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　　Ξ第17卷第1期1999年2月海洋工程THEOCEANENGINEERINGVol117,No11February,1999意大利威尼斯泻湖的环境演变与环境整治工程张乔民张叶春王文介(中国科学院南海海洋研究所,广东省广州市510301)F.Marabini(意大利国家研究委员会海洋地质研究所,Bologna,40126)摘要意大利威尼斯泻湖是亚得里亚海西北部的一个大型浅水泻湖。14世纪以来一系列人类整治开发活动,使泻湖由自然淤浅转变为侵蚀加深,典型泻湖环境向海湾海洋环境转变。本世纪以来港口和工业发展,加上海平面上升、陆地下沉、污染加重,使威尼斯及其泻湖面临风暴潮洪水加重和生态环境恶化的严重威胁。1984年以来实施一项总经费45亿美元的挽救威尼斯及其泻湖的重大环境整治工程,包括建造口门活动闸门、加强海岸防护、重建泻湖盐沼和海草生态系,控制污染等,并已取得部分成果。关键词威尼斯泻湖环境演变环境整治工程中图法分类号984,theItalianGovernmentinitiatedaUS＄415billionenvironmentalengineeringprojecttosafeguardVeniceanditslagoon,involvinginstallationofmobilebarriersacrossthelagooninlets,reinforce2mentofcoastaldefensesandjetties,reconstructionoflagoonmarshlandsandseagrassbeds,andpollutioncontrol,partofwhichhasachivedsuccess.KeywordsVenicelagoonenvironmentalevolutionenvironmentalengineeringΞ收稿日期:1997210220张乔民男56岁研究员;张叶春男35岁副研究员博士;王文介男61岁研究员;F.Marabini男59岁高级科学家博士72海洋工程第17卷1前言意大利威尼斯泻湖位于亚得里亚海湾顶西岸,总面积550km2,是地中海沿岸最大的泻湖[1],其中陆地占8%(包括威尼斯在内的岛屿614%,堤岸116%),水域占92%(网状水道1119%,盐沼、泥坪和浅水区8011%)[2]。向海一侧有4618km长的沙坝岛海岸,为夹于两侧大河河口岬角之间的向陆地凹入的浅弧形岸段,其中有三个口门与外海相通。半日潮潮差016～111m,是地中海最大潮差海区之一。三个口门最大总潮流量20000m3ƒs。大潮潮棱体315亿m3,小潮潮棱体1175亿m3[3]。有1870km2流域面积的几条河流注入泻湖(现已改道入海)。南侧与意大利最大的波河三角洲为邻。威尼斯泻湖经历了约700年人类活动干扰下的环境演变及近几十年自然与人为双重原因导致的环境急剧恶化,终于在1984年开始了欧洲最重要和最复杂的环境整治工程。其中大量的经验教训和研究成果具有普遍的借鉴意义, 特此予以介绍。 2 威尼斯泻湖开发整治历史与环境演变趋势 211 威尼斯泻湖开发整治历史 19 世纪以前的威尼斯共和国时期 [ 4 ] , 处于以 鱼、盐和海运贸易活动为主的保护性开发阶段, 14 世纪以来采取了一系列重大整治和保护性措施。 针 对河流泥沙不断淤浅泻湖、威胁泻湖军事防御功能 的问题, 14～ 17 世纪期间先后将注入泻湖的几条河 流改道从泻湖南侧和北侧入海。 针对波河河口不断 北移、三角洲淤涨威胁到泻湖南段的问题, 1604 年 开挖 7km 运河使波河河口南移约 20km。 针对有利 可图的陆地围垦向泻湖区发展的问题, 17 世纪初政 府颁布法令规定泻湖边界, 禁止任何危及泻湖自然 平衡的开发活动, 1610～ 1792 年间先后设立 102 个 边界标志点。针对沙坝岛岸线脆弱 (最窄处仅宽几十 米) 的问题, 18 世纪下半叶全面修建了海堤。这些工 程规模大, 效益显著, 使威尼斯泻湖成功地避免了附 图 1 波河 1604 年河口改道及其效果示意图 [ 2 ] 近其它大多数海岸泻湖淤浅成沼泽地的命运。 波河 在改道近 400 年内形成大片新三角洲, 证明如果波 河不改道, 必将淤塞泻湖南口门 (图 1)。规定的泻湖 边界除局部调整外, 至今仍然有效 [ 3 ] 。 F ig. 1 T he Po R iver diversio n at 1604 and it s effect s [ 2 ] 19 世纪尤其是 20 世纪 20 年代以来, 港口和工业的发展而忽视泻湖的保护, 泻湖开发整 治活动急剧增加 [ 5, 6 ] (图 2)。泻湖三个口门先后建导堤和疏浚航道, 中口门马拉莫科 (M alam oc2 co ) 1839～ 1872 年建导堤并由 4～ 5m 浚深至 8～ 9m , 北口门利多 (L ido) 1882～ 1925 年建导堤 并由 3m 浚深至 7～ 8m , 南口门基奥贾 (Ch io ggia) 1911～ 1934 年建导堤并由 5m 浚深至 7～ 8m。 近 150 年围垦面积约占泻湖总面积 30% , 包括鱼塘区 (1900 年以来所建, 占泻湖面积 第 1 期 意大利威尼斯泻湖的环境演变与环境整治工程 73 20% )、工业区围区 (1930 年第一区 500hm 2 , 1950～ 1953 年第二区 500hm 2 , 1963～ 1964 年第三 区 1200hm 2 )、农业围垦区和市政建设区 (如威尼斯铁路桥, 1846 年; 公路桥, 1931～ 1934 年; 马 可波罗机场, 1958 年)。 随着工业区的发展, 1925 年起开始利用地下水, 航道进一步浚深, 由北 口门经威尼斯至工业区的航道 1919～ 1930 年浚深至 11m , 后又浚深至 13m ; 由中口门至位于 泻湖中央、工业区围区第三区前缘的油码头再至后方工业区的航道 1960～ 1969 年浚深至 15m (油轮航道段) 和 12m (工业区航道段)。上述开发整治活动对威尼斯泻湖环境演变产生了重大 74 海 洋 工 程 第 17 卷 的影响。 212 威尼斯泻湖环境演变趋势 泻湖演变主要取决于从河流与海洋进入泻湖的泥沙量。如果泻湖泥沙为净收入, 泻湖将逐 渐淤浅而变成陆地; 反之则会侵蚀加深而变成海湾 [ 7 ] 。在 14 世纪以前, 威尼斯泻湖处于自然淤 浅状态, 估算从河流和海洋带入的泥沙分别为 70 万 m 3 ƒa 和 30 万 m 3 ƒa, 可使泻湖平均淤浅 210mm ƒa。尽管威尼斯泻湖因发育于 700～ 800m 厚的第四纪松散沉积背景之下而经历持久的 沉积物压实性陆地下沉 (约 014mm ƒa) [ 6 ] , 威尼斯泻湖仍然不断淤浅而发育成典型的浅水泻 湖, 现有容积 515 亿 m 3 [ 3 ] , 平均水深仅 111m。然而 14 世纪以来的人类开发整治活动有力地 扭 转了这个自然趋势。首先是河流改道后进入泻湖的河流泥沙只有 0115～ 310 万 m 3 ƒa [ 2 ] ; 其次, 口门导堤阻挡了海域来沙, 反而通过潮流作用损失泥沙约 70 万 m 3 ƒa [ 2 ] ; 再次, 泻湖航 道疏浚 与维护将不少泥沙抛于外海 (约 40 万 m 3 ƒa) , 增加了泻湖泥沙损失, 总的结果是损失 于外海的 泥沙总量近百年达 8000 万 m 3 [ 11 ] , 近年约 110 万 m 3 ƒa, 泻湖演变趋势由自然淤浅 转变为侵蚀 加深。 由于海底地形演变表现为浅水区侵蚀而水道区淤积, 海底变得更平坦, 水 流也因失去水 道约束而散乱和平缓, 失去河流淡水注入使海水盐度增高, 动植群落相应改变 (如部分典型泻 湖动物群消失导致蚊蚋小虫发展并侵扰岛屿居民) , 形成泻湖演变的另一个 特点, 由典型泻湖 环境向海湾海洋环境转化。 加上本世纪以来的海平面上升, 因抽取地下水