Vključevanje prilagajanja v zasnovo podzemne železnice v Københavnu

Podzemni del podzemne železnice v Københavnu in nadzemni del predstavljata izziv, povezan s podnebnimi spremembami. Infrastrukturo lahko prizadenejo zlasti močno deževje, neurja (ki jih je mogoče okrepiti z dvigom morske gladine) in neurja, kar vpliva na delovanje podzemne železnice in varnost potnikov. Napovedi o dvigovanju morske gladine in pojavu ekstremnih vremenskih pojavov so se v zadnjih letih znatno spremenile. Pričakuje se, da bodo podnebne spremembe povečale tveganje za oblačne izbruhe in nevihte bolj, kot je bilo prej predvideno, s čimer se bodo spremenili pogoji zasnove za visoko raven varnosti podzemne železnice. Zato so bile postopoma sprejete višje zahteve za zagotavljanje odpornosti podzemne železnice v Københavnu na podnebne spremembe.

Glede na poročilo danskega meteorološkega inštituta (DMI) iz leta 2014 o prihodnjem podnebju na Danskem, ki opisuje razvoj danskega podnebja do leta 2100, bo država doživela dvig morske gladine ter pogostejše in hujše ekstremne vremenske pojave. Rezultati tega poročila temeljijo na scenarijih IPCC iz petega ocenjevalnega poročila. Podnebne simulacije in z njimi povezane negotovosti so izboljšane s projekcijami, izračunanimi z ansamblom podnebnih modelov CMIP5 (faza 5 projekta medsebojnega primerjanja združenih modelov). Glede na poročilo bo morska gladina okoli Danske višja za 0,1–0,6 m pri najbolj optimističnem scenariju (RCP2.6), za 0,2–0,7 m pri vmesnem scenariju RCP4.5 in za 0,3–0,9 m pri bolj pesimističnem scenariju (RCP8.5). Ti podatki se nanašajo na konec stoletja (2081–2100) v primerjavi z referenčnim obdobjem 1986–2005. Dvig morske gladine bo skupaj s spreminjajočimi se vzorci vetra verjetno privedel do povečanih višin neviht.

Poleg dviga morske gladine se pričakuje, da se bodo ekstremni vremenski pojavi (nevihte in oblaki) pojavljali pogosteje in bodo hujši zaradi podnebnih sprememb, kar bo povečalo tveganje poplav za podzemno železnico v Københavnu. Te dogodke, ki imajo lokalne učinke, je težko napovedati, saj se lahko zelo razlikujejo na kratki razdalji.

Namen zasnovanih in izvedenih ukrepov je izboljšati zaščito københavnskega sistema podzemne železnice pred nevarnostmi podnebnih sprememb, zlasti poplavami zaradi močnega deževja in neviht. Namen ukrepov je zaščititi infrastrukturo in delovanje podzemne železnice ter varnost potnikov.

Metroselskabetova strategija prilagajanja podnebnim spremembam podpira vključevanje prilagajanja podnebnim spremembam že v zgodnji fazi načrtovanja in dimenzioniranja prog podzemne železnice, tako da so pozneje potrebne le manjše stalne prilagoditve.

Za izboljšanje zaščite podzemne železnice v Københavnu pred poplavami je bila za vsako postajo posebej ocenjena pričakovana najvišja raven vode zaradi močnega deževja in neviht. To je omogočilo identifikacijo natančne nadmorske višine za vsak vhod, stopnice, prezračevanje predora, rampo, sobo za tehniko, jašek, dvigalo ter center za nadzor in vzdrževanje. Poleg proge so zgoraj navedena območja in objekti najbolj ranljivi in v primeru okvare lahko vplivajo na delovanje podzemne železnice in njeno varnost.

Za določitev najvišjega vodostaja na vsaki postaji, ki so ga povzročili dogodki oblakov, je bil upoštevan poplavni dogodek 1: 2.000 let, dogodek, ki ima 5% možnosti, da se zgodi v življenju podzemne železnice (100 let). Doslej je bilo delo Metroselskabeta na področju prilagajanja podnebnim spremembam osredotočeno na progi M1 in M2. Zaradi podnebnih sprememb raven varnosti na teh progah ne ustreza več prvotno načrtovani ravni. Te proge so zdaj v celoti zaščitene pred poplavami, ki jih povzročajo oblaki. Za novozgrajene odseke (M3 City Ring, M4 Nordhavn) in odseke podzemne železnice v gradnji (M4 Sydhavn) so bile upoštevane posodobljene podnebne projekcije prihodnjega pojava in intenzivnosti oblakov in neviht. Na podlagi teh predpostavk je bilo ugotovljeno, da bi bilo treba postaje podzemne železnice postaviti na različnih ravneh, med tremi in petimi metri, da bi fiksne naprave zaščitili pred 10 000-letnimi poplavami.

Poleg povečanih nadmorskih višin kritičnih elementov podzemne železnice so bili opredeljeni in v zasnovo podzemne železnice vključeni najrazličnejši ukrepi za izboljšanje njene odpornosti na poplave, vključno z:

• Območje okoli vhodov v podzemne postaje je zasnovano tako, da zagotavlja odtekanje deževnice stran od odprtin. Poleg tega je bil na nekaterih podzemnih postajah vključen korak, ki zahteva korak navzgor, preden se spustite na postajo.
• Kjer podzemna železnica poteka od odsekov nad tlemi navzdol v predore, je bila po tirih, kjer se nabira deževnica, vzpostavljena močna drenažna rešetka, ki se črpa, da ne pride v predore.
• V nadzemnem sistemu podzemne železnice so nameščeni odtoki vzdolž tirov, ki vodijo vodo v lokalni kanalizacijski sistem.
• Vse podzemne postaje imajo črpalno zmogljivost, zato bo v primeru poplave tunela voda samodejno izčrpana.
• Poplavne zapornice so vzpostavljene na nekaterih podzemnih postajah, kjer je sistem podzemne železnice neposredno povezan z drugo infrastrukturo, da se podzemna železnica zavaruje pred poplavami iz drugih delov železniškega sistema javnega prevoza.
• Podzemne postaje so zaščitene pred povratnim tokom iz mestnega kanalizacijskega sistema.
• Vgradnja vodoodpornih zunanjih vrat v tehnične prostore na več postajah ter v električne in mehanske inštalacije jih je naredila vodoodporne.
• Tehnične sobe so nameščene z 0,3 m dvignjenim pragom.
• Gabionovi zidovi so bili zgrajeni vzdolž nekaterih izpostavljenih nadzemnih odsekov podzemne železnice, na primer na vzhodnem Amagerju. Gabionska stena je stena iz kletke, napolnjene s skalami; tehnika, ki se uporablja pri obalni obrambi in valobranih. Gre za strukturne elemente, ki se uporabljajo na nadzemnih odsekih, ki pa sami niso dovolj za zaščito pred poplavami.
• Vodoodporne stene (kombinacija betonskih in gabionskih sten) do višine 2,3 m so bile nameščene na progah M1 in M2, ki zagotavljajo zaščito pred morskimi valovi vzdolž izpostavljenih nadzemnih odsekov podzemne železnice. V novih in načrtovanih progah je lahko višina sten višja, kar odraža domnevne povečane zahteve glede odpornosti proti podnebnim spremembam.

Zaščita pred oblačnimi izbruhi in nevihtami je bila zagotovljena tudi v času gradnje, da bi zaščitili delavce in stroje

Kljub prilagajanju podnebnim spremembam zasnova obstoječih in načrtovanih prog podzemne železnice morda ne bo zadostovala za popolno zaščito pred ekstremnimi dogodki, dvigom morske gladine in neurji v prihodnosti, ob upoštevanju spreminjajoče se narave podnebnih sprememb in s tem povezanih projekcij. Predhodne analize, ki jih je opravila družba Metroselskabet, kažejo, da popolna zaščita podzemne železnice, ki obratuje, povzroča visoke stroške. Metroselskabet je ocenil, da je zunanja zaščita celotne regije glavnega mesta, širšega Københavna, v socialno-ekonomskem smislu primernejša od zaščite samo objektov podzemne železnice. Raven ukrepov, potrebnih za zaščito podzemne železnice, je zelo odvisna od odločitve o zaščiti širšega Københavna na splošno. Občina København si prizadeva za postopno zaščito urbanih elementov, za kar bodo potrebna desetletja.

Glavna institucionalna zainteresirana stran, vključena v gradnjo, delovanje in zaščito podzemne železnice v Københavnu, je Metroselskabet, podjetje, ki ga financirajo mesto København (50 %), danska vlada (41,7 %) in mesto Frederiksberg (8,3 %). Priprava projekta mestnega obroča je vključevala javno posvetovanje na podlagi presoje vplivov projekta na okolje, ki je bila izvedena leta 2008; 200 državljanov in državljank je izrazilo zaskrbljenost glede projekta. Končni projekt sta zadevni mesti odobrili januarja 2009, ministrstvo za promet pa marca 2009. Projekt je bil končan in je začel delovati leta 2019.

Konzorcij podjetja CASJV (Cowi, Arup in Systra), zadolžen za oblikovanje mestnega obroča (M3), je uporabil posodobljen model, da bi upošteval ekstremne poplave zaradi močnega deževja (kot se je zgodilo leta 2016) in ustrezno prilagodil zasnovo podzemne železnice ugotovitvam modela. Zaščita proge M4 in njenih razširitev (Norhavn in Sydhavn) pred podnebnimi spremembami je poleg že načrtovanih vključevala priporočila o prilagoditvenih ukrepih, ki jih je pripravilo svetovalno podjetje Rambøll.

Glavni dejavniki uspeha vključujejo: (i) sprejetje celostnega pristopa, vključno z vprašanji poplav v okviru celotnega koncepta zasnove podzemne železnice od faze izvedljivosti; (ii) v primeru mestnega obroča na podlagi izkušenj, pridobljenih med načrtovanjem in obratovanjem prejšnjih prog podzemne železnice (M1 in M2), odprtih v letih 2002 in 2007; (iii) doslednost in skladnost z načrtom prilagajanja podnebnim spremembam za celotno mesto.

Glavni omejevalni dejavnik je povezan s tehničnimi in operativnimi zahtevami, ki so bile prvotno določene za sistem podzemne železnice in so namenjene predvsem zagotavljanju optimalnih storitev javnega prevoza v trajnostnih gospodarskih razmerah. Take zahteve se nanašajo na lokacije postaj, namestitev tehničnih komponent, postavitev postaj podzemne železnice, usmerjanje prog podzemne železnice in drugo. V nekaterih primerih je vključevanje prilagoditvenih ukrepov postalo zahtevnejše.

Izvajanje ukrepov za zaščito pred podnebnimi spremembami v københavnskem sistemu podzemne železnice je financirala Metroselskabet. Financiranje rešitev za prilagajanje podnebnim spremembam je bilo vključeno v proračune za gradnjo in poslovanje. Skupni stroški mestnega obroča so znašali 22,4 milijarde DK, kar je približno 3 milijarde EUR, kar je nekoliko več od prvotno predvidenih stroškov v višini 21,3 milijarde DKK. Stroški ukrepov za krepitev podnebne odpornosti so vključeni v ta znesek, ločene informacije pa niso na voljo.

Glavna korist ukrepov za zaščito pred podnebnimi spremembami je preprečevanje škode na infrastrukturi in opremi podzemne železnice, okvar obratovanja in s tem povezanih finančnih izgub, povezanih z dogodki, ki jih povzročajo podnebne spremembe, zlasti poplavami.

Gradnja proge podzemne železnice M3 City Ring temelji na zakonu, ki ga je nacionalni parlament sprejel junija 2007. Opis projekta, ki je bil podlaga za navedeni akt, je naveden v Poročilu o liniji mestnega kroga, pripravljenem leta 2005. Zahteve za prilagajanje podnebnim spremembam so bile vključene v predlog projekta.

Vključevanje vidikov podnebnih sprememb v zasnovo podzemne železnice je stalen proces prilagajanja, ki poteka od načrtovanja in gradnje prve proge podzemne železnice (2002) in se nadaljuje do zdaj. Leta 2010 so se začela predhodna gradbena dela na novem mestnem obroču podzemne železnice (M3). Ta linija je bila odprta leta 2019 in je opremljena z višjo ravnjo zaščite pred sedanjimi in prihodnjimi tveganji, povezanimi s podnebjem. Gradbena dela se nadaljujejo s podaljški linije M4: (i) (Nordhavn) z dvema novima postajama, odprtima leta 2020 (Nordhavn in Orientkaj), in (ii) Sydhavn, ki naj bi začel obratovati leta 2024. Zaradi lokacije teh odsekov v bližini morja je vključitev vidikov podnebnih sprememb v njihovo zasnovo še posebej pomembna.

Oblikovalska življenjska doba sistema podzemne železnice je približno 100 let, vendar je lahko na podlagi izkušenj drugih mest po vsem svetu še daljša. Če bodo strukturni prilagoditveni ukrepi dobro vzdrževani, bi morala njihova življenjska doba zajemati celotno življenjsko dobo sistema podzemne železnice.

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

Metroselskabet, vključno z letnimi poročili Metroselskabet