Okvir za zaščito pred poplavami za razdelilno-transformatorske postaje National Grid v Združenem kraljestvu

V Združenem kraljestvu se številne elektronapajalne postaje nahajajo na poplavnih ravnicah. Postaje imajo osrednjo vlogo v omrežju za oskrbo z energijo. Ko pride do poplav, lahko te izpadejo, kar ima kaskadne učinke na druge sektorje, kot so oskrba z vodo, zdravstveno varstvo, prevoz, komunikacije in reševalne službe. Močni vetrovi so pogosto povezani s poplavami in lahko dodatno vplivajo na distribucijsko omrežje, npr. z odstranjevanjem drogov in žic.

Izpad oskrbe z električno energijo ima lahko daljnosežne posledice za življenje ljudi in širše gospodarske posledice, ki v veliki meri povečujejo posredne posledice poplav. Zaradi začasnih poplav poleti 2007 približno pol milijona ljudi nima dostopa do oskrbe z energijo. Skupni stroški tega dogodka so bili ocenjeni na več kot 3,2 milijarde GBP. Ekonomski stroški zimskih poplav (2015–2016) v energetskem sektorju (predvsem distribucija) so ocenjeni na 83 milijonov GBP (nizkih 75 milijonov GBP – visokih 91 milijonov GBP po cenah iz leta 2015).

Pričakuje se, da bodo podnebne spremembe povečale poplavno ogroženost ter povečale intenzivnost in pogostost poplav.

National Grid Substation Flood Defence Framework je nacionalni program, namenjen izboljšanju odpornosti omrežja za prenos električne energije na vse vrste poplav (plavne, plimske, pluvialne in podzemne poplave ter morebitne poplave iz kanalizacije in odtokov ter poplave zaradi izpada rezervoarjev). Specifični cilj prilagoditvenih ukrepov, ki se izvajajo v okviru tega programa, je zaščita razdelilno-transformatorskih postaj nacionalnega omrežja pred poplavami s preprečevanjem vstopa vode v te infrastrukture, s čimer se zmanjša tveganje za zanesljivost oskrbe in zagotovi, da prenosno omrežje ohranja oskrbo z električno energijo.

Opredeljeni in oblikovani so bili ukrepi za zagotovitev zaščite pred poplavami, ki trajajo 1–1 000 let, ob upoštevanju učinkov podnebnih sprememb, ki se pričakujejo po scenariju z visokimi emisijami (UKCP09, ki ustreza scenariju IPCC SRES A1FI) do leta 2080. V primerih, ko tega cilja ni mogoče doseči, bo nacionalno omrežje zmanjšalo to zaščito, da bi zaščitilo poplave v obdobju 1:200 let, pri čemer bo še vedno upoštevalo učinke podnebnih sprememb do leta 2050 za scenarij z visokimi emisijami ali poplave v obdobju 1:1000 na današnji ravni.

Pristop, uporabljen za izboljšanje odpornosti razdelilnih transformatorskih postaj na poplave, je bil sestavljen iz dveh korakov. Prvi korak je bil osredotočen na oceno ranljivosti in poplavne ogroženosti. Opredeljene so bile elektronapajalne postaje, na katere so vplivale poplave zaradi podnebnih sprememb v razmerju 1:100, 1:200, 1:1 000 in 1:1 000+, pri čemer so se upoštevali pričakovani učinki podnebnih sprememb v skladu s scenarijem z visokimi emisijami UKCP09. Drugi korak se nanaša na opredelitev, zasnovo in izvedbo rešitev za zaščito pred poplavami za vsako kritično razdelilno-transformatorsko postajo. Ta korak je bil izveden v dveh fazah. V prvi fazi je bilo opredeljenih in zaščitenih 11 elektronapajalnih postaj z visokim tveganjem; to so elektronapajalne postaje, ki bi lahko imele vpliv med poplavo v obdobju 1–100 let. Druga faza se osredotoča na zaščito nadaljnjih 38 elektronapajalnih postaj s srednjim tveganjem; to so elektronapajalne postaje, ki bi lahko imele vpliv v primeru poplave v obdobju 1 : 200 let ali 1 : 1 000 let. Program se je začel leta 2008 in do leta 2021 bo vseh 49 kritičnih (visoko in srednje tveganih) razdelilno-transformatorskih postaj nacionalnega omrežja zavarovanih pred poplavami. Do leta 2026 bo po ocenah zaščitenih še 100 območij tveganja za površinske vode.

Uporabljene rešitve za odpornost proti poplavam so sestavljene iz kombinacij naslednjih praks: protipoplavne pregrade; prenosne protipoplavne ukrepe; zemeljska ograda; protipoplavna vrata in vrata; drenažni sistemi in črpalne postaje; zadrževalniki za poplave; ukrepi, ki temeljijo na upravljanju zemljišč; ter usklajevanje lokalnih rešitev z Agencijo za okolje.

Za večja območja z več točkami tveganja je zaščita celotnega območja, ki združuje zgoraj navedene ukrepe, pogosto prednostni in učinkovit pristop za zagotovitev, da celotno operativno območje ostane zaščiteno pred nevarnostjo poplav. To običajno vključuje gradnjo trdega poplavnega zidu okoli oboda mesta. To se je na primer uporabljalo na elektronapajalni postaji Walham, ki se nahaja tik pred Gloucestrom v jugozahodni Angliji, kjer so bili jekleni piloti potisnjeni v tla okoli 1 km oboda mesta, da bi oblikovali bazo za obrambni zid. Nato je bila zgrajena litobetonska poplavna stena, visoka med 1,6 in 1,9 m, da bi zaščitila območje pred poplavami, ki bi trajale 1 : 1000 let. Nameščenih je bilo tudi pet črpalnih postaj za obvladovanje morebitnega pronicanja ali morebitnega preostalega vdora poplavne vode. Drug primer je razdelilna postaja Stella South, ki se nahaja v bližini reke Tyne v Newburnu in z obratovanjem 132 kV. Ta razdelilna postaja je bila zaščitena s trdo poplavno pregrado in mehko obrambno ogrado, zgrajeno iz lokalnih materialov, da bi se zmanjšal ekološki vpliv gradnje. Tretji primer je razdelilna postaja Aberthaw zahodno od Cardiffa v Južnem Walesu; ta 132 kV razdelilna postaja je zdaj zaščitena z 2,4 m visoko betonsko poplavno steno.

Vendar pa zaščita celotnega območja ni vedno najboljši pristop, saj lahko zmanjša poplavno območje za shranjevanje vode in preusmeri poplavne vode na območja sosednjih hiš. Če poplavne vode ne vplivajo na kritično opremo, lahko območje še naprej obratuje, tudi če je del območja poplavljen.

National Grid je ob priznavanju, da tveganja poplav ne bodo takoj zmanjšana, kupil začetni 1,7 km snemljivega pregradnega sistema in ga po poplavah med letoma 2014 in 2015 razširil na 2,3 km. Ta 2,3-kilometrska mobilna obrambna oprema omogoča zaščito več lokacij hkrati: eno zelo veliko območje; ali dve veliki lokaciji; ali tri običajna mesta velikosti. Trenutno je sedem priklopnikov razporejenih v tri pare (s sedmim priklopnikom, ki prevaža dodatne vogale in opremo), ki lahko delujejo samostojno z lastnim viličarjem in dizelskim napajanjem črpalk. Ovira je na voljo tudi za plinske lokacije in se lahko glede na dovolj časa za mobilizacijo in namestitev uporabi na kateri koli lokaciji. 12 x 3000 litrov črpalke, ki lahko črpajo 3 tone na minuto, so del pregradne opreme in jih dopolnjuje dodatnih 10 manjših črpalk za uporabo na manjših območjih, kot so stavbe itd. Redno se izvajajo pregradne vaje.

National Grid vzdržuje stalno spremljanje tveganj, povezanih z vremenom, skozi svojo kontrolno sobo. Njene lokacije so registrirane v sistemu Agencije za okolje za opozarjanje na poplave ter prejemajo dnevna obvestila centra za napovedovanje poplav in partnerstva za naravne nevarnosti. National Grid je sodelujoča članica Centra za napovedovanje poplav in delovnih skupin Partnerstva za naravne nevarnosti, za morebitna tveganja pa se spremljajo podatki urada MET in druge vremenske napovedi.

Nacionalni okvir za zaščito pred poplavami v omrežju se uporablja samo za prenos električne energije in je bil razvit za izvajanje ETR 138. Ocene tveganja so izvedle številne strokovne svetovalne službe. V fazah ocene ranljivosti in zasnove protipoplavnih ukrepov je National Grid tesno sodeloval z UK Environment Agency, Natural Resources of Wales, lokalnimi organi, notranjimi drenažnimi odbori in njihovimi energetskimi partnerji v okviru ETR 138. Poleg tega je podjetje National Grid pri razvoju okvira na podlagi ETR 138 zaprosilo za odobritev obrambnih načrtov Ministrstvo za gospodarstvo, energijo in industrijsko strategijo (BEIS) ter naš regulator, Urad za trge plina in električne energije (Ofgem).

Dejavniki uspeha pri izvajanju prilagoditvenih ukrepov, ki so del okvira za obrambo pred poplavami nacionalne razdelilne transformatorske postaje, vključujejo jasno vizijo, jasne ciljne ravni odpornosti, močno vodstvo ter dobro sodelovanje in partnerstvo z lokalnimi in nacionalnimi organi. Ker sta BEIS in Ofgem podpisnici ter sodelujeta pri pripravi in posodabljanju ETR 138, se je s tem racionaliziral postopek financiranja in upravičile naložbe v odpornost proti poplavam.

Lokalno pomembni omejevalni dejavniki lahko vključujejo druge sektorje, ki ne dosegajo tako visoke ravni odpornosti. Ker podatki o poplavah, modeliranje in izkušnje iz dejanskih poplavnih dogodkov nenehno dozorevajo in se izpopolnjujejo, to ustvarja zahtevne razmere za ohranjanje ciljne ravni odpornosti 1:1.000. Obstaja več primerov območij, kjer so se ravni poplav povečale ali zmanjšale, kar je nato vplivalo na rešitev za odpornost proti poplavam.

Skupni stroški izvajanja prve faze okvira za obrambo pred poplavami nacionalne razdelilne transformatorske postaje znašajo približno 117 milijonov GBP, pri čemer se pričakuje dodatnih 59 milijonov GBP za nadaljnje naložbe v odpornost na tveganja v zvezi s površinskimi vodami. Poraba za snemljivo obrambo je ocenjena na 2,5–3 milijone GBP in vključuje uporabo za vaje in dejanske dogodke.

Pričakovane koristi so zaščita pred poplavljanjem razdelilnih transformatorskih postaj nacionalnega omrežja in ohranjanje oskrbe z energijo, s čimer se preprečijo kaskadni učinki na druge sektorje in storitve.

Glavni pravni dejavniki za prilagoditvene ukrepe, ki so del okvira za obrambo pred poplavami nacionalne razdelilne transformatorske postaje, so uredba o poplavni ogroženosti (2009), ki je del postopka izvajanja direktive EU o poplavah, in zakon Združenega kraljestva o podnebnih spremembah (2008), vključno z zahtevami glede rednega poročanja po sektorjih.

Uredba o poplavni ogroženosti iz leta 2009 zahteva, da vodilni lokalni organi za poplave (LLFA), Agencija za okolje in naravni viri Walesa pripravijo in objavijo načrte za obvladovanje poplavne ogroženosti v šestletnem ciklu. Zakon Združenega kraljestva o podnebnih spremembah zahteva, da National Grid redno poroča o dejavnostih prilagajanja. Ta ocena in poročanje sta nacionalno omrežje spodbudila tudi k nadaljevanju dejavnosti zaščite pred poplavami.

Okvir nacionalne razdelilne postaje za poplavno obrambo se je začel leta 2008. Izvajanje protipoplavne zaščite pred plimovanjem in rečnim tveganjem naj bi bilo zaključeno do leta 2021. Kjer pa je bila ugotovljena učinkovitost pri usklajevanju del z razvojem večjih lokacij in shemami okoljskih agencij, bo majhno število lokacij preseglo ta datum. Nadaljnje naložbe v tveganja v zvezi s površinskimi vodami bodo izvedene v obdobju regulativnega poročanja 2021–2026.

Okvir nacionalne razdelilne transformatorske postaje za zaščito pred poplavami vključuje najrazličnejše posebne ukrepe, od katerih ima vsak določeno življenjsko dobo. Na splošno se življenjska doba giblje od 30 do 80 let. Nacionalno omrežje obravnava poplavna tveganja kot dolgoročno vprašanje prilagajanja in bo zahtevalo pogoste preglede in previdnost.

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