Главная » Книги и журналы

1 ... 18 19 20 21 22 23

зависящей исключительно от режима лагуны.

Нормальные приливы - результат действия лунного притяжения. На них накладывается еще ряд факторов, поднимающих уровень воды в лагуне, то, что венецианцы называют acqua alta - высокой водой. Это штормовые нагоны, случающиеся 20-30 дней в году, с октября по март. Наиболее существенные причины высокой воды - это понижение атмосферного давления, дожди, ветры и сейшевые колебания Адриатического моря, в меньшей степени - сизигийные приливы (во время противостояния Луны и Солнца).

Местные понижения атмосферного давления - до 736 мм рт.ст. и менее - способны вызвать подъем уровня воды в лагуне на 10-20 см, а в исключительных случаях - до 30 см.

С перепадом атмосферного давления связаны и сейши - стоячие волны в Адриатическом море. Они возникают, когда атмосферное давление над одним районом моря больше, чем над другим. Грубое подобие -- колебания воды в длинном KopbiTje, если раскачать его вдоль, у одного конца вода поднимается, у другого опускается. Сейшевые колебания могут поднять уровень лагуны до 65-90 см.

Атмосферные осадки, выпадающие зимой в районе Венеции, включая бассейны водосбора впадающих в Адриатическое море рек, вызывают сезонные подъемы уровня воды на 10-20 см.

Наиболее существенный подъем уровня вызывает юго-восточный ветер - сирокко, который гонит штормовую волну к лагуне. При скорости ветра 60 км/ч уровень воды в лагуне может подниматься

более чем на 90 см, не считая высоты волн.

Высокая вода - результат совместного действия этих факторов, и чем больше совпадают они по фазе максимумов, тем выше подъем уровня воды в лагуне. Расчет позволил расчленить по этим факторам общий объем уровня в ноябре 1966 г. и сравнить его с возможным максимумом (табл.1) (К.Бер-гинц, 1971).

Таблица 1

Факторы подъема уровня воды в лагуне

Подъем воды в лагуне над средним уровнем моря, см

4 ноября

зарегист-

1966 г.

рирован-

ный мак-

симум

Приливы

25,4

61,0

Понижение атмос-

15,2

20,3

ферного давления

Дожди

20,3

20,3

Ветры

84,0

89,0

Сейшевые колебания

50,8

63,5

Итого

196,0

254,0

Возможный максимальный подъем уровня (2,54 м) слагается, как видим, из зарегистрированных максимальных уровней, теоретически же он еще выше - до 3 м. Вероятность такого бедствия - один раз в 10 тыс. лет, а наводнения, равного ноябрьскому 1966 г. - один раз в 250 лет. Это события, близкие к катастрофическим. Но высокой водой, даже исключительно высокой, считают подъем уровня более чем на 110 см. При этом затопляется до 70 % территории Венеции, где отметки суши находятся на 107-130 см выше среднего уровня моря.

Тревогу вызывает не только сама по себе высокая вода, но особенно ее все возрастающая повторяемость. За последние 100 лет (к 1970 г.) было зарегистрировано 78



случаев высокой воды; в первые 65 лет они происходили в среднем один раз в 5 лет в последующие 25 лет -- ежегодно а за последние 10 лет - по три раза в год. Есть основания считать, что одна из главных причин этой увеличивающейся частоты наводнений - искусственные изменения в лагуне и особенно в ее проливах. В прежнем своем состоянии проливы существенно гасили энергию приливных течений: вода переваливала через них как через пороги. После углубления проливов их гасящая роль уменьшилась. Сокращение площади лагуны также ведет к повышению уровня приливов. Таким образом одинаковые внешние условия приводят ко все большему подъему уровня высокой воды в лагуне.

Увеличению высокой воды способствует и оседание территории города и лагуны.

Оседание города. Поверхность венецианских островов, дна и берегов лагуны опускается по отношению к уровню моря. Для Венеции это не новость. В вышедшем около 80 лет назад Энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона написано: Поверхность Венеции понизилась: под почвою, на которой стоит теперь город лагун бурением артезианских колодцев обнаружено существование четырех слоев торфяников лежащих друг на друге из которых один толщиной в 130 м, дает понятие о громадном опускании которое здесь произошло в течение многих столетий. Подземная церковь св.Марка сделалась подводной; мостовые, улицы, дороги, различные сооружения понем-ногу опускаются ниже поверхности лагун**.

В старой книге рассказано, как тяжело поднимался в 1177 г. на ступени собора Сан-Марко император Фридрих Барбаросса чтобы

пасть к ногам папы Александра III победителя в давнем их споре. Нет уже тех ступеней, пол собора вровень с площадью и вместе с ней заливается высокой водой^

Археологическими исследованиями установлено что осадка сооружений (абсолютная, не сравниваемая с уровнем моря) достигает 3 5- 6 м с доисторических времен и 1,8-3 м со времен Древнего Рима.

Венеция изобилует признаками постоянного погружения: у сотен колонн не виднс^ оснований, в двери и портики можно пройти, лишь наклонив голову, окна сидят низко над мостовой. Веками город убегал

от воды, повышая уровень своих улочек, набережных, площадей.

Региональное погружение поверхности земли в лагуне относительно уровня моря измеряется сейчас сравнительно скромными величинами, которые удобнее измерять

не метрами, а миллиметрами. Слагается оно из двух встречных движений: повышения уровня моря и

оседания поверхности земли (рис.75). Этот вывод сделан на основе двух систем измерений: наземных и морских. Наземные измерения проводятся по маркам-реперам в разных местах города и л€иуны и сопоставляются с предполагаемой

стабильной маркой на возвышенности в Конельяно в 50 км к северу от Венеции. Результаты морских

измерений - мариграммы - сопоставляются по станциям в Венеции

и Триесте (уровень моря у Триеста принимается стабильным).

Эвстатический подъем уровня моря оценивается величиной 1,5 мм в год.

Оседание поверхности земли, измеренное по марке на здании ра-



Piic.75. Оседаше Венеции и ш п>М1 урошя моря за период 1908-1980 гг.


туши Венеции (палаццо Лоредано), составляло:

1908 1925 гг............17,8 мм (1,0 мм/год)

1926 1942 гг............38,1 мм (2,3 вт/год)

1943 - 1952 гг........,.,35,6 мм (3,55 мм/год)

1953 ~ 1961 гг............ 45,7 мм (5,1 мм/год)

Всего за 53 года............................137,2 мм

Колокольня св.Марка (калшани-ла) за это же время бпустилась на 183 мм.

Считают, что скорость оседания 1 мм/год была характерна для всего периода истории Венеции до 1925 г., после чего она стала возрастать, достигнув к 1969 г. около 6 мм/год.

Скорость оседания сравнительно невелика. Венеция по этому показателю отнюдь не чемпион (сравните, например, с Мехико, где скорость оседания достигала 50 см/год -в 100 раз больше!). Но Венеция имеет слишком низкий надводный борт, она на грани, за которой любое погружение приближает гибель города. Если бы оседание продолжалось в прежнем темпе, то через 70-100 лет, а то и раньше город

затоплял^! бы не только изредка высокой водой, а даже нормальными приливами.

Причины оседания Венеции - предмет дискуссий и исследований. В 1970 1. Национальный совет исследований (CNR) основал в Венеции Лабораторию исследования динамики бодьших масс для изучения проблем лагуны, в том исле проблемы оседания. В 1971 г. пройдена исследовательская скважина VE-1 глубиной 950 м, по которой проведен комплекс работ: отобраны образцы грунта без нарущения его структуры (столбик грунта диаметром 76 мм извлекали из скважины в грунтоносе - 6-метровом резиновом рукаве, разделяли на короткие секкии, консервировали их и отправляли в лабораторию для физико-механических исследований); проведены опытные откачки из водоносных слоев и геофизические исследования (электрокаротаж), составлена геологическая колонка.

По данным УЕ>1 и более раннего глубокого бурения на материке.



лагуна и ее окрестности покоятся на перемежающихся отложениях песка, ила, илистой глины с торфянистыми прослоями, залегающих до глубины около 800 м. (Мощных слоев торфа, о которых написано у Брокгауза и Ефрона, современные исследователи не упоминают; не исключено, что это была неточность в терминологии.) Эта толща скопилась на протяжении плиоцена-плейстоцена (около 2 млн. лет) при чередовавшихся периодах морской трансгрессии и регрессии; реки приносили этот материал с ближних альпийских ледников и склонов.

Медленное оседание поверхности земли - со скоростью около 1 мм/год - чаще всего рассматривается как результат естественного уплотнения этой толщи грунтов под собственным весом.

Увеличение скорости оседания в последние десятилетия пытались объяснить разными причинами, некоторые из которых были подвергнуты проверке, в частности добыча природного газа в дельте р.По, происходившая с 1935 по 1955 г. Тщательное нивелирование показало, что вызванное этим оседание поверхности не достигает венецианской лагуны, затухая на расстоянии многих километров от ее южных границ.

Наиболее существенной (и более доказательной) причиной ускорения оседания является откачка подземных вод из скважин на островах и берегах лагуны. Несмотря на принятый еще в 1901 г. закон, ограничивающий бурение новых скважин (вне связи с проблемой оседания), число их (в основном в Маргере), достигло 7 тыс. с суммарным дебитом 5,6 м^/с. За последние десятилетия напоры подземных вод под Венецией понилсены до 20 м. Понижение напоров происходило со

средней скоростью до 260 мм/год. Это обусловило дополнительную консолидацию - уплотнение толщи грунтов и оседание их поверхности. Сравнительно малая скорость оседа ния обусловлена относительно малой сжимаемостью грунтов - в этом Венеции повезло. Связь оседа ния поверхности земли в Венеции с понижением напоров подземных вод обосновывается, как и в других районах, тесной корреляхщей темпов обоих процессов, а также экспериментальными данными. Испытания образцов грунта из скважины VE-1 показали, например, уплотнение (фильтрационную консолидацию) даже в большем размере, чем это следует из прямых измерений оседания.

На процесс консолидации грунтов и оседание поверхности в какой-то степени влияют и другие факторы, такие как дополнительная нагрузка от строительства промышленных и портовых сооружений в Маргере и Местре.

Тектоническая гипотеза оседания Венеции оперирует также основательными, хотя и косвенными, доказательствами (Л. и В.Баньков-ские, 1976). Венеция, как и вся северная Италия, находится в сейсмически активной зоне, характеризующейся интенсивной неотектоникой. Со средних веков до наших дней здесь произошло около 33 тыс.землетрясений силой более 7 баллов. Недавняя их серия прошла в 1976 г. (правда, в этом году землетрясения встряхнули планету по всему ее периметру между экватором и 50-й параллелью). Землетрясения тесно связаны и с медленными тектоническими движениями. Институтом географии министерства обороны Италии проведены измерения, показавшие опускание территории на большой части севера и центра страны от 6 до 46 см за последние 70 лет (рис, 76).



v.- :).


Рис.7в. Опускание поверхности земли (в см) в Италии за иериод J 897-1942 гг.

(О?.л%?г*они, 1957)

В пользу тектонической гипотезы говорит и история геологического развития. В плиоцене, более миллиона лет назад, то, что сейчас на.?ывается Италией, состояло только из Аяьп и Апеннин. Территория, где ныне расположены не только Венеция, но и материковые города, находилась в середине тогдашнего Адриатического моря (рис. 77). Позже, в плейстоцене, Адриатика отступила далеко к югу, и место, где стоит Венеция, было дальше от ее северного берега, чем от Тирренского моря.

Современная нам фаза движений земной коры в этом регионе, по-видимому, характеризуется опусканием суши. Но, говоря о геологическом развитии и тектонических движениях, следует, конечно, учитывать масштаб времени. Резонно заметил по этому поводу Э.Кларк, вице-председатель английского фонда Венеция в опасности : Должна ли Венеция исчезнуть? Ответ на этот вопрос, кото-

рый сейчас так часто задают, зависит от масштаба времени, к которому он относится. Если оперировать категориями тысячелетий, даже наиболее страстные сторонники спасения Венеции будут вынуждены ответить да . Если же думать о ближайшем будущем, то ответ таков: Венеция погружается, и затопления становятся все более частыми и тяжелыми. Город может исчезнуть на следующей неделе, если сочетание неблагоприятных факторов совпадет по фазе. Чего-то близкого к наихудшему катаклизму, на который способна эта часть мира, будет достаточно, чтобы поглотить Венецию. Поэтому, когда мы говорим о спасении Венеции, мы имеем в виду в первую очередь поиски эффективных средств защиты лагуны от исключительно высоких приливов воды и остановки или, по крайней мере, замедления оседания земли, на которой она стоит .

Спор о гипотезах погружения Венеции имеет не только чисто научный, познавательный интерес. Это, по сути, установление диагноза, от которого зависит выбор практических мер. Одна из таких мер уже предпринимается: это сокращение откачки подземных вод. Венецианский исследователь проблемы оседания геолог д-р Паоло Гатто сообщал, что к 1978 г. в результате прокладки новых водопроводных магистралей и почти полного прекращения откачки подземных вод их напоры восстановились, достигнув поверхности земли, а в глубоких водоносных горизонтах поднялись выше поверхности. Одновременно геодезическими измерениями зафиксировано практически полное прекращение оседания - осталась только его тектоническая компонента в размере около 0,5 мм/год. Этим и разрешен спор



СОВРЕМЕННЫЙ БЕРЕГ


ИОНИЧЕСКОЕ МОРЕ=

Рис.77. Апеншшскнй полуостров в плиоцене

О причинах интенсивного оседания, и подтвержден расчетный прогноз, сделанный в 1972 г., и получен важный практический результат в решении проблем защиты Венеции. Что касается тектонических движений, не подвластных пока человечеству, то и в этом случае проблема сохранения Венеции может и должна рассматриваться оптимистично, в том числе и в категориях тысячелетий . Человечество имеет в этом отношении определенный опыт - достаточно, например,

вспомнить о переносе древнеегипетского храма Абу-Симбел из зоны затопления Асуанского водохранилища. Этот памятник культуры просуществовал тысячелетия и сохранен также на тысячелетия.

Современный уровень техники вполне достаточен и для решения проблемы сохранения Венеции во всех аспектах этой проблемы.

За 15 лет... Наводнение 1966 г. вызвало большой резонанс в Италии и за ее пределами, большую активность проявила ЮНЕСКО-Предложения о помощи специали--стами по реставрации незамедлительно поступили из многих стран: Англии, СССР, США, Югославии, Польши, Канады и др. В некоторых странах были образовгшы комитеты и фонды спасения Венеции. По призыву ЮНЕСКО стали поступать финансовые средства в международный фонд. Итальянское правительство выделило средства на первоочередные восстановительные' работы во Флоренции, Венеции и ц других пострадавших от наводнений районах.

Проблема Венеции,- обсуждав шаяся учеными и ранее, вышла из рамок узкого круга специалистов и стала достоянием широких обще> ственных кругов в Италии и за ее



пределами. Большую роль в решении проблемы защиты Венеции играли и продолжают играть общественные организации печать. Активно действует организация Италия Ностра - Наша Италия , ставящая своей целью содействие сохранению культурных ценностей. Многочисленные выступления печати выявили наболевшие вопросы и противоречия, поставившие Венецию на грань гибели. Одно из главных противоречий - интересы капитала и судьба исторического центра Венеции.

Положение Венеции помимо угрозы природных сил отягощено прагматическим отношением к лагуне. На протяжении веков поддерживалось равновесие между водой и землей в этом уникальном комплексе остров лагуна - материк , поддерживалось в интересах Венеции. В XX в. этот комплекс приобрел сильный крен в пользу материка. С одной стороны, интенсивное наступление на лагуну и нарушение ее режима; с другой - мизерные средства на поддержание системы защиты от моря. Лагуна, по существу, не имеет заботящегося о ней хозяина, каким была Магистратура водных дел Венецианской республики. Восстановленная (после Наполеоновской ликвидации) в 1907 г., она не имеет реальной власти и сфера ее деятельности ограничена.

Проблема защиты Венеции не ограничивается только техническими решениями - это проблема со-щнальная и политическая.

, Прошедшее после наводнения 1у66 г. время дало этому новые доказательства.

Большие дискуссии и споры вызвали вопросы строительства тр&гьей промышленной зоны Маргеры площадью 4 тыс. га и нового глубоководного канала от пролива

Маламокко. В третьей зоне намечено строительство тепловой электростанции мощностью 2 млн. кВт, сталепрокатного, алюминиевого, химического и нефтеперегонного заводов, нефтяного порта с 16 причалами. Под третью зону засыпается около 10 % площади лагуны и почти 20 % затопляемых отмелей. Третий судоходный канал длшюй 17,6 км, шириной 183 м и глубиной 15 м для танкеров водоизмещением до 60 тыс.т пройдет от пролива Маламокко в обход Венеции к порту Маргера. Этот канал вьгзовет увеличение приливных течений в бассейне Маламокко, перемеще1::!е к Венеции линии раздела между бассейнами Лидо и Маламок1:о. Вместе с сокращением площади лагуны это может привести к увеличению высоты приливов в Венеции, уменьшению здесь скоростей течений и как следствие возникнет опасность загрязнения воды в лагуне.

Италия Ностра и другие общественные силы требовали нсд^гед-ленного прекращения беспорядочной застройки, включая третью промышленную зону и новый канал, чтобы предотвратить дальнейшую угрозу городу и лагуне. В то же время управление порта и ассоциация промышленников Маргоры настаивали на том, что спасение Венеции как города немыслимо без дальнейшего развития промышленности и потому строительство промышленной зоны и канала откладывать нельзя. (Строительство было продолжено. Компетентные власти сочли, что оно - на благо Венеции: канал Маламокко удалит от Венеции опасное движение танкеров с нефтью, плавающих по пролппу Лидо и бассейну св.Марка.)

Несомненно, что Венецию нужно защитить, но также несомнент:а и необходимость ее экономического



развития. Решение дилеммы - в сочетании этих необходимостей, таком сочетании, при котором развитие экономики не наносило бы ущерба Венеции.

За несколько лет после 1966 г. предложен ряд проектов решения проблем Венеции. Для защиты от приливов предлагались гидротехнические сооружения различного типа:

круговая дамба вокруг Венеции, внутри лагуны;

дамбы поперек лагуны, разделяющие бассейны Лидо и Маламокко;

волноломы между лагуной и морем;

плотины с затворами в проливах.

Обязательным дополнением' к гидротехническим сооружениям, ограничивающим приливные течения, является искусственная система очистки венецианских каналов.

Другого типа решение - не отгораживать Венецию от воды, а поднять ее над водой - предложил инженер Сантьяго Маркини, один из руководителей фирмы Родио. Сущность этого метода заключается в бурении на территории города большого количества скважин и инъекции через них в грунт растворов, содержащих твердые материалы (цемент, глина, песок). Нагнетаемый в скважину под давлением раствор (точнее, суспензия, но в строительной практике принят термин раствор ) на определенной глубине разрывает грунт, растекается по образовавшейся искусственной трещине и поднимают лежащую выше толщу грунта вместе с сооружениями на его поверхности. Таким образом в толще грунта можно создать один или несколько искусственных слоев требуемой толщины; на эту же высоту будет поднята поверхность грунта.


Рис.78. Подъем поверхности земли методом глубинной инъекции. Опытные работы на о.Повелья вблизи Венеции

1 - скважины; 2 - искусственный слой

Этот метод известен в строительстве: с его помощью поднимали (или выправляли) отдельные сооружения, например бетонные секции плотины. Экспериментальные работы были проведены и близ Венеции, на о.Повелья (рис. 78). В 10 скважин нагнетали раствор с цементом и отходами алюминиевого производства. Поверхность участка площадью 850 м^ была поднята на 11 см. Маркини считает, что первоочередными работами достаточно поднять часть территории Венеции

15335347



на 25 см. Этот интересный метод, если бы он был принят, потребовал бы ювелирной точности, чтобы в процессе подъема грунта не повредить сооружения, не терпящие неравномерных перемещений.

Предложение о подъеме поверхности было встречено с недоверием. Журналист Марио Пасси, сообщая в газете Унита о совещании экспертов в 1981 г., писал, что применительно к Венеции это выглядит как насгоя1Т1.ая фантастика. Чтобы город не замочил ноги, предлагается риск увидеть, как он разваливается словно карточный домик .

По проблемам защиты Венеции проводятся различные исследовательские работы. Проблемы лагуны изучаются, главным образом, в Институте (первоначально в лаборатории) исследования динамики больших масс, разместившемся в палаццо XVI в. на Большом канале - палаццо Пападополи.

Первым директором лаборатории был ученый-океанограф д-р Ро-берто Фрассетто. Когда он приступал в 1969 г. к делу, не было ни штата, ни оборудования, но был запас доброй воли не только в Венеции, но и во всем мире. Генеральный директор ЮНЕСКО Рене Майо, посетивший пустой дворец и выслушавший планы Фрассетто, сказал: Я потрясен. Мне нравится Ваш подход. Что Вам нужно? Инструменты и мозги , -- сказал Фрассетто. Сообщайте мне, когда они понадобятся , - ответил Майо.

В течение последующих пяти лет 75 ученых из разных стран посетили Фрассетто и его молодой неопытный еще штат.. Когда у нас возникала проблема, -- рассказывал Фрассетто английским журналистам С.Фэю и Ф.Найтли, - я узнавал, кто лучший специалист в этой области, звонил ему, скажем, в Австралию, и спрашивал, не мог бы

он приехать к нам провести длинный уикэнд. Если он соглашался, ЮНЕСКО оплачивала его проезд, а мы заботились о нем здесь. Вопроса об оплате не было. Это делалось для науки и для Венеции . Примерно таким же образом решались проблемы с инструментами и оборудованием.

Ученые из многих стран были заинтересованы в сотрудничестве, не говоря о вполне понятном желании помочь решению проблем Венеции. ЮНЕСКО констатировала: Для научной проблемы окружающей среды Венеция является великолепной моделью исследований. Этот город подвергается большинству болезненных физических эффектов окружающей среды, которые угрожают северным городам мира .

Первоочередными были исследования механизма приливов, оседания и загрязнения. Для решения первой задачи был использован компьютер исследовательского центра ИБМ в Венеции и разработана математическая модель режима лагуны и прилегающего района. В модель вводится и в ней накапливается информация об измерениях скоростей воды, ее уровня, атмосферного давления, скорости и направления ветра. Компьютер дает ответ, что случится в лагуне в любой ее точке, проводя вычисления по уравнениям, содержащим свыше тысячи величин. Появилась возможность получения прогнозов наводнений. Основной принцип прогнозирования заключается в сопоставлении новых данных со сведениями прошлых лет: если в прошлых наводнениях все факторы были в определенных сочетаниях, то подобные причины приведут к таким же последствиям.

Текущие данные поступают с мареографических станций, а также с метеостанций, дающих своде-




Рис.79. Варианты перекрытия проливов

а - всплывающий затвор; б - дисковый затвор

йия каждые 3 ч метеорологической службе военно-воздушных сил в Риме, откуда эти сведения передаются во все аэропорты. Когда предсказывали шторм, венецианский аэропорт телефонировал об этом в палаццо Пападополи, где информацию вводили в модель. Компьютер сравнивал новые данные с историческими и сообщал о вероятности наводнения. Если наводнение было вероятным, тревога передавалась в бюро прогноза приливов и оно включало сирену предупреждения об опасности в Венеции. К 1975 г., во время серьезных ноябрьских наводнений, предупреждения давались по крайней мере за 6 ч.

Исследования по всем аспектам проблемы привели к убеждению, что основной задачей является необходимость управления высокой водой. Очевидным путем к этому может быть сооружение плотин в трех проливах. Однако ясно, что

полное перекрытие проливов и отделение лагуны от Адриатики исключается: будет закрыт доступ в порт, прекратятся очищающие лагуну течения и т.д. Логическим продолжением идеи является временное перекрытие проливов, когда компьютер предсказывает опасность наводнения.

В 1970 г. Лаборатория объявила конкурс на систему, позволяющую закрывать входы в лагуну по мер^, необходимости. Условия конкурса требовали обеспечить свободный проход судов и течений при открытых проливах, возможность быстрого перекрытия проливов при угрозе наводнения, а также техническую, и финансовую доступность.

Конкурс принес разнообразный выбор решений (рис.79): плотины с затворами в виде шарнирно закрепленного кессона, который, бу-= дучи заполнен водой, лежит на дне, а при заполнении воздухом



1 ... 18 19 20 21 22 23
Яндекс.Метрика