Rädda Holland

Den lägsta punkten i västra Europa är 6,74 meter under havsytan och faller. Den ligger i ett myrigt område med sönderfallande torv utanför ostmeckat Gouda, Nederländerna, och identifieras av en sju meter lång markör nedsänkt i en bräckt bassäng vid ingången till lastbilsaffären Van Vliet. (Återförsäljarens ägare reste markören och tog lite licens med fakta; den faktiska låga platsen ligger några hundra meter bort.) Fodors reseguide nämner inte detta hörn av Holland, men det är en samlingspunkt för frågan om hur att planera för riskerna och verkligheten med klimatförändringarna.

Aldrig mer: En dödlig översvämning 1953 föranledde en massiv nederländsk ansträngning att bygga havsväggar och överspänningsbarriärer. Klimatförändringarna föranleder ett nytt skifte, mot intensiv analys av översvämningsrisk och motståndskraftigt byggande.

Det beror på att staden Gouda överväger om den ska uppföra 4 000 hus – varav några kan flyta – bara två kilometer från denna kontinentala nadir. Underavdelningar kan stiga på delar av den glest utvecklade jordbruksmarken nära lastbilsaffären, ett 50 kvadratkilometer stort område omgivet av vallar och en kanal. Sådant återvunnet lågland kallas polder; de hålls torra av pumphus som suger bort regnvatten och grundvattenläckage. Holländarna har alltid byggt på poldrar, men att göra det nu, när översvämningsrisken ökar över hela landet, kommer att kräva nya tillvägagångssätt som kan få ett tidigt test i denna särskilt låga region, som kallas sydvästra poldern eller Zuidplaspolder. Det låter, ibland, lite ologiskt, medger Marco van Steekelenburg, en stadsplanerare från den regionala provinsen Sydholland, som tog mig till platsen. Men det är vad vi måste undersöka: hur ologiskt det är. Vi har fått en utmaning: kan vi hitta lösningar som är klimatsäkra?

Den här historien var en del av vårt julinummer 2007

• Se resten av frågan
• Prenumerera

Landet står inför olycksbådande trender när den globala temperaturen stiger. Redan nu ligger 55 procent av Nederländernas landområde under havsytan, skyddat av ett stort system av havsvallar, stormflodsbarriärer och tusentals vallar som korsar landsbygden. Holländska forskare säger att havsnivån i regionen kommer att stiga mellan 25 och 85 centimeter (10 och 33 tum) detta århundrade. Dessutom förväntas vädret över hela världen bli mer extremt i genomsnitt. Detta innebär en högre sannolikhet för översvämningar längs Rhen och andra floder, och en större risk för torka. Hela tiden kommer holländsk mark att fortsätta att sjunka – med en hastighet av 0,2 centimeter årligen i vissa områden – eftersom torvjorden som ligger under mycket av den sönderfaller, exponerad för luft genom nederländska dräneringsansträngningar.

Nu, i ett försök som bevakas runt om i världen, försöker den holländska regeringen och flera framstående forskningsinstitutioner ta reda på hur man anpassar ett helt land till klimatförändringarnas verklighet. Zuidplaspolder är en av flera regioner som övervägs för utvecklingar som flyter-eller burk flyta, eller åtminstone är översvämningsbeständiga. Bortsett från ett välhypat bostadsdemonstrationsprojekt någon annanstans i landet, har dock ingen egentlig konstruktion ännu påbörjats. Bakom kulisserna tittar holländarna hårt på sina växande sårbarheter, genomför nya analyser och kör datorsimuleringar. Forskarna hoppas kunna lägga fram en plan för anpassning till klimatförändringarna till det nederländska parlamentet i höst och att agera på den senast nästa år.

Multimedia

• Se bilder på holländarnas inställning till klimatförändringar.

• Se video av de flytande husen, översvämningssimuleringar och animationer av historiska översvämningar.

Vattenland: Prototyper av amfibiehus som visas här flankerar en småbåtshamn på landsbygden i Maasbommel. Ett sådant hus (ovan) kan resa sig fyra meter, styrt av pålar. Liknande koncept väntar på implementering tills en nationell klimatanpassningsplan är klar.
Kredit: Siebe Swart

Allt handlar om att förstå risker. Detta innebär att man förstår exakt hur genombrott i vallar och strandvallar kan leda till översvämningar i gårdar och städer – hur djupt vattnet kan bli och hur snabbt det kan stiga. Det innebär att förstå hur dessa risker kommer att förändras under olika förhållanden, såsom högre havsnivåer och olika vädermönster. Det innebär att beräkna hur många människor och hur mycket egendom som ligger i vägen för sådana översvämningar, och hur framtida förändringar i markanvändningen kan förvärra eller mildra eventuella skador. När de väl förstår allt det kan holländarna planera, bygga och befästa på sätt som möter specifika lokala behov. Det kan innebära att vissa områden utses till zoner som inte är byggda, utveckla nya byggtekniker, lägga till flytbara vägar som utrymningsvägar eller att ersätta gårdar med flytande växthus. Allt detta representerar en stor förändring i fokus, från att förhindra översvämningar till att minimera skadorna när de inträffar. Du tittar på en annan typ av planering, säger Pieter Bloemen, en programledare på Nederländernas nationella fysiska planeringsbyrå.

Historiskt sett har Nederländerna – liksom de flesta andra länder – tänkt på katastrofskydd i enkla men betryggande termer. Nederländernas Nordsjöflank är skyddad av stora havsvallar och tidvattensbarriärer som restes efter en översvämning 1953 som dödade nästan 2 000 människor. De starkaste av dessa konstruerades för att motstå alla utom de mest sällsynta katastroferna: översvämningar som bara har en chans på 1 på 4 000 – till och med en chans på 1 på 10 000 – att inträffa under ett givet år. Men dessa sannolikheter beräknades omkring 1960 och anses vara föråldrade. Dessutom ökade den holländska befolkningen från 11,5 miljoner 1960 till 16,6 miljoner i år, vilket höjde insatserna avsevärt. De flesta människor i Nederländerna har en idé om att de är säkra från översvämningar på grund av alla investeringar, säger Hans Balfoort, en senior policyrådgivare i Nederländernas ministerium för transport, offentliga arbeten och vattenförvaltning i Haag. Det ger människor en falsk uppfattning om absolut skydd.

Det holländska programmet för intensiv riskanalys och planering får uppmärksamhet i geografiskt likartade delar av världen, inklusive Mississippi River Delta i Louisiana och Sacramento River Delta i Kalifornien. Det finns ett stort tryck på att platser som New Orleans ska anta den här typen av tillvägagångssätt för planering och skydd, säger Rafael Bras, en hydroklimatolog vid MIT. Han noterar att i USA, liksom i Nederländerna, har planerare och ingenjörer historiskt sett fokuserat på styrkan hos havsvallar och vallar, inte omfattningen av förstörelsen som skulle kunna inträffa om de misslyckades. Tidigare har vårt tillvägagångssätt varit: 'Vi kommer att skydda till en orkan på viss nivå', utan att försöka översätta det till, 'Vad betyder det i termer av risk för befolkningen?'

Dammar i Rotterdam
Riskanalysen som holländarna utför kräver grundläggande information om landets nätverk av strandvallar och vallar, men att samla in den är ingen lätt uppgift. En stor del av nationen togs tillbaka från havet bitvis under de senaste 800 åren: bönder dränerade mark, grävde kanaler och byggde vallar, vilket gav upphov till talesättet Gud skapade världen, men holländarna skapade Nederländerna. Lokala demokratiska organ som kallas vattenstyrelser – hundratals av dem – uppstod för att hantera och underhålla översvämningsbarriärer och pumpstationer. Men anhopningen av lokalt byggda befästningar lämnade inte ett arv av centraliserade, korrekta register. Vi är inte schweiziska, beklagar Jaap Kwadijk, geolog på ingenjörsfirman Delft Hydraulics.

För att förstå hur oschweiziska holländarna är, överväg den politiska historien om sydvästra poldern, området nära Gouda där de 4 000 husen kan resa sig. Historiskt sett sköttes en del av poldern av en vattenbräda kallad Schieland, organiserad 1273. En intilliggande vattenbräda, Krimpenerwaard, grundades på 1430-talet, kullerstensbelagd av mindre brädor. Dramatisk förändring kom 2005. Efter 535 år av fredlig samexistens gick Krimpenerwaard med Schieland. Sammanslagningen markeras av en framträdande skylt inuti regionens största pumphus, som betecknar styrelsen Hoogheemraadschap van Schieland en de Krimpenerwaard. Pumphusingenjören Harry Berkouwer, vars familj har bott i mer än 600 år i byn Berkenwoude (dess namn betyder björkskog, hans betyder björkskärare), strålar när han talar om händelsen.

Trots sådana sammanslagningar finns det fortfarande 27 separata vattenverk i ett land som bara är ungefär dubbelt så stort som New Jersey. Och journalföringens mylla gör ett mödosamt arbete för ingenjörer som Arthur Mynett, chef för forskning och utveckling vid Delft Hydraulics och en ingenjörsprofessor vid Delfts tekniska universitet. Hans grupp söker efter potentiella felpunkter i befintliga holländska vallar; som kräver att man känner till den exakta höjden och tekniska egenskaperna hos var och en av dem. Vi försöker integrera allt, säger Mynett. Om en av dessa vallar går, kollapsar, har det en effekt på sannolikheten att andra går. Vissa kan ha högre, andra kan ha lägre sannolikhet. Det är inte så trivialt att ta reda på det. Från historien är Nederländerna ett land som också är separerat i ganska små administrativa enheter – inte bara vattenverken utan även kommuner och järnvägar. Alla dessa organisationer har sina egna databaser. Det är redan en ansträngning, låt oss säga, att du till och med kan använda allt.

Men hans grupp gör framsteg; det körs nu simuleringar för att visa hur översvämningsvatten kan falla från polder till polder, gård till gård och gata till gata under olika felscenarier. (Video med översvämningssimuleringar och animationer.) Nathalie Asselman, en personalhydrolog på Delft Hydraulics, gav mig en demonstration med några få musklick. På hennes dator blinkade en karta över staden Rotterdam. Hon körde en nyligen skapad modell av två möjliga katastrofer. I den första misslyckades en större valk, och blått, som representerade vatten, fyllde snabbt ett tomt område som beslagtagits av en andra valv. Därifrån sipprade olika nyanser av blått – som indikerar olika djup – långsamt ut till delar av staden och steg till en höjd av cirka en meter under flera dagar. Det skulle vara allvarligt, men inte livsfarligt eller stadsförstörande. Sedan visade Asselman vad som skulle hända om den andra vallen inte fanns där och en stor stormflodsbarriär flera kilometer bort lämnades öppen. Det som utvecklades skulle, om det hände i verkligheten, dvärga New Orleans-katastrofen. På några timmar var stora delar av Rotterdam översvämmad av blått, med översvämningar så höga som tre meter i vissa områden.

Omvärdering av risk: Det holländska vallsystemet skräddarsyddes för översvämningssannolikheter beräknade runt 1960. Inför klimatförändringar och befolkningsökning söker holländarna nu systemiska former av skydd, från uppströmsvattenuppsamlingar till flytbara byggnader och vägar.
Kredit: Carol Zuber-Mallison

Att holländarna inte tidigare har försökt förstå konsekvenserna av katastrofer så detaljerat pekar på ironin i att ha starka försvar. Ingen katastrofal översvämning har drabbat nationen sedan 1953. Denna frihet från katastrof har skapat självbelåtenhet. Ibland ramlar ett plan ner och man kan undersöka varför det faller ner, säger Kwadijk. Problemet är att vi aldrig får några översvämningar, så du kan inte testa någonting, och du kan inte övertyga allmänheten [om faran]. Men allt detta förändrades 2005, när holländarna blev förkyld av förstörelsen i New Orleans efter orkanen Katrina. Katrina ökade medvetenheten i Nederländerna, säger Mynett. För allmänheten var det inte: 'Dumliga amerikaner kan inte ta hand om vattenförvaltningen.' Det var: 'Oj, det här kan hända.' Det är mer en känsla av solidaritet.

Modellera Rhen
Att lokalisera svagheter i befintliga vattenbarriärer är bara ett första steg mot att förstå Nederländernas översvämningsrisk. Stigande havsnivå är förstås elefanten i rummet. Men för tillfället rör sig elefanten långsamt nog för att rankas lägre på listan över holländska problem än vissa hot på kort sikt. En är att Rhen kan spränga sina stränder i områden som Rotterdam. Och när torven sönderfaller sjunker land snabbare än havet stiger. (För att göra saken värre, torvnedbrytning, utlöst av århundraden av nederländsk landavvattning, kastar ut växthusgaser.) Slutligen kan nya vägar och utvecklingar öka avrinningen och befolkningstillväxten kan sätta fler människor i vägen för katastrof.

Vid Wageningen Universitys Alterra forskningsinstitut försöker 20 jordforskare och klimatforskare bland annat utveckla ett korrekt sätt att förutsäga vattennivån i Rhen. Målet är att förstå hela floden som ett system, från dess huvudvatten i de schweiziska alperna, genom Tyskland och slutligen genom Rotterdam till Nordsjön – för att ta reda på hur mycket nederbörd den får, vilka hydrologiska processer som formar den och dess vattendelare, och hur utvecklingen kommer att förändra dessa faktorer. Alterra-gruppen försöker integrera meteorologiska och hydrologiska modeller och använda dem för att utvärdera olika scenarier för klimat- och markanvändningsförändringar. Alla olika komponenter i modellen finns tillgängliga någonstans, säger Eddy Moors, hydrometeorolog på Alterra. Det finns en holländsk modell, en tysk modell, en hydrologisk modell, en meteorologisk modell. Det handlar om att hitta ett sätt att kombinera dessa komponenter, mer än att uppfinna något nytt.

En av faktorerna som forskarna överväger är att radikala förändringar förväntas i europeisk markanvändning. Nederländska planerare säger att 2050 kommer europeisk jordbruksmark som totalt är större än Tyskland att ge vika för utveckling eller, i vissa fall, återgå till skog. Det kommer i sin tur att påverka hur översvämningar sprider sig – genom att till exempel förändra markens förmåga att absorbera vatten. Om vi ​​tar hänsyn till dessa förändringar och tittar på markanvändningen kan vi kanske främja några markanvändningsförändringar som kommer att hjälpa oss, säger Moors. Vi vill se feedbacken från dessa förändringar. Som en del av sin studie har Moors till och med undersökt hur trender i markanvändning kan förändra det lokala vädret. Genom att köra meteorologiska modeller fann han att omvandling av jordbruksmark till skog sannolikt kommer att stimulera mer lokal nederbörd. Om detta är bra eller dåligt beror på om det sker under en sommartorka eller en vinteröversvämning. Hur som helst är det viktigt att analysera sådana effekter för att förstå det större systemet.

Förutom att förutsäga effekterna av förändrad markanvändning försöker Alterra-gruppen att förutse effekterna av intensifierade väderextremer. Intergovernmental Panel on Climate Change, det FN-sponsrade organet vars arbete representerar den globala vetenskapliga konsensus i ämnet, förutspådde nyligen att varmare temperaturer över hela världen skulle kunna göra torka hårdare och nederbörd mer intensiv. Och på vintern kommer nederbörden att falla mer som regn än snö i vissa områden, inklusive de schweiziska alperna, vid Rhens utlopp. Som ett resultat kan flodöversvämningar vintertid – som redan är ett problem i Nederländerna – bli mycket värre. Buffertsystem av något slag kommer förmodligen att krävas. Dessa kan vara uppdämningsområden uppför floden, kanske till och med i Tyskland, eller underjordiska tankar under nederländska utbyggnader. Men planerare måste veta var de ska placera dessa buffertsystem och hur de ska hanteras så att de är tomma när översvämningar förväntas men fulla när torkan är nära. Detta kräver bättre långtidsprognoser. För att anpassa sig är det viktigt att ha prognossystem, säger Moors. För att kunna göra det måste man koppla ihop meteorologi- och hydrologimodeller.

Att utveckla dessa skarpare prediktiva verktyg är en strävan som är vanlig för planerare i Haag, New York och Kalifornien (se Planering för en klimatförändrad värld , maj/juni) . Men i Nederländerna är behovet akut. Hela vårt land står på spel, säger Piet Dircke, chef för vattenprogrammet på Arcadis, ett ingenjörs- och konsultföretag baserat i Maastricht som deltar i nationella planeringsinsatser. Så vi går från ett tekniskt tillvägagångssätt till ett system. Du vet aldrig vilken del som kommer att förändras, och vilken som kommer att vara relevant, förrän du tittar på hela systemet.

Flytande hus
När riskanalysen är klar kommer den att hjälpa till att vägleda beslut om var och hur man ska bygga. Utvecklingen är redan begränsad på vissa sträckor av flodslätter och kan snart vara på andra. Men med befolkningen som fortsätter att öka, finns det ett stort tryck att utveckla låglänta områden som de i sydvästra poldern. Och dessutom, att trotsa havet är en punkt av patriotisk stolthet. Det är vår kultur att klara av vatten, säger Chris Zevenbergen, chef för affärsutveckling på byggföretaget Dura Vermeer och professor vid Unesco-IHE Institute for Water Education i Delft. Retreat skulle ge en mycket dålig signal till världen. Anta att vi inte bygger; detta kommer att ha en enorm inverkan på klimatet för utländska investeringar. Och ur teknisk synvinkel är [konstruktion] genomförbart. Vi måste anpassa oss till den typen av utveckling.

För att visa vad som är möjligt har Dura Vermeer byggt ett flytande bostadsområde i en by som heter Maasbommel, på landsbygden i provinsen Gelderland, nära landets centrum. Där ligger 46 amfibiehus uppflugna på ytterkanten av en vall som håller tillbaka floden Maas, intill en småbåtshamn. Sexton flyter vid flodens kant, i sammanfogade par, med förseglade ihåliga källare som ger flytkraft. Mellan varje huspar finns två vertikala betongpålar (en påle visas nedan); stiger vattennivån så stiger husen runt pålarna. Flexibla vatten-, avlopps- och elanslutningar påverkas inte. Trettio liknande hus ligger på något högre mark, på betongplattor någon meter ovanför vattenlinjen. De har också pålar och ihåliga källare som låter dem flyta vid behov. Alla 46 hus tål en fyra meters vattennivåhöjning. ( Video av de flytande husen.) Även om husen har stått färdiga sedan 2006, har de högre ännu inte drabbats av en översvämning som är tillräckligt hög för att testa dem. Alla vill se det hända. Inklusive byggaren och arkitekten, skämtar Cees Westdijk, som äger ett av husen. Hans hus med två sovrum erbjuder vacker utsikt över vattnet; på nackdelen, en algblomning förra året skapade en otäck, om än tillfällig, lukt.

Nederländerna har utsett 15 områden nära flodbäddar som möjliga platser för amfibieutveckling, inklusive variationer på Maasbommel-prototypen. För sydvästra poldern har forskare vid Delft Hydraulics och Wageningen University redan tagit fram de första riskkartorna, som visar vilka områden inom dess 50 kvadratkilometer som är mest sårbara. Nationella planerare tittar in i vallringen och skapar zoner för hur vattnet kommer – fort och djupt, snabbt och odjupt, långsamt, säger Bloemen på Statens fysiska planeringsverk. Byggnader skulle kunna anpassas därefter; vissa kan alltid flyta, andra kan stiga och falla om det behövs, och ytterligare andra kan helt enkelt byggas för att överleva översvämning utan att drabbas av större skada. Du [kan] ha byggrestriktioner som är lämpliga för de relativa farorna och översvämningssannolikheterna inom varje subzon, säger Bloemen.

För sydvästra poldern överväger universitets- och statliga forskare vilken typ av utveckling som kan vara lämplig. Ett alternativ är att höja vatten- eller marknivån i delar av poldern och bygga amfibie- eller flytande strukturer som är lämpligt; som en sidofördel skulle en höjd vattennivå stoppa nedbrytningen av torv. Andra områden av poldern skulle lämnas i lägre grad och kunde absorbera översvämningar. Ett beslut om vad som ska göras i sydvästra poldern väntas under de kommande två åren. Visioner för andra delar av landet inkluderar flytande städer, flytbara vägar som kan användas för evakuering och tankar under byggnader som kan hålla översvämningsvatten. Allt detta skulle vara ett stort avsteg från den traditionella holländska utvecklingsmetoden: kasta ett par meter sand ovanpå den allestädes närvarande torven, installera pålar och häll betongen. Ändå, hur imponerande det än låter, är det den enkla delen att resa flytande eller flytbara strukturer. Det svåra med att anpassa sig till klimatförändringarna är planeringen, som kräver intensiva prognoser, sofistikerade modellering och riskreducerande strategier.

Högt och torrt koncept: En utvecklares vision om en flytande stad, komplett med växthus, är fortfarande bara en vision. Holländarna gör riskanalyser för att bestämma var man ska bygga, var man ska förbjuda utveckling och var man ska ändra byggteknik. För att uppleva historiska och möjliga framtida översvämningar i Nederländerna, besök technologyreview.com/holland.
Med tillstånd av Dura Vermeer

Den holländska strategin vinner anhängare runt om i världen. De tar ett systemansats som inkluderar smart utveckling, säger Lewis E. Link, en tidigare chef för forskning och utveckling vid US Army Corps of Engineers och nu professor vid University of Maryland, som ledde en federal obduktionsundersökning av Louisianas levee. , pumpar och dräneringssystem efter orkanen Katrina. Det innebär inte bara att begränsa byggandet i vissa områden utan att vara smart med hur att bygga in andra. Jag tror att vi i USA har varit alldeles för benägna att låta människor bygga i utsatta områden som sedan måste skyddas, säger han. Det är bara en galen cykel. Vi har fångat oss i detta, om och om och om igen. En del av problemet i USA, konstaterar Link, är att den federala regeringen har liten kontroll över markanvändningen, och lokala myndigheter är ofta ovilliga att utmana utvecklare i områden som kan möta högre hotnivåer. I Nederländerna kan den federala regeringen ta mer kontroll, säger Balfoort. Ibland måste man fatta ett top-down-beslut till förmån för hela nationen, konstaterar han. Man diskuterar inte julen med kalkonen.

Även om det inte är klart om USA:s federala regering kommer att försöka börja fatta top-down-beslut om markanvändning i hotade områden, är åtminstone holländsk-amerikansk forskningskorspollinering på god väg. Link har precis slutfört en bedömning av New Orleans-området – liknande det som Mynett utför vid Delft University of Technology – för att mäta de nuvarande riskerna för Gulf Coast av olika stormscenarier. Mynett sitter i en amerikansk panel som gör en liknande bedömning av Sacramento och San Joaquin Rivers dalar i Kalifornien.

Alla parter tittar på hur holländarna klarar sig med klimattåliga bostäder. Med tanke på farorna som kustområden och floddeltat runt om i världen står inför, kan resten av världen snart slå en väg till Nederländerna och ropa på teknisk expertis. Men innan någon kommer måste holländarna bygga den.

David Talbot är Teknikgranskning chefskorrespondent.

Dölj