让河流流淌

作者：Louise Finger/DWR

从1600年代初一直到1900年代，美国各地修建了数以万计的水坝，以利用流水的能量。这些能源被用来磨碎谷物、锯木、为工业金属生产的铸造厂和锻造厂提供动力、通过船闸/水坝/运河系统促进人员和货物在河流上的运输、为社区供水以及产生早期的电力来源。

这些建筑物大多为低水头坝，即横跨河流全宽的大坝，高度通常小于15英尺，水流经整个坝顶，不具备蓄洪能力。

早期的水坝由木材建造，后来由石头和砂浆建造，最后由混凝土建造。在低水头大坝建设的高峰期，据估计仅弗吉尼亚州就有数千座这样的大坝。尽管大多数大坝的有效使用寿命只有大约80年，而且许多大坝已经失效或面临失效的风险，但仍有数千座大坝作为过时的建筑留在我们的河流和溪流中。

“这有什么关系？”你可能会问。大坝对河流的自然过程有重大影响，因为它们阻塞河道、减缓水流、改变栖息地并降低水质。自由流动的河流通常由深而慢的水域和浅而快的水域交替组成。这些特征与沉积物、植被和其他因素相结合，为昆虫、贻贝和鱼类等水生生物的不同生命阶段提供了复杂多样的栖息地。这些特征创造了适当的生态条件来支持当地的河流植物和动物。

大坝的缺点

根据设计，大坝使上游水流变得更深、流速更慢，从而将复杂的河流状栖息地转变为更加均匀的湖泊状栖息地。这些深水基本上淹没了原本多种多样的较浅的河流特征，如急流、急流和滑道。结果，地表水温度上升，溶解氧下降，蒸发率增加，沉积物在上游沉淀，下游发生冲刷，营养循环被打乱。所有这些变化都会影响当地水生物种赖以生存的栖息地状况。

此外，水坝对水生生物逆流移动形成了物理障碍，导致河流系统支离破碎，种群孤立。这些阻塞会抑制、甚至常常阻止部分生命周期在海洋中、部分生命周期在淡水中度过的鱼类的长距离迁徙。水坝还会影响整个生命周期都在淡水中度过的当地鱼类以及依赖它们生存的贻贝物种的活动。

为了繁殖，贻贝必须将其幼虫（称为钩幼虫）附着在某些鱼类的鳃、鳍和身体上，依靠这些鱼类“宿主”来传播幼虫。如果宿主鱼不能逆流而上，那么贻贝幼虫也不能。淡水贻贝在过滤水质方面发挥着至关重要的作用（每只贻贝每天可过滤多达18加仑的水），从而改善水质，但其中许多物种已经灭绝、受到威胁、濒临灭绝或数量正在减少。尽管人们推测造成贻贝多样性和数量下降的原因有很多，但历史上水坝的激增可能是其中一个因素。

人类也直接受到河流中低水头水坝的影响，因为它们是常见的溺水地点。在这些结构的下游，水会强烈循环，导致一种通常被称为“滚滚”的危险情况。在某些水流条件下，滚轴几乎使划船者或游泳者无法逃脱。大坝上游平静、缓慢流动的水掩盖了下游的风险。

由于没有州或联邦机构负责收集低水头水坝溺水事件的数据，因此数据并不完整，但在美国， 2018至2021间，低水头水坝至少发生了148溺水事件。仅在弗吉尼亚州，自1990以来就发生了至少19起溺水事件，其中包括2022在里士满詹姆斯河上的博舍尔斯大坝发生的两起溺水事件。水坝带来的公共安全隐患和责任限制了人们的休闲娱乐机会和河流的可达性，因为水坝要求河道使用者、划船者、垂钓者和其他河流使用者搬运货物，这可能导致与位于通航水域的水坝附近的私人土地所有者发生冲突。

恢复栖息地和恢复力

拆除水坝具有众多显著的好处。拆除大坝可以恢复水体的物理和化学过程，从而恢复水体自然形成的栖息地。通过消除河流中的墙壁，河道可以调整回筑坝前的宽度、深度和坡度。结果，本地物种繁衍生息所需的条件得到了恢复。

拆除大坝对栖息地产生的一些积极影响包括：恢复干净的砾石供水产卵；浅而快速流动的水势为水体提供氧气，为水生昆虫提供理想条件；以及适当深度的水池作为掩蔽处和冷水避难所。此外，消除鱼类和野生动物迁徙的障碍可以减少栖息地的破碎化，从而提高河流中所有物种在气候条件变化时的恢复能力。

拆除大坝对上游和下游的益处程度随结构大小、河流坡度和其他因素而变化，但对河流栖息地和过程的直接影响可能是深远的，通常可达一英里或更远。根据其他屏障的距离，拆除大坝后，数百英里的上游区域将可供鱼类和其他水生生物进入。消除低水头大坝造成的公共安全隐患也增加了河流的安全娱乐用途。

拆除废弃的水坝可以恢复河流，造福所有人，全国每年都会拆除更多的此类水坝。据致力于推广和跟踪拆除水坝项目的非盈利组织美国河流 (American Rivers) 称，自2000世纪初以来，全国每年完成的拆除水坝数量一直在增加。他们的数据库（位于 americanrivers.org）表示自2008以来，全国范围内每年拆除的水坝数量通常超过70 ，其中2018年最多时拆除了超过110水坝。

尽管做出了这些努力，但仍有数千座废弃的水坝存在。在弗吉尼亚州，至少有46大坝被拆除，直至2021才被记录在案；最近的例子包括纪念碑磨坊大坝和威尔逊溪大坝的拆除。尽管拆除低水头水坝有很多好处，但由于数量众多，拆除工作充满挑战，但更重要的是拆除。许多水坝都位于私人财产上，拆除过程可能漫长而繁琐，因此，伙伴关系和合作对于拆除水坝和恢复人类和野生动物赖以生存和享受的河流至关重要。

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路易丝·芬格 (Louise Finger) 一直居住在阿尔伯马尔县，作为 DWR 的溪流修复生物学家，她已经从事了20年的恢复水生栖息地工作，这是她的“梦想职业”。

 

纪念米尔斯大坝

纪念碑磨坊大坝位于库尔佩珀县的黑兹尔河上，是一座私人所有的大坝，最初建于1800世纪初期，用木材建造，为磨坊谷物生产面粉提供动力，后来在1850世纪使用岩石和砂浆重建，作为计划中的船闸和运河运输系统的一部分。在1921 ，它用混凝土增加了高度，并被改造用来发电。尽管自1942洪水以来该坝已不复存在，且处于严重失修状态，但它仍然阻塞了整条河流，阻碍鱼类和其他水生生物的活动，对公众的划船造成危险，造成上游淤积和下游冲刷，对河道内栖息地的复杂性产生负面影响，并扰乱了河流的水力学。

这个10英尺高、 160英尺长的建筑物不仅在近200年的时间里影响了黑泽尔河上下游水生生物的运动、沉积物输送和水质，而且由于周围私人土地上的搬运机会有限，还严重影响了休闲娱乐活动。DWR 与大坝所有者和美国鱼类与野生动物管理局 (USFWS) 国家鱼类通道计划合作，在进行了大量历史审查和文献记录后，于2016拆除了该结构的大部分。

目标是恢复河流的水文和生态，消除公共安全隐患，并为水生生物提供进入28英里的黑兹尔河主干道以及包括上游可进入的支流在内的总共285英里的河流的通道。随着纪念碑磨坊大坝的拆除，黑泽尔河——流经拉帕汉诺克河，一直到切萨皮克湾——不再有人工障碍。在纪念碑磨坊大坝拆除前四年和拆除后三年对 DWR 鱼类种群进行的监测显示，在拆除大坝后，出现了斑点叉尾鮰和七鳃鳗，而这两种鱼在大坝拆除前并未在大坝上游发现。七鳃鳗的存在尤其引人注目，因为它是一种溯河洄游物种，这意味着它生活在咸水中，在淡水中产卵。划船者和垂钓者现在也可以安全地航行并欣赏黑兹尔河这一段的美景。