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與水共存

16世紀後,荷蘭人廣泛利用風車排出低窪濕地的積水,創造新耕地,風車也因此成為荷蘭最常見的地景之一。圖/Zhenzation

居住於荷蘭的人們為了生存,自古以來即與頻繁的洪水災害對抗,17世紀荷蘭黃金時代來訪的旅人,便在旅記裡留下這句話:「Drown or be Dutch」(如果不想淹死,就成為荷蘭人吧),維妙維肖的形容了荷蘭人的生活環境。

荷蘭的海岸線長達400公里,可粗略分為3個區域,位於南部受潮汐影響的海灣及河口區域,港市鹿特丹即位於此區;北方被一連串島嶼圍繞起的瓦登海,以及興築北海大堤後成為淡水潟湖的艾瑟爾湖;以及零星分布於整個海岸線的沙丘區域。荷蘭約有35%的陸地低於海平面,有些農地甚至低於海平面5公尺以上,另外還有約30%的土地長年受河水泛濫的威脅,低窪地勢的形成原因,除了國土包含了大範圍的沖積三角洲新生地以外,也深受過去的氣候及人類活動歷史影響。
  • 16世紀後,荷蘭人廣泛利用風車排出低窪濕地的積水,創造新耕地,風車也因此成為荷蘭最常見的地景之一。圖/Zhenzation

瓦登海岸看似貧瘠實則充滿生物多樣性與生態功能的鹽沼地,是歐洲重要的水鳥棲息地。

荷蘭特有的地質人文史
2,500年前,荷蘭的氣候變得較為溫暖潮濕,非常適合泥炭蘚(Sphagnum spp. )的生長,這是一種生長在溫帶泥炭沼澤的苔癬類植物,底層的水苔死亡後,新生的水苔會在上層繼續生長,由於低溫及厭氧環境,底層的苔癬在死亡後並不會分解,反而會壓縮沉積成為泥炭土,荷蘭有很大部分,尤其是南方的國土皆由泥炭土所組成。泥炭土層本身十分厚實,不過由於成分幾乎都是植物組織形成的有機質,接觸到氧氣之後便會開始分解,此外泥炭土完全無法抵禦海潮的侵蝕,風雨及暴潮能使整片泥炭土地消失無蹤。

遠古荷蘭人為了爭取耕地,挖掘溝渠排乾沼澤,使泥炭土的堆積作用停止,進而加速海水對土地的侵蝕作用,西元300年左右荷蘭南方土地開始飽受海岸侵蝕之苦,而北方的海岸侵蝕則開始於西元1000年左右,西元800~1250年之間,荷蘭人發現泥炭煤可作為家庭燃料,便開始挖掘取用地底的泥炭煤,泥炭煤的開採在荷蘭一直持續到1950年代左右,耕地屯墾及挖掘泥炭燃料,促進荷蘭的經濟繁榮,卻也加速了國土的下沉現象,這也是荷蘭現有的許多農地都低於海平面以下的原因之一。
  • 瓦登海岸看似貧瘠實則充滿生物多樣性與生態功能的鹽沼地,是歐洲重要的水鳥棲息地。

荷蘭的農地多半由濕地屯墾而來,有些低窪農地甚至低於海平面5至8公尺。

治水工程的濫觴
基於迫切的需求,荷蘭人對於氣候的監測由來已久,西元1000年左右就開始有官方記錄,對於歷史上發生過的水災記載得十分詳細,統計每次水災發生後的傷亡及財產損失。西元1134年荷蘭西南海岸區域發生嚴重風暴事件,終於開啟了荷蘭人此後漫長的築堤史,第一個海堤沿著荷蘭西南方的泥炭土層海岸線修築,到13世紀末,差不多所有的沿海受威脅區域都被海堤圈保護了。與此同時發展的是維護水利設施的民間團體,某些地區成立了特殊的委員會來定期檢查並協助維護水利設施,是荷蘭最早成立的民主機構,法律同時增修了地主有義務維護私人區域內的堤防與排水系統的條文,然而仍不時會發生水利團體的利益乎相衝突事件,最終則必須由國家統合更多資源及意見來協調各區域的利益,可說水患治理間接促成近代荷蘭民主制度的成熟也不為過。

在水患治理方面,荷蘭人總不吝於嘗試並引入最新的科技,例如水閘的發明便有極大影響,一方面使得低窪區域於風暴來襲、海水氾濫時獲得保護,而平日則維持排水機能。另一個例子是便是荷蘭給人的普遍印象「風車」了,風車的普遍設立始於16世紀,荷蘭人使用一連串的風車組合,將水由地勢低窪區漸進式的引導到地勢較高的運河排放出海,並創造出所謂的淤田。18世紀末荷蘭人從英國引入工業革命的蒸汽機,西元1776?1787年間用於排乾鹿特丹周邊的水域,從此能用人力調節萊茵河的水位,並大幅降低洪患機率。

進入19世紀後,荷蘭的人口大幅增長,一躍成為西歐人口密度最高的國家,此外東印度公司在亞洲地區的收入豐裕,國力達到巔峰,統計1833?1911年間,荷蘭人共創造35萬公頃的新農地,其中有10萬公頃是排乾海水及湖水得來,此舉雖然使荷蘭成為農業大國,不過同時也使荷蘭國土下陷的問題更加嚴重。
  • 荷蘭的農地多半由濕地屯墾而來,有些低窪農地甚至低於海平面5至8公尺。

荷蘭十分常見的溫帶泥炭沼澤(bog)的水源主要來自降水,偏酸性池水溶解出植物體裡面的單寧,常使水色看起來像烏龍茶。

荷蘭治水史上兩個里程碑
細數荷蘭人與水爭地、與水抗衡的歷史,便不能不提兩個荷蘭水利史上的里程碑:興建北海大堤及三角洲計畫。

這兩個水利計畫發動皆肇始於嚴重的水災事件,緣由為荷蘭北方下陷的土地於每次暴風雨來襲,因為倒灌的海水無法排出,漸漸在1170~1196年間形成須德海,在靠近阿姆斯特丹的南灣區域,須德海平均深度約3公尺,然而北海的風暴常會使海平面上升,潰堤事件頻傳,終於在1916年發生嚴重大洪水事件,開啟了封閉須德海的北海大堤計畫。

北海大堤在1932年完全封閉須德海,創造出艾瑟爾這個淡水潟湖,增加了12萬公頃的淡水水域,也縮短了荷蘭國土約300公里的海岸線,其後在潟湖內又陸續建造了幾個大堤,這些海堤內的湖水先後被排乾而成為農地使用,共屯墾了22萬公頃的新土地,在二次大戰後持續有9萬6千公頃的土地被排乾屯墾,最後一個靠近阿姆斯特丹的海堤建於1976年,形成馬可米爾湖,本來這個湖也要排乾變成淤田,後來因為種種爭議最後被擱置,人們擔憂排乾如此深(8公尺)的潟湖會造成危險,此外荷蘭對新農地的需求已不若以往強烈,保持濕地狀態的潟湖對於水資源管理以及水域遊憩,或許比排乾的陸地對當地社區有更大的助益。
過去的荷蘭人挖掘泥炭土作為家庭燃料,由於地下水位高,挖掘後成為溝渠,形成荷蘭鄉間常見水道綜橫的景象。
荷蘭的國土有極大部分的比例是由泥炭蘚堆積而成。
生態學家發現,馬可米爾湖在被海堤圈住後,湖中的生態也因為壩堤的圍築而丕變,原本可以乘潮汐出海的懸浮粒子被海堤所阻,導致在湖底的一種雙扇貝類淡菜(Zebra Mussel),因懸浮粒子形成的汙泥覆蓋而死亡,這種貝類以過濾湖水中的養分維生,因此對淨化水質非常重要。這個缺少貝類的生態系因而崩潰並優氧化,荷蘭人至今仍在思考對策來解決這個問題,例如在湖底挖掘深洞而讓懸浮粒子沈澱的方法,以因應2015年歐盟制定的嚴格水質標準。

另一則是在西元1953年,荷蘭西南部一次嚴重的洪水事件奪去了1,935條生命並淹沒了16萬5千公頃的土地,荷蘭政府於是決定築堤關閉荷蘭西南部沿海,除了通往鹿特丹港口以及安特衛普以外的所有海灣,這件水利史上的宏大工程被稱為三角洲計畫,國會於1958年通過預算後開始動工建設海堤。

經過數十年以後,繁榮的經濟發展反而促使荷蘭人開始反省經濟至上的思維,並開始考量三角洲計畫所產生的環境衝擊。1979年荷蘭國會決定保存南部海灣的潮埔地及鹽沼,以保護此地的漁業以及生物多樣性,替代方案是在海灣口建造活動式的閘門以抵擋風暴來襲時的暴潮。
  • 荷蘭十分常見的溫帶泥炭沼澤(bog)的水源主要來自降水,偏酸性池水溶解出植物體裡面的單寧,常使水色看起來像烏龍茶。(上圖)
  • 過去的荷蘭人挖掘泥炭土作為家庭燃料,由於地下水位高,挖掘後成為溝渠,形成荷蘭鄉間常見水道綜橫的景象。(左下圖)
  • 荷蘭的國土有極大部分的比例是由泥炭蘚堆積而成。(右下圖)

荷蘭有很大部分的家庭住宅都分布在水岸,面對未來氣候變遷下的極端氣候,勢必要採取控制風險的調適政策來因應。

水患治理的風險控制原則
三角洲計畫改變了過去荷蘭人嘗試錯誤的治水方法,而根據科學的演算與評估以預先進行堤防設計,P. J. Wemelsfelder首創以風險控制的概念來設計壩體;興築三角洲計畫的初期階段,荷蘭人進行大量的研究,除了使用水動力學模式模擬利用堤防關閉海灣及河口區域後對濕地環境所造成的影響,並根據超過一世紀以來對海平面的監測數據,採用每百年上升10~20cm的平均速率,再加上過去所監測到的風暴強度及頻度,採用一萬年頻率的洪水災害來設計,使得人口密度最高的荷蘭沿海都會區擁有最高的堤防防護標準,而此一概念至今仍廣為後世所使用。

然而過去的這些設計並未考量未來氣候暖化情境下所預估的極端氣候狀況,荷蘭皇家氣象研究所(KNMI)在2006年所做的氣候變遷4種模擬推估皆顯示,由於年均溫上升,將導致未來夏季降雨頻率降低而總雨量卻上升的狀況,意即暴雨事件增加;冬季的降雨頻率跟雨量都可能會增加。此外海平面上升的情形將會大幅加速,並可能增加暴潮及海岸侵蝕的機率。2007年荷蘭政府組織新的任務編制─三角洲委員會,以因應未來氣候變遷的挑戰。委員會根據政府間氣候變遷小組(IPCC)的報告,推估荷蘭的海平面到2100年可能會上升1.3公尺,而到2200年將可能會上升2?4公尺,由於海平面上升1公尺便會使洪水事件增加40倍之多,此外雨量分布的變化,也會影響山區的雪量,進而影響飲用水安全及增加海岸向內陸侵蝕的機會,雖然早在2003年荷蘭政府已立法將水資源管理納入國土規劃的要件之中,委員會仍強力建議政府將這些預測納入氣候變遷的調適政策之中。
除了泥炭土與潮埔地外,沙丘地形零星分布於荷蘭的海岸線上。
用於監測地下水位的儀器。
回顧荷蘭人長久與水搏鬥的歷史,雖然水患治理技術的進步,也大幅減少洪患的損失,然而許多人開始意識到或許完美的洪水防護措施是不切實際的想法,而在未來充滿變數的氣候條件之下,更不可能有絕對的安全與保障,因此容許某些洪水風險的存在是必要的,唯必須在風險控制之下,盡可能減少受災人數、降低生命財產的損失,並使用具體的實踐方法,例如透過堤防的分區設計來分散風險,或發展水上住宅來加以調適等等。
  • 荷蘭有很大部分的家庭住宅都分布在水岸,面對未來氣候變遷下的極端氣候,勢必要採取控制風險的調適政策來因應。(上圖)
  • 除了泥炭土與潮埔地外,沙丘地形零星分布於荷蘭的海岸線上。(左下圖)
  • 用於監測地下水位的儀器。(右下圖)

都市水域中人為放置於蘆葦中的鳥巢,提供水鳥棲息。
荷蘭治水工程位置圖
與自然共作
80年代後荷蘭人發展出治水的新思維:水仍然是必須要抵抗的,但抵抗的同時也需要與之共存,意即將水及自然環境由敵人轉變為盟友;此外治水仍要兼顧文化價值以及社經利益的平衡。因此荷蘭現今的水資源管理更強調與自然共作,盡可能不干擾自然的演替過程,保存自然原有的動態機能來協助水資源管理,例如荷蘭的海岸線管理訂出保沙的目標之後,實際策略則以3個步驟進行,第一是不干預海沙的自然運輸作用;其次是適時的補充海沙來做為海岸侵蝕的緩衝區域;最後才是用消波塊等硬體建設來減緩侵蝕作用。此外國家級的都市計畫備忘錄裡更明確指出,未來都市空間的規劃必須為水保留更多的空間。而在三角洲都會區域的防洪策略,學者也提出三個建議,首先,如果條件許可,應盡可能保持河口及濕地生態系的自然狀態;再者,若濕地過去已經有人為干預的歷史,盡可能採用較為彈性的措施來維護人民生命財產安全;最後針對防洪工程,建議依循自然法則,採用可回復及區域性的軟性設施。

艾瑟爾湖是荷蘭北方區域重要的淡水來源,由全球暖化模式預估鄰近瓦登海水位將會上升,荷蘭人於是決定將艾瑟爾湖水位逐步提高1.5公尺左右,並恢復冬夏的自然水位變化,藉由自然氣候的緩衝效應減緩氣候暖化帶來的環境衝擊。

  • 都市水域中人為放置於蘆葦中的鳥巢,提供水鳥棲息。(左上圖)
  • 荷蘭治水工程位置圖(右上圖)
  • 艾瑟爾湖是荷蘭北方區域重要的淡水來源,由全球暖化模式預估鄰近瓦登海水位將會上升,荷蘭人於是決定將艾瑟爾湖水位逐步提高1.5公尺左右,並恢復冬夏的自然水位變化,藉由自然氣候的緩衝效應減緩氣候暖化帶來的環境衝擊。(下圖)

鹿特丹的小孩堤防(Kinderdijk),1997年正式被聯合國公告納入世界文化遺產。

公眾參與
荷蘭政府在1968年編訂第一版水資源管理白皮書,隨後在1984及1989年的修訂版本中,加入了兼顧環境生態與經濟發展的相關內容,並於1998年最新修訂版中加入提高公眾參與,納入社群建議及適時考量替代方案,使土地規劃與決策更加透明化的內容。

例如荷蘭政府目前採用還地於河的治洪策略,預計在2015年將萊茵河的流量每秒增加1,000立方公尺,並計畫未來將洪氾區重新打造成具有遊憩功能的水岸空間,然而某些區域的執行則涉及到遷村及居民再安置計畫,以荷蘭奈梅亨的還地於河計畫為例,在規劃初期便導入荷蘭行之已久的公眾參與機制,組織一個公開的溝通平台,讓市政規劃團隊、外部專家小組、開發商以及當地居民,來交換意見並建立共識,在開發中利益受害的民眾甚至組織次級團體以爭取相關權益。經過長期的討論規劃定案之後,當地政府便舉辦聽證會展示全盤規劃,而所有的在地居民都收到邀請參加,使民眾獲得充分資訊並向專家提問。荷蘭政府於制定公眾政策時的公開透明,值得臺灣效法。

回顧本文的內容,我們可以發現,在水資源管理方面,一向勇於引用新技術的荷蘭人,在邁入21世紀之際,面對全球氣候變遷等不確定因子的威脅,選擇了不與自然抗衡,反而試著適應災害的新思維,統合了包含社會、經濟、工程及生態環境等跨學科的研究者,以面對與過去不同的挑戰,荷蘭人與水和諧共存的智慧及隨生活環境演替的應變能力,實在值得我們借鏡。
  • 鹿特丹的小孩堤防(Kinderdijk),1997年正式被聯合國公告納入世界文化遺產。
作者簡歷 - 徐嘉君
行政院農業委員會林業試驗所助理研究員,阿姆斯特丹生物多樣性暨生態系動態博士。