Vključevanje prilagajanja v zasnovo podzemne železnice v Københavnu

Podzemni del podzemne železnice v Københavnu in del nad tlemi predstavljata izzive, povezane s podnebnimi spremembami. Na infrastrukturo lahko vplivajo zlasti močno deževje, neurja (ki se lahko povečajo z dvigom morske gladine) in neurja, kar vpliva na delovanje podzemne železnice in varnost potnikov. Projekcije o dvigu morske gladine in pojavu ekstremnih vremenskih pojavov so se v zadnjih letih bistveno spremenile. Pričakuje se, da bodo podnebne spremembe povečale tveganje izbruhov oblakov in neviht 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, v katerem je opisan razvoj danskega podnebja do leta 2100, se bo država soočala z dvigom morske gladine ter pogostejšimi in hujšimi ekstremnimi vremenskimi pojavi. Rezultati tega poročila temeljijo na scenarijih IPCC iz petega ocenjevalnega poročila. Podnebne simulacije in z njimi povezane negotovosti se izboljšajo s projekcijami, izračunanimi s sklopom podnebnih modelov CMIP5 (faza 5 projekta za primerjavo kombiniranih modelov). V skladu s poročilom bo gladina morja okoli Danske višja za 0,1–0,6 m po najbolj optimističnem scenariju (RCP2.6), za 0,2–0,7 m po vmesnem scenariju RCP4.5 in za 0,3–0,9 m po 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 povzročil povečanje višine neviht.

Poleg dviga morske gladine se pričakuje, da se bodo ekstremni vremenski pojavi (nevihte in oblačni izbruhi) pojavljali pogosteje in bodo hujši zaradi podnebnih sprememb, s čimer se bo povečalo poplavno tveganje za podzemno železnico v Københavnu. Te dogodke, ki imajo lokalne vplive, je težko projicirati, saj se lahko zelo razlikujejo na kratki razdalji.

Namen načrtovanih in izvedenih ukrepov je izboljšati zaščito sistema podzemne železnice v Københavnu pred nevarnostmi podnebnih sprememb, zlasti poplavami zaradi močnega deževja in neurja. Ukrepi so namenjeni zaščiti infrastrukture in obratovanja podzemne železnice ter varnosti potnikov.

Strategija Metroselskabet za prilagajanje podnebnim spremembam podpira vključevanje prilagajanja podnebnim spremembam v zgodnji fazi načrtovanja in dimenzioniranja prog podzemne železnice, tako da bodo pozneje potrebne le manjše stalne prilagoditve.

Za izboljšanje zaščite sistema podzemne železnice v Københavnu pred poplavami je bila pričakovana najvišja raven vode zaradi močnega deževja in neviht ocenjena ločeno za vsako postajo. To je omogočilo natančno določitev višine vsakega vhoda, stopnic, prezračevanja predora, rampe, tehnične sobe, gredi, dvigala ter nadzornega in vzdrževalnega centra. Poleg proge so zgoraj navedena območja in naprave najbolj ranljivi in lahko v primeru okvare vplivajo na obratovanje podzemne železnice in njeno varnost.

Za določitev najvišjega nivoja vode na vsaki postaji, ki ga povzročijo oblačni izbruhi, je bil upoštevan poplavni dogodek 1: 2.000 let, dogodek, ki ima 5-odstotno možnost, da se zgodi v življenju podzemne železnice (100 let). Doslej je bilo delo Metroselskabet na področju prilagajanja podnebnim spremembam osredotočeno na liniji M1 in M2. Zaradi podnebnih sprememb raven varnosti na teh progah ne ustreza več prvotno načrtovani ravni. Te linije so zdaj v celoti zaščitene pred poplavami, ki jih povzročajo oblačni izbruhi. Za novozgrajene odseke (M3 City Ring, M4 Nordhavn) in odseke podzemne železnice v gradnji (M4 Sydhavn) so bile upoštevane posodobljene podnebne projekcije prihodnjih pojavov in intenzivnosti izbruhov in neviht. Na podlagi teh predpostavk je bilo ugotovljeno, da je treba postaje podzemne železnice postaviti na različnih ravneh, med tremi in petimi metri, da se nepremične naprave zaščitijo pred poplavami, ki trajajo 10 000 let.

Poleg višjih 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 na nekaterih podzemnih postajah vključen korak, ki zahteva korak navzgor, preden greste na postajo.
• Kjer podzemna železnica teče od odsekov nad tlemi navzdol v predore, je bila vzpostavljena močna drenažna rešetka po tirih, kjer se nabira deževnica in se črpa, tako da ne pride v predore.
• V nadzemnem podzemnem sistemu so nameščeni odtoki ob tirih, ki vodijo vodo v lokalni kanalizacijski sistem.
• Vse podzemne postaje imajo črpalne zmogljivosti, zato se v primeru poplave predora voda samodejno črpa.
• Poplavna vrata so postavljena 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.
• Zaradi vgradnje vodoodpornih zunanjih vrat v tehniških prostorih na več postajah ter v električnih in mehanskih instalacijah so postala vodoodporna.
• Tehniške sobe so nameščene z 0,3 m dvignjenim pragom.
• Obzidje Gabiona je bilo zgrajeno vzdolž nekaterih izpostavljenih nadzemnih odsekov podzemne železnice, na primer na vzhodnem Amagerju. Gabionska stena je stena iz kletke, napolnjena s skalami; tehnika, ki se uporablja pri obalni obrambi in valobranih. To so strukturni elementi, ki se uporabljajo v nadzemnih odsekih, ki pa sami niso dovolj za zaščito pred poplavami.
• Vodoodporne stene (kombinacija betonskih in gabionskih sten) do višine 2,3 m so nameščene v linijah M1 in M2, ki zagotavljajo zaščito pred morskimi valovi vzdolž izpostavljenih nadzemnih odsekov podzemne železnice. V novih in načrtovanih linijah je lahko višina sten višja, kar odraža obravnavane povečane zahteve glede odpornosti proti podnebnim spremembam.

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

Čeprav so obstoječe in načrtovane proge podzemne železnice prilagojene podnebnim spremembam, zaradi spreminjajoče se narave podnebnih sprememb in s tem povezanih napovedi morda ne bodo zadostovale za popolno zaščito pred ekstremnimi pojavi, dvigom morske gladine in neurjem v prihodnosti. Predhodne analize, ki jih je opravila družba Metroselskabet, kažejo, da popolna zaščita delujoče podzemne železnice povzroča visoke stroške. Metroselskabet je ocenil, da je zunanja zaščita celotne regije glavnega mesta, Velikega Københavna, v socialno-ekonomskem smislu primernejša od zaščite samih objektov podzemne železnice. Raven ukrepov, potrebnih za zaščito podzemne železnice, je močno odvisna od tega, kako bo sprejeta odločitev za zaščito Velikega Københavna na splošno. Občina København si prizadeva za postopno zaščito mestnih elementov, za kar bodo potrebna desetletja.

Glavni institucionalni deležnik, ki sodeluje pri gradnji, obratovanju in zaščiti pred podnebnimi spremembami 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, ki je temeljilo na presoji vplivov projekta na okolje, izvedeni leta 2008; 200 državljanov je izrazilo zaskrbljenost glede projekta. Končni projekt sta zadevni mesti odobrili januarja 2009, ministrstvo za promet pa marca 2009. Projekt je bil končan in se je začel izvajati leta 2019.

Konzorcij podjetja CASJV (Cowi, Arup in Systra), odgovoren 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. Prilagajanje linije M4 in njenih razširitev (Norhavn in Sydhavn) na podnebne spremembe je poleg že načrtovanih vključevalo 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 leta 2002 oziroma 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, postavitev tehničnih komponent, postavitev postaj podzemne železnice, usmerjanje prog podzemne železnice in drugo. V nekaterih primerih so otežile vključevanje prilagoditvenih ukrepov.

Izvajanje ukrepov za zaščito podnebja v københavnskem sistemu podzemne železnice je financirala družba Metroselskabet. Financiranje rešitev za prilagajanje podnebnim spremembam je bilo vključeno v proračun za gradnjo in poslovanje. Skupni stroški mestnega obroča so znašali 22,4 milijarde DK, kar je približno 3 milijarde EUR, kar nekoliko presega prvotne predvidene stroške v višini 21,3 milijarde DKK. V ta znesek so vključeni stroški ukrepov za krepitev podnebne odpornosti, ločene informacije pa niso na voljo.

Glavna korist ukrepov za zaščito pred podnebnimi spremembami je preprečevanje škode na infrastrukturi in opremi podzemne železnice, okvar pri obratovanju 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 ta 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 izgradnje prve linije podzemne železnice (2002) in se nadaljuje do zdaj. Leta 2010 so se začela predhodna gradbena dela na novem mestnem obroču linije podzemne železnice (M3). Ta vrstica je bila odprta leta 2019 in je opremljena z višjo ravnjo zaščite pred sedanjimi in prihodnjimi tveganji, povezanimi s podnebjem. Gradbena dela se nadaljujejo z razširitvijo 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 vključevanje vidikov podnebnih sprememb v njihovo zasnovo še posebej pomembno.

Življenjska doba sistema podzemne železnice je približno 100 let, vendar je lahko na podlagi izkušenj drugih mest po vsem svetu še daljša. Če se dobro vzdržuje, bi morala življenjska doba strukturnih prilagoditvenih ukrepov zajemati življenjsko dobo celotnega 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