威尼斯水文环境危机与可持续发展解决方案

长期以来,威尼斯一直受到海潮和洪水的威胁和破坏。水一直是威尼斯人关心的问题。它需要谨慎规划和大量投资,以避免招致被洪水淹没一样的结局。然而,与此同时,水具有吸引力和魅力,没有它,威尼斯就会失去意义。

2014 年在威尼斯与联合国教科文组织合作进行的一项研究确定了影响系统平衡稳定性和城市结构生存的主要威胁因素:高水位问题、风和水上交通的波浪运动、污染,建筑遗产和地板的恶化,由于常住人口的逐渐流失,预期用途的变化,当地贸易结构的变化,以及游客流量造成的日益增长的人为压力。

威尼斯所在的构造和地形需要解决建筑物建造和城市城市规划中的各种问题。从地理上来说,威尼斯地处不适合建城的地方,引发了不断被淹没的担忧。然而,千百年来,人们从未放弃将这座城市从毁灭的命运中拯救出来的努力。通过附近河流的导流,泻湖大规模的水文环境改造,以及现代科学创造的防潮系统,这座历史名城得以继续存在。

泻湖的微妙平衡受到河流沉积物和淡水的影响,受到潮汐和风的海水入侵的影响,威尼斯人几个世纪以来小心翼翼地控制着水情。威尼斯过去一直是这方面的大师,通过水力和环境管理干预对泻湖进行建模,并在泻湖和城市之间找到平衡。这种平衡在 20 世纪由于人为干预而被打破,导致高水位现象加剧。

2003年5月,MOSE项目(Modulo Sperimentale Elettromeccanico)启动,一个评估空心浮动闸门性能的实验模型;这个想法是在泻湖的三个入口处将一系列 78 个空心浮筒固定在海床上。当潮汐预计上升到 110 厘米以上时,浮筒将充满空气,使它们漂浮并阻挡来自亚得里亚海的水流。这项工程工作于 2018 年完成。

研究表明,高速船舶引起的水波也会损坏威尼斯建筑的地基。因此,威尼斯大运河限制私人船只进入,并设置航行速度上限,以减少波浪拍打造成的损害。不过,也有人认为,在庞大的客流下,此类限制从未得到严格执行。

地理和水文环境
威尼斯坐落在被从阿尔卑斯山向东流过威尼托平原的河流冲刷入海的冲积淤泥之上,淤泥被从东部流经亚得里亚海头部的水流的作用延伸成长堤或利迪向西。

城市的主要运河是大运河和朱代卡运河,第二条运河位于城市南部,将历史中心与朱代卡岛分开,有大量货船和客船停靠在海事站。在古代,最常用的街道恰恰是水路,它提供了城市的主要景观。

起初,威尼斯的建筑物由于缺乏坚固的岩石层支撑而难以维持。它们直接建在沙子和淤泥上。巨大的承重和地下水活动会导致建筑物下沉。

威尼斯的早期居民找到了在沙岛上保持避难所的解决方案,他们学会了通过将桤树树干(一种以防水性着称的木材)组成的紧密排列的桩打入泥沙中,直到他们到达了更硬的压缩粘土层。建筑地基放置在桩顶上的伊斯特拉石灰岩板上。

这种天才的方法有科学的解释。在厌氧环境中,打入粘土层的木桩被周围环境钙化,逐渐形成坚固的桩。由大量木桩固定,粘土层也会因流量减少而减少损失,形成相对稳定的地基。在威尼斯的地下,有数以百万计的这样的树干支撑着整个城市。

但是,这种做法只能延缓而不能阻止威尼斯地表的下降趋势。加上海平面上升,导致频繁的洪水和潮汐威胁到威尼斯。威尼斯水面的逐渐降低以及其他因素导致了季节性的 Acqua alta(“高水位”),当时城市的大部分表面在涨潮时偶尔会被覆盖。

在秋季和早春之间,这座城市经常受到从亚得里亚海涌入的潮汐的威胁。六百年前,威尼斯人通过将流入泻湖的所有主要河流改道,从而防止沉积物填满城市周围地区,从而保护自己免受陆地攻击。这创造了一个更深的泻湖环境。

在 20 世纪,当许多自流井沉入泻湖外围为当地工业取水时,威尼斯开始下沉。人们意识到从含水层中提取水是原因。自 1960 年代禁止自流井以来,下沉速度明显放缓。研究表明,城市继续以每年 1-2 毫米的相对缓慢的速度下沉;因此,警戒状态并未解除。

高海潮
高海潮,表示亚得里亚海北部周期性出现的特别明显的潮汐峰现象,在威尼斯泻湖的强度特别大,例如导致威尼斯和基奥贾市区以及更罕见的格拉多和格拉多市区洪水泛滥。的里雅斯特。

这种现象主要发生在秋季和春季之间,当时天文潮汐被盛行的季节性风加强,阻碍了通常的回流。所涉及的主要风是西罗克风,它沿着亚得里亚海向北吹,以及波拉风,由于威尼斯泻湖的形状和位置,它具有特定的局部影响。

威尼斯泻湖的特殊形状、影响沿海地区土壤的沉降以及特殊的城市配置都放大了高水位对城市居民和建筑物的影响。

此外,称为博拉和西罗科的北向风经常直接吹向连接泻湖和亚得里亚海的港口,显着减慢(有时甚至完全阻止)从泻湖流向大海的水流。当这种情况发生时,泻湖内的退潮被阻止,因此下一个高潮与前一个高潮重叠,形成一个反常的自支撑循环。

紧邻威尼斯后面的马尔盖拉港工业区的创建放大了高水位的影响,原因有两个:首先,该区域所在的土地是通过填满泻湖的大部分区域而形成的,较小的岛屿就在其上方海平面先前奠定。这些被称为 barene 的岛屿在涨潮时充当天然海绵(或“膨胀水箱”),吸收大部分多余的水。

其次,通过泻湖雕刻了一条通航通道,使油轮可以到达码头。这条“石油通道”将大海与海岸线连接起来,穿过马拉莫科的港口,并在整个宽度上穿过泻湖。这种与大海的直接联系在威尼斯建立之时显然是不存在的,这使这座城市遭受了更严重的涨潮。

MOSE项目
MOSE(实验机电模块)是一个旨在保护意大利威尼斯市和威尼斯泻湖免受洪水侵袭的项目。该项目是一个集成系统,由安装在 Lido、Malamocco 和 Chioggia 入口的多排移动闸门组成,这些闸门能够在高潮高潮期间将威尼斯泻湖与亚得里亚海暂时隔离开来。再加上其他措施,如海岸加固、码头抬高、泻湖的铺设和改善。

MOSE 旨在保护威尼斯和泻湖免受高达 3 米的潮汐影响。2020年10月3日,在发生涨潮事件时,MOSE 首次启动,防止城市的一些低洼地区(特别是圣马可广场)被洪水淹没。

MOSE 项目的目标是保护泻湖、其城市、居民以及无价的历史、艺术和环境遗产免受所有高水位的影响。由于自然和人为现象导致的沉降和浮沉的综合影响,高水位变得越来越频繁和密集。

此外,整个泻湖地区总是存在发生极端和灾难性事件的风险,例如 1966年11月4日,当时 194 厘米的异常潮汐淹没了威尼斯、基奥贾和其他有人居住的中心。未来,由于气候变化导致海平面上升,高水位现象可能会恶化。在这种情况下,MOSE 连同沿海地带的加固措施旨在抵御高达 3 米的潮汐,因此即使最悲观的假设得到验证,也能确保对泻湖的有效保护。

MOSE 由三个入口处的一排排移动闸门组成,可在涨潮时暂时将泻湖与大海隔开。将有 78 个门分为四个屏障。大门由所有行宽 20 米的金属箱式结构组成,长度在 18.5 到 29 米之间变化,厚度从 3.6 到 5 米不等,通过铰链连接到混凝土房屋结构,这是系统的技术核心。将大门限制在住房结构上并允许它们移动。

在正常的潮汐条件下,闸门充满水并停留在它们的房屋结构中。当预报涨潮时,压缩空气被引入闸门以清空闸门中的水,使闸门绕铰链轴旋转并上升直至浮出水面,以阻止潮汐进入泻湖。当潮水下降时,闸门再次充满水并返回它们的住所。

操作程序规定,当潮汐超过 110 厘米时,闸门将升起。当局已将其确定为相对于当前海平面的最佳高度,但闸门可以在任何潮汐水平下运行。 MOSE 系统也很灵活,根据风、大气压力和潮汐水平,它可以以不同的方式对抗高潮,在异常潮汐的情况下同时关闭所有三个入口,一次只关闭一个入口,或者在中高潮时部分关闭每个入口。

为保证威尼斯港的航行和避免活动中断,当移动屏障投入使用时,马拉莫科入口处正在建造一个主船闸,以允许大型船只通过,而在丽都和基奥贾入口处将有较小的船闸,以便应急船只、渔船和游船可以避难和过境。