讓河流流

作者：Louise Finger/DWR

從 1600 年代初開始，並繼續到 1900 代，在美國各地建造了數十萬個水壩，以利用流動水的能量。這種能源用於研磨穀物、鋸木、鑄造廠和鍛造工業金屬生產的電力，促進人們和貨物通過鎖/水壩/運河系統上下的運輸，為社區提供水，並產生早期的電源。

這些建築物大部分都是低頭水壩，被定義為跨越河流的全寬的水壩，通常高度不到 15 英尺，水流穿過水壩的整個山頂，並且不提供洪水容量。

早期的水壩是用木材建造，然後是石頭和砂漿，最後是混凝土。在低頭水壩建設時期的高峰時期，估計僅在弗吉尼亞州就有數千個這些水壩。儘管大多數水壩的實際使用壽命僅約為 80 年，其後許多水壩失敗或有故障的風險，但其中數千個水壩仍然是我們的河流和溪流中過時的結構。

「為什麼這很重要？」你可能會問。水壩對河流發生的自然過程產生重大影響，因為它們阻擋了渠道，減慢水量，改變棲息地並降低水質。自由流動的河流通常有深、慢流動的水區域，與淺、快速移動的水交替。與沉積物、植被和其他因素結合起來，這些特徵為昆蟲、貝類和魚等水生生物的不同生命階段提供了複雜的多樣性的棲息地。這些特徵創造了適當的生態條件，以支持本土的河流植物和動物。

水壩的缺點

通過設計，水壩使上游水更深，移動更慢，從而將複雜的河流般的棲息地改變為更統一的湖泊般棲息地。這個深層的水域本質上沉下了一些被稱為流浪、流和滑行的多樣性較淺的河流特徵。因此，表面水溫度上升，溶解氧降低，蒸發速度增加，沉積物在上游沉積，下游發生污垢，並且營養循環受到干擾。所有這些變化都會影響本地水生物種所依賴的棲息地的狀況。

此外，水壩也是對水生物生物向上移動能力的物理障礙，從而形成了一個分散的河系統，帶有孤立的群體。這些阻塞會抑制，並且通常禁止魚類的長距離遷移，這些魚種生命週期一部分在海洋中，一部分在淡水中度過。水壩也會影響整個生命週期在淡水中度過的居住魚，以及依賴它們的貝類物種的移動。

為了繁殖，貝類必須將它們的幼蟲（稱為 glochidia）粘附到某些魚種的、翅膀和身體上，依靠這些魚「宿主」來分散其幼苗。如果主魚無法上游，那麼貝類幼蟲也不能。淡水牡蠣在過濾水方面發揮關鍵作用（每隻貝類每天高達 18 加侖），從而改善水質，但這些物種中的許多物種都已滅絕、受威脅、瀕危或正在衰退。儘管有人猜測，貝類多樣性和豐富的減少有多種原因，但歷史上的水壩的繁殖可能是導致的因素之一。

人類也受到河流中低頭水壩的直接影響，因為它們是常見的沉浸地點。水在這類結構下游即時，水會強烈循環，導致一種通常稱為「滾輪」的危險狀況。在某些流動條件下，滾輪使船員或游泳者幾乎不可能逃脫。水壩上游平靜，緩慢移動的水，掩飾了這種下游風險。

由於沒有任何州或聯邦機構負責收集有關低頭水壩的死亡數據，因此數字還不完整，但在美國，在 2018 和 2021 之間的低頭水壩至少發生了 148 死亡。僅在弗吉尼亞州，自 1990 以來至少發生了 19 這樣的死亡，其中包括在列治文詹姆斯河上的波瑟斯水壩 2022 中的兩次。水壩所帶來的公共安全危險和責任，因為要求河川的康樂機會和無障礙通道，因為要求人員、船員、釣魚者和其他河流使用者攜帶，這可能會導致其財產與位於可航水域內的水壩相鄰的私人土地業主產生衝突。

恢復棲息地和復原力

拆除水壩具有眾多而重要的好處。水壩拆除可以恢復物理和化學過程，從而恢復了該水體中自然存在的棲息地。通過消除河流中的牆壁，可以讓溪流道調整回其預防水庫的寬度、深度和梯度。因此，原生物種生長所需的條件得到恢復。

清除水壩的一些積極的棲息地結果包括回收乾淨的碎石以進行生產；淺、快速移動的特徵，可為水生昆蟲提供理想條件；以及適當的深水池供遮蔽和冷水避難。此外，消除魚類和野生動物流動的障礙，可以減少棲息地碎片，從而增加河流中所有物種隨著氣候條件的變化而增加了所有存在的物種的恢復力。

拆除水壩的上游和下游效益的程度因結構大小、溪流梯度和其他因素而異，但對溪流棲息地和過程的直接影響可能很遠，通常是一英里或更長。根據其他屏障的鄰近，水壩拆除後，魚類和其他水生物可以通往上游數百英里。消除低頭水壩所造成的公共安全危害，同時增加河流的便利，以便安全、娛樂用途。

移除過時的水壩可以恢復了河流，為所有人的利益，並且每年在全國各地都移除更多的這些結構。根據推廣和跟踪水壩清除項目的非營利組織 American Rivers 稱，自 2000 年初以來，全國每年完成的水壩移除數量一直在增加。他們的數據庫（在美國河流 .org）表明自 2008 以來，全國的移除量通常每年超過 70，在 2018 年移除的水壩高達 110。

儘管這些努力，但仍然存在數千個過時的水壩。在弗吉尼亞州，至少 46 水壩移除已經通過 2021 記錄；最近的例子包括 Monumental Mills 水壩和威爾遜溪水壩的移除。儘管拆卸低頭水壩具有眾多好處，但它們的數量卻使這項工作變得具有挑戰性，但更重要的是要採取。其中許多水壩都位於私人財產上，拆除過程可能很長而繁瑣，因此合作和合作對拆除它們並恢復人類和野生動物都依賴和享受的河流至關重要。

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路易絲·芬格 (Louise Finger) 一直居住在阿爾伯馬爾縣，作為 DWR 的溪流修復生物學家，她已經從事了20年的恢復水生棲息地工作，這是她的「夢想職業」。

 

紀念碑的米爾斯大壩

Monumental Mills Dam 位於庫爾佩珀縣的 Hazel River 上，是一個私人擁有的水壩，最初在 1800 年代初以木材建造，以提供能力研磨穀物製造麵粉，後來使用岩石和砂漿重建，作為 1850 s 規劃的鎖和運河運輸系統的一部分。在 1921 中，使用混凝土增加了它的高度，並轉向以產生電力。儘管自 1942 的洪水以來已停止運作，並且處於嚴重損壞狀態，但它仍然是對魚類和其他水生物的全河阻塞，對公眾造成划船危險，導致上游沉積和下游污垢，對河內棲息地的複雜性產生負面影響，並破壞河流水力。

這座高度為 10 英尺、160 英尺長的結構不僅影響了 Hazel River 上游和下游水質，不僅影響了近 200 年的海洋生物運動、沉積物運輸和水質，而且由於周圍私人土地的運輸機會有限，也大幅影響康體用途。DWR 與大壩所有者和美國魚類與野生動物管理局 (USFWS) 國家魚類通道計劃合作，在進行了大量歷史審查和文獻記錄後，於2016拆除了該結構的大部分。

目標是恢復河流水文學和生態，消除公共安全的危害，並讓水生生物進入主幹 Hazel River 的 28 英里，以及總共 285 英里（包括上游、無障礙的支流）。隨著 Monumental Mills 大壩的拆除，哈茲河（Hazel River）-穿過拉帕漢諾克河，一直到切薩皮克灣-無人工屏障。在紀念碑磨坊大壩拆除前四年和拆除後三年對 DWR 魚類種群進行的監測顯示，在拆除大壩後，出現了斑點叉尾鮰和七鰓鰻，而這兩種魚在大壩拆除前並未在大壩上游發現。海豹的存在特別值得注意，因為它是一種異色物種，意味著它生活在鹽水中，並在淡水中生產。划艇和釣魚者現在也可以安全地導航並享受 Hazel River 這個部分的美麗。