在犹他州科罗拉多河沿岸的一个露营地,划船者迈克·德霍夫(Mike DeHoff)坐在火堆旁,翻阅着该地区的旧照片。美国地质调查局(United States Geological Survey)的科学家们围着他转,饶有兴趣地在他身后观望。他指着一张老照片,照片上是北沃什(North Wash)的船坡道,那是他们扎营的地方。这个坡道建于大约20年前,是为在瀑布峡谷(Cataract Canyon)划船的人提供的临时通道。瀑布峡谷是一个很受欢迎的激流漂流区,流经鲍威尔湖上游的峡谷地国家公园(Canyonlands National Park)。但在过去的几十年里,随着湖中水位的下降和河流侵蚀土地,坡道迅速恶化。
德霍夫是犹他州摩押市的一名焊工,负责“回流激流”项目,该项目记录了科罗拉多河瀑布峡谷一段的年度变化。该项目将外部科学家带出来调查物种,测量河床沉积物的变化,并检查新暴露的岩层的地质情况。该小组将这些信息连同他们自己的观察结果向该地区的各个组织和公众提供。德霍夫和他的团队做这项工作的部分原因是,在官员们就河流做出关键的水管理决策之前,帮助提供重要的信息。
德霍夫正在协助美国地质勘探局的大峡谷监测和研究中心协调今年3月的沉积物调查,调查地点在曾经是美国第二大水库鲍威尔湖的一部分的河流上。在过去的几十年里,干旱、气候变化和过度用水导致湖泊水位下降,给数百万依赖湖水和水力发电的人带来了危机。但随着湖水的消退,德霍夫开始注意到一些意想不到的事情:上游的河水变得湍急。
德霍夫在2002年开始观察瀑布峡谷的变化,大约是该地区开始干旱的时候。较低的水位导致急流形成。棉杨和柳在曾经的水下地区发芽。随着鲍威尔湖的萎缩,河流穿过了留下的沉积物层——水坝阻止了河流的流动,阻止了沉积物的自由流动。然而,尽管发生了这些迅速的变化,德霍夫看到很少有科学研究或公众关注这段河流。相反,他说,努力流向下游的大峡谷,在湖的另一边。
在工程师筑坝之前,大瀑布峡谷因其巨大的、翻腾的急流而臭名昭著,因此获得了“科罗拉多河的墓地”的绰号。1964年,格伦峡谷大坝在现在的亚利桑那州佩奇附近建成,为西部地区供电,并形成鲍威尔湖水库。在美国,鲍威尔湖水库的规模仅次于米德湖,后者位于下游360英里处。
格伦峡谷大坝建成17年后,水库达到了最大容量——或者说“满池”——全长186英里。它淹没了一段叫做格伦峡谷的河流,有时被称为“美国失落的国家公园”。这个峡谷曾经是各种动植物物种的家园,还有独特的岩石尖顶、拱门、狭缝峡谷和3000多个古代遗址。就在格伦峡谷的上游,65%的瀑布峡谷也被洪水淹没,许多可怕的激流消失了。
大坝还将数百万吨沉积物困在了鲍威尔湖(Lake Powell),使大峡谷下游失去了沙子和淤泥。沉积物中含有对生命至关重要的营养物质,可以形成和补充对动植物很重要的海滩栖息地,以及每年27,000名大峡谷划船者的露营地。
西方正处于1200年来最严重的特大干旱之中。在过去的几十年里,鲍威尔湖已经下降了100多英尺。今年3月,当美国地质勘探局完成其沉积物调查时,水库的水位约为满池水位的22%,仅比继续发电所需的水位高30英尺。
各州、部落、立法者、公众和其他利益相关者都在争夺科罗拉多河日益减少的水资源,科罗拉多河最初是在1923年的《科罗拉多河契约》中划分的。联邦政府与亚利桑那州、加利福尼亚州、科罗拉多州、新墨西哥州、内华达州、犹他州和怀俄明州达成的这项协议是基于高估了未来几年可用水量的科学依据。它把美洲土著部落和墨西哥完全排除在交易之外。多年来,后来的协议、法院判决和法令被添加到这个有100年历史的文件中,以确定如何分配水。但到2026年底,管理该体系的一些指导方针将到期,需要重新谈判。专家表示,需要大幅削减用水量。它甚至可能意味着在大坝周围钻旁路管,这将从本质上排干鲍威尔湖——这是垦务局去年提出的解决方案之一。
这项由回流激流项目推动的研究可以帮助官员们更全面地了解他们的决定将如何影响整个河流系统。“每个人都知道,我们必须就如何管理科罗拉多河做出重大决定,”德霍夫说。“我们使用河流的方式和储存河水的方式已经过时了。”
几十年来,环保人士一直建议关闭格伦峡谷大坝,以恢复河流的健康并帮助节约用水。一些支持者,包括非营利性的格伦峡谷研究所,主张“先填满米德湖”,这是一个将两个水库的水合并到米德湖的提议。该提案包括在格伦峡谷大坝周围建造导流隧道,让河流自由流过,恢复格伦峡谷风景如画的辉煌。根据该研究所委托进行的一项研究,首先填满米德湖每年将节省大约30万英亩英尺的水,否则这些水将因鲍威尔湖的地面渗漏或蒸发而流失——大约相当于内华达州每年分配的水量。但犹他州立大学2016年的一项研究表明,这一数字接近5万英亩英尺。
犹他州去年冬天破纪录的降雪导致水位再次上升。鲍威尔湖目前的水量约为35%。但科学家警告说,干旱还没有结束,降水只是该地区长期缺水的暂时解决办法。
德霍夫在摩押创立了Eddyline焊接公司,为河上的赛跑者焊接船只、框架和设备。私人、商业、美国地质勘探局和国家公园管理局的船民聚集在那里交换故事和信息。
大约在2017年或2018年,长期担任木筏向导的彼得·列斐伏尔(Peter Lefebvre)开始和德霍夫聊起他在白内障峡谷的观察。“就像,‘哦,你看到这块石头从河里伸出来了吗?’”列斐伏尔说。两人与另一位当地人贝格·格哈特(Bego Gerhart)组成了“回流激流项目”(Returning Rapids Project)。他们想调查当鲍威尔湖退去时,激流什么时候会回到瀑布峡谷。到目前为止,他们已经记录了11个激流的回归。
德霍夫和他的搭档梅格·弗林(梅格·弗林是当地图书馆的副馆长)花了几个小时寻找鲍威尔湖上游河流的档案照片。项目成员确定照片的拍摄地点,然后乘木筏、摩托艇或步行回到同一地点拍摄照片,通常在一天或一年的同一时间,比较河流和景观。
“这是一次寻宝,”弗林说。“弄清楚这个问题非常有趣。”
该项目很快发展起来,在2019年,倡导自由流动的河流通过大坝的格伦峡谷研究所(Glen Canyon Institute)将回流激流项目纳入其旗下,允许其接受捐赠。该项目目前有四名核心兼职调查员:德霍夫、弗林、列菲弗尔和地质学家、飞行员和前救生筏向导克里斯·本森(Chris Benson)。他们最近还让一些年轻成员参与研究和船只操作。
“所有这些政府部门和机构都在做自己的事情,并没有真正注意到这一点,”本森说。“由于所有这些变化,所有这些对水位和干旱的担忧,人们并没有真正研究这个问题。”
但科学家们现在已经发表了多篇论文,这些论文是基于在回流急流项目的帮助下收集的数据。
“归来的激流”还向不同的团体做过演讲,包括犹他州地质协会、犹他州立大学科罗拉多河研究中心、科罗拉多高原河流指南和大学生班级。他们与国家公园的管理者、垦务局的决策者和犹他州的筏导游分享了他们的发现。在摩押,他们在当地的活动中发表演讲,甚至为来自加州的来访高中生做演讲。
该团队的观察、历史研究和照片比对结果每年都会以现场活页夹的形式出版,供公众阅读。商业河流导游有时会在旅途中与乘客分享这些活页夹。
德霍夫说:“这已经从焊接车间的谈话变成了每个与科罗拉多河有关的负责人与国家公园管理局开会的一部分。”“并试图帮助他们思考这个问题,这太疯狂了。”
回到营地,美国地质勘探局的研究人员听德霍夫谈论更多关于该地区的历史。早上,科学家们准备好设备,登上研究船,收集河岸沉积物的数据,以便与之前的调查进行比较。
一艘船携带有512束声纳设备,用于绘制河底地图,还有一个激光雷达设备,使用激光扫描河岸。这个团队花了一天的时间在河的一段——他们称之为“修剪草坪”——附近的脏魔鬼汇合处行驶。在两个电脑屏幕上,原始数据显示为河床的纹理图像。研究人员凯蒂·查普曼指着屏幕说:“这种苔藓色、棕色的纹理表明是沙子。”
在2020年至2022年5月期间,美国地质勘探局的地貌学家保罗·格拉姆斯(Paul Grams)发现,河流冲刷河床的深度加深了36英尺,现在河水遇到了具有抵抗性的基岩。在这一段,河流的流动路径与其历史上的河道不同。格拉姆斯说,如果水位继续下降,这里可能会形成瀑布或急流,这将改变河流中沉积物的移动方式,改变河流的动力和上游的生态系统。瀑布也可能成为洄游鱼类的障碍,并影响基础设施的决策,比如在哪里建一个船坡道。
当美国地质勘探局小组修剪草坪时,回流激流在河流周围行驶,使用寻鱼装置匹配照片并测量河流深度。
在初夏的后续调查中,格拉姆斯记录了一次更剧烈的冲刷——仅仅六个月就冲刷了大约33英尺——多亏了这个季节的高流量。
在这次旅行的几个月前,德霍夫回到摩押的图书馆,拿出一张11英尺长的科罗拉多河地图,平铺在他面前的桌子上。他指出了这些年来发生变化的领域。他说:“我们看到各种各样的原生动植物来到河流恢复的地方,重新繁衍生源。”
科罗拉多大学西部水资源评估项目的生态学家塞思·阿伦斯于2019年组织了第一次“回归激流”科学之旅,他说该地区是一个迷人的自然实验室。阿伦斯在一次私人旅行中与德霍夫的谈话激发了他对鲍威尔湖地区的研究。他一直在峡谷边进行植物调查,并说他是第一个研究曾经在水下的陆地景观的人,面积约为10万英亩。
到目前为止,阿伦斯已经记录了灌木、棉杨树、原生草、野花、隐生土壤结皮的早期迹象和被称为空中花园的独特垂直生态系统——所有这些都是在最近几年出现的。他说,这些知识可能有助于理解干旱地区的景观是如何随着水库干涸和水坝拆除而变化的。
阿伦斯明确表示,他并不主张拆除格伦峡谷大坝,但是他说,当官员们就未来的水资源管理做出决定时,他的研究应该被考虑在内。虽然他还没有公布他的数据,但他说他已经向垦务局提交了意见。他补充说,如果鲍威尔湖重新蓄水,将会付出代价。
“生态资源将再次被淹没和丢失,”他说。“我认为让这些信息成为决策过程的一部分是公平的。”
犹他大学(University of Utah)的地质学家和地球物理学家卡里·约翰逊(Cari Johnson)也参加了几次“归来之急流”的科学考察。她说,回流激流项目使她对沉积物的研究更安全、更有效。该组织帮助她获得许可证,与管理机构合作,并提供有关划船的实用知识。
“如果没有(德霍夫),我不可能完成我迄今为止所做的任何科学研究,”她说。“他在把聪明人聚集在一起方面非常有效。”
“魔法发生在河边,在营火周围,”她说,“新的想法、建议、论文,你知道,每一个可能的倡议。”
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