Översvämningsskyddsram för nationella nätstationer i Förenade kungariket

I Förenade kungariket finns ett antal elstationer i svämplan. Transformatorstationer spelar en central roll i energiförsörjningsnätet. När översvämningar inträffar kan dessa falla ut, vilket leder till kaskadeffekter på andra sektorer som vattenförsörjning, hälso- och sjukvård, transport, kommunikation och akuttjänster. Starka vindar går ofta hand i hand med översvämningar och kan påverka distributionsnätet ytterligare, t.ex. genom att avlägsna stolpar och ledningar.

Utebliven energiförsörjning kan få långtgående konsekvenser för människors liv och få bredare ekonomiska konsekvenser, vilket i hög grad ökar de indirekta effekterna av översvämningar. Sommaren 2007 ledde en tillfällig översvämning till att omkring en halv miljon människor saknade tillgång till energi. De totala kostnaderna för detta evenemang beräknades överstiga 3,2 miljarder pund. En uppskattning av de ekonomiska kostnaderna för vinteröversvämningar (2015–2016) inom energisektorn (främst distribution) är 83 miljoner pund (låga 75 miljoner pund - höga 91 miljoner pund i 2015 års priser).

Klimatförändringarna förväntas förvärra översvämningsrisken och öka översvämningshändelsernas intensitet och frekvens.

The National Grid Substation Flood Defence Framework är ett rikstäckande program som syftar till att förbättra elöverföringsnätets motståndskraft mot alla typer av översvämningar (flod-, tidvatten-, pluvial- och grundvattenöversvämningar samt potentiella översvämningar från avlopp och dräneringar och översvämningar från reservoarfel). Det särskilda målet för de anpassningsåtgärder som genomförs genom detta program är att skydda det nationella nätets understationer mot översvämningar genom att förhindra att vatten kommer in i dessa infrastrukturer, vilket minskar risken för försörjningstryggheten och säkerställer att överföringsnätet upprätthåller elförsörjningen.

Åtgärder har identifierats och utformats för att säkerställa skydd mot en översvämning på 1:1 000 år, med beaktande av klimatförändringarnas effekter som förväntas i ett scenario med höga utsläpp (UKCP09, motsvarande IPCC SRES A1FI-scenariot) senast 2080. I de fall där detta mål inte kan uppnås kommer det nationella nätet att minska detta skydd för att skydda mot en översvämning på 1:200 år, samtidigt som man fortfarande beaktar klimatförändringarnas effekter 2050 per scenario med höga utsläpp eller en översvämning på 1:1000 på dagens nivåer.

Den strategi som tillämpades för att förbättra nätstationernas motståndskraft mot översvämningar bestod av två steg. Det första steget var inriktat på bedömning av sårbarhet och översvämningsrisk. Substations påverkade av en 1: 100 år, 1: 200 år, 1: 1000 år och 1: 1000 år + klimatförändringsöversvämningar identifierades, med beaktande av de förväntade effekterna av klimatförändringar enligt scenariot med höga UKCP09-utsläpp. Det andra steget handlar om identifiering, utformning och genomförande av översvämningsskyddslösningar för var och en av de kritiska transformatorstationerna. Detta steg har genomförts i två steg. I det första steget identifierades och skyddades elva högriskstationer. Dessa är transformatorstationer som kan uppleva påverkan under en översvämningshändelse på 1:100 år. Den andra etappen är inriktad på skydd av ytterligare 38 omformarstationer med medelhög risk. Dessa är transformatorstationer som kan drabbas vid en översvämning på 1:200 år eller 1:1000 år. Programmet inleddes 2008 och 2021 kommer alla National Grids 49 kritiska transformatorstationer (med hög och medelhög risk) att vara översvämningssäkra. Ytterligare uppskattningsvis 100 riskområden för ytvatten kommer att skyddas senast 2026.

Tillämpade lösningar för översvämningsbeständighet består av kombinationer av följande metoder: Översvämningsbarriärer. Flyttbara översvämningsskyddsåtgärder. jordstammar, Översvämningsdörrar och -portar. dräneringssystem och pumpstationer, Lagringsreservoarer för översvämningar. Markförvaltningsbaserade åtgärder. och samordnade lokala lösningar med miljöbyrån.

För större områden med flera riskpunkter är skydd av hela området i kombination med ovanstående åtgärder ofta det bästa och mest effektiva tillvägagångssättet för att säkerställa att hela verksamhetsområdet förblir skyddat mot översvämningsrisker. Detta innebär vanligtvis byggandet av en hård översvämningsvägg runt omkretsen av platsen. Detta tillämpades till exempel vid Walham transformatorstation, som ligger strax utanför Gloucester i sydvästra England, där stålpålar stoppades in i marken runt den 1 km omkretsen av platsen för att bilda en bas för försvarsmuren. Därefter byggdes en gjuten betongflodvägg mellan 1,6 och 1,9 m hög för att skydda platsen från en 1: 1000 års översvämningshändelse. Fem pumpstationer installerades också för att hantera potentiell läckage eller eventuell kvarvarande inträngning av översvämningsvatten. Ett annat exempel är transformatorstationen Stella South, som ligger nära floden Tyne i Newburn, och med en drift på 132 kV. Denna transformatorstation har skyddats genom en hård översvämningsbarriär och en mjuk jordvall byggd med lokala material för att minska byggnadens ekologiska påverkan. Aberthaws transformatorstation väster om Cardiff i södra Wales är ett tredje exempel. Denna 132 kV transformatorstation skyddas nu av en 2,4 m hög pålad betongflodvägg.

Hela områdesskydd är dock inte alltid det bästa tillvägagångssättet eftersom det kan minska översvämningsområdet för vattenlagring och kan omdirigera översvämningsvatten till grannhus. Förutsatt att kritisk utrustning inte påverkas av översvämningsvatten kan platsen förbli i drift även om den del av platsen är utsatt för översvämning.

National Grid insåg att översvämningsriskerna inte omedelbart skulle minskas och köpte ett första 1,7 km avtagbart barriärsystem och utökade detta till 2,3 km efter översvämningshändelserna under 2014–2015. Denna 2,3 km mobila försvarsutrustning ger möjlighet att skydda flera platser samtidigt: en mycket stor plats; eller två stora platser; eller tre platser av normal storlek. För närvarande finns det sju släpvagnar arrangerade som tre par (med den sjunde släpvagnen som bär extra hörn och utrustning) som kan fungera självständigt med egen gaffeltruck och dieselförsörjning för pumpar. Barriären är också tillgänglig för gasanläggningar och kan, med tillräcklig mobiliserings- och installationstid, användas på vilken plats som helst. 12 x 3000 liters pumpar som kan pumpa 3 ton per minut är en del av barriärutrustningen och kompletteras med ytterligare 10 mindre pumpar för användning i mindre områden som byggnader etc. Vanligtvis, från ankomsten till en genomsnittlig plats, skulle det ta 8 till 12 timmar att distribuera barriären beroende på komplexiteten på platsen. Barriärövningar utförs regelbundet.

National Grid övervakar väderrelaterade risker dygnet runt genom sitt kontrollrum. Dess anläggningar är registrerade i miljöbyråns varningssystem för översvämningar och får dagliga varningar från centrumet för översvämningsprognoser och partnerskapet för naturliga faror. National Grid deltar i arbetsgrupperna Flood Forecasting Centre och Natural Hazards Partnership, och data från MET-kontoret och andra väderprognoser övervakas för potentiella risker.

Den nationella ramen för skydd mot elöversvämningar tillämpas endast på elöverföring och har utvecklats för att genomföra ETR 138. Riskbedömningarna utfördes av ett antal professionella konsulter. Under faserna för sårbarhetsbedömning och utformning av översvämningsåtgärder samarbetade National Grid nära med den brittiska miljöbyrån, Natural Resources of Wales, lokala myndigheter, Internal Drainage Boards och dess energipartner inom ramen för ETR 138. Vid utvecklingen av ramverket baserat på ETR 138 har National Grid dessutom sökt godkännande för försvarsplanerna från avdelningen för affärs-, energi- och industristrategi (BEIS) och vår tillsynsmyndighet, Office of Gas and Electricity Markets (Ofgem).

Framgångsfaktorer för genomförandet av de anpassningsåtgärder som ingår i den nationella ramen för skydd mot elnätsöversvämningar är en tydlig vision, tydliga mål för resiliensnivåer, ett starkt ledarskap och ett gott samarbete och partnerskap med lokala och nationella myndigheter. Eftersom BEIS och Ofgem har undertecknat och är involverade i att ta fram och uppdatera ETR 138 har detta effektiviserat processen för finansiering och motiverat investeringarna i översvämningsresiliens.

Lokalt relevanta begränsande faktorer kan omfatta andra sektorer som inte arbetar för en så hög resiliensnivå. Eftersom översvämningsdata, modellering och erfarenheter från faktiska översvämningshändelser ständigt mognar och förfinas skapar detta en utmanande situation för att upprätthålla ett mål på 1: 1000 motståndskraftsnivå. Det finns flera exempel på platser där översvämningsnivåerna antingen har ökat eller minskat, vilket sedan har påverkat lösningen för översvämningsresiliens.

Den totala kostnaden för genomförandet av den första fasen av National Grid Substation Flood Defence Framework är cirka 117 miljoner pund, med en förväntad ytterligare 59 miljoner pund för ytterligare investeringar i resiliens för ytvattenrisker. Utgifterna för demonterbara försvar beräknas till mellan 2,5 och 3 miljoner pund och omfattar utplacering för både övningar och verkliga evenemang.

Förväntade fördelar är skydd mot översvämningar av nationella nätstationer och underhåll av energiförsörjningen, vilket förhindrar kaskadeffekter på andra sektorer och tjänster.

De viktigaste rättsliga drivkrafterna för anpassningsåtgärderna i den nationella ramen för skydd mot översvämningsrisker är förordningen om översvämningsrisker (2009), som är en del av genomförandet av EU:s översvämningsdirektiv, och Förenade kungarikets klimatlag (2008), inbegripet de periodiska rapporteringskraven per sektor.

Enligt förordningen om översvämningsrisker från 2009 ska ledande lokala översvämningsmyndigheter, miljöbyrån och Natural Resources Wales utarbeta och offentliggöra planer för hantering av översvämningsrisker under en sexårsperiod. Enligt den brittiska klimatlagen ska National Grid regelbundet rapportera om anpassningsåtgärder. Denna bedömning och rapportering har också uppmuntrat det nationella nätet att fortsätta med översvämningsskyddsverksamhet.

The National Grid Substation Flood Defence Framework startade 2008. Genomförandet av översvämningsskydd mot tidvatten- och flodrisk förväntas vara slutfört senast 2021. Om effektivitetsvinster har identifierats när det gäller att samordna arbetet med större anläggningsutveckling och miljöbyråernas system kommer dock ett litet antal anläggningar att gå längre än detta datum. Ytterligare investeringar i ytvattenrisker kommer att göras inom den lagstadgade rapporteringsperioden 2021–2026.

Den nationella ramen för skydd mot översvämmade elnät omfattar en rad olika specifika åtgärder, som var och en har en specifik livslängd. I allmänhet varierar livslängden mellan 30 och 80 år. National Grid ser översvämningsrisker som en långsiktig anpassningsfråga och kommer att kräva frekvent översyn och vaksamhet.

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