本文是关于路易斯安那州迅速消失的海岸线的两部分系列文章的第二部分。阅读第一部分。
当准将杜克·德卢卡在 8 月份结束他在美国陆军工程兵团 32 年的职业生涯时，他考虑了路易斯安那州为防止该州东南部被墨西哥湾吞噬而进行的 50 年、500 亿美元大规模努力的关键。
德卢卡是海岸面临的许多威胁方面的专家，他说：“这将需要在科学方面进行登月式的投资。”
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路易斯安那州沿海科学界的许多人认为德卢卡的描述非常准确，抓住了这项事业的艰巨不确定性。
这项任务不可能在更具挑战性的地形和更不合时宜的时间进行。
路易斯安那州东南部可能最恰当地被描述为由果冻制成的层层蛋糕，漂浮在不断变暖、水位上升的旋转按摩浴缸中。科学家和工程师必须防止果冻融化，同时无法控制按摩浴缸。
问题是人为造成的。在过去的 80 年里，路易斯安那州的海岸线因河堤而缺乏沉积物，并因石油和天然气开采而挖出的运河而被破坏。现在，随着海湾的上升，路易斯安那州东南部正以地球上最快的速度之一下沉。
已经有 2,000 平方英里的土地滑入海湾。如果不采取行动，该州可能会在未来 50 年内再失去 1,750 平方英里的土地。
如果发生这种情况，70 年后，新奥尔良可能会被留在延伸到开阔海湾的一小片陆地上，遭受风暴袭击，这些风暴会席卷受保护社区的水下坟墓。
经济影响将在全国范围内产生反响，因为海洋会淹没该国一半的炼油厂和运输该国 30% 石油和天然气的管道。该国最大的港口是通往 31 个州的经济大门，它很容易受到普通热带风暴的影响，导致停工，估计每天给美国经济造成 3 亿美元的损失。
路易斯安那州已做出回应，制定了海岸总体规划，这是一项前所未有的努力，旨在在未来半个世纪内建造和保护多达 800 平方英里的湿地和屏障岛屿，并建造数英里的堤坝。
乍一看，该计划似乎并不复杂：利用河流中的泥沙来重建三角洲。
该州已确定了两种方法来做到这一点。
一种是将沙子泵入下沉的湿地，可以快速建造陆地，并且易于工程化。但这是一种临时的解决方案。
另一种是从河流中转移富含沉积物的淡水，模仿了数千年来建造三角洲的自然过程。这可能是一个持久的解决方案。但是它需要更多的前期成本，并且如果有效，也需要数年才能起作用。
该计划的目的不是重建迄今为止失去的一切，甚至不是为现在仍然存在的一切而战。相反，更适度的目标是恢复足够的湿地，以缓冲社区免受风暴潮的影响，并提供功能正常的渔业。
即使那样也不是确定无疑的事情。
为了使项目成功，科学家和工程师将不得不即时找出如何创建一个人造系统，以复制三角洲的自然造陆过程。
他们的解决方案必须符合河流可以输送多少沉积物的限制，并且必须预测未来的海平面上升和陆地下沉。他们必须以某种方式平衡恢复的需要与航运、能源和渔业的需求。
与此同时，路易斯安那州必须找到一种方法来为此买单。尽管这场战斗对该国其他地区产生了影响，但到目前为止，国会拒绝了大部分资金请求。路易斯安那州是该国最贫穷的州之一，可能会在 10 年内耗尽用于海岸恢复的资金。
“我不认为公众意识到这有多么大的范围，”路易斯安那州立大学的研究员哈里·罗伯茨说，他花了五十多年的时间研究河流和三角洲。
州议员承认了这些挑战，要求指导这项工作的海岸保护和恢复管理局每五年修订一次其恢复计划。
该机构的执行董事凯尔·格雷厄姆说：“我们将边走边适应。”
如果说有什么的话，德卢卡的“登月”类比可能是一种保守的说法。美国宇航局必须克服历史性的科学和工程挑战才能将人类送上月球。但城镇的存在并不取决于结果。
“我们将不得不从小规模开始，并且在此过程中会出现失误，”海岸地质学家保罗·肯普说，他是路易斯安那州立大学的一名研究员，曾对密西西比河三角洲进行了广泛的研究。
“但是我们必须成功，因为这确实是我们唯一的希望。”
将沙子泵入湿地
由于时间、资金和河流所能提供的资源有限，规划人员必须决定哪些地区可以而且应该被拯救。
大部分重建工作都集中在保护新奥尔良的盆地中，不仅因为它是经济和文化中心，还因为河流已经携带造陆沉积物流经该地区。
恢复海岸的第一种方法是使用泥浆管道从河床和近海疏浚泥沙，然后将其泵送到下沉的湿地和侵蚀的屏障岛屿。这种方法已用于全国各地的海滩修复项目。该州称之为“沼泽创造”。
由州政府和联邦政府共同出资的管道项目已经填补了靠近杜邦湾（900 英亩，耗资 6500 万美元）和赫米蒂奇湖（700 英亩，4000 万美元）附近的区域，以及部分沿海海滩。
但是，这些成果只是长期需求的一小部分。随着海岸线以每年 16 平方英里的速度消失，大自然只需两个月就可以冲走整个州在杜邦湾和赫米蒂奇湖创造的陆地面积。
另一个目标是比洛克西沼泽，这是该州最东端的一个孤立的湿地，可以保护大新奥尔良地区并提供重要的渔业栖息地。该项目将以 30 亿美元的成本创造和恢复 33,000 英亩的湿地。
泥浆管道能迅速产生结果。它们可以在六个月内将 500 英亩的开阔水域填满 2 英尺高的陆地。
但是它们有两个严重的缺点。新陆地也会下沉，因此这些区域必须在 30 到 40 年内重建。而且，泵送沙子和泥浆的距离越远，成本就越高。
模仿自然
重建湿地的第二种方法，即控制沉积物转移，没有这些问题。但是，从未建造过任何一个。
这个想法是将密西西比河中的一些淡水和沉积物转移到最需要的地方。当河水水位高时，河堤中会打开专门设计的闸门，使淡水和沉积物冲刷附近的区域。
这些转移将在数十年而不是数月内建成陆地。从理论上讲，只要河流流淌，它们就会起作用。
海湾水研究所的首席科学家丹尼斯·里德说：“这个三角洲优于其他许多陷入困境的三角洲的一个优势是，我们仍然有一条河流输送材料来帮助我们摆脱困境。” “只要这条河把沉积物带给我们，我们就有机会。”
与泥浆管道的数千万美元相比，沉积物转移的成本为数亿美元，但一些研究表明，从长远来看，这是值得的。
计划进行五次沉积物转移，以重建大新奥尔良和布拉斯之间约 60 英里处的广阔湿地，布拉斯是河流到达海湾之前的最后一个大弯道。
恢复计划呼吁在转移上花费 40 亿美元，以建造和保护 300 平方英里的土地，并在泥浆管道上花费 200 亿美元，这将产生 200 平方英里的土地。
我们放弃了什么
无论采用哪种方法，该州都不认为河流中有足够的沉积物来拯救一切。沿着最后 40 英里到达海湾的湿地，包括河流口附近被称为“鸟足三角洲”的湿地，都不在恢复计划中。
这些湿地已经以每世纪 5 英尺的速度下沉，并且远离任何大型社区，当上游开放转移时，它们将获得更少的沉积物。
国家野生动物联合会海湾恢复项目主任戴维·穆思说：“这是一个物理学和地质学的问题。”他说，目前的计划“只是建议不要在一个没有未来的地方浪费大量宝贵的恢复资金”。
即使是一些正在努力延长“鸟足”三角洲寿命的人，比如牧场主厄尔·阿姆斯特朗，也承认这个现实。他在皮洛特镇的河边出生长大，那里距离最近的公路有九英里，现在他使用气垫船来照看那些在不断缩小的陆地上放牧的牛。
几年前，阿姆斯特朗就西湾分流工程向工程兵团提供了建议，这是第一个通过在威尼斯以南的河岸上开洞来造陆的主要尝试。他的建议非常重要，其中一个新兴岛屿现在以他的名字命名。但他担心自己正在打一场必败之战。
他说：“我们可能开始得太晚了。” “我希望我的孙子们能够了解我在这条河上的所见所闻，但这不可能了。它消失得太快了。”
掌握一场复杂的游戏
尽管分流一直是恢复海岸线的讨论焦点，但州政府甚至还没有承诺建造一个分流工程。预计要到2015年秋季才会做出决定，因为科学和工程比口号更复杂。
罗伯茨说：“我担心很多人认为，只要我们放任河流自由流淌，它就会填满我们在三角洲中造成的所有空洞。” “当然，这不像在堤坝上打洞那么简单。”
每个分流项目都是与自然进行的一场持续的象棋比赛中的一步。每个项目都面临着不同的变量和约束，工程师们正在努力预测他们采取的每一步行动的后果。
新奥尔良大学的研究员亚历克斯·麦考阔代尔正在进行一项研究，以确定密西西比河下游的沉积物含量，他说：“你在河上的任何一点所做的一切——你拿走或放入的任何东西——都会对河流的其余部分产生影响。”
随着州政府开始规划位于新奥尔良以南约30英里的默特尔格罗夫的中巴拉塔里亚分流工程，这些挑战开始凸显出来，这是一个耗资11亿美元的项目。由于已经到位2.75亿美元的初始资金，这将是第一个建造的分流工程。
该分流工程将位于巴拉塔里亚盆地的北端，该盆地是一个对于海鲜生产和保护新奥尔良地区免受风暴潮侵袭至关重要的河口。
如果什么都不做，预计该地区将在50年内损失234平方英里的海岸线。根据计算机模型，如果在20年内为分流工程提供足够数量的合适沉积物，使其流经合适的湿地基础设施，就可以挽救其中的22平方英里。
州政府仍在努力回答许多可能决定这些计划成败的问题。
第一个问题是：河里是否有足够的沉积物来完成这项工作？
研究人员知道，这条河携带的沉积物只有原来的一半。大部分被困在中西部支流上的大坝后面，而现代耕作方法减少了土壤流失。他们现在才处于一项研究的最后阶段，以确定是否有足够多的沉积物到达河流的底部，以及它是否是建造陆地的合适类型的沉积物。
该分流工程将能够每秒输送250,000立方英尺的水，相当于尼亚加拉瀑布的峰值流量。但是计算机模型显示，以这种能力运行分流工程可能会增加附近社区（如拉菲特）发生洪水的风险。
反过来，这可能会迫使州政府提高拉菲特周围的堤坝。如果这样做成本太高，州政府将不得不减少通过分流工程的水量。更少的水将建造更少的陆地。
高流量的水也可能损害渔业。
路易斯安那州的商业和休闲渔民在海湾的捕捞量中处于领先地位，该系统的盐度由于侵蚀而逐渐增加。现在，一些人担心，当淡水涌入时，他们的目标物种（如虾、牡蛎和斑点鳟鱼）将被取代。
一个渔业组织“拯救路易斯安那联盟”希望州政府从其恢复计划中删除分流工程，只关注泥浆管道。
目前正在进行研究，以确定以不同水量运行分流工程会对渔业造成多大程度的破坏。规划人员需要弄清楚，创造的陆地面积和对风暴防护的好处是否能够抵消一些渔民认为会造成的经济损失。
河流的流量和地质状况变化莫测，这意味着你不能在任何地方建造分流工程。它必须位于可以捕获合适类型的沙子和沉积物的地段，并且附近开阔的水域不能太深太宽，无法填满。必须有足够的原始三角洲框架来帮助建造陆地。而且，湿地必须建在可以保护社区免受飓风侵袭的地方。
河流通常以看似随机的模式缓慢地建造三角洲，不断变化的河道、岛屿和沙洲。对于不经意的观察者来说，“它可能看起来像混乱，但对于像我这样的地质学家来说，它就像诗歌，”路易斯安那州立大学的肯普说。
重现这首诗是建造陆地的关键。
肯普说：“在其中一些地区，我们通过运河疏浚造成了如此大的破坏，以至于河流过去所遵循的原始造陆系统——旧的河道和山脊——真的什么都没剩下。” “我们基本上是从一张白纸开始。”
如果科学家们设法克服所有这些潜在的陷阱，他们仍然需要确保通往美国最大港口的航运通道保持畅通。
这将限制可以输送多少水来恢复垂死的湿地。必须在河流中保留足够的水，以允许大型船只通过。
最近的一项研究得出结论，如果以每秒250,000立方英尺的最大流量开放一个计划中的分流工程，将大大减少下游河流中剩余的水量。如果所有五个分流工程同时开放，它们是否会带走如此多的水以至于危及航运？没有人知道。
州海岸机构负责人格雷厄姆说：“航运只是我们在进行建模时必须考虑的限制之一。”
考虑到还有多少未知数，一些科学家会问，为什么路易斯安那州在分流工程上下了如此大的赌注。他们担心，州政府可能会把最后一次拯救海岸线的机会浪费在一种他们认为会对其栖息地造成威胁，并且只存在于计算机模型中的技术上。
路易斯安那州立大学著名的海岸研究员吉恩·特纳指出，研究表明，来自上游肥料的高含量营养物质会通过破坏高有机土壤地区的植物而导致湿地损失。他担心，如果州政府的计算机模型是错误的，那么它就没有后备计划。
他说：“每一部建筑规范都要求有消防出口，而目前的计划中没有。” “说‘这会奏效’不是一个后备计划，尤其是在你做一些以前从未做过的事情时，除了在计算机上。”
特纳在海岸科学界持有少数观点。尽管如此，州海岸机构已要求海湾水务研究所召集一个外部海岸专家小组来调查这些问题。
特纳说：“我们只有一次做对的机会，所以我们不应该忽视任何这些警告信号。”
陆地沉降，水位上升
即使默特尔格罗夫和其他造陆项目通过了这些测试，其他挑战也可能使它们脱轨。
美国国家海洋和大气管理局表示，路易斯安那州东南部是世界上任何大型沿海景观中沉降速度最快的地区之一。
这种沉降在该地区并不是均匀的，也不是逐年均匀的，因为它由数千年来用不同材料建造的几个三角洲组成。因此，项目中设计的沉降估算只是最佳猜测。
负责监督新奥尔良周围防洪墙和堤坝的东南路易斯安那州防洪管理局东区负责人、土木工程师斯蒂芬·埃斯托皮纳尔说：“这里的土地从不休眠。它一直在两个方向——垂直和水平方向——移动。”
包括舍伍德·“伍迪”·加利亚诺在内的地质学家认为，州规划人员没有充分考虑导致陆地沉降的广阔的地下断层系统，他在1970年代初对海岸损失进行了开创性的研究。
罗伯茨担心，沉降的速度可能“使我们试图填补的空洞比我们在河流中拥有的材料更深”。
最大的不确定因素是气候变化。
恢复计划考虑了海平面上升的最坏情况预测。但气候科学家现在警告说，温室气体排放量的增加和冰原融化可能导致全球海洋上升幅度更大。
这可能会导致海湾上升向上游推进，从而减缓河流的流速，进一步减少到达下游河流分流工程的沉积物量。
气候变化也将给全球带来天气波动，这可能会影响分流工程可以建造多少陆地的预测。
为了估算河流中的水量和沉积物量，科学家必须依靠阿巴拉契亚山脉和落基山脉之间的年降雪量和降雨量记录。由于气候科学家预测更频繁、更恶劣的天气，这些平均值可能会变得不太可靠。
这种不确定性最近登上了头条新闻。2011年，密西西比河的流量达到了有史以来的最高水平之一。然后在2012年，有史以来最低的河流之一使路易斯安那州北部地区的航运量减少到涓涓细流。
格雷厄姆有时在演示文稿中使用普拉克明斯郡的图像，这突显了路易斯安那州面临的巨大挑战。
图像的大部分是红色的，显示了到2010年为止损失的土地。一些绿色的微小斑点显示了他的机构在该地区重建的东西。
它们看起来像夜空中遥远的小月亮。
这个故事由《透镜报》的鲍勃·马歇尔撰写。数据报告、地图和设计由ProPublica的阿尔·肖和Knight-Mozilla OpenNews的布莱恩·雅各布斯完成。图片由埃德蒙·D·方丹为ProPublica/《透镜报》拍摄。
本项目卫星图像培训由哥伦比亚新闻学院的托尔数字新闻中心提供。
由珍妮弗·斯塔尔进行额外研究。杰夫·拉尔森进行额外软件开发。
该项目的额外资金由骑士-Mozilla OpenNews 提供。
来自 ProPublica.org（在此处查找原始报道）；经许可转载。