瑞士土石流：如何讓居民和村莊免受其害

格勞賓登州洛斯塔洛鎮(Lostallo，Kanton Graubünden)的土石流，攝於2024年6月25日 Keystone / Ti-Press / Alessandro Crinari

瑞士近期發生的土石流造成了多名人員傷亡和巨大損失。警報系統和防禦屏障雖能避免最糟糕的情況發生，但也有人建議採取徹底的解決方案來應對因氣候變遷而導致的日益加劇的自然災害風險。

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今年6月中旬至7月初之間，惡劣的氣候災害襲擊了瑞士格勞賓登州(Kanton Graubünden)、提契諾州(Kanton Tessin)和瓦萊州(Kanton Wallis)。這場天災導致當地的房屋和通訊線路受損，並讓高山社區陷入孤立無援的境地，更造成了至少12人的死亡或失蹤。

暴雨不僅導致河水水位上升並引發洪水，也讓堆積在山坡上的岩石物質移動，觸發泥土和石塊的崩塌，從而形成特殊洪流。這種現象就是所謂的土石流-破壞性極強且難以預測。

瑞士聯邦森林、雪與景觀研究所(WSL)的山地水文與物質活動專家布萊恩‧麥卡德爾(Brian McArdell)向瑞士資訊SWI swissinfo.ch表示：「土石流現象非常危險，因為它能以相對較高的速度運送大塊沉積物。」

以下影片展示了今年夏天發生在瑞士的土石流造成的破壞：

土石流通常形成於河床或坡度超過25%的溝壑中。然而，人們幾乎不可能提前知曉它們的爆發地點。麥卡德爾解釋道：「一般來說，我們既不知道溪流中碎石的數量，也不知道將有多少沉積物因強烈降雨而發生移動。」

土石流災害波及全球七十多個國家。瑞士聯邦環境署的地圖顯示，土石流有可能出現在本國大部分的領土上。

在阿爾卑斯山區，土石流可以向下游拖曳多達50萬立方公尺的碎石與沉積物。這種天災平均每年為瑞士帶來1億瑞郎(折合美金1.153億元)的損失。

瑞士聯邦森林、雪與景觀研究所認為，氣候暖化可引發極端降雨事件數量的增加，進而導致土石流的爆發風險上升。麥卡德爾表示：「預防土石流是一件極其困難的事情。」

正因如此，針對民眾和基礎設施採取的保護措施就顯得至關重要，尤其是在已遭受土石流影響或正面臨風險的地區。整體來看，可供選擇的解決方案有兩種：警報系統和防禦建築工程。

利用人工智慧預測土石流

警報系統可以對土石流爆發的可能性進行預測，或是當土石流發生時偵測到碎石與沉積物的移動。

在第一種情況下，警報系統主要依據降雨量來進行預測。同樣來自瑞士聯邦森林、雪與景觀研究所的土石流專家亞歷山大·巴杜(Alexandre Badoux)解釋道，這種預測方法的優勢，在於能及時向消防員和警察等乾預部門發出警報。 「然而，該專家表示，“對於民眾而言，這並非一直是最好的解決方案。」

問題在於誤報。我們十分清楚，針對土石流的誤報讓民眾難以接受。

亞歷山大‧巴杜(Alexandre Badoux)，土石流專家

那些製造出土石流的溪流和溝壑對強降雨的反應並不完全一致。因此，人們很難界定出適用於某個地區的降水量。巴杜表示：「問題在於誤報。我們十分清楚，針對土石流的誤報會讓民眾難以接受。」

另一種警報系統則是透過安裝在河床或河岸上的設備來識別正在發生的土石流。當碎石與沉積物通過警報裝置時，觸發式金屬纜繩將會斷裂，而更為精密的儀器(如感測器)則將捕捉到沿地面傳導的波動。

然而，這類系統也存在缺點：當土石流開始向下游流動時，通常留給系統發出警報的時間少之又少。為了爭取寶貴的時間，蘇黎世聯邦理工學院(ETH)和瑞士聯邦森林、雪與景觀研究所的研究人員攜手開發了一套人工智慧警報系統。

通常用於偵測地震的感測器，可以偵測出幾公里開外的土石流引發的振動。而藉助過往土石流的資料訓練出的演算法，則能將碎石與沉積物的移動和由牛群或鐵路交通等其它事物發出的振動區分開來。

該人工智慧設備已於2020年在瓦萊州的易爾格拉本(Illgraben)溪流中得到了測試，成功地將警報時間提前了20分鐘。

保護房屋和基礎設施的鋼網

警報系統可以保護民眾，從而拯救他們的生命。然而，亞歷山大·巴杜表示，「土石流對基礎設施造成的破壞卻無法避免。」

鋼筋混凝土牆和堤防可以使房屋和基礎設施免於土石流的破壞。然而，這類防禦工程不僅造價昂貴，而且佔據大量空間。

長期以來用於抵禦山洪和雪崩的鋼網屏障，無疑是更經濟的替代方案。這種防禦設施能被快速地安裝在溪流或溝壑之中，用來即時抵擋土石流，或是對道路或建築物進行單獨保護。自2007年以來，安裝在瑞士境內的此類設施已超過了110處。

這種防禦網可攔截土石流中的固體物質，而其網格允許水和泥漿通過。任職於瑞士布魯克公司(Geobrugg)的工程師伊薩科·托福萊托(Isacco Toffoletto) 解釋道：「在製作防護網時，我們採用的高強度鋼絲在材質上與滑雪纜車的繩索相同。」值得一提的是，在為對抗自然風險而開發的防護系統方面，布魯克公司在瑞士擁有領導業界的地位。

為安裝這道寬22公尺、高6公尺的防護屏障，提契諾州梅利德市(Melide)政府投資了約12萬瑞郎。 Geobrugg

然而，和警報系統一樣，鋼網屏障也有其自身的限制。亞歷山大·巴杜表示，這類防護網的意義僅體現在極少發生土石流災害的地方。這位專家解釋道，「人們必須不斷地對殘留物進行清理。這無疑是一項非常昂貴的操作。」

人工貯水池被視為對抗土石流的另一個保護措施。這類工程雖有助於儲積大量的土石流物質，同時也需佔據大幅面積的土地。

放棄風險最大的阿爾卑斯山谷？

眾多天災的發生都與氣候暖化息息有關。在這類天災風險日益提升的同時，對阿爾卑斯山區所有居民聚落和基礎設施的保護，也將變得愈加繁重和複雜。光是2022年，聯邦和各州、市政府用於抵禦自然災害的投資達到了約6億瑞郎(折合美金6.92億元)之多。

維也納自然資源與生命科學大學氣候政策系教授萊因哈德·斯托爾(Reinhard Steurer)認為，採納更為徹底有效的解決方案已勢在必行。

今年夏天在瑞士爆發的洪水和土石流災害所造成的破壞，雖能得到修復，但在面對《新蘇黎世報》(Neue Zürcher Zeitung外部链接)的採訪時，斯托爾卻表示：「如果這種情況在一個人煙本就稀少的地區反覆發生，那麼從社會經濟的角度出發，對這個地區進行重建就不再顯得那麼合理。區域將不得不被居民所遺棄。」

阿爾卑斯州政府聯席會議(Conference of Governments of Alpine Cantons)的主席卡梅莉亞·邁森 (Carmelia Maissen)卻認為 ，斯托爾教授的考量未免顯得「憤世嫉俗，且不夠長遠」。同時，邁森也向《新蘇黎世報》表達了自己的觀點。在她看來，即使在個別情況下需對遭破壞的居住點進行重建，也不代表人們必須放棄整個山谷。目前，面對遭受惡劣天氣影響的地區，人們需要對當地的狀況進行分析，並找出其中的薄弱環節，同時也需將這些地區的氣候條件融入考量範圍之中。

對土石流專家亞歷山大·巴杜來說，接下來的任務也是探究高度破壞性土石流的爆發原因。這將有助於人們重新審視自然災害的分佈規律，從而有機會對風險區域進行重新定義。

唯一值得安慰的是，觀察最近幾週瑞士村莊所遭受的災難，我們或許能在將來避免更多受害者的出現和更多破壞的發生。

(編輯：Sabrina Weiss，編譯自義大利文：Jun Aikens/yz，繁體校對：方常均)