好讀周報/義大利水都面臨滅頂危機 專家提解方:讓威尼斯「浮起來」

文/陳韻涵輯
義大利「水都」威尼斯(Venice)是一座「漂浮的城市」,卻也是「逐漸下沉的城市」。過去100年以來,威尼斯已下沉約25公分,而威尼斯的海平面在同期內平均上升30公分。
威尼斯是義大利東北部的一座城市,座落亞得里亞海(Adriatic)的威尼斯潟湖內,因而享有「亞得里亞海明珠」的美譽。威尼斯全市由118座島嶼組成,各個島嶼被運河區隔並由橋樑相連,「威尼斯及其潟湖」1987年被聯合國教科文組織(UNESCO)登錄為世界遺產。
美國有線電視新聞網(CNN)報導,面對自然威脅,秉持人定勝天理念的威尼斯人,過去幾世紀以來持續加強防洪措施,但隨著氣候危機漸趨險峻,潮汐也愈來愈高,氾濫益發頻繁,威尼斯每年平均下沉兩毫米。
有鑑於此,科學家與工程師提出「抬升」威尼斯的想法,試圖拯救威尼斯。
義大利帕多瓦大學(University of Padua)的水文學和水利工程教授彼戴帝尼(Pietro Teatini)建議,將水抽到威尼斯下方深處的地底,升高威尼斯所在的海床,讓威尼斯「浮起來」。
●看問題/摩西水閘調節水位 阻不了威尼斯下沉
歷史上,威尼斯共和國的官員不斷改變河流的路線並挖掘運河取水使用;1960年到1979年間,義大利本島的馬格拉(Marghera)工業區超抽地下水,導致該區域全面沉降,而威尼斯珍貴的陸地下沉約12.7公分。
威尼斯市政府1980年開始設置「摩西計畫」(Experimental Electromechanical Module,簡稱MOSE)防洪系統,並於2020年首度測試該系統對抗漲潮並調節潟湖與亞得里亞海的水位的能力,當時估計每年要開啟水閘5次。
然而,隨著氣候變遷加劇和海平面逐漸上升,當今情況與以往大不相同。過去20年來,潟湖的湧浪數度超過110公分,大幅提升威尼斯發生致災洪換的風險。
紐約時報報導,洪水威脅加劇代表摩西水閘開關的次數增加,早已非原先估計的每年5次,而是自2020年10月啟用以來已經開關約100次。官員表示,摩西水閘仍處於測試階段,尚未投入正式運轉,卻已斥資約60億歐元。
摩西計畫得名於聖經人物摩西(Moses)分海的神蹟,英國廣播公司報導,防洪系統的水閘全長約1.6公里,設有78道水閘,水閘升起後,能阻擋比正常水位高3公尺的亞得里亞海海水。
不過,水閘開啟雖然能有效保護潟湖不受潮汐影響,卻也關閉了威尼斯港口運輸,該港口是義大利第2繁忙的口岸,也是地中海第5大港。除了航運受到影響,水閘也會影響潟湖隨潮汐變化的自然現象,進而影響整個生態系。
重點是,威尼斯依然持續以每年約2毫米的速度下沉,而潮汐水位每年平均上升5毫米。
戴帝尼大膽估算,若此計畫實行50年,配合當前政府的防洪屏障措施,可望讓威尼斯抬升30公分,大幅降低威尼斯下沉的風險。
●有辦法/鑽井讓海水流入 抬升水都抗陸沉
戴帝尼主張,他提出的計畫預計能抬升威尼斯30公分,這將為威尼斯多爭取20年到30年的時間,而威尼斯市政府可以利用這段時間尋找永續對抗海平面上升的方法。
烏克蘭Pragmatika雜誌與CNN報導,這個想法源於工程師對義大利北部波河河谷(Po Valley)的烴儲槽20多年的觀察結果,這個儲存井透過外接管道接收並儲存夏季輸送的天然氣,讓義大利人在冬季有能源可用。烴(hydrocarbon)又稱作碳氫化合物,泛指由碳和氫組成的各種有機化合物。
工程師發現,儲存井的地表位置會出現季節性浮動。夏季當儲槽裝滿天然氣時,地表會稍微隆起,而在冬季用掉儲槽內的氣體後,地表便會回歸原位。
戴帝尼解釋,「威尼斯自1950年到1979年大幅沉陷,是因為地下水從本島的馬格拉工業區被抽出來,而根據科學家對波河河谷天然氣儲槽的觀察,我們試想,何不嘗試類似方法呢?鑽井,但這次我們不是要抽水,而是注入海水。」
戴帝尼主張以威尼斯為中心,畫一個直徑10公里的圓圈,平均挑出12個地點,探鑽豎井讓海水流入,且要確保這些井的範圍都在威尼斯潟湖內,而不是延伸到亞得里亞海,或探入本島下方。潟湖底層有一層厚厚的黏土,這表示水不會向上滲透。
戴帝尼的目標是鑽到含水層,而這一層的水是鹹水。威尼斯潟湖與亞得里亞海相通,威尼斯本來就被海水包圍,而探鑽的終點很重要,這樣才不會汙染淡水儲備,也不需要從遠處取水。
戴帝尼先從小型的模擬測試計畫著手,研究團隊鑽了一個直徑為20公分、深度1000公尺的豎井,並在底部裝設配置過濾偵測器的管道。
管道頂部加裝馬達,抽水灌入管道的偵測水位,讓水自然流入含水層的沙質土壤。
戴帝尼說明,這類似鑿井取地下水的過程,只是相反,但與鑽油井平台的常規穩定過程相似。
隨著水逐漸流入含水層,豎井周圍的土地會上升,而理想情況是,圍繞威尼斯的12口海水豎井會將抬升潟湖中央的土地,進而讓威尼斯浮起來。
戴帝尼強調,最重要的是,它將以穩定、一致的方式進行,此抬升效應在豎井的圓圈範圍內最顯著,接著逐漸向外延伸,擴及潟湖中的一些小島和本島沿海地區。例如,威尼斯潟湖南端的小島基奧賈(Chioggia),近年飽受漲潮淹水之苦,許多建築物遭到洪患破壞。
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