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地球是一个奇迹环境｜环球
极端气候正在引起环球河道变革——洪涝或干旱，在此环境下科学界就水坝是否真正发挥其作用掀起了一场辩论。｜Getty Images
环球河道，要么在发洪水，要么在枯竭。而科学家们面对的议题是——在极端气候变革下，本应阻止洪水、调节省量的水坝是否真正发挥了作用？
水坝加剧洪水？两周以来，暴雨袭击了中国南方，引发了大规模洪水，导致上万人撤离，十多万户家庭停电。广东省至少有17条河道的水位超过警戒水位。与此同时，河南省气候中央发布的气象干旱监测显示，河南省内16个地市72个国家级气象站监测气象干旱达到重旱等级以上，并已持续10天。
2024年6月13日，河南省气象局网站发布的预警信号，其中橙色标记为“干旱”，赤色为“高温”。｜河南省气象局
而地球另一端的墨西哥城库扎马拉(Cutzamala)几乎无水可用，自去年六月至今，当地水务局的一份数据显示，极端干旱导致水库蓄水比例低至27%，多达1/4的区域面临自来水完全枯竭的局面。与之相反的是，2022年巴基斯坦河道的灾难性洪水使该国三分之一的河道被淹没，数千万人无家可归。面对确已发生的事件科学家几乎没有分歧，他们警告说，气候变革导致降雨和干旱加剧，对河道的影响越来越大。如今的问题是，如何管理这些变革的河道，具体来说，水坝在减轻这些灾难是否真的发挥了作用？支持者认为，水坝产生的干净能源有助于对抗温室气体排放；但反对者称，越来越多的科学证据表明，水坝实际上加剧了洪水和干旱。
水坝的作用
几千年来，人类横跨河道建造了水坝，以灌溉农场，提供饮用水，并防止洪水。自19世纪末工业化时期，为发电建造了大型水坝。
近几十年来，北美或欧洲几乎停止建造大型水坝，水坝在大多数河道中接近饱和。在世界其他地区，水电开发依然加速，直到今天，水力发电占环球总发电量的17%，是仅次于煤炭和天然气的第三大能源。包括中国在内，巴拉圭、尼泊尔和挪威等国都依赖水电产生的能源。在美国西南部，4000万人口依赖科罗拉多河(Colorado River)卑鄙水坝取水。
极端高温对长江水位产生了压力。｜摄影：BLOOMBERG，国家地理图片集
对其他国家来说，水坝的防洪布局被视为一种生存必需品，比如荷兰，该国位于海平面以下，受到洪水侵袭。美国橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)的计算气候科学家穆塔西姆·阿什法克(Moetasim Ashfaq)说，“在支流上建造小型防洪坝，一些地区，比如印度河盆地上游，极端降水造成的洪水可以在很大程度上避免。”“如此小的水库可以非常有效地控制山洪，”他说，它们为多余的水提供一个可以去的地方。人类控制水坝调节省量，从而让水错开流入主河道，防止山洪暴发。
水坝并非万能
但也有科学家警告说，很多答应减少洪水的水坝可能基于旧的气候模子，已颠末时。例如，一些水坝在建造之初没有预留足够的通道来应对极端洪水。专家们同等认为，建造新水坝时必须考虑到极端降水。东北大学(Northeastern University)土木和环境工程传授奥鲁普·甘谷利(Auroop Ganguly)说：“我们必须为最坏的环境进行设计。”2022年，《自然-通讯》(Nature Communications)上的一项研究表明，在某些环境下，水坝可能会改变卑鄙河床的布局，从而增长洪水风险。传统头脑认为，水坝释放的水会扩大卑鄙的泄洪道，从而减少洪水风险。但研究表明，大坝会过滤水中的细沙，导致卑鄙河床粗沙增多，会阻碍河道的活动，使洪水恶化。清华大学水利工程传授、该研究的主要作者马宏博说：“只管水坝仍然可以减弱洪水峰值，但卑鄙通道无法再承载那么多的洪水了。”
2022年9月5日在巴勒斯坦上空拍摄的洪水照片，桥梁、房屋、住宅都被洪水淹没，灾难导致1300人死亡。｜摄影：FIDA HUSSAIN，Getty Images
此外，欧洲长期干旱导致法国卢瓦尔河、德国莱茵河等河道水位急剧下降，这也暴露出水坝在缓解水资源短缺方面的局限性。为了应对不断变革的气候，包括英国在内的一些欧洲国家计划建造额外的大型水库来收集水，以便在干旱期支持工业和人类消费。但研究表明，这种方法可能导致“反弹效应”，供水量增长带来需水量增长，抵消了当初建造水库的利益。
自然的解决方案
毫无疑问，旧的水坝在极端气候中面临改造升级的问题。
由于修建大型水坝成本过高，越来越多的水坝开发商正在转向“无坝”技能——即让河道持续流经水电站，而不需要水库来储存水。此类项目被认为更加环保，但它们不够灵活，不能根据天气条件来管理水资源。一家位于美国马萨诸塞州的低影响水电研究所(Low Impact Hydropower Institute)提倡在美国现有的水坝上增长水电办法。“水坝可以在能源生产和自然保护方面发挥关键作用，”该研究所执行主任莎伦·埃姆斯(Shannon Ames)说，“如果在已有的水坝上增长新的水电办法，可以改善其周围的河道。”但有些人则认为，我们应该完全远离水坝，并探求利用自然解决方案来提高用水效率的方法。很多生态学家表示，保护湿地应作为优先事项，因为这些生态系统在流域内可作为天然的洪水吸收体。“我们已经把流域变成了只为人类服务的经济机器，而不是为自然服务，这导致了很多问题，比如干旱和洪水，”环保组织“欧洲水坝拆除”(Dam Removal Europe)的创始人赫尔曼·万宁(Herman Wanningen)说。
“我们必须与自然互助，而不是与之对抗。”
撰文：Stefan Lovgren编译：Arvin 编辑：Arvin版式设计：Arvin
来源：https://view.inews.qq.com/k/20240625A03OP400
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