自然的洪水管理解決方案 - 適應明天的環境
河流，尤其是大河流，會造成很多混亂。當洪水氾濫時，它們會破壞生計，造成經濟損失並造成人員傷亡。毫無疑問，作為我們這種聰明的生物，人類會嘗試利用我們擁有的任何資源來阻止河流氾濫。不幸的是，河流，就像自然界中的大多數事物一樣，是強大且不可預測的。阻止河流完全停止洪水是不可能的，但我們可以做很多事情來減輕和管理洪水帶來的風險。
洪水管理策略通常涉及多個工程專案，這些專案可能屬於兩個類別之一。硬工程專案涉及建造人工結構，透過結合科學、技術和一些蠻力，來防止河流氾濫。軟工程專案則相反。這些項目利用自然資源，和當地人對河流的了解，來降低洪水帶來的風險。
每種類型的專案都有其優點和缺點。硬工程專案通常非常成功，對河流有很大的影響。這是他們的失敗之一，因為硬工程專案的影響，可能會破壞流域的生態系統。硬工程技術通常涉及對大量水的控制，因此如果它們由於某種原因失敗，其影響可能比河流自然氾濫時嚴重得多。硬工程專案的高成本、技術要求和維護也使得它們在沒有大量經濟資源的國家是不可行的。
軟工程專案更側重於減少洪水的影響，而不是預防洪水的影響。軟工程的最大優勢是成本。軟工程專案比硬工程專案便宜得多，因此更適合欠發達國家。它們的教育和技術要求也較低，因此可以由貧困國家偏遠地區的當地人實施。
軟工程專案比硬工程專案更具永續性。與硬工程專案不同，軟工程專案維護成本低，成本低。此外，它們不會干擾流域中的自然過程和生態系統，而是選擇與它們整合併在某些情況下對其進行改進。
硬工程技術
大壩
大壩是解決洪水問題的經典硬工程解決方案。大壩是橫跨河道建造的巨牆，以阻止其流動。水在大壩後面積聚並形成一個水庫，然後可以隨著時間的推移以受控的速度穩定地排出。即使在長時間的強降雨期間，這也有助於保持大壩下游的排放量較低。
除了在降低洪水風險方面非常有效外，大壩還可以用於產生水力發電，透過吸引製造工廠或出口到其他國家，為該地區帶來經濟利益。大壩後面形成的水庫，可用作飲用水源或休閒活動。
儘管有這些好處，大壩還是有一些該死的大（很抱歉）問題。大壩是所有硬工程技術中最昂貴的技術之一，需要大量原材料，如混凝土和鋼材。它們也對當地環境產生巨大影響。大壩後面的區域必須被洪水淹沒，這會破壞棲息地，並迫使人們離開家園。大壩也會破壞河流中發生的過程，例如阻止沉積物向下游輸送。這可能導致三角洲等地貌被破壞，進而導致更多棲息地的破壞。當沉積物被困在大壩後面時，它會改變大壩後面水的化學成分，從而殺死上游的水生動物。
大壩也帶來了巨大的風險。它們在身後儲存了數千升的水，所以如果它們失敗，它們會在下游造成廣泛的死亡和破壞，因為所有的水都會立即釋放出來。
（人工）堤壩
人工堤壩是自然對應物的人工版本。它們充當路堤，從本質上擴展了通道的高度並增加了其滿岸流量。與天然堤壩不同，人工堤壩要大得多，通常由耐腐蝕的混凝土等材料建造。人工堤壩的主要優點是它允許在洪氾區上建造。這是他們的失敗，因為他們鼓勵洪氾區的發展，這會增加洪水的風險。此外，如果它們確實失敗了，就像 1927 年密西西比河沿岸的堤壩一樣1，洪水造成的破壞將比堤壩不存在時更嚴重。
翼堤
翼堤是放置在距離河岸約 90° 的河道中的板條。通常，它們將成對放置在通道的兩側，它們之間有一個間隙，允許船隻通過它們。在堤壩後面，沉積物堆積，河道變窄，迫使水流更快。這有助於通過盡快將水從有洪水風險的區域排出來降低洪水風險，從而防止積水。它們還極大地幫助導航。雖然翼堤降低了一個地區的洪水風險，但在河流下游，它們會增加洪水的風險，使其僅在人口稀少的地區有用。
河道矯直
這種技術不言自明。透過阻斷蜿蜒曲折，並在蜿蜒曲折中建造替代的、更直的路線，河流開始流動得更快。與翼堤一樣，這可以使水更快地流過河流，防止其匯集，從而降低發生洪水的風險。拉直的通道也可以更快地導航，這是通道拉直的一個很好的好處。
與翼堤一樣，這種技術也有幾個問題。在河道變直部分的下游，洪水變得更有可能。此外，下游的侵蝕更強，因為河流有更多的動能。
分流溢洪道
分流溢洪道是河流流量上升時，可以流入的人工渠道。這些渠道將水移動到有洪水風險的區域周圍，並將其送回河流（但更下游）或另一條河流。溢洪道上通常有閘門，可用於控制溢洪道中的水量。
溢洪道對溢洪道，與其流入的任何河流之間的匯合處，附近的區域構成威脅，因為這裡的排放量將增加，洪水的風險也將增加。此外，溢洪道的路徑可以將水帶到通常不習慣洪水的區域周圍。如果溢洪道由於某種原因失效，這可能會造成廣泛的破壞。
軟工程技術
洪氾區分區
洪氾區分區涉及限制河流周圍地區的土地使用。從本質上講，在洪氾區之外的建設是無限的，但洪氾區本身僅限於公共戶外設施的建設，如運動場和公園。這對降低洪水的風險和影響有幾個作用。顯然，如果不允許任何人在氾濫平原上建造，那麼河水氾濫造成的破壞將大大減少，因為破壞並不大。此外，洪氾區分區確保洪氾區的土地不會被城市化，因此可以發生滲透並減少地表徑流。這減少了河流氾濫的可能性。
洪氾區分區的問題在於它限制了某些地區的發展。此外，如果已經開發了一個洪氾區，那麼在不迫使人們離開洪氾區的情況下，沒有任何辦法可以取消開發它。
造林
植樹造林包括在流域內種植樹木，以增加截流和蓄水，同時減少地表徑流。這減少了河流的流量，因此不太可能發生洪水。植樹造林還可以防止大規模浪費，從而減少進入河流的土壤量，並保持河流的高容量。當與洪氾區分區相結合時，植樹造林可以非常有效地降低洪水風險。
植樹造林有利於為動物創造新的棲息地，並透過過濾雨水中的污染物來改善水質。植樹造林的問題在於它需要相當大的空間才能有效，並且可能在洪氾區的農民中不受歡迎，因為他們不會對樹木從土壤中吸收養分感到高興。這個問題可以透過創建河岸緩衝區來解決，即靠近河道的薄植被帶。
濕地修復
濕地恢復包括創造有利於濕地（沼澤或沼澤）發展的條件。濕地能夠儲存大量的水，這有助於減少河流中的排放。濕地不會減少它們所在的洪水，而是減少河流下游的洪水。它們還有為動物創造新棲息地，和大大增加生物多樣性的額外好處。它們減少了可用於耕種的土地面積，但這使得它們在農民中不受歡迎。
河流修復
河流修復包括將經過艱苦工程的河流恢復到原來的路線。這可能涉及不矯直渠道、拆除人工堤壩、導流溢洪道和翼堤。這可能看起來很愚蠢，因為它將在這些建築物所在的地區重新引入洪水，但如果這片土地不再有價值，河流恢復可以幫助降低下游洪水的風險。
如果處理得當，河流恢復是一件好事，因為讓河流順其自然的路線，可以防止和恢復由硬工程專案，帶來的任何環境和生態破壞。河流修復的維護成本也高達 0，因此非常便宜。
當河流恢復發生在人們仍在使用的地區時，就會出現問題。我之前說過，可以在土地不再有價值的地方進行河流修復。那麼，什麼是有價值的定義？農田？一個小村莊？一個城鎮？這個決定歸結為當地環境機構。如果他們打錯電話，修復項目可能會造成很大的損失。
硬工程 —— 中國三峽大壩
三峽大壩是中國中部長江上的一座特大壩。它寬 2.3 公里，高 185 米，建造時間超過 15 年。大壩的建造是為了應對長江沿岸，發生的造成數十萬人死亡的季節性洪水。1998 年的一場洪水造成 3,500 多人死亡，1300 萬人無家可歸，並造成數十億美元的損失。隨著中國的幾個主要經濟城市（如南京）位於長江沿岸，中國政府採取措施降低洪水風險變得越來越重要。
影響
經濟的
大壩的總成本估計約為 1800 億日元。大壩需要將近十年的時間才能透過發電來收回成本。該專案由他們國家開發銀行提供資金，並從位於長江的另一座大壩中獲利。
總體而言，大壩將對中國經濟產生積極影響，因為大壩透過減慢速度和加深航道來提高長江的通航能力。這將有助於提高河流的貿易能力，這條河流是中國最大的貿易運輸網絡之一。大壩還將減少中國對煤炭的依賴，這意味著它不必在開採或進口煤炭上花費太多。
從長遠來看，降低洪水風險將節省資金，因為未來的經濟損失會減少。然而，大壩後面的土地被淹沒是代價高昂的，因為許多工廠位於大壩後面，不得不搬遷，而且成本通常很高。此外，由於缺乏年度洪水，長江氾濫平原上的大部分農田將逐漸變得貧瘠，農業產量下降。
社會的
大壩成功地降低了洪水的風險，將大洪水的複發間隔從 10 年 1 次降低到 100 年 1 次。儘管如此，三峽大壩還是產生了一些巨大的負面社會影響。超過 120 萬人被要求離開家園，因為他們將被大壩的水庫淹沒。拒絕離開的人被強行趕出家門。水庫最終淹沒了 13 個城市和數百個村莊。那些流離失所的人被搬遷到專門為大壩建造的城市。
許多被搬遷的人每天的生活費不到 1 美元，而且是缺乏任何技能的簡單農民。當他們搬到新城市時，他們很難找到工作，因為農業工作相對較少，而且他們沒有接受過其他工作的培訓。這加劇了貧困狀況。
被洪水淹沒的土地上有數百個可追溯到舊石器時代的文物、考古遺址和家族墓地。一些文化遺址，如張飛廟，被移動了，但許多沒有被移動，據信有數百個未被發現的考古遺址已被摧毀。
大壩幾乎沒有帶來積極的社會影響。首先，對於許多生活在貧困中的流離失所者來說，為他們提供的新住房代表了質量和生活水準的重大進步。
環境的
三峽大壩已經造成了一些環境問題，預計將在其存在的剩餘時間內繼續這樣做。長江輸送了大量的泥沙，這些泥沙現在被堵在大壩後面。工程師們試圖想出一個解決這個問題的方法，但它不太可能像讓沉積物流過一樣有效。這將導致長江三角洲逐漸遭到破壞，大壩下游侵蝕加劇。
阻塞的沉積物將改變大壩上游水的化學成分。反過來，這將導致生物多樣性的減少和幾種動物的潛在滅絕。鑑於河流是工業和家庭垃圾的主要傾倒場之一，這種野生動物威脅只會越來越大。廢物會像沉積物一樣聚集在大壩後面，毒化它後面的水。
正在成為大壩水庫的土地是許多瀕危動物的家園，包括大熊貓和中國虎。它們棲息地的破壞只會加劇它們的瀕危狀態。
長江每年不氾濫固然是好事，但從環境角度看，這是非常糟糕的，因為依賴洪水產生的肥沃土壤的農民現在不得不使用人造肥料，這些肥料會排入河流並污染下游部分的河流。
有一些積極的環境影響。三峽大壩用作水力發電廠，容量約為 22.5GW 2。這足以供應中國不到 5% 的電力，但這仍然是一個相當大的數量，將導致數百萬噸的煤炭沒有燃燒。
政治的
120 萬人被迫搬遷，引發了許多人權問題。此外，大壩對環境的影響引起了環保組織和其他政府的反對。由於與該項目相關的環境和社會問題，世界銀行拒絕為該項目提供資金。
大壩代表了一個主要的軍事目標，因為大壩下游是包括上海在內的一些中國最大的城市。如果大壩被破壞，將會造成很大的破壞並殺死很多人。該大壩被認為是台灣恐怖組織的潛在目標。
軟工程 - 科爾河
科爾河是位於英格蘭南部的泰晤士河的支流。100 多年來，River Cole 進行了重大改造，以提高其製粉效率。通道已被拉直以進行銑削，並加寬和疏浚以減少洪水的風險。由於發生的變化，該地區的水和生物多樣性的質量顯著下降。
1995 年，建立了一個項目，將科爾河恢復到原來的路線。該專案目的在透過重新引入濕地，來重新引入野生動物，改善水質並降低洪水風險。該專案由歐盟、河流恢復中心 (RRC)、環境署和國家信託基金資助。
為了恢復科爾河的原始河道，使用了渠道的舊地圖來計算其自然河道。為了重建球場，創建了一個新渠道，該渠道在當前渠道上方 1.2m 處流動，因為當前渠道已被疏浚，並且低於原始渠道。此外，新河道被賦予了過去存在的蜿蜒曲折，並留有空間讓河流自然地蜿蜒曲折。最後，舊河道被封鎖，河流將流經新河道。
該專案似乎取得了成功。它重建了濕地，這將有助於降低洪水的風險，還允許河流自然氾濫，這將提高周圍土地的肥力並防止下游洪水氾濫。新的野生動植物開始棲息在河流周邊地區，周圍環境更加宜人。
該專案確實受到了一些反對。河流周圍的洪氾區被用作農田，許多農民對附近的沼澤地開發感到不滿。他們也不滿意他們將失去的土地，因為河流將採取新的路線，以及河流會蜿蜒，並開始佔用更多土地的事實。最後，他們對讓河流自然氾濫感到不滿，因為它會沉積肥沃的沖積層，也會淹沒和破壞他們當時正在生長的任何東西。
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