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沉陷的威尼斯

2005-04-29

大自然探索 2005年8期
关键词:威尼斯人泻湖自动门

黄 隐

威尼斯,世界浪漫之都,卡萨诺瓦风流之城,它曾经一度极端富有、极具繁华。富丽堂皇、华美绝伦……所有这些言词都不足以描述威尼斯,即使是在第二次世界大战期间,也没有一个国家敢贸然轰炸它。但是今天威尼斯正遭遇前所未有的危机。

端倪最早出现于1966年11月4日,一场罕见的大潮携带巨大的海浪席卷威尼斯,而且整整1 5小时驻留不去。威尼斯被淹没于一片海水之中,以具有900多年历史的长方形圣马可教堂为代表建筑的古老圣马可广场积水齐膝,所幸没有造成人员伤亡。

尽管关于威尼斯洪水的最早记载见于13世纪,但是今天洪水在威尼斯出没更加频繁,几乎成了威尼斯人生活的一部分。那些弥漫着历史气息的15、16世纪的古老建筑,时常被洪水淹没,房基的墙砖正被海水一点点无情地侵蚀、剥落。威尼斯和世人被迫面临可怕的现实——总有一天,威尼斯将沉入大海。

拯救威尼斯已经迫在眉睫。

但是,怎样才能拯救威尼斯?问题的关键不仅仅在于威尼斯本身在下沉,更重要的是海平面在上升。全球海平面部在上升,威尼斯不过是面临威胁的城市之一,不巧的是它又正好建造在位于海平面的一块沉降的盐沼地上,所以问题凸显出来。

运河上传来的警报声

现在,威尼斯人每年都要听到几次沿着密布的运河传来的警报声,对威尼斯人来说,警报只意味着一件事情——洪水即将来临。

每年10月至次年1月,威尼斯的一些地势最低洼的地区几乎每天都浸泡在水中,其中包括圣马可广场,其余大部分地区也要被淹六七次。在潮湿的季节里,人们外出必须穿橡胶雨靴,否则可能寸步难行。

威尼斯人给大潮带来的洪水取了一个名字:“安科沃安尔特”,现在它在英文词典中已经成了不时淹没威尼斯中心区域洪水的专用代名词。“安科沃安尔特”给威尼斯带来了一系列混乱:黏稠、泥泞,让人感到很不舒服;环境污染,想把手伸进水中抚弄一下都成了奢望;许多学校的操场成了摆设,学生们根本无法在那里进行体育运动;有时候水位抬得太高,一些桥洞连救生船都无法通过,水上巴士只好分别在桥两边往返运行。

其实,“安科沃安尔特”给威尼斯人带来的不便还算不上什么,更为可怕的是,很多时候,当汹涌的潮水淹过由不透水的伊斯的利亚石垒砌的建筑基础后,会一步步向上侵蚀地板、剥落墙壁,洪水根本不会顾及古老建筑的悠久历史和艺术价值。圣马可教堂是威尼斯人最引以自豪的标志性建筑,它的外墙装饰石头全部来自地中海,但是现在这些石头也难逃厄运,洪水几乎每天都在侵害它们的“肌肤”。

曾几何时,威尼斯人垄断了地中海的贸易船队。当日渐富有后,威尼斯的商人和银行家们开始缔造自己理想中的帝国,可以说威尼斯的光彩、威尼斯的财富,都是从海上随风而来。但是现在汹涌的海水又是怎样消解和毁坏着自己曾经创造的一切呢?

风暴与潮汐:联手作孽

对于威尼斯来说,问题的症结在于“位置,位置,还是位置”。如果有一天你想建造一座城市,请记住:千万不要选择一个未经验证的地方。

位于亚得里亚海的最北端,威尼斯实际上“漂浮”在一个面积为5万公顷的浅浅的泻湖上,泻湖周长50千米,直径20千米,湖水仅深1.2米,其间的118个岛屿由大约400座桥梁连接。泻湖外围绵长成串的小岛如栅栏般将威尼斯与大海隔开,只由三个入口将泻湖和大海连在一起,这里是船只和潮水通往城里的通道。因此,总有一些出人意料的大潮时不时地从冲进入口涌向城里,造成洪水泛滥。

众所周知,在正常情况下,潮汐的涨落主要由月亮控制,当然太阳在其中也扮演了重要角色。这样的天文潮很容易预测,而且强度也不很极端。在威尼斯天文高潮和低潮时潮水的高度相差只有几个厘米,就是在新月或满月日寸也不会超过8厘米。因此,威尼斯的问题不在于月亮。

真正对威尼斯形成致命威胁的是引起“安科沃安尔特”的大潮,而造成大潮的最主要原因是天气,尤其是来自南面的风——在大风的持续驱动下,海水不断涌向泻湖形成高潮。造成1966年那场洪水的原因就是风暴和低气压联手制造出巨浪,巨浪推动海水直抵泻湖。由于风暴的持续推动,前一波海浪还未退出泻湖后一波又涌了上来,最后海水滞留时间长达15小时。

因此,预测“安科沃安尔特”的关键在于预测来自南面的风暴。从1966年以后,威尼斯人开始更多地关注天气对潮汐的影响,相关部门在亚得里亚海岸外20千米的洋面上设立了气象平台,24小时收集温度、湿度、风速、气压等与风浪相关的数据,数据最终传送给城里的气象小组进行分析。一旦预测有风暴出现,全市的警报就会拉响。提前发出的警报,为将洪水造成的损失最小化提供了可能。比如人们可以提前在家门口或商店门口设置障碍阻止水进入底层。尽管如此,洪水的威胁还是无法从根本上消除。

让人更担忧的是,现在洪水的发生越来越频繁。一个世纪以前,作为威尼斯最低洼处的圣马可广场,一年中被水淹的次数大概是9次,而现在是近100次。其实,威尼斯人最初在修建房屋时已经考虑到了如何抵御海水影响,让我们来看一看威尼斯最典型的基础部分一运河。正好有一条修缮之中的运河,它裸露的基础部分同时向我们展示了威尼斯成功的秘密和最致命的缺点。剥开基础的最外层,可以看到丛丛林林排列的圆木支架,圆木穿过3-5米厚的松软泥土层,最后被固定在岩基层上。圆木的外面包裹着好几层防水石头,可以保证海水袭击低层基础结构时,上面的建筑能安然无恙。但是现在洪水已经逼进极限:水位突破下层基石,直接影响到上层建筑。威尼斯绝大多数建筑都是砖结构,砖的外面有时候包覆着一层灰泥,这些砖松软、多孔,容易渗水而受到海水侵蚀。

根据有关专家进行的试验,可以看出洪水对威尼斯建筑外墙砖的侵蚀过程。研究人员把一块砖放进几毫米深微含盐分的水中,很快,水浸透整块砖,等水被吸干后,盐开始结晶;再放入水,盐重新溶解,进而更深入地浸透砖体内部,然后再变干、再结晶。如此反复,最后砖一点点开裂,碎屑像面包渣一样掉下来。这个过程向我们展示了在威尼斯古老的墙砖中所发生的一切。

现在,几乎威尼斯的所有建筑的底层都非常潮湿,充满令人不悦的霉味。所以,从20世纪50年代以来,大多数的居民要么搬到楼上生活,要么被迫外迁。现在威尼斯人口已流失过半,不足7万,而在上世纪50年代之前这里的常住人口达15万。另外,威尼斯的居民在面对洪水的同时还不得不逃避蜂拥而至的游客们。每年来自世界各地的游客大约有1500万人,而且他们至少要在威尼斯呆上几天,结果,无论是食品还是渡船的价格都非常昂贵。因此,有人说威尼斯不再是一个适合生活的城市,它更像是一个博物馆,一个非常非常潮湿的博物馆。

自动门:威尼斯的救星?

威尼斯的出路在哪里?自从遭受1966年的洪水袭

击以后,意大利人就开始了寻找保全威尼斯方法的漫长的历程。

荷兰,一个几乎全部疆土都位于海平面以下的国家,但是,它没有让一滴水侵入。

荷兰一度是地球上水患最为严重的国家,绝大部分地区都位于海平面以下。从17世纪开始,荷兰人用一道土筑堤坝将大海挡在了海湾外面,然后依靠大量风车驱动水车提水,海水通过运河最后流向大海。

但是,这个海防系统并非尽善尽美。1953年1月,一场强大飓风带来的罕见大潮袭向海岸,冲破防护海堤,造成1835人丧生,7万人流离失所,三分之一的国土陷入汪洋之中。

有了这样沉痛的教训,在接下来的50年中,荷兰人斥巨资修缮海堤,希望将自己与北大西洋边缘海域——北海隔离开来。但是,这样的做法对于一些港口来说,比如在世界上都举足轻重的鹿特丹港,永久性屏障的修建意味着是一场经济浩劫。鹿特丹是全球最大港口之一,位于荷兰西南部。

为此,荷兰人提出了一个全新的大胆的设计方案——修建两扇自动门:在北部海水失控时自动门从海底自动漂浮起来,锁闭河流入口。为了抵御海浪的巨大力量,自动门必须庞大结实,每一扇钢结构的门都高达七层楼,而附属的机械臂与著名的埃菲尔铁塔一样高。当海上风平浪静时,自动门可以打开来倚靠在河堤边或灌满水沉入河床;一旦预报有大风暴来临;巨大的机械臂就推动门在河中心地带合拢。

此项工程于1997年完成,至今还没有经历过真正意义的大风暴袭击,按照设计标准它可以抗击十年一遇的巨大风暴。可以说,荷兰的海堤系统和自动门屏障共同创造了人类工程史上的奇迹。那么,这样的方案对威尼斯能奏效吗?

威尼斯人一直在寻求完善、上佳的解决方案,其中最引人关注的就是自动门防洪方案。该方案计划在泻湖的三个入口处安装三排共79扇自动门,这些门就像一排排低矮的牙齿一样守护在泻湖入口。在绝大多数时候,钢制自动门都平静地躺在海底的特制机架上,只有当异常海浪威胁到城市安全,水位超过警戒水位1.1米时,经压缩的空气将被快速输入自动门中空的部分,由此产生的浮力让自动门向海面倾斜,最后彻底阻挡海浪的袭击。

每扇门设计大约宽20米、厚5米、高30米,能抵御平均水位超过1.1米的大潮,同时在使用过程中来自两面的水压能维持自动门的平衡。当潮水退去时,水重新流入自动门中空部分,使自动门沉入水中。此项工程连同配套工程计划耗资19亿英镑,耗时10-20年,设计寿命100年。这同时意味着海底850万立方米的岩石层将作为基础,承受数千根金属柱及门的重量。

那么,这样的门是否抵挡得住海浪的巨大力量?让我们来看看它的内部结构:每一扇门的内部都有一个重达300-400吨的钢结构支架,而且设计独具匠心、富有新意:当处于使用状态时,独特的设计构造能使自动门随着海浪的方向和节律前后移动。这样,海浪的巨大力量就从门的两面被重新传递回海水,海底基础部分和支撑结构受到的冲击力则相当小,这可在极大程度上减少对基础和支架的损害。

工程设计者相信自动门是拯救威尼斯的最佳方案。

不久前,大自然给了自动门设计者一个绝好的机会来测试设计方案的效果。2000年11月6日,按照天文潮汐的规律,将会有一个中等尺度的大潮来临,估计水位增高不会超过10厘米。但是,那天晚些时候,气象报告说来自海上的风暴可能使潮水增高80厘米,这样的潮位已经能在一定程度上造成洪水。但是出人意料的是,不久风暴突然变化,将事情推向更坏的境地:到了晚上9点,海潮已经涨高1.2米,足足淹没了威尼斯93%的地区。

根据采集到的相关数据,研究者在计算机上模拟了风暴过程以了解自动门的效果。在模拟过程中,自动门关闭了9个小时,泻湖水位上升不到70厘米。根据设计者推测,一旦自动门重新开启,潮水的冲刷将很快带走泻湖中堆积的污染物。但是,如果情况更糟,不得不在整个季节里都关闭自动门,泻湖的水质会发生什么样的变化呢?

要知道,随着海平面的上升,自动门将不得不频繁地关闭。更重要的是,从20世纪开始,威尼斯正以一种异乎寻常的速度下沉。

人为因素:助纣为虐

在沉降这个问题上,阿尔卑斯山难逃“罪责”。由于地质板块的巨大挤压,阿尔卑斯山的重量集中于意大利北部地区,最后以每年5毫米的速度将北部地区缓慢地推向海里。不过,真正对威尼斯造成伤害的还是来自地下的变化。

威尼斯城坐落在一块盐沼地上。盐沼地的最上面是薄薄的一层泻湖沉积物,相当部分是泥土,往下是大约1600米厚的河流沉积物,现在这些沉积物正在一点点地被压实。结果,威尼斯就像建造在一块充满水的巨大的海绵上,当重量不断增加时,水被挤压出来,“海绵”越变越薄。

除了自然下沉,人为因素也加速了威尼斯下沉的速度。

我们今天所看到的威尼斯的一切并不是自然进化的结果,而是人类长期干涉自然的结果。的确,人类活动与威尼斯和泻湖的相互交织、影响已经延续了好几百年甚至上千年。今天的威尼斯由运河将岛岛相连,再由一条人工堤道与大陆相连。但是在1600年以前,这里却是一片截然不同的景象:一串串沼泽地被水浅浅地包围着,淡水和海水间或其间。

据考证,威尼斯最早的定居者可能是为了躲避匈奴王阿提拉的迫害而逃亡至此。公元5世纪,强盛的游牧匈奴帝国的国王阿提拉率军队最早入侵罗马。威尼斯先民选择泻湖作为自己的栖身地,就是因为这里地形险要,只有当地人才知道哪些水道足够深允许船只通过。阿提拉最后被迫放弃威尼斯。

摆脱了外来入侵者的掠夺之后,雄心勃勃的威尼斯人开始发展和垄断东地中海的贸易和海上运输,这是威尼斯财富积聚的源泉和力量。但是,到14世纪,自然的力量开始消解威尼斯在泻湖庇护下的繁荣和富有。

至关重要的转折发生在14世纪中叶,大量芦苇和沼泽开始侵入泻湖,沼泽的出现首先污染了泻湖水质,将威尼斯推向死亡和疾病的阴影笼罩中,生态环境变得极端脆弱。同时,几条流入威尼斯的河流开始沉积大量淤泥,最后泻湖变得很浅,只有50-60厘米深,浅得像一个沼泽地。蚊蝇滋生、疟疾泛滥,威尼斯即将失去自己最完美的防御系统。在经过大量辩论和考证之后,威尼斯人实施了一场声势浩大的公众工程:耗时两个多世纪建造了一系列大运河,从而改变了主要河流的走向,使之围绕泻湖流动而不深入其中,这样淤泥只能沉淀在泻湖外围。工程取得了明显的效果,泻湖停止了淤泥的堆积,但是,威尼斯人没有想到的是,自然给他们留下了另一个问题,一个更难解决的问题——沉降。

在今天,威尼斯的下沉速度越来越快,在过去不到100年的时间中,威尼斯相对海平面已经下降了23厘米。可以说,地下水的开采是造成威尼斯加速下沉的根源之一。威尼斯的摩根哈瑞港工厂密布,机器昼夜轰鸣不停地抽取地下水。从上世纪30年代起,地下水的抽取进

入了“疯狂掠夺”式的高峰期。直到70年代,威尼斯人才开始认识到是地下水的缺失促使整个城市以一种异乎寻常的速度下沉,于是地下水的大量开采停了下来,但这时威尼斯的下沉速度已经远远超过了自然引起的下沉速度。

抬高,简单易行的办法

当城市地面越来越低,当建筑物越来越频繁地被洪水淹没时,威尼斯人的祖先选择了一个简单易行的应对办法——抬高地平面。

威尼斯人与自然抗争的最早痕迹可以从最北端的托科罗岛上找到。岛上地面沉陷非常厉害,如果没有抽水泵整天不停转动,许多低洼的地方简直就成了游泳池。现在只有极少数居民还生活在岛上。考古学家阿尔伯特·安默曼从一座有900年历史的教堂房基底层发现了岛上居民如何与沉降作斗争的证据——不断垒高的地层。

这些人工垒积的地层有5-6层,一层一层叠加,每一层大概有15-30厘米厚。可以看出,那日寸洪水泛滥已是一个经常性的问题,而岛上居民处理问题的办法很简单,就是不断地调整地面高度,一层又一层。这一点还可以从威尼斯许多古老房屋门前都有台阶得到说明。在当时这些台阶能确保房屋很好地躲过大潮的袭击,但现在它们浸没于水中,长满了绿绿的海藻,只有在低潮时才偶露“尊容”。因此,有人认为现代威尼斯人想要对抗洪水,效仿祖先的办法是一条很好的出路。比如,将人行道和运河抬高30-40厘米,就可以非常奏效地对付中等强度的大潮,而在威尼斯绝大多数洪水都是由中等强度的大潮引起的,同时这个方案给威尼斯造成的影响非常小,甚至微乎其微。

应该说,这一方案在一定程度上可以应对威尼斯洪水泛滥问题,但是不能从根本上解决问题,因为城市的抬高是有限度的。

还有什么办法呢?又有人提出了一个方案——将泻湖的三个入口变窄。他们认为入口越小,进入泻湖的水就越少,潮水也就越低。但这个方案的问题是狭窄的入口只能解决那种进入和退出都非常快的大潮,对一些停留时间长的大潮则无济于事。此外,变窄泻湖入口会带来另一些问题,比如污染。

今天,泻湖是地中海地区最大的盐沼地,被威尼斯人珍视为有着天然美感的一块瑰宝。同时,泻湖还是整个欧洲最为著名的观鸟胜地,每年迁徙季节,数以万计的鸟儿在迁徙途中都会在泻湖停留,以生活在浅水区里无以计数的鱼虾为生,而泻湖微咸的水为鱼虾的大量繁殖提供了充足的食物来源。因此,如果进入泻湖的新鲜海水减少,鱼虾将因缺少氧气和养分而死亡,鸟类也会因此失去食物来源。

同时,如果缺少了潮汐的清洁作用,在目前的威尼斯根本无法解决污染问题。因为历史原因,威尼斯没有基本的城市污水处理系统,因此绝大多数家庭的生活污水都直接排放到运河里面。划着船在威尼斯到处走走,你时不时地可以看到肥皂水正汩汩地从洗衣机里直接排人运河。除此之外,位于摩根哈瑞港口附近的工业区有不少工厂一直以夹都将大量化学污染物直接排放到运河里,每天的排放量达30万吨。还有农业污染,比如许多肥料残留物都直接流入了波河河谷,最后进入泻湖。在正常情况下,所有这些污染物最后都在退潮日寸随着潮水被带入大海得到有效清除,每天两次。但如果泻湖入口被关闭或是变窄,情况会怎样呢?许多环境保护者对此十分担忧。

海平面上升:雪上加霜

全球气候变暖至今仍然是一个有争议的话题,尤其是它对海平面的影响更是众说纷纭。几个世纪以来全球海平面在不断上升。好莱坞大片《水世界》运用电脑特技为人们演绎了一个可怕的世界末日:由于全球变暖,两极冰雪融化,海平面上升,全球遭受灭顶之灾,最后一片陆地成了炙手可热的东西。著名电影明星凯文·科斯特纳在影片中肩负拯救地球的使命,正邪双方为最后一片陆地展开了激烈的争夺。在好莱坞最负盛名的导演斯蒂芬·斯皮尔伯格执导的另一部影片中,曼哈顿变成了一片水乡泽国。试想,如果纽约的曼哈顿都成了这个样子,威尼斯就更加无望,面临的恐怕只有消亡。

当然,无需地球冰雪全部融化,只要气候稍微变暖一点,全球冰雪只融化极少一部分,海洋都会扩张。科学家估计,在未来100年中,全球海平面将上升10-90厘米。

面对海平面的日渐上升,威尼斯的命运如何呢宁考古学家阿尔伯特·安默曼在对威尼斯一些古老建筑进行了不同层面的检测和年代测定后认为,在威尼斯历史上每100年海平面平均上升12.7厘米。因此有人担心在将来的某个时候,或许是2060年、2070年以后,自动门不得不日复一日、周复一周地关闭,有些日子里甚至可能一天关闭两次。这意味着在未来的100年中,威尼斯将终年面临洪水袭击,届时,现在提出的自动门方案可能于事无补。

现在,威尼斯政府似乎已经打算启动自动门计划,这将耗用至少10年时间。如果自动门建成,毫无疑问它们能阻挡最糟糕的洪水袭击,至少是在短期内。同时启动的还有一项低水位洪水(即水位低于1.1米警戒线的洪水)防御工程,其中包括沿用传统的方法如抬高人行道和门槛等。

值得思考的问题是:如何永久性地解决威尼斯面临的困境。究其根本应该有两种可能的解决方案:一是将威尼斯城市与泻湖隔离开;二是用永久的海堤将泻湖与亚得里亚海隔离开,把泻湖彻底变成淡水湖。但是,对于一个与海洋有着密不可分关系的城市来说,这两种方案都是不可想像的。也许面对不断上升的海平面,人们终究不得不放弃一些东西。

现在,所有热爱威尼斯的人都屏住呼吸等待着,希望经历了许多世纪风吹雨打的威尼斯能保留住它夺目的光彩,永存人间。

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