Kopenhag metrosunun tasarımında adaptasyonu entegre etmek

Hem Kopenhag metrosunun yeraltı kısmı hem de yerin üstündeki kısım iklim değişikliği ile ilgili zorluklar oluşturuyor. Özellikle, şiddetli yağışlar, fırtına dalgalanmaları (deniz seviyesinin yükselmesiyle yoğunlaşabilir) ve fırtınalar altyapıyı etkileyebilir, metro operasyonunu ve yolcu güvenliğini etkileyebilir. Yükselen deniz seviyeleri ve aşırı hava olayları ile ilgili tahminler son yıllarda önemli ölçüde değişti. İklim değişikliğinin bulut patlamaları ve fırtına dalgalanmaları riskini daha önce tahmin edilenden daha fazla artıracağı ve böylece metro için yüksek düzeyde güvenlik için tasarım koşullarını değiştirmesi bekleniyor. Bu nedenle, Kopenhag metrosunun iklim korumasını sağlamak için daha yüksek gereksinimler kademeli olarak kabul edilmiştir.

Danimarka'daki gelecekteki iklimle ilgili 2014 Danimarka Meteoroloji Enstitüsü (DMI) raporuna göre, Danimarka ikliminin 2100 yılına kadar evrimini özetleyen ülke, deniz seviyesinin yükselmesi ve daha sık ve daha şiddetli aşırı hava olayları yaşayacak. Bu raporun sonuçları AR5 IPCC senaryolarına dayanmaktadır. İklim simülasyonları ve ilgili belirsizlikler, bir CMIP5 iklim modeli topluluğu tarafından hesaplanan projeksiyonlarla iyileştirilir (Çift Model Ara Karşılaştırma Projesi Aşaması 5). Rapora göre, Danimarka çevresindeki deniz seviyesi en iyimser senaryo (RCP2.6) için 0,1-0,6 m, ara senaryo RCP4.5 için 0,2-0,7 m ve daha kötümser senaryo için 0.3-0,9 m daha yüksek olacaktır (RCP8.5). Bu rakamlar, 1986-2005 referans dönemine kıyasla yüzyılın sonu (2081-2100) içindir. Deniz seviyesinin yükselmesi, değişen rüzgar desenleri ile birlikte, muhtemelen artan fırtına dalgalanma yüksekliklerine yol açacaktır.

Deniz seviyesinin yükselmesine ek olarak, aşırı hava olaylarının (fırtınalar ve bulut patlamaları) daha sık meydana gelmesi ve iklim değişikliği nedeniyle daha şiddetli olması ve böylece Kopenhag metrosu için sel riskinin artması bekleniyor. Yerel etkileri olan bu olayların projelendirilmesi zordur, çünkü kısa bir mesafe içinde büyük ölçüde değişebilir.

Tasarlanan ve uygulanan önlemler, Kopenhag metro sisteminin iklim değişikliği tehlikelerine karşı korunmasını, ağırlıklı olarak şiddetli yağış olayları ve fırtına dalgalanmaları nedeniyle sellerin iyileştirilmesini amaçlamaktadır. Önlemler, metro altyapısını ve işletmesini ve yolcu güvenliğini korumak içindir.

Metroselskabet’in iklim değişikliğine uyum stratejisi, metro hatlarının planlama ve boyutlandırma aşamasında iklim değişikliği adaptasyonunun entegrasyonunu destekler, böylece daha sonra sadece küçük devam eden ayarlamalara ihtiyaç duyulur.

Kopenhag metro sisteminin taşkınlara karşı korunmasını iyileştirmek için, yoğun yağış ve fırtına dalgalanmaları nedeniyle beklenen en yüksek su seviyesi her istasyon için ayrı ayrı tahmin edilmiştir. Bu, her giriş, merdiven, tünel havalandırma, rampa, teknik oda, şaft, asansör ve kontrol ve bakım merkezi için tam yükseklik seviyesini belirlemeyi sağladı. Pist dışında, yukarıda belirtilen alanlar ve tesisler en savunmasız olanlardır ve arıza durumunda metro işletimini ve güvenliğini etkileyebilir.

Bulut patlaması olaylarının neden olduğu her istasyondaki en yüksek su seviyesini belirlemek için, metro yaşamında (100 yıl)% 5'lik bir şansa sahip bir olay olan 1:2,000 yıllık bir sel olayı düşünülmüştür. Şimdiye kadar, Metroselskabet’in iklim ayarlama çalışmaları M1 ve M2 hatlarına odaklandı. İklim değişikliklerinin bir sonucu olarak, bu hatlardaki güvenlik seviyesi artık orijinal tasarlanmış seviyeye karşılık gelmiyor. Bu hatlar artık bulut patlamalarının neden olduğu sellere karşı tamamen korunuyor. Yeni inşa edilen (M3 City Ring, M4 Nordhavn) ve metrolar için (M4 Sydhavn) gelecekteki oluşumun iklim projeksiyonları güncellendi ve bulut patlaması ve fırtına dalgalanması olaylarının yoğunluğu dikkate alındı. Bu varsayımlara dayanarak, sabit tesisatları 10,000 yıllık bir sel olayına karşı korumak için metro istasyonlarının üç ila beş metre arasında farklı seviyelerde yerleştirilmesi gerektiği tespit edildi.

Kritik metro elemanlarının artan yükseklik seviyelerine ek olarak, aşağıdakiler de dahil olmak üzere sel direncini artırmak için metronun tasarımına çok çeşitli önlemler tanımlanmış ve dahil edilmiştir:

• Yeraltı istasyonlarının girişlerinin etrafındaki alan, yağmur suyunun açıklıklardan uzaklaşmasını sağlamak için tasarlanmıştır. Ayrıca, bazı yeraltı istasyonlarında, istasyona inmeden önce bir adım atılmasını gerektiren bir adım dahil edilmiştir.
• Metronun zeminin üstündeki kısımlardan tünellere doğru çalıştığı yerlerde, yağmur suyunun biriktiği ve tünellere girmemesi için dışarı pompalandığı raylar boyunca güçlü bir drenaj ızgarası kurulmuştur.
• Yer üstü metro sisteminde, suyu yerel kanalizasyon sistemine yönlendiren raylar boyunca drenajlar kurulur.
• Tüm yeraltı istasyonları pompalama kapasitesine sahiptir, bu nedenle tünelin su basması durumunda, su otomatik olarak pompalanır.
• Metro sisteminin doğrudan diğer altyapıya bağlı olduğu bazı yeraltı istasyonlarında, metroyu toplu taşıma tren sisteminin diğer bölümlerinden taşkınlardan korumak için kurulmuştur.
• Yeraltı istasyonları şehrin kanalizasyon sisteminden gelen geri akışa karşı korunmaktadır.
• Çeşitli istasyonlardaki teknik odalarda ve elektrik ve mekanik tesisatlarda su geçirmez dış kapıların montajı onları su geçirmez hale getirmiştir.
• Teknik odalar 0,3 m yükseltilmiş kapı ile donatılmıştır.
• Gabion duvarları, Doğu Amager gibi bazı yer üstü metro bölümleri boyunca inşa edilmiştir. Gabion duvarı, kayalarla dolu bir kafesten yapılmış bir duvardır; kıyı savunmalarında ve dalgakıranlarda kullanılan bir teknik. Zemin üstü uzanmalarda kullanılan yapısal elemanlardır, ancak selden korunmak için yeterince yalnız değildirler.
• M1 ve M2 hatlarında 2,3 m yüksekliğe kadar su geçirmez duvarlar (beton ve gabion duvarların birleşimi) yer üstü metro bölümleri boyunca deniz dalgalarına karşı koruma sağlayan M1 ve M2 hatlarına monte edilmiştir. Yeni ve planlanmış hatlarda duvarların yüksekliği daha yüksek olabilir, bu da artan iklim kanıtı gereksinimlerini yansıtır.

İşçileri ve makineleri korumak için inşaat döneminde de bulut patlamalarına ve fırtınalara karşı koruma sağlandı.

İklim ayarlı olmasına rağmen, mevcut ve planlanan metro hatlarının tasarımı, iklim değişikliğinin ve ilgili projeksiyonların evrimleşen doğası göz önüne alındığında, olayların, deniz seviyesinin yükselmesi ve gelecekte fırtına dalgalanmalarına karşı tam koruma için yeterli olmayabilir. Metroselskabet tarafından yapılan ön analizler, bir metronun operasyonda tam olarak korunmasının yüksek maliyetler gerektirdiğini göstermektedir. Metroselskabet, tüm başkent bölgesinin dışsal korumasının sadece metro tesisatlarını korumaktan daha sosyoekonomik açıdan daha uygun olduğunu değerlendirdi. Metroyu korumak için gerekli önlemlerin seviyesi, genel olarak Büyük Kopenhag'ın korunmasına nasıl karar verildiğine bağlıdır. Kopenhag Belediyesi, onlarca yıl gerektirecek kentsel unsurların aşamalı olarak korunması üzerinde çalışıyor.

Kopenhag metro inşaatı, işletmesi ve iklim yalıtımında yer alan ana kurumsal paydaş, Kopenhag Şehri (%50), Danimarka Hükümeti (%41,7) ve Frederiksberg Şehri (% 8.3) tarafından finanse edilen bir şirket olan Metroselskabet'tir. Şehir halkası projesinin hazırlanması, 2008 yılında yürütülen projenin Çevresel Etki Değerlendirmesi'ne dayanan kamu istişaresini içeriyordu; 200 vatandaş projeyle ilgili endişelerini dile getirdi. Nihai projenin onayı, Ocak 2009'da ilgili iki şehir ve Mart 2009'da Ulaştırma Bakanlığı tarafından yapılmıştır. Proje 2019 yılında tamamlanmış ve faaliyete geçmiştir.

City Ring’i (M3) tasarlamaktan sorumlu CASJV (Cowi, Arup ve Systra) şirket konsorsiyumu, yoğun yağış nedeniyle (2016'da meydana gelen) aşırı sel olaylarını dikkate almak ve metro tasarımını model bulgularına göre uyarlamak için güncellenmiş bir model kullandı. M4 hattının ve uzantılarının (Norhavn ve Sydhavn) iklim yalıtımı, Rambøll danışmanlık şirketi tarafından geliştirilen önceden planlanmış olanlara ek olarak adaptasyon önlemlerine ilişkin önerilerde bulundu.

Ana başarı faktörleri şunları içerir: (i) fizibilite aşamasından bu yana tüm metro tasarım konsepti içinde sel sorunları da dahil olmak üzere entegre bir yaklaşımın benimsenmesi; (II) Şehir halkası durumunda, sırasıyla 2002 ve 2007 yıllarında açılan önceki metro hatlarının (M1 ve M2) tasarımı ve işletilmesi sırasında edinilen tecrübeye dayanarak; (III) İklim değişikliklerine şehir çapında adaptasyon planı ile tutarlılık ve tutarlılık.

Ana sınırlayıcı faktör, öncelikle sürdürülebilir ekonomik koşullar altında en uygun toplu taşıma hizmetlerini sağlamak için belirlenen metro sistemi için kurulan teknik ve operasyonel gereksinimlerle ilgilidir. Bu tür gereksinimler, istasyon konumlarını, teknik bileşenlerin yerleştirilmesini, metro istasyonlarının yerleşimini, metro hatlarının yönlendirilmesini ve diğerlerini dikkate alır. Bazı durumlarda adaptasyon önlemlerinin entegrasyonunu daha zor hale getirdiler.

Kopenhag metro sisteminde iklim koruma önlemlerinin uygulanması Metroselskabet tarafından finanse edildi. İklim değişikliğine uyum çözümlerinin finansmanı hem inşaat hem de işletme bütçelerine dahil edildi. Şehir halkasının toplam maliyeti 22,4 milyar DK idi, bu da yaklaşık 3 milyar EUR, ilk öngörülen maliyeti 21,3 milyar DKK'nın biraz ötesine geçti. İklim koruma önlemlerinin maliyeti bu tutara dahildir ve ayrı bir bilgi yoktur.

İklim koruma önlemlerinin temel yararı, metro altyapısına ve ekipmanına zararların önlenmesi, işletme arızaları ve iklim değişikliğinin neden olduğu olaylarla ilgili finansal kayıpların önlenmesidir.

M3 City Ring metro hattının inşaatı, Haziran 2007'de ulusal parlamento tarafından kabul edilen bir yasaya dayanmaktadır. Bu eylem için temel teşkil eden proje açıklaması 2005 yılında hazırlanan Şehir Çevre Hattı Raporu'nda yer almaktadır. İklim değişikliğine uyum gereksinimleri proje önerisine dahil edildi.

İklim değişikliği yönlerini metro tasarımına entegre etmek, ilk metro hattının planlanması ve inşa edilmesinden bu yana (2002) devam eden ve bugüne kadar devam eden sürekli bir uyarlama sürecidir. 2010 yılında, yeni metro hattı şehir halkası (M3) üzerinde ön inşaat çalışmaları başladı. Bu hat, mevcut ve gelecekteki iklimle ilgili risklere karşı daha yüksek düzeyde koruma ile donatılmış 2019'da açıldı. İnşaat çalışmaları M4 hattı uzantılarıyla devam ediyor: (I) (Nordhavn) 2020'de açılan iki yeni istasyonla (Nordhavn ve Orientkaj) ve (ii) 2024'te devreye girecek olan Sydhavn. Bu bölümlerin denize yakın konumu nedeniyle, iklim değişikliği yönlerinin tasarımlarına dahil edilmesi özellikle önemlidir.

Metro sisteminin tasarım ömrü yaklaşık 100 yıldır, ancak dünya çapındaki diğer şehirlerin deneyimlerine dayanarak daha da uzun olabilir. İyi korunursa, yapısal adaptasyon önlemlerinin ömrü tüm metro sisteminin ömrünü kapsamalıdır.

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

Metroselskabet, Metroselskabet Yıllık raporlar dahil