互动科普

防范大洪水

恒河三角洲地陷程度加剧，一场保护数百万人免受洪水威胁的战役已经打响。

撰文 奎林·席尔迈尔（Quirin Schiermeier） 翻译 曹晨巍

2009年，气旋风暴艾拉（Cyclone Aila）肆虐印度与孟加拉国地区，整个恒河－布拉马普特拉河三角洲（简称恒河三角洲）变成一片汪洋。

一个有一万户人家居住的小岛上，人们刚从18个月前气旋锡德（Cyclone Sidr）的袭击中恢复不久，汹涌的海浪就冲毁了小岛圩堤，淹没了农田、房屋、道路与市场。一些人不得不迁往附近的城市，但大部分人留了下来，栖身于圩堤上的临时避难所里。卫生设施的缺乏与个人隐私无法得到保障，将促使疾病与犯罪的孳生和蔓延。

2011年，在一次实地考察中，美国范德堡大学的地球和环境科学家史蒂文·古德布雷德（Steven Goodbred）偶然经过这里，他和学生惊讶地发现，虽然已经过去两年，大部分土地仍然浸没在水下，几千户居民还住在帐篷和破烂不堪的临时房屋里。圩堤受损的部分只是草草修复，圩堤下的家园仍然无法居住。古德布雷德回忆说：“到处都是烂泥，简直和月球一样荒凉。我从没见过那样的景象。”他下定决心，要弄明白这个小岛的环岛堤坝是如何被海水侵蚀、削弱的，以至于一场规模不大的风暴就能有如此的破坏力。

这样的惨象在孟加拉国并不罕见。恒河三角洲——这个面积约为6 000平方千米、世界最大三角洲的平均海拔仅有两米。在孟加拉国，平均每年有6 000人死于风暴和洪水。1991年4月，近几十年来最严重的一场风暴造成三角洲内十万余人丧生，数百万人无家可归。

科学家估计，在全球变暖的背景下，风险只会继续升高。全球海平面正以每年2～3毫米的速度上升，对于沉降严重的恒河三角洲而言，这意味着当地相对海平面将每年上升2厘米。此外，到2050年，孟加拉国的人口预计将从现在的1.5亿增加到2亿，更多的人将处在潜在危险中。

根据最悲观的预测，到本世纪末，将有数百万孟加拉人被迫离开家园，迁往别处。然而，一些像古德布雷德这样的科学家相信，我们仍有一线希望。就在上个月，孟加拉国与荷兰联合出台了“孟加拉三角洲计划”，致力于让民众免受洪水侵扰。目前，科学家正努力探究恒河三角洲沉降的速度和原因，为该计划的具体细节提供更多证据，找出减缓、甚至阻止地面沉降的最优方案。

地面下沉

恒河三角洲是喜马拉雅山脉的“堆埋场”。在风雨的不断侵蚀下，每年有超过10亿吨的泥沙被河流裹挟至孟加拉湾。在某些地方，自最近的冰河时期堆积起来的沉积层足有一千米厚。就和其他三角洲一样，这些稀松的沉积物极易在重力作用下压实，造成地面沉降，相对的海平面不断上升。过去，地面沉降会由河流捎带而来的泥沙等沉积物抵消，但随着农业和工业的发展，以及大型水电站的修建，河流被迫改道，泥沙被阻截，地面沉降无法得到补充。2009年的一项研究发现，世界上最大的三角洲中有85%在本世纪头十年里经历过严重的洪涝灾害。根据目前的地面沉降速率和海平面上升速度估算，到2100年，全球范围内受洪水威胁的三角洲面积将扩大50%。

孟加拉国为防治洪水已付出不少努力，但收效甚微。1990年，《首次洪水行动方案》提出，在主要河道两侧修建堤坝，短短十年内，修筑完成的堤坝总长度达到3 500千米。2000年，孟加拉国将重心转移至修建更多的避难所，以及改善预警系统。尽管如此，孟加拉国仍有约四分之三的人口受到洪灾影响。

造成这种局面的一个主要原因，是我们对恒河三角洲的局部差异缺乏了解。修筑堤防可能对孟加拉国首都达卡有效，但前文提到的小岛的遭遇也说明，堤防并不是在所有地方都有效。美国科罗拉多大学博尔德分校的地质学家詹姆斯·苏维茨基（James Syvitski）表示，“人们对恒河三角洲的一些基本数据，从没有达成一致。如果使用不同的测量方法，你可能会得到15个不同的沉降速率。”

比方说，恒河三角洲东部与西部就有很大差别。过去几百年里，在地质侵蚀作用的影响下，恒河下游部分持续向东偏移，导致三角洲西部极度缺乏沉积物补充。因此，三角洲西南区域不仅容易受到海水洪涝威胁，地下水也会被盐分侵入，变得不适宜饮用（参见“沉降的三角洲”）。荷兰瓦格宁根大学的水资源专家凯瑟琳·特维斯查·范谢尔廷伽（Catharien Terwisscha van Scheltinga）也参与了孟加拉三角洲计划，她说，科研人员必须首先将三角洲的局部差异完全量化理清，才能帮助决策者们成功解决问题。

苏维茨基在研究中使用的卫星数据表明，三角洲正以每年低于海平面8～18毫米的速度沉降。不过，这些数据还需要与地面测量数据（地面测量已经在进行中了）对比确认。2003年起，哥伦比亚大学拉蒙特－多尔蒂地球观测站（Lamont–Doherty Earth Observatory ）的地质学家迈克尔·施特克勒（Michael Steckler）在恒河三角洲安装了一系列全球定位系统（GPS）接收器网络，用来监测地面沉降速率。他现在一共维护着大约20个监测站——其中一个就位于前文提到的小岛。到目前为止，数据显示，三角洲西南部的沉降率约为每年9毫米，在东南地区，沉降率则只有约每年2～4毫米。不过，监测站的数量仍然不多，且彼此相距较远，位于那些最受威胁地区的监测站就更少了。

某些防洪举措甚至会使问题加剧。英国纽卡斯尔大学和贝尔法斯特女王大学的两名地理学家约翰·佩西克（John Pethick）和朱利安·奥福德（Julian Orford）去年在一项研究中指出，在受到威胁最大的三角洲西南部，某些地方的水位远高于预期。他们认为这是因为人们在潮汐水道上加筑堤防造成的，有些堤防甚至深入内陆数百千米。涨潮时，潮水所能覆盖的面积大为减少，无法铺散开，因而继续流向内陆，导致内陆地区潮差大大增加。西南地区三个不同位置的验潮站记录显示，过去三十年里，相对海平面升高速度的平均值为每年5毫米，但在局部地区，升高速度可达每年15～20毫米。

古德布雷德表示，内陆地区潮差增大，对我们应该如何进行海岸防护很有启发性。对于那些潮汐水道较长的地区，修筑堤防反而可能会导致水位升高，咸水进侵。但也有人认为，对于佩西克和奥福德的观点是否对三角洲的整个西南海岸地区都适用，目前我们还不能下定论。比如，内陆潮差是否会增大可能很大程度上取决于堤防的坡度。从局部推断整体，“可能会得出错误的结论，”达卡环境和地理信息服务中心执行副主任玛米努尔·海克·沙克（Maminul Haque Sarker）说。

沙克发现，三角洲有些区域的沉降速度实际上并不快。2012年，他与同事测量了一些古代清真寺地基，看它们被新沉积物埋了多深。目前的地基深度说明，这一地区的沉降速度仅为每年1～2.5毫米。当然，我们还需要加上海平面升高的速度才可以得到相对海平面变化。但这一数字已经说明，三角洲整体的沉降速度比苏维茨基等学者所认为的要低得多。

下沉的原因

不论目前的实际沉降率是多少，这都不是问题的关键所在。2010年，德国不莱梅大学的地质学家蒂尔·哈尼巴斯（Till Hanebuth）在孙德尔本斯（Sundarbans，位于孟加拉西南部，这里拥有世界最大的红树林，以栖息在此的孟加拉虎闻名）发掘出了十几处古代窑厂。这些窑厂是三百年前人们制盐的场所，位于当时冬季涨潮的海平面以上。如今，它们深埋在低于海平面1.5米的淤泥中，证明这里的平均沉降率达到每年5毫米。

哈尼巴斯认为，地面并不是以某个恒定而缓慢的速率逐渐沉降，而是随着火山喷发或气旋风暴这样的突发事件间歇性地下沉。他说，在1676年到1762年左右，这一地区发生了一场强震，不少红树在地震后的大洪水中被冲断，至今我们还可以看到不少树桩，内部填满了烂泥。据估计，1762年的那次大地震震级达到8.8级，致使三角洲东南部的城市吉大港（Chittagong）下沉了几米；孙德尔本斯受此影响也下沉了20厘米。有地震学家认为，这一区域地质构造极不稳定，迟早会有强震再次发生。一旦如此，将会给达卡或吉大港这样人口稠密、建筑质量堪忧的城市带来巨大打击；三角洲也会有部分地区突然严重下沉，超过之前几十年里因为海平面上升、沉积物压实作用之和。

其他复杂因素则较为容易评判和预防。距离首次勘察一年以后，古德布雷德及其团队重访了前文提到的小岛。这一次，他们配备了GPS接收器和其他地质勘测工具。他们发现，圩堤不仅将河流和大海与低地分隔开，也阻止了泥沙进入。在圩堤修建后的50年间，因为缺乏新的沉积物补充，与圩堤外的土地相比，圩田下沉了整整一米。除此以外，古德布雷德还发现，当地的虾农还在圩堤上钻孔，将海水引入自家的虾苗孵化田，破坏了圩堤的结构稳定性。

虽然气旋风暴艾拉给小岛居民带来了苦难，它也在某种意义上拯救了小岛。在小岛受到洪灾影响的两年间，因为潮水每日携带而来的沉积物，小岛的地面升高了几十厘米。这些淤泥侵入当地居民的地板和花园，虽然带来了短暂的混乱，但也给三角洲地区的长期发展带来了可能。

所有这些信息都会反馈给三角洲计划。计划的具体内容将在未来两年半里由荷兰及孟加拉国的合作政府机构、科研机构和工程师顾问联合起草。荷兰已经许诺提供700万欧元（约合970万美元）的初步资金来发展此计划。三角洲计划负责人、孟加拉国计划部经济分部部长沙姆斯·阿拉姆（Shamsul Alam）表示，“荷兰方面的宝贵经验，将极大地帮助我们的防洪工作。”

范谢尔廷伽说，因为科学上的不确定性，决策者们很难确定应该投资多少，应该投资在哪些方面。但至少有些问题值得我们认真对待。“我们才刚刚开始认识三角洲，但我们已经知道未来该怎么做了，”古德布雷德说。

古德布雷德补充说，至于孟加拉沿海的农村地区，一种解决方案是重新采取上世纪60年代，当地人修建的更低更灵活的圩堤。在旱季，人们可以将其加高，将咸水拒之门外；在雨季则降低圩堤，允许泥沙进入。

英国地理学家休·布拉默（Hugh Brammer）曾为世界银行担任孟加拉国1990年防洪计划的顾问，他认为，更为灵活的圩堤十分必要。我们必须每隔一段时间允许潮水涌入圩堤内的圩田，补充沉积物，防止低地长期沉降。他还注意到，圩田中的房屋一般比地势最低的区域高出至少半米，所以不会受潮水影响。

布拉默认为，目前最为紧迫的工作，是将恒河的水流引向三角洲西部地区，以缓解当地居民在旱季的缺水问题。2008年，孟加拉国政府表示，他们已经在考虑河流改道方案。但对于如此大型的工程，其造价与可行性都需要审慎考虑。阿拉姆则认为河流改道的工程在近期不大可能实现。

还有一些费用较低的方案， 布拉默说。位于加济布尔（Gazipur）的孟加拉国稻米研究院的科学家已经培育出了一种耐盐稻米品种，可以在易于发生洪涝灾害的地区种植。在沿海城市，我们应该在人工高地上新建房屋和公共设施。在海岸线附近种植树木也可以有效降低风暴强度。

在2011－2015的五年计划里，孟加拉国专门拨出1 200亿塔卡 （约合15亿美元，占其总公共财政支出的4%），用于应对气候变化及灾害管理。不仅如此，孟加拉国也已开始将合计1.7亿美元，由多方援助的防治气候变化基金投入包括防洪在内的多个项目中。

大型基金会，如经费充足的国际绿色气候基金会（Green Climate Fund）可能提供更多资金支持。伦敦国际环境发展研究院（International Institute for Environment and Development）气候变化小组的萨利姆·哈克（Saleemul Huq）表示，要完全实行三角洲计划，还需要在未来几年里持续投入几十亿美元。

目前，孟加拉国每年得到的各种援助，总和约为20亿美元。因此，阿拉姆表示，期望政府将用于其他地方的资金投入防洪相关项目，也是有可能的。

与此同时，小岛的生活正逐渐恢复正常。当然，还有部分被毁坏的圩堤没有修复或替换，但已经有数百户居民和商户搬到了地势更高的地方。古德布雷德相信，恒河三角洲和居住在此的人们都会有一个更好的未来。他说，“幸运的是，有很多方案可供孟加拉国选择，但问题也很严峻，留给我们的时间不多了。”

本文作者 奎林·席尔迈尔是《自然》杂志驻德国慕尼黑的资深记者。