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威尼斯要沉了,科学家拿出的建议居然是——灌水?

果壳网 2019-12-10

11 月中旬,意大利著名旅游城市威尼斯又上演了一出 " 水淹七军 "。被威尼斯人称为 "acqua alta" 的周期性海潮再次来袭,湮没了这座城市大约 70% 的区域,著名的圣马可广场上被迫搭起了临时栈桥,供应市民和游客通行。

对于许多市民来说,这种不便已经成为了威斯尼日常生活的一部分,从深秋到来年初春,海水总是伴随着满月或东南海风涌入。沿街的旅店,咖啡馆和餐厅都在门口放好了防洪沙袋,还会准备雨靴和雨伞供人使用,但是无论对于游客,还是本地居民来说,一种隐隐不安的感觉却在增长:潮水来得越来越频繁了。

对于威尼斯居民来说,海潮侵袭已经是家常便饭 | www.nbcnews.com

一座 " 命里犯水 " 的城市

威尼斯,由 118 个大小不一的岛屿组成,被侵入的海水以及地下水形成的泄湖环绕,仿佛一块泡在水里,结构松散的海绵。今天的威尼斯,每年要被涌入的海潮侵袭 60 次以上。根据水文气象观测记录,进入 21 世纪以来,威尼斯已经遭遇了 130 次高于 110 毫米海浪的侵袭,然而在 100 年前,这个数字仅仅是 5 次。

海潮频繁造访威尼斯,要归咎于两个原因:首先,由于长期超采地下水用于城市生活和工业生产,以及不断拓展港口面积,导致整座威尼斯城在缓缓下沉—— 1950 至 1970 年,威尼斯整体下沉了 12 厘米。而另一方面,全球气候变暖,造成了亚得里亚海海平面逐渐上升:自 1870 年以来,威尼斯城市附近的海平面上升了 26 厘米。

大坝不是你想搭,想搭就能搭

为了挽救威尼斯,自 2003 年开始,威尼斯就开始建设代号 " 摩西 "(MOSE)的近海潮水拦截工程:这是一组以电力驱动的机械模块化堤坝,由 70 道巨大的黄色金属闸门组成,分布在亚得里亚海进入威尼斯泄湖的三个入口处。如果海浪袭来,这些闸门将被升起,将其拒之门外,保证泄湖水位不会大规模上升。

问题是,耗资 60 亿欧元的 " 摩西 " 不仅预算大大超支,并且工期严重延误。" 摩西 " 本应在 2011 年投入使用,但已经延期至 2021 至 2022 年—— 78 块堤坝闸门已经安装就绪,但升降动力结构还在安装调试阶段。威尼斯泄湖研究组织负责人皮尔保罗 · 坎波斯特里尼(Pierpaolo Campostrini)等专家已经提出警告,鉴于亚得里亚海平面上升的速度加快,从而导致拦截堤坝 " 摩西 " 可能在投入使用后,只能为威尼斯保驾护航几十年。

摩西水坝启动示意图 | https://www.reuters.com

原因何在?帕多瓦大学水利工程学教授路易 · 德阿尔帕斯(Luigi D ’ Alpaos)解释说,设计 " 摩西 " 所依据的海洋水文信息来自 80 年代,根据制定标准,当海平面超过海拔 110 厘米时,摩西系统才会被启动,所以按照当时标准,每年 " 摩西 " 的启动次数不会超过 15 到 20 次。然而来自 IPCC(全球政府间气候变化专门委员会)的观察报告显示,按照当前趋势,到了 2100 年,威尼斯城市附近的海平面将升高 60 到 110 厘米,这将导致海潮侵袭更加频繁,而且高度可以轻易越过 " 摩西 " 闸门,继续冲击威尼斯。不仅如此,频繁升起 " 摩西 " 还会导致威尼斯泄湖的生态环境恶化。

" 当威尼斯附近的海平面比今天的水平升高 50 厘米时,摩西可能每年必须开启 35 次以上,这样威尼斯泻湖每年被封闭的时间将达到 187 天,有时一次要关闭数周。" 德阿尔帕斯表示," 摩西 " 就成了一道隔离亚得里亚海和泄湖的永久性屏障,滞留在湖中的富营养污水,将使藻类疯狂生长,耗尽水中的氧气,进一步危害泄湖中鱼类种群和很多在该地区筑巢的鸟类,比如火烈鸟、游隼、黑天鹅和牛背鹭的生存。

让覆城之水,变成载城之水

那么,威尼斯真的只能在污染和水灾之间 " 两害取其轻 " 了么?帕多瓦大学环境工程学专家朱塞佩 · 甘博拉蒂(Giuseppe Gambolati)并不这样认为。他提出了一个大胆的方案:将大约 1.5 亿吨海水灌入威尼斯城市下的沉淀土壤层,使整个威尼斯的城市海拔得以向上 " 提升 "30 厘米左右。甘博拉蒂告诉我们,根据他的计算,整个城市被 " 升高 " 后,海平面必须达到海拔 140 厘米水平,才能形成 1 次对威尼斯的潮水侵袭,然而在最近 30 年中,这种状况每年平均只会发生 4 次。

威尼斯泄湖卫星照片,图中红点即为甘博拉蒂建议的钻井与海水注入工程位置 | https://www.researchgate.net/

甘博拉蒂的 " 注水提升地表 " 方案其实是一项历史悠久,非常成熟的工程技术。自 40 年代以来,这项技术就被全球大型石油开采公司使用,以促进原油产量,以及防止在石油采空后,开采区出现大规模的地面塌陷。根据甘博拉蒂的计算,只要花费 2 到 3 亿欧元,也就是 " 摩西 " 工程 3% 到 5% 的预算,就能在十年内,围绕整个威尼斯,在周长六公里的环形地带上完成钻井,将 1.5 亿吨海水注入地下 600 到 800 米处,形成了一个人造 " 咸水含水层 ",从而将整个城市 " 顶 " 起来。甘博拉蒂说,这个人造含水层存留的时间可能长达一个世纪,因为在这个深度的地壳中,紧致的黏土层能有效阻止海水上涌。

所以,威尼斯人,为了让这座历史悠久的文化名城继续生存下去,考虑一下往自己脚底下 " 灌水 " 吧!

(感谢路易 · 德阿尔帕斯和朱塞佩 · 甘博拉蒂先生提供的资料和大力帮助)

参考文献

[ 1 ] Giuseppe Gambolati, Land uplift due to subsurface uid injection, Journal of Geodynamics, 2011.1

[ 2 ] Luigi D ’ Alpaos, Morphological evolution of the Venice Lagoon: Evidence from the past and trend for the future, Journal of Geophysical Research Atmospheres, 2009.10

作者:朱步冲

编辑:odette

一个 AI

还不赶紧去威尼斯旅游下!再过个几十年就说不准了!

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