水环鹿特丹，荷兰第二大城市，位于莱茵河、默兹河和斯克尔特河的汇合处，距北海约19英里。商人们建立了这座城市，现在是欧洲最大的港口。但长期以来对鹿特丹有利的水也威胁着它。这座城市百分之九十的面积低于海平面。一群堤坝沿着城市的海岸线蜿蜒而行，提醒人们注意可能随时会淹没鹿特丹的风暴潮。

汉堡，欧洲第二大港口，坐落在易北河畔的内陆三角洲。用红色，橙色和蓝色的容器高度堆叠式运输船滑行了易北河，市中心附近。定居者和征服者建立在低虚张声势北岸位于汉堡。这在很大程度上是免费的洪水危险。但在高原基地和一些岛屿社区是等于或低于海平面。

这两个大港口城市的居民已经几百年作战的水。洪水破坏了财产，有时数百人被淹死。从废墟中，这些脆弱的城市学会了如何应对一直存在的洪水风险。但是，荷兰国际水资源事务特使亨克·奥芬克(Henk Ovink)表示，“打水仗是一场永远赢不了的战争”，考虑到本世纪全球海平面预计将至少上升3英尺，这一点在今天尤其正确。

“所有的社会，”奥温克说，“都必须重新思考。”

德国和荷兰在防洪战略和专业知识方面处于领先地位，但指望它们提供帮助的其他国家不会轻易找到解决办法。亚历克斯·麦克莱恩拍摄的这些震撼人心的航拍照片显示，这两个国家正在加固久经考验的防洪屏障，比如堤坝和水闸。但是，这些升级可能非常昂贵，并对海岸线生态系统造成严重的环境破坏。

今天，德国和荷兰的海岸规划者和工程师正在尝试新的想法，以更低的财政和环境成本来加固海岸线。他们正在试验“用自然建造”的科学，即驯化诸如风和水等自然力量的实践，以及使用诸如沙子和植被等自然材料来阻挡海洋。但这些方法也很昂贵，而且可能会对环境造成损害。

世界各地的许多海岸保护官员一直在征求荷兰专家的意见和专业知识。例如，2012年超级风暴桑迪(Sandy)摧毁了纽约和新泽西的海岸线后，美国官员聘请了奥芬克帮助制定未来的防洪措施。

专家指出，虽然荷兰，德国，美国和其他工业化国家也有办法对付，如果不克服，海平面上升和较高的风暴潮，国家在发展中世界 - 从埃及到孟加拉国 - 一般不用。而这发生在最重要的讨论之一在巴黎举行的联合国气候谈判上个月究竟多少援助的工业化国家将提供较贫穷的国家在他们的战斗忍住大海。

汉堡：新的防洪保护创新

2007年11月9日，一场北海大风使德国海岸的潮水高出正常水平近18英尺，汹涌的海水一路冲向56英里外的内陆城市汉堡。港口关闭了，急流冲过低洼的居民区。但是，由于一项创新的防洪计划，正在建设中的两个河岛上的一个社区HafenCity保持了干旱。

城市规划师托尔斯滕·戈德特尔(Thorsten Godtel)看着哈芬西城(HafenCity)的水位上涨。坐在咖啡馆里，戈德特尔觉得很安全，就好像他在凝视着一个水族馆，尽管在离他的鹰钩鼻几英寸远的地方，餐厅格外厚的窗户上，淤泥般的水在半空中打转。他把餐馆停在一条高架道路上，不让自己的脚沾到水。

大约20年前，市政府官员意识到，可以更好地利用这些岛屿。当时，这些岛屿是市中心附近的一个仓库和工业区。但是，该项目领队戈德尔说，风暴潮淹没了这些岛屿。用堤防围住他们6英里长的海岸线将会非常昂贵，而且会破坏景观。

取而代之的是，规划人员建立了一个特别开发区，将旧建筑夷为平地，并为新建筑指定了与洪水相关的规则。该市在高出正常涨潮25英尺以上的沙地上修建了道路和开放的公共空间。海港城的海岸线保持在原来的高度，刚好高于涨潮。开发商被允许在这一层进行建设，但要求所有的建筑都要防水，并在更高的街道上设置入口。

现在已经完成了大约30%，HafenCity是大约2000名居民的家，有10,000人在附近工作。戈德尔说，一场洪水席卷易北河“感觉更像是一件大事”，而不是一场灾难。他承认，其他城市会发现很难抬高土地以避免洪水，并表示，其昂贵的设计是由于它靠近市中心的黄金地段。

该市的Wilhelmsburg区是一个杏仁形状的岛屿，位于HafenCity以南，约有5.5万居民，但这里没有足够的条件修建公路和防洪建筑。有些Wilhelmsburg位于海平面以下22英尺的地方，这个社区依靠土坝来保护。“如果没有堤坝，”Henning Cordes——一位堤坝领主，或者监督洪水保护的民选官员——说，“Wilhelmsburg一天会被淹两次。”

20世纪60年代，1962年的一场灾难性的风暴冲垮了威海姆斯堡现有的堤坝，导致300人死亡，之后堤坝升高了近5英尺。这座城市正在修建一条2.6英尺高的堤坝，这是一项耗资巨大的改造工程，可以保证威廉姆斯堡直到本世纪中叶都是安全的。市政官员还没有决定下一步做什么。每增加一英尺的高度，土制堤坝就需要增加几英尺的宽度，这就需要比Wilhelmsburg所能腾出的更多的土地。“我们必须寻找其他的解决方案，”Cordes说。

一种选择是更多地依赖所谓的“与自然建筑”技术，它寻求加强天然缓冲区 - 如沙丘和洪泛区 - 回头水位上升。在2012，例如，反铲挖土机通过银行从上Wilhelmsburg新月形沼泽分离易北河爆发。河水通过通道涌出，产生一个凹圆和添加75英亩到洪泛区。实验盆略微降低风暴浪涌的峰值高度。

斯图加特大学(Stuttgart University)景观规划与生态研究所(Institute of Landscape Planning and Ecology)所长安特杰•斯托克曼(Antje Stokman)主张在更大范围内拓宽河流，利用与汉堡下游河流平行的低洼山谷作为防洪阀。斯托克曼说:“我们必须想办法创造更多的洪泛区，为河流提供更多的空间，而不仅仅是筑起堤坝。”

德国吉斯萨赫特海岸研究所名誉所长汉斯·冯·斯托赫研究了更高的堤坝的替代方案，包括扩大洪泛平原。他说，这些解决办法将会带来令人生畏的经济和政治障碍。“人们会反抗的，”他说，如果汉堡试图通过把低洼的农业用地变成蓄水池来巩固自己的地位的话。

鹿特丹:越过堤坝和栅栏

与汉堡一样，一场灾难性的洪水困扰着鹿特丹。1953年1月31日，一场强烈的风暴袭击了荷兰。数十条堤坝决口，淹没了近34万英亩土地，造成1800人死亡。

灾情发生后，荷兰政府设计三角洲工程这是一项影响深远的建设计划，目的是防止类似事件再次发生。该计划没有加固数千英里长的堤坝，而是在大片领土周围修建坚固的堤坝，并在海湾上筑起巨大的防洪闸。荷兰南部最大、人口最密集的戴克圈，或称“戴克圈14”，将环绕鹿特丹、阿姆斯特丹和其他城市地区。

三角洲计划的顶峰时，Maeslant屏障位于莱茵河河口的一座可移动的风暴门。当风暴潮达到正常海平面以上9.8英尺时，这座建筑的两扇巨大的门就会从对面的海岸旋转起来，像双手合十一样在水流中交汇。它们是地球上最大的移动物体之一，每一个都有787英尺长，1500万磅重。超级风暴“桑迪”过后，一些工程师提议在维拉萨诺海峡建造类似的闸门，以保护纽约市。

Jan Mulder是荷兰一家大型水咨询公司的海岸工程师的Deltares,说堤防已成为普遍的视觉障碍，每次他们提出的时间不断恶化的问题。他说，三角洲工程也引起了海岸生态破坏严重。它完全防渗闸门切断大河口的三个分支从海上，它们转化成的人工淡水湖。住在这里的鱼类，贝类和沼泽草已经消失。藻类大量繁殖一直困扰着水体。即使是Easterscheldt障碍，这使得一些潮流，已经严重退化背后的湿地。

“该技术方法并没有给我们带来了可持续的解决方案，” Mulder说。

为了保持鹿特丹和其他附近的土地安全的海平面上升的脸，工程师将需要以加强海岸，这里的沙丘几乎连续条持有海回来，Mindert德弗里斯，另一个工程师的Deltares说。穆德一样，德弗里斯proselytizes为“人与自然的建筑。”相反，钢铁，水泥和粘土包装的，他希望看到更多的沙子和草沼泽用于保护海岸线。他会也喜欢用自然的力量，例如风和水流，而不是重型挖土设备，移动保护到位。目前，最重要的例子就是所谓的砂引擎，其中涉及近海沿海沙丘字段的倾倒疏浚沙，通过防止波从侵蚀岸稳定海岸。

20世纪90年代，船员们开始用从北海挖来的沉积物来固定海岸线。起初，他们每年倾倒约2亿立方英尺的沙子，是吉萨金字塔体积的两倍多。在2008年，政府的防洪咨询机构得出结论，为了在2050年之前跟上海平面的上升，国家必须在200英里的海岸线上每年分配30亿立方英尺的沙子。研究人员仍在试图找出如何以经济的方式转移如此大量的材料。

穆德开着车来到海边的度假小镇特尔海伊德，他指着一个由浅棕色沙子构成的弯曲半岛，半岛伸入大海，就像一只弯曲的手臂在弯曲肌肉——这就是“沙子引擎”。2011年，研究人员在半英里的范围内沉积了7.5亿立方英尺的沙子。他们预测，在未来20年里，强大的风力和海得角周围湍急的水流将把这些物质沿着6英里长的海岸线扩散开来。一些科学家担心，如此大规模的沉积物移动可能会伤害沿海的野生动物，但穆德说，这项实验包括仔细的生态监测问题。

穆德说，自实验开始以来，质量已经蔓延超过2英里。他说:“再分配过程进行得很顺利。”

沿海撤退是不可避免的吗?

在未来的几年里，更多的城市将会加入到汉堡和鹿特丹1000多年来的斗争中来。去年，美国住房和城市发展部宣布七个计划为保护免受风暴如桑迪新泽西州和纽约州的海岸，并分配近十亿$初始资金。五个资助项目 - 其中包括使用堤防，焕发青春的沼泽，以缓慢的风暴潮和风暴水域临时存储天然盆地 - 被，包括荷兰工程和设计公司提交的群体。

那么，缺乏汉堡、鹿特丹或纽约财力的城市和国家又该怎么办呢?专家们表示，他们要么将不得不接受发达国家的巨额财政援助，要么从沿海地区撤退。穆德说，在一定程度上，“自然建筑”技术可能是发展中国家保护其海岸线的一种有效和经济的方式。例如，在印度和孟加拉国海岸恢复的红树林可能会减缓破坏性的波浪作用并截留沉积物，在海平面上升时帮助抬高海岸线。

但是，哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站的研究科学家克劳斯·雅各布(Klaus Jacob)说，对于本世纪晚些时候即将到来的海平面上升，无论是工业化国家还是发展中国家，社会仍然没有做好充分的准备。

“我们仍然在否认，我们可以设计自己离开这里，”雅各布说。“唯一真正可靠的解决方案是从低洼地区撤退。”