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文 | 九屿
编辑 | 九屿

河流和三角洲的形态,与地球自然地理的许多特征一样,如今因人类活动而发生剧烈而迅速的变化。由于盆地沉积物流失,海平面上升,许多三角洲面临完全消失的危险。
几个世纪以来,它们向海中更远的地方生长,这一过程推进在 20 世纪下半叶,世界上许多三角洲开始下沉和后退。这一历史性逆转是沉积物通量大规模改变的一部分,它正在改变世界各地河流系统的形态和生态。

沉积物通量的改变也是人类对自然过程影响的最显著标志之一,并且经常与人类世有关,人类世是地球地质历史上有争议的新纪元,其特征是行星尺度上的人类地球物理作用。
沉积物通量改变和三角洲后退使湄公河、长江或密西西比河三角洲等地的数百万人处于危险之中,尤其是在与局部沉降和气候变化引起的海平面上升的影响相结合时。本文调查了这样一个案例的历史:二十世纪意大利的波河三角洲。

当今的河流地貌学已经对上游盆地和三角洲之间的联系及其人为改变有了深入的了解,包括大坝对沉积物通量的影响、砂石开采的后果以及堤坝的建设。
学者们认为,沉积物是非人类水体组合的重要组成部分;他们的存在、他们的组成和运动塑造了社会不平等和不平衡的权力关系,并被社会不平等和不平衡的权力关系所塑造。

虽然这些贡献提供了重要的概念和方*论法**工具来分析地貌过程的社会和政治维度,但它们很少提及这些维度如何随时间演变。
令人惊讶的是,迄今为止,环境和水历史学家很少关注河流历史的地貌维度。他们主要研究河流开发,关注其巨大的生态后果,从美国西部水文的大规模改变到莱茵河在两个世纪的河流开发期间的大规模污染。

对维也纳多瑙河的创新研究以及最近对孟加拉三角洲的研究表明,通过将河流和三角洲视为地貌系统,我们可以在理解关键历史过程方面取得很大进展。
在 20 世纪下半叶,波河三角洲开始后退。这一过程直到本世纪末才放缓,根据最近的一项研究,撤退可能已经完全停止并再次逆转。

20 世纪三角洲的后退可能是波河流域形态变化最显著的例子,这种变化与沉积物通量的改变有关,而沉积物通量的改变也影响了该河流域的其他部分。
本文重点介绍了对波河三角洲地貌改造贡献最大的过程:水力发电、建筑业从河床开采砂石,以及在三角洲内开采甲烷气体。波河流域是意大利最大的河流流域,也是水资源最丰富的流域。

与水电不同,采矿业还造成了局部河道切口和堤防侵蚀,这反过来又产生了一些政策反应。二十世纪中叶,天然气生产商从波河三角洲的底土中提取甲烷。虽然这项活动没有改变沉积物通量,但它导致三角洲加速下沉且令人担忧,这表明人为三角洲有可能后退。
水电生产、采矿和甲烷开采并非都以同样的方式对三角洲的改变做出贡献,也不会产生同样的担忧。然后,我们将比较这三个驱动因素的地貌后果的知识和监管。

水电
波河流域是意大利最大的流域,河流从西阿尔卑斯山流向亚得里亚海,全长651公里。它排干了意大利北部的大部分阿尔卑斯河流,包括提契诺河和阿达河,以及亚高山湖泊马焦雷、科莫和加尔达。
几个世纪以来,该流域一直是水力发电的热点地区。随着该行业的发展,生产商越来越感到需要调节水文和气候变化以控制能源生产。第一批水力发电厂建在大河两岸。

然而,使用简单的河流分流来为水力发电厂提供动力存在一个主要缺点:依赖河流水文状况的变化无常。像阿达河和提契诺河这样的湖水河流全年都提供大量且相对可靠的排放,前两个发电厂位于它们的河岸并非偶然。
水库是解决这个问题的方法。水库可以在丰水期蓄水,供生产者在缺水期使用,从而独立于气候和气象条件调节河流流量。第一次世界大战后,水库越来越受到水电生产商和工程师的关注。

在干旱时期,早期的水电公司建造了一些水电站,主要位于阿尔卑斯山支流。然而,在干旱之后的几年里,水力发电水库的数量大幅增加,并持续增长到 20 世纪 50 年代后期。到 50 年代后期,142 座水坝改变了波河几乎所有支流和支流的流量。
然而,水库不仅仅储存水。它们还捕获粗沉积物和部分由河流输送的细沉积物。当一个盆地被大量蓄水时,这可以减少流向下游的沉积物量,对地貌过程产生显着影响。

波河盆地的水电工程师和开发商很清楚,他们正在截留沉积物和水。对他们来说,这是一个主要问题:截留的沉积物降低了水坝的效率,大大限制了水坝的蓄水量。
这反过来又危及用于水库建设的大量资本投资。这对于水力发电水库来说要复杂得多,水力发电水库与昂贵的机械和生产设备相结合。

河流泥沙输送实验数据的可用性对这些争论做出了重大贡献。1912 年,作为国家内河航运发展委员会活动的一部分,意大利公共工程部成立了一个试验性的波河水道测量局。
该机构致力于收集整个流域范围内的水文数据。通过在数百个联网站点进行持续监测和数据收集,该局最终旨在更好地了解 Po 流域作为一个相互关联的水文系统。

在研究沉积物输送和警告水库淤积危险的同时,水文学家和工程师还讨论了沉积物管理策略。
然而,大多数情况下,这些参与者将重新造林或植树造林视为最有效的管理策略。他们认为,森林覆盖率显着减少了土壤侵蚀和最终流入河流以及水库的沉积物数量。

在专注于减少沉积物可用性的策略时,国家和水电公司的工程师表现出完全无视沉积物改变基础设施可能产生的大规模后果。这一点在 Isola Serafini 发电厂的案例中表现得最为明显。
这座发电厂最初设想于 1948 年,由 SIMA在 1960 年代初建造,SIMA 是该行业三个最重要的参与者 Edison、Adriatica 和 Centrale 的合作伙伴。这座发电厂是唯一一个利用波河本身水流的发电厂,位于河流的蜿蜒地带,利用了它得名的河岛。

砂石开采
在 20 世纪的大部分时间里,砂石开采的历史都以类似的模式无视专家和监督者改变沉积物运移可能带来的负面影响。
然而,虽然水电部门沉积物管理的唯一形式旨在减少沉积物的可用性,但二十世纪下半叶沉积物开采的强化导致了第一次大规模干预以应对沉积物稀缺问题。

从河流中开采沉积物有着悠久的历史。与海滨一起,河流是沙子和砾石的最重要来源,这些沙子和砾石是从河床以及河岸和冲积平原中提取的。这些材料对现代建筑业至关重要。
在 19 世纪中叶,河卵石与砂浆结合使用而不是石头用于建造堤坝、桥梁,以及私人建筑。从 19 世纪中叶开始,随着混凝土的普及,河流沉积物的使用有所增加。

在 20 世纪 70 年代之交,这种大规模开采的地貌后果变得越来越明显。砂石开采的激增显着降低了波河大部分支流的河床,并破坏了堤防和桥梁。越来越多的证据表明,砂石开采的地貌影响导致沉积物开采法规发生变化。
甲烷提取
到 20 世纪中叶开始开采甲烷时,波河三角洲已经经历了适度的下沉。从 19 世纪下半叶开始,蒸汽动力排水泵的引入使土地所有者能够将水从地下抽到地上,从而排干大片低洼湿地。

随着柴油和电力排水泵的引入,三角洲的排水速度加快了。不管解释它的政治和经济因素如何,禁令都是下沉危机的转折点。虽然这种干预阻止了加速下沉,但并没有阻止三角洲的后退。
专业知识、法规及其局限性
虽然这种认识在 20 世纪之交之前仍停留在理论上,但从 1913 年开始,波河水文局开始了一项系统测量整个流域范围内悬载的计划。

虽然这些知识不足以精确绘制分水岭范围内的沉积物通量,但重要的是要承认这些早期的努力,这些努力反驳了过去的无知与当今意识相对的任何简单化观点。
尽管意识到大规模的地貌过程和可能的人为干扰,河流专家并没有关注沉积物稀缺和波河三角洲退缩的问题。

水电部门的工程师最关心的是与水库功能相关的沉积物过多问题。他们没有考虑沉积物稀缺的可能性。水利机构的水文学家发现了人为改变的先进迹象。
直到二十一世纪之交,公共机构才开始讨论流域规模的沉积物管理,以应对沉积物稀缺问题。2004年,坡流域内的四个行政区签署了流域范围内泥沙管理协议。

三角洲的后退是人类与地貌相互作用在多个空间尺度上长期发生的结果。由于因果之间存在显着的时间和空间滞后,了解当今三角洲的退缩需要考虑人类与河流系统地貌相互作用的悠久历史。
只有当人类活动的地貌影响立即可见时,机构参与者才会讨论沉积物管理方法。时间和空间上的接近使得影响更加明显,因果关系更加明确,引发了政治争议,进而促使机构参与者引入监管。

因果之间的空间和时间距离,相反,很难提出强有力的科学主张,并且在政治上不利于引入有效的监管。这些是当今重新思考河流泥沙政策时需要考虑的问题。
专业知识的缓慢和政策未能考虑到人类对地貌过程的影响提供了超出本案例研究的见解。一方面,它显示了现代环境专业知识在面对难以量化或难以建立直接因果关系的复杂自然过程时的局限性。

它还揭示了环境政策在规范跨越多代人的大规模过程方面的历史局限性。虽然过去的人类经常意识到他们对环境的影响,但这种影响规模的证据已经慢慢出现,而且还看不到有效的监管。
了解过去处理此类规模的专业知识的局限性和政策的失败可以帮助找到新的、有望更好的方法来应对我们充满担忧的当前和不确定的未来。
参考文献:
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Armiero M (2011) A rugged nation: mountains and the making of modern Italy. White Horse Press, Cambridge UK
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