地球是一个奇迹
环境｜全球
极端气候正在引起全球河流变化——洪涝或干旱，在此情况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
全球河流，要么在发洪水，要么在枯竭。
而科学家们面对的议题是——在极端气候变化下，本应阻止洪水、调节流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条河流的水位超过警戒水位。
与此同时，河南省气候中心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」，红色为「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 巴基斯坦河流的灾难性洪水使该国三分之一的河流被淹没 ，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，气候变化导致降雨和干旱加剧，对河流的影响越来越大。
现在的问题是，如何管理这些变化的河流，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，水坝产生的清洁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，人类横跨河流建造了水坝，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，水坝在大多数河流中接近饱和。在世界其他地区，水电开发依然加速，直到今天， 水力发电占全球总发电量的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) 下游水坝取水。
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， 水坝的防洪结构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。人类控制水坝调节流量，从而让水错开流入主河流，防止山洪暴发。
水坝并非万能
但也有科学家警告说，许多承诺减少洪水的水坝可能基于旧的气候模型，已经过时。 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。专家们一致认为，建造新水坝时必须考虑到极端降水。
东北大学 (Northeastern University) 土木和环境工程教授 奥鲁普·甘谷利 (Auroop Ganguly) 说：「我们必须为最坏的情况进行设计。」
2022年，【自然-通讯】 (Nature Communications) 上的一项研究表明，在某些情况下， 水坝可能会改变下游河床的结构，从而增加洪水风险 。
传统思维认为，水坝释放的水会扩大下游的泄洪道，从而减少洪水风险。但研究表明， 大坝会过滤水中的细沙，导致下游河床粗沙增多，会阻碍河流的流动，使洪水恶化。
清华大学 水利工程教授、该研究的主要作者 马宏博 说：「尽管水坝仍然可以减弱洪水峰值，但 下游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、德国莱茵河等河流水位急剧下降， 这也暴露出水坝在缓解水资源短缺方面的局限性 。
为了应对不断变化的气候，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」，供水量增加带来需水量增加，抵消了当初建造水库的好处。
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」技术 —— 即让河流持续流经水电站，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加水电设施。
「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加新的水电设施，可以改善其周围的河流。」
但有些人则认为，我们应该完全远离水坝，并寻找利用自然解决方案来提高用水效率的方法。许多生态学家表示， 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，这导致了许多问题，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。
「我们必须与自然合作，而不是与之对抗。」
撰文：Stefan Lovgren
编译：Arvin
编辑：Arvin
版式设计：Arvin
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