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美国《水坝业主防治害堤动物指南》
  2025-01-14 18:05  

一、前言

在美国,野生动物给水坝运行安全带来了严重威胁,及时监测野生动物对水坝的损害、识别和清除有害动物以及修复水坝已成为水坝业主的一项长期工作。野生动物造成的水坝损害看似微不足道,例如洞穴、巢穴、侵蚀等,但是全美许多州的实际情况却证明这些微不足道的损害往往是影响水坝运行安全并导致水坝全面溃决的核心因素。

水坝业主是水坝运行安全的第一道防线。美国联邦紧急措施署[ 美国联邦紧急措施署(Federal Emergency Management Agency)是根据美国总统卡特1979年签署的第12127号行政命令成立的政府机构,2003年3月1日之后隶属于新成立的美国国土安全部,负责协调联邦政府的资源以处理发生在本国的自然灾害、恐怖袭击等紧急事件及后续事宜。]发布本指南,旨在帮助水坝业主治理水坝面临的野生动物入侵及其造成的危害,降低因野生动物入侵水坝而导致溃坝的风险。针对如何防治动物危害、日常监测野生动物、识别和清除野生动物、实施基本修复工作等,本指南提供了详细的政策建议和技术指导。换言之,本指南面向全美水坝业主,详细列出了野生动物入侵水坝造成危害的监测和治理流程。

二、小动物可酿成大灾难

私有土地所有者与州和联邦机构修建土坝,以储蓄农场用水、城市供水、娱乐用水、洪水和污水。土坝依靠厚厚的压实土料承受坝体后方蓄水区的水压。由于通常建于植被茂密的野外地区,出于筑巢、觅食或躲避捕食的自然需求,土坝通常成为野生动物的频繁活动区域,在坝体上挖洞、进食、栖居和通行。但是,这些动物活动对土坝造成一系列危害,甚至可能导致溃坝。


为防治野生动物影响水坝运行安全,第一步是清楚了解不采取防治措施会导致什么后果。一般而言,野生动物主要对土坝产生三方面的重大影响:水力状况改变、结构完整性受损和表面侵蚀。

(一)水力状况改变

水力状况改变是野生动物入侵水坝导致的最重要但最不明显的影响。迎水坡和背水坡的动物洞穴极大地改变坝体后方蓄水区的蓄水状况,导致如下水力功能变化:

渗流路径变短;

    渗流量增加;

    坝坡损害概率上升;

    坝体内部材料侵蚀(管涌),这是一种渐进情况,可能导致水坝迅速垮塌。

此外,河狸坝阻塞溢洪道和出水口,导致:

    水位上升,溢洪道排水能力下降;

    如果河狸坝决口,水坝会突然大量泄水;

    上游河狸坝的碎屑漂流至下游,堵塞下游水利建筑物;

    海狸活动引起的尾水升高导致背水坝趾侵蚀。

  

(二)结构完整性受损

动物在水坝内部筑巢挖洞,导致坝体内部形成空隙,削弱了水坝的结构完整性。尽管这些空隙与保龄球或排球大小类似,但却造成了诸多不利影响:

在大雨、暴雪期间,或者重型设备或机动车在坝顶运作时,洞穴可能会发生局部坍塌;

洞穴塌陷会逐渐在坝体表面形成落水洞[ 落水洞是地表水流入地下的进口,表面形态与漏斗相似,是地表及地下岩溶地貌的过渡类型。它形成于地下水垂直循环极为流畅的地区,即在潜水面以上。]或凹陷。

坍塌的坝顶土壤会导致库容损失,在暴风雨时危及水坝安全。

洞穴塌陷和土壤流失会导致边坡不稳定。

(三)表面侵蚀

野生动物在坝区开阔的植被地带进食或通行,导致:

植被覆盖面积减少;

侵蚀路径增加;

坝顶和坝坡的土壤保持力下降;

植被稳定性降低,土壤侵蚀率上升;

不规则的表面侵蚀,形成细沟、冲沟;

坝顶高度和库容下降。

三、强化检查

防治野生动物影响水坝运行安全的第二步是从工程和生物角度对水坝进行检查,重点关注渗流、变形和结构缺陷问题。但是,水坝业主应将野生动物行为、动物挖洞位置偏好等补充纳入日常安全检查清单,确保覆盖所有潜在问题。

①坡地区域。大量动物生活在远离水域的坡地区域,包括背水坡、坝肩和丁坝区域。

②森林边缘地带。两种不同环境交叉的地带是监测水坝及其周围动物的最佳地点。坝区的动物栖息地类型越多,栖息的动物数量就越多。

③应急溢洪道。河狸经常在溢洪道筑坝,导致水位上升。

④左坝肩。

⑤不合理的坝体植被状况。除草坪外,坝体还存在其他植被类型,为野生动物提供了掩蔽和捕食场所。

⑥背水坡。喜好坡地的动物常常在此区域出没,导致保护性植被丧失并引发侵蚀,例如旱獭、郊狼和狐狸通常在此挖洞、加拿大雁喜好在此觅食等。

⑦左丁坝。

⑧排水道和出水口。由于水流丰沛和植被茂密,水生物种喜好在此栖息。

⑨坝趾、右丁坝。

⑩坝体侵蚀路径。牲畜穿行坝体,形成侵蚀路径。

⑪右坝肩。

⑫坝顶。牲畜穿行坝顶,形成侵蚀路径。河狸和麝鼠洞穴顶部通常位于坝顶下方。

⑬水生边缘带。库岸与蓄水区交界的区域通常存在河狸鼠等动物喜爱的大量水生植物。

⑭迎水坡。河狸、麝鼠和河狸鼠习惯在此挖洞,鳄鱼、水獭和乌龟通常栖居在附近的浅水中。

⑮主溢洪道。河狸筑坝常常堵塞主溢洪道。

由于野生动物躲避人类的特性,水坝业主很少亲眼目睹它们破坏水坝,因此难以准确识别野生动物。识别错误会导致水坝业主采取的防治措施不充分,致使水坝遭受持续破坏,甚至发生崩塌。作为通常治理方法,水坝业主应清楚了解在坝区活动的野生动物种类以及可能带来的危害,并及时识别和整治野生动物造成的危害,全力避免影响水坝运行安全。

四、害堤动物识别与水坝修复

复杂的修复和预防措施需由专业工程师设计并实施,本指南不建议水坝业主自行实施。在发现野生动物对水坝造成损害并确定动物种类后,水坝业主应及时与州水坝安全代表和州野生动物管理机构协调沟通,然后对野生动物进行精确识别并及时修复造成的破坏,确保水坝运行安全并防止进一步的破坏。

为准确识别害堤动物,水坝业主应积极寻求州野生动物管理机构或专业猎手的帮助。水坝业主也可以根据现场线索并参照本指南识别对水坝造成破坏的动物种类。在确定动物及其造成的危害后,水坝业主才能采取适当的水坝修复措施。在某些情况下,水坝业主应与州水坝安全代表协调沟通后开展修复工作。迎水坡布置抛石等复杂修复措施需由专业工程师实施。

(一)监测

防治野生动物影响水坝运行安全的第三步是监测修复或预防措施的有效性。在许多情况下,定期检查和及时修复可以确保水坝运行安全。但是,当水坝被多种有害动物侵占时,叠加危害会严重影响水坝运行安全。因此,除及时修复外,水坝业主还需要进行监测,确定是否需要采取野生动物清除措施。一般来说,建议水坝业主在首次发现和修复动物破坏后每三个月进行一次监测,以确认修复工作完成后动物是否仍在坝区出现。如果水坝业主在修复措施实施后的连续两次监测中仍发现新的动物侵害现象(例如洞穴),那么建议水坝业主开展野生动物清除工作,从而保障水坝运行安全。但是,水坝业主实施野生动物清除措施之前需与州野生动物管理机构沟通协调。

(二)野生动物清除措施

野生动物清除措施包括栖息地改造、诱捕、熏蒸、毒药、恐吓、驱虫、射杀等,水坝业主可采取一项或同时多项进行。在必要情况下,水坝业主实施坝区野生动物清除措施可产生积极效果,有助于保护人类免受溃坝的灾难性后果。然而,如果不加区分地实施清除措施,则可能对坝区、受保护的野生动物甚至人类自身产生不利影响。因此,在实施动物清除措施之前,水坝业主应与相关州及联邦机构、负责毒物和熏蒸登记和应用的县级主管机构进行沟通协调,并遵守相关规定,否则严禁实施。通过与相关机构的沟通协调,水坝业主能够确定最合适的野生动物清除方式,并根据适用的州和联邦野生动物和水资源保护法实施清除工作,例如《濒危物种保护法》《清洁水法》《联邦杀虫剂、杀菌剂和灭鼠剂法》。

五、结论

考虑到野生动物挖洞、觅食、栖息等行为,水坝业主定期开展水坝检查、监测和清除工作有利于保障水坝运行安全。此外,水坝业主必须了解水坝可能出现的各种性能问题,包括动物行为与工程功能相关的问题,这是确保水坝运行安全、避免水坝溃决的最后防线。美国联邦紧急措施署希望本指南有助于全国水坝业主在重大问题发生之前识别和治理野生动物对水坝造成的危害。

资料来源:美国联邦紧急措施署网站,2024年11月。

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