FLYTANDE STÄDER KAN LÖSA FRAMTIDA UTMANINGAR FÖR VÄRLDENS STORSTÄDER 

2020-05-18 / Ulf Kjellerup and Tina Vejrum

Myten om Atlantis har kittlat människors fantasi i århundraden. Men medan denna påhittade ö sjönk till havets botten och försvann, börjar moderna flytande städer – särskilt utformade konstgjorda öar – träda fram som verkliga lösningar på några av de största utmaningar som städer i hela världen står inför: överbefolkning och klimatförändringar. I Köpenhamn kommer två sådana projekt även att hjälpa staden att göra sig av med stora mängder jord som blivit över från de många byggprojekt som genomförs.

Idag bor omkring 55 procent av världens befolkning i stadsområden, en siffra som förväntas stiga till 68 procent 2050. Den urbanisering som pågår kan tillsammans med den globala befolkningstillväxten leda till att ytterligare 2,5 miljarder människor bor i stadsområden 2050. Samtidigt ligger stora städer oftast i kustområden och löper stor risk att drabbas av effekterna av klimatförändringar, inte minst i form av höjda vattenstånd och översvämningar.

Vi behöver nya, hållbara lösningar för att klara dessa utmaningar. Det finns en lösning som länge sågs som rena utopin och alltför osannolik, men som idag ofta diskuteras som en genomförbar lösning på problemen med överbefolkning och bostadsbrist, och som även kan minska de problem som kommer med ett stigande vattenstånd: flytande städer.

Att bygga konstgjorda öar utanför städer genom landåtervinning är förvisso inget nytt påfund. I framtiden kan det dock hända att dessa öar utformas både för att anpassa sig till klimatförändringar och för att erbjuda nya bostäder.

FLYTANDE KONSTRUKTIONER FÖRANKRADE I HAVSBOTTNEN

Flytande städer är byggda på stora flytande konstruktioner som är förankrade i havsbottnen eller på fastlandet. Konstruktionen kan vara av pontontyp om den ska flyta i landnära vatten, eller delvis undervattensanpassad på samma sätt som många av de oljeplattformar som ligger i områden med större vattendjup.

Konceptet flytande städer är fortfarande under utveckling, men tekniken som används är inte ny och det kan hända att vi inom ett fåtal år får se de första prototyperna testas.

Tekniken bakom flytande städer känner vi igen från flytbroar, som till exempel Bjørnafjordsbron i Norge, som kommer att bli världens största flytande bro. Det finns redan ett antal färdigbyggda flytbroar runtom i världen, däribland Nordhordlandsbron och Bergsøysundsbron i Norge, och Okanagan Lake Bridge i Kanada.

COWI utgjorde en av de arbetsgrupper som projekterade brolösningar över den fem kilometer breda Bjørnafjorden. Flera olika flytbrokoncept övervägdes, däribland en hängbro med flera spann baserad på spännstagsteknik, en sidoförankrad rak bro vars förankringar förs ned till havsbotten på upp till 550 meters djup, samt en ändförankrad välvd bro.

COWIs arbetsgrupp genomförde en rad analyser och drog nytta av egen spetskompetens inom marina operationer, hydrodynamik, vinddynamik, konstruktionsteknik, riskanalyser och reaktion vid kollision med fartyg.

Innan flytande städer kan förverkligas måste mängder av tester i vågbassänger genomföras, till exempel riskanalys, tester för att påvisa konstruktionernas stabilitet, säkerhet och tillförlitlighet, samt analyser av förankringsmetoder och hydrodynamik, dvs. de dynamiska effekterna som vågor har på strukturerna.

LÄMPAR SIG FLYTANDE STÄDER FÖR MÄNNISKOR?

Komfort är ett område som kommer att kräva grundliga studier. Hur påverkas vi av att bo på en flytande konstruktion? Påverkas vi av rörelser och vibrationer till exempel när vi sover? Det är fullt möjligt att traditionellt konstruktionsarbete kommer att behöva kombineras med fysiologiska och psykologiska undersökningar för att avgöra hur människor påverkas av att bo i flytande städer.

Även om konceptet flytande städer är nytt så är många av de underliggande teknikerna redan väl beprövade. Det handlar om en ny tillämpning av befintlig teknik och ett nytt sätt att tänka. Kompetens och kunnande kommer att inhämtas från olika områden, som flytbroar, marina konstruktioner och havsbaserade strukturer som oljeplattformar. Men en oljeplattform brukar vara utformad för en livstid på omkring 25 år. Flytande städer måste däremot klara minst 100 år.

UTFORMAD FÖR ATT KLARA DE SVÅRASTE OVÄDER

De första flytande städerna kommer sannolikt att vara förhållandevis små. Nederländerna med sina lågt belägna kustområden och sin höga befolkningstäthet är idealiskt för flytande städer. Andra starka kandidater är asiatiska megastäder som Singapore och Hongkong.

Ett av de mest intressanta projekten just nu, som det talas en hel del om i media, är Oceanix City. Det är utformat av den danske arkitekten Bjarke Ingels och är en del av FN:s boende- och bosättningsorgans (UN-Habitats) New Urban Agenda. Oceanix City har som mål att bli världens första motståndskraftiga och hållbara flytande samhälle, men är även översvämningssäkert och utformat för att klara de svåraste oväder. Om vädersituationen skulle ändras kraftigt under lång tid kan den flytande staden göra loss och bogseras till en annan plats.

EN KONSTGJORD Ö BYGGD AV ÖVERBLIVEN JORD

Landåtervinning i vattenområden för att utöka en stads yta är inte något nytt påfund utan har redan genomförts i många år, till exempel i Singapore. I Danmark har landåtervinning använts för att bygga bostadsområden som Amager och Nordhavn utanför Köpenhamn. I det senare fallet har marken utökats med 50 procent med hjälp av jord som blivit över i byggprojekt runtom i Köpenhamn.

Flytande städer och konstgjorda öar kräver enorma investeringar, men i Köpenhamn har utbyggnaden i Nordhavn och två andra nya projekt planerats med den huvudsakliga avsikten att göra sig av med överbliven jord och att återanvända stadens naturresurser. COWI deltar i båda de nya projekten, nämligen Lynetteholmen i Köpenhamns hamn och Avedøreholmarna i södra delen av Storköpenhamn.

Varje år grävs minst tre miljoner ton jord upp från den mark Köpenhamn står på. Lynetteholmen och Avedøreholmarna kommer att behöva totalt 90 miljoner ton jord under en tidsperiod på tjugo till trettio år och kommer att hjälpa staden att göra sig av med överbliven jord och utnyttja denna för att bygga nya landytor för bostäder och företag.

Urbaniseringen kommer att öka de närmaste decennierna och det är absolut nödvändigt att politiker och byggherrar grundligt studerar hur stadsutvecklingen påverkar miljön och hittar det optimala sättet att använda resurser som överbliven jord från byggprojekt. Det finns givetvis stora ytor runtom i landet där man skulle kunna bygga bostäder och kontor och skapa helt nya stadsområden. Men det är hållbarare att samla fler människor i redan befintliga stadsområden, som redan har en fungerande infrastruktur. Denna strategi löser också frågan om vad man ska göra med överbliven jord, utan att behöva kassera den, något som skulle vara en utmaning i sig själv.

När land återvinns upprättar man en gräns i havet och för ner en spontvägg eller någon liknande stödkonstruktion i havsbottnen. Sedan töms området på vatten och fylls med jord upp ovanför vattenlinjen, till en nivå som är hög nog för att klara framtida stigningar i vattenståndet.

Lynetteholmen kommer att ligga på ett vattendjup på upp till 13 meter, medan de nio holmarna vid Avedøre kommer stå på ett vattendjup mellan 3,2 och 5,5 meter, vilket kommer att göra projektet mer hanterligt. Istället för att föra ner en spontvägg i havsbottnen kommer stora stenar att placeras i vattnet vid Avedøre för att på så sätt skapa ett ramverk som sedan kan fyllas med jord.

DEN STORA UTMANINGEN: JORDTRANSPORTEN

Lynetteholmen kommer att ha en yta på 282 hektar och här kommer 35 000 personer att bo när holmen färdigställs 2070. Den kommer att ligga i norra delen av Köpenhamns hamn, och varje dag i omkring 40 år kommer hundratals lastbilar att köra genom centrala Köpenhamn för att forsla jord till platsen, något som givetvis kan bli störande för dem som bor och jobbar där.

Med en total yta på tre miljoner kvadratmeter fylld med jord kommer Avedøreholmarna att bebyggas med ett grönt industriområde för cleantech och andra högteknologiska företag. Tack vare läget i södra delarna av Storköpenhamn och närheten till motorvägen kommer jordtransporten bli mycket enklare och i mindre grad utgöra en fara för Köpenhamns invånare.

Ett alternativ som övervägs för Lynetteholmen är att transportera jorden med båt, men det skulle bli mycket dyrare och ge en betydligt starkare miljöpåverkan. Jorden skulle ändå behöva transporteras med lastbil till Nordhavn, där den skulle lastas över på pråmar för den 350 meter långa turen till Lynetteholmen.

Ett annat alternativ är att hämta jorden i Sverige, till exempel i Göteborg, där Nordens största stadsutvecklingsprojekt just nu pågår.

Det här är en av de viktigaste utmaningarna i projektet och utgör en flaskhals som förhoppningsvis kan åtgärdas inom ett och ett halvt år. Det är en del av den miljökonsekvensbedömning som måste genomföras innan politikerna tar beslut om Lynetteholmen-projektet.

ÖAR SOM SKYDDSVALL VID ÖVERSVÄMNINGAR

Lynetteholmen och Avedøreholmarna kommer att ligga i vardera änden av Köpenhamns hamn och är tänkta att skydda Köpenhamn mot framtida översvämningar. De ska utgöra ett slags första skyddsvall i situationer då vattenståndet stiger, och tanken är att en smart lösning ska utformas: en kontrollenhet som kan sättas i bruk för att undvika översvämningar. Enheten skulle kunna vara ett slags port på havsbottnen som fylls när vattennivån stiger och hindrar vattnet från att komma in i de inre delarna av hamnen.

Lynetteholmen skyddar mot vattenmassor i sydlig riktning, dvs. när vatten flödar från Nordsjön in i sunden och mot Östersjön. På samma sätt skyddar Avedøreholmarna mot vattenmassor norrut, när vinden vänder och vatten flödar tillbaka till sunden och ut mot Nordsjön.

Som beskrivs ovan kan flytande städer, eller konstgjorda öar, komma att bli ett allt vanligare svar på många av de utmaningar som kuststäder står inför.

De tekniska lösningarna finns redan. Det vi behöver göra nu är att utvärdera potentiella negativa effekter på miljön och komma fram till hur vi kan överkomma dem. Dessutom måste vi studera på vilket sätt vi påverkas av att bo på en flytande konstruktion, och för det krävs såväl fysiologiska som psykologiska undersökningar.

Vi har en minst sagt spännande resa framför oss.