostosować projekt metra do ustaleń modelu. Odporność na zmianę klimatu linii M4 i jej rozbudowy (Norhavn i Sydhavn) uwzględniła zalecenia dotyczące środków przystosowawczych, które zostały opracowane przez firmę konsultingową Rambøll.

Główne czynniki sukcesu to: przyjęcie zintegrowanego podejścia, obejmującego kwestie powodziowe w ramach całej koncepcji projektu metra od etapu wykonalności; II) w przypadku obwodu miejskiego, w oparciu o doświadczenia zdobyte podczas projektowania i eksploatacji poprzednich linii metra (M1 i M2), otwartych odpowiednio w 2002 i 2007 r.; (III) spójność i spójność z ogólnomiastowym planem przystosowania się do zmian klimatu.

Głównym czynnikiem ograniczającym są wymogi techniczne i operacyjne pierwotnie ustanowione dla systemu metra, które mają przede wszystkim zapewnić optymalne usługi transportu publicznego w zrównoważonych warunkach gospodarczych. Wymagania te dotyczą lokalizacji stacji, rozmieszczenia komponentów technicznych, rozmieszczenia stacji metra, trasy linii metra i innych. W niektórych przypadkach integracja środków dostosowawczych stała się trudniejsza.

Wdrożenie środków odpornych na zmianę klimatu w systemie metra w Kopenhadze zostało sfinansowane przez Metroselskabet. Finansowanie rozwiązań przystosowawczych do zmiany klimatu zostało uwzględnione zarówno w budżetach budowlanych, jak i operacyjnych. Całkowity koszt obwodu miasta wyniósł 22,4 mld DK, czyli około 3 mld euro, nieznacznie przewyższając przewidywany koszt 21,3 mld DKK. Kwota ta obejmuje koszt środków uodporniających na zmianę klimatu i nie ma dostępnych odrębnych informacji.

Główną zaletą środków uodporniających na zmianę klimatu jest zapobieganie szkodom w infrastrukturze i wyposażeniu metra, awariach eksploatacji i związanych z nimi stratach finansowych związanych ze zdarzeniami wywołanymi zmianami klimatu, w szczególności powodziami.

Budowa linii metra M3 City Ring opiera się na ustawie przyjętej przez parlament krajowy w czerwcu 2007 roku. Opis projektu, który posłużył za podstawę tej ustawy, znajduje się w Raporcie w sprawie City Circle Line, przygotowanym w 2005 r. WE wniosku dotyczącym projektu uwzględniono wymogi dotyczące przystosowania się do zmiany klimatu.

Włączenie aspektów zmiany klimatu do projektu metra jest ciągłym procesem adaptacyjnym, który trwa od czasu zaplanowania i budowy pierwszej linii metra (2002 r.) i trwa do tej pory. W 2010 r. rozpoczęto prace przygotowawcze na nowej linii metra (M3). Linia ta została otwarta w 2019 r., wyposażona w wyższy poziom ochrony przed obecnymi i przyszłymi zagrożeniami związanymi z klimatem. Prace budowlane kontynuowane są z rozszerzeniami linii M4: i) (Nordhavn) z dwoma nowymi stacjami otwartymi w 2020 r. (Nordhavn i Orientkaj) oraz (ii) Sydhavn, który ma zostać oddany do eksploatacji w 2024 r. Ze względu na położenie tych odcinków w pobliżu morza szczególnie ważne jest włączenie aspektów zmiany klimatu do ich projektowania.

Żywotność systemu metra wynosi około 100 lat, ale może być jeszcze dłuższa w oparciu o doświadczenie innych miast na całym świecie. W przypadku prawidłowego utrzymania okresu obowiązywania środków dostosowawczych strukturalnych należy objąć okres eksploatacji całego systemu metra.

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

Metroselskabet, including Metroselskabet Annual reports