你看大地片草不生，毫無生氣，但是當我對它降下雨水時，它就顫動了，膨脹了，並且生出各種美麗的植物。
——《古蘭經》第二十二章第五節
井干方知泉水貴重。
——本·富蘭克林（Ben Franklin），《窮理查年鑒》（Poor Richard』s Almanac）
1908年丘吉爾到非洲旅行時，有一天站在維多利亞湖（Lake Victoria）北岸邊。他看著這全球第二大湖，流經歐文瀑布（Owen Falls）匯入全球最長的尼羅河。後來他記錄下當時對此壯麗景色的觀感：「這麼巨大的力量都給浪費了……這股操控著非洲自然力量的槓桿完全不受限制，讓人不禁煩惱並心生想像。如果能在那古老尼羅河的源頭裝上渦輪，將是多麼有趣。」[1]
這樣的想法爭論不休了一段時間，中途殺出兩次世界大戰及經濟大蕭條，但經過適當的研究與規劃後，終於在1946年開始建造歐文瀑布水壩。1954年丘吉爾二度擔任英國首相，尼羅河的河水終於開始帶動渦輪。維多利亞湖成了水庫，烏干達與肯尼亞西部也因此獲得15萬千瓦的發電量。
丘吉爾的觀點反映出20世紀對水源的主流看法。他把水視為一種資源，看到資源未加善用，讓他相當苦惱。他認為開發資源會讓人類的未來更加美好，在這個案例中則是有利於烏干達與大英帝國。改造自然當然是件有趣的事，特別是對丘吉爾這樣有童心的人。吉卜林那一代的英國帝國主義信徒，往往對自身行止的正當性深具信心。水文圈發生變化，就是因為有很多人跟丘吉爾想法一致。列寧、小羅斯福、尼赫魯、鄧小平，還有很多知名度較低的人物，對水的看法如出一轍，在蘇聯、美國、印度與中國鼓吹大規模的水利工程。之所以如此，是因為他們生在一個國家與社會都認為可通過調整自然水文來提升國力與繁榮的時代。而且，他們也擁有前所未見的技術來實現這些計劃。自1850年起，水利工程師與僱用他們的官員重新配置了地球水源的管線。他們這樣做，是為了因應經濟發展過程中的需求，但也是為了公共衛生、地緣政治、分贓政治、象徵政治（symbolic politics），毫無疑問更是為了滿足他們自己的虛榮與玩心。要在對的時間、地點供應適量的水任人隨意取用，就需要水利工程這種人類最古老的科學之一。20世紀人類使用各種古老與現代方法，建造了數百萬座水壩、管井、運河、溝渠與管道，來改變地心引力原本所決定的水源終點。本章將解釋1900年之後人類對水文圈造成何種實質改變：我們如何大幅改變了全球淡水水域的路線與節奏，以滿足人類各種需求。
地下水
20世紀對許多人來說最為重要也最令人感到不安的水文圈變化，就是地下水的大量使用。人類為灌溉與飲用而鑿井已有上千年歷史，為此付出大量心力與智慧。古代中國鑿井最深可達500米。但最後，人類肌力與自然風力還是對地下水探勘空間造成限制。[2]
20世紀特有的廉價能源，使大量汲取地下水變得可行。雖然幾乎每個地方的地下水量均相當豐富（地表深處），但只有在地表水量不足且能源價格低廉時，才會將大量地下水抽至地表。中東與美國西部就是最好的例子。
在美國的高原區，多數時間缺乏足夠雨量來種植美國農民與市場偏好的作物。自19世紀末以來，從得克薩斯州到蒙大拿的農民便靠風力抽水機取水。但就算是最好的高原水車，取水深度也無法超過10米，灌溉面積則不超過3公頃左右的小麥田。隨著石油工業鑽井技術提升，加上便宜的汽油與天然氣，到20世紀30年代中期農民不必大量投資便可取得地下水。他們開始抽取奧加拉拉蓄水層（Ogallala Aquifer，奧加拉拉意為「高原」）[3]。這個水體的水量相當於休倫湖，從得克薩斯州西北角狹長地帶（Texas Panhandle）一直延伸到南達科他州。奧加拉拉其實是一條流速極慢的地下河流，每天只流數厘米，通過一處深度不及100米的碎石河床後流向東南方。奧加拉拉蓄水層的歷史已長達1萬～2.5萬年。
20世紀30年代的嚴重乾旱加劇了高原地區的缺水問題，戰後經濟景氣使之愈發嚴重。新近發現的奧加拉拉水源，似乎是所有沙塵暴事件受災農民衷心期盼的解答，就是相當於所需雨量的穩定水源。1945年後地下水使用量大增，受20世紀50年代與70年代乾旱影響，1950年到1980年用量增長4倍。到了20世紀70年代末，奧加拉拉供水占美國灌溉農田用水的1/5。美國所生產的小麥、玉米、苜蓿草，甚至棉花，大部分都必須仰賴它。還有將近40%的牛飲用奧加拉拉水源，所吃的穀類也用那裡的水來灌溉。20世紀70年代末，農民以每年略低於1%的速度汲取當地地下水，取水速度是蓄水層最高補充水量速度的10倍。許多人因此發了大財。使用奧加拉拉水量可能高於任何人的農場主人兼農民克拉倫斯·吉戈特（Clarence Gigot），竟然靠著堪薩斯州西南部乾旱的沙丘群成為百萬富翁。他利用中心支軸式（center-pivot）灌溉法，在沒人要的土地上種植穀類並飼養牛群，並且從中獲取利潤。
但豐沛水源總有用盡之時。在最早開始探勘地下水的美國高原南部，農民很快就被迫越鑿越深以取得地下水，許多人發現這樣的成本並不划算。1974年後得州北部灌溉比例下滑，整體高原區也在1983年後逐漸式微。雖然農民是否採用灌溉取決於諸多因素，例如能源成本與作物價格，但奧加拉拉水位降低扮演了更重要的角色。自20世紀70年代末起，各州之間針對限制抽取奧加拉拉水量達成協議，取水量因而趨穩。但數字仍未下降。在農作物生長季，整個高原地區有15萬台水泵日夜運作。1970年時，堪薩斯州薩佈雷（Sublette）的農民認為當地地下水大約還可用上300年。1980年他們估計只剩下70年的供給量，1990年已不到30年。到了1993年，可用地下水已有半數用罄，水文學家與農民都認為好景只能再維持個20～30年，如果節約成功還可撐更久，若遇乾旱就會更快用光。奧加拉拉經過數千年累積的水源，還能造福人類的時間確定不會超過一個世紀。[4]
阿拉伯半島與利比亞也兼具大量地下水與廉價能源的雙重條件。20世紀70年代在石油市場賺取數十億美元後，沙特阿拉伯人將部分獲利投資在蓄水層探勘計劃，所使用的淡水中有70%～90%為地下水。雖然每生產一噸小麥需要1000噸的水（假設沒有浪費任何一滴水），1975年後沙特阿拉伯的政策卻是要在沙漠中種植小麥，價格是國際市場的5倍之多，理由是為達成糧食自給自足。1984年後，沙特阿拉伯定期出口小麥。阿拉伯地區的蓄水層幾乎無法補充水源，因此也無法持久。沙特阿拉伯人希望海水淡化能成為可行的替代做法，讓阿拉伯擺脫長久以來的水源供應限制。[5]
利比亞控制水源的計劃規模相當壯觀。利比亞人口不多但幅員廣闊。該國南部位於撒哈拉沙漠中心位置，地下有大量的化石水（fossil water）。20世紀20年代利比亞還是意大利殖民地時，墨索里尼希望倣傚英國在伊拉克的成功案例，因此在利比亞開挖石油。大失所望的意大利石油工程師只找到了蓄水層。1951年利比亞獨立後，美國石油業者發現了更多的蓄水層。但這些蓄水層都在遠離人口密集處：騎駱駝穿越不斷移位的沙丘，得花上40天才能到達。因此這些地下水得以原封不動。但1969年革命後卡扎菲（Muammar el-Qaddafi）決心讓利比亞的食物與纖維供給自給自足，情勢因此有了變化。他說服美國億萬富翁也就是西方石油公司（Occidental Petroleum）老闆阿爾曼德·哈默（Armand Hammer）協助興建管線，將撒哈拉地下水運至利比亞海岸地區。[6]利比亞石油營收中有一大部分（約250億美元）投入了「大人工河」（Great Man-Made River）。這項工程在沙漠下方埋設兩條主要管線，輸送水量約相當於尼羅河水流的5%。的黎波里與班加西（Benghazi）附近海岸地區終於能夠種植作物，規模是1986年這條河流開流前所不可能達到的。這些水的成本相當於生產出作物價值的4～10倍，以傳統方式計算，利比亞絕對吃大虧。1980年初油價崩跌後，利比亞開始無力支付費用。但韓國與美國的營造公司贊成這項計劃，卡扎菲也發現以此鞏固群眾支持相當有效。這才是最值得的回報，解釋了何以利比亞要不顧經濟效益，甚至因此與埃及和乍得發生爭端（兩國抗議大人工河可能竊取了它們的水源），依然堅持進行這項計劃。[7]
墨西哥、歐洲、印度、中國等地也相繼出現規模較小的地下水開發計劃。只要水源供應不斷，地下水灌溉便能提高農業產出。而且地下水相對較為純淨，對都會供水系統也相當具有吸引力。但這樣的水源免不了會用罄，只是遲早罷了，之後一定會出現難以適應的問題。在印度最大邦北方邦（Uttar Pradesh），1970—1985年政府為2700個村落鑿井，讓居民生活大為便利，直到後來地下水位下降，高達2300口井乾涸。儘管投入大筆資金建造供水基礎建設，1985年印度多數地區仍比1970年更難以取得飲用水。1990年前歐洲大城市的地下水供給量大多下滑，蓄水層的開發瀕臨極限，其中又以希臘與西班牙最嚴重。[8]
全球有許多城市仰賴地下水解決用水需求，但結果各不相同。北京、墨西哥市等地因都會區快速發展造成當地蓄水層枯竭，迫使當局到更遠的地方尋求外來水源。20世紀末，兩座城市都因為地下水用罄而下陷，曼谷、休斯敦等其他城市亦然。1920—1965年，東京也因為地下水枯竭而下陷了5米，不過1961年後政府開始管控地下水抽取，情勢才穩定下來。巴塞羅那雖未下陷，略夫雷加特河（Llobregat River）三角洲地下的淡水蓄水層也在1965年後開始枯竭，海水因而滲透。像是伯明翰、利物浦以及巴黎等歐洲古老工業城市，有些在1970年後便因工業式微而減少地下水抽取。減少抽取地下水也會有問題：隧道、地下室與其他地下建築在建造時，工業用水處於低水位，現在地下水位升高，淹水的狀況因此更為頻繁。[9]
20世紀的新科技與廉價能源，讓人類能夠大規模勘探蓄水層。這使得沙漠也能開花，城市因此快速發展，成就了許多國家的經濟繁榮。但這只是水源缺乏的短期治標方法，正如上述得州北方的案例所示，這種對策往往難以持久。在某些案例中，幸運的還能作為廉價海水淡化前的過渡解決方案。除非汲水率低於回補速度，否則以蓄水層解決缺水的做法勢必只是過渡期。
水壩與分流
水壩與分流這兩種古老的技術，對水文圈帶來了更大的改變。目前留有遺跡或紀錄上最早的水壩，出現在4900年前古埃及在孟菲斯附近進行的尼羅河分流。中國在漢朝初期（公元前2世紀）建造了土質水壩，最高可達30米。斯里蘭卡與美索不達米亞是水壩技術最早的發源地。土與岩石做的水壩有其限制，所以千年以來水壩建築的作用因此受限。[10]1850年後，土木工程、水力學與流體力學等應用科學為建造大型水壩開闢了一條道路，首先起源於歐洲，接著在19、20世紀之交傳到美國。像意大利與殖民時期的印度等國，建起中型水壩的網絡。埃及等其他國家興建的水壩規模則相當雄偉。美國、蘇聯以及脫離殖民的印度等其他國家則兩者兼具。工程與政治上的考慮影響了這些國家的選擇。所有建造水壩的人，都希望能改變景觀、水文、經濟與社會，儘管並非每次都能如願。
19世紀大部分的水壩建設，跟過去一樣均以灌溉為目標，次要目的包括防洪及蓄水。到了19、20世紀之交，建造水壩同時也是為了發電。水壩通常只有一個主要目的，直到20世紀30年代美國率先開發合流盆地管理與多用途水壩。田納西河流域管理局這個全球首創的案例，引起蘇聯（伏爾加河）、印度等地競相模仿。20世紀30年代興建時堪稱全球最大的科羅拉多河巨石水壩〔Boulder Dam，後改名為胡佛水壩（Hoover Dam）〕，也在全球各地引發倣傚熱潮。
只要是大型水壩興建計劃，背後都有更大的政治目的。水壩對共產主義者、民主主義者、殖民主義者、反殖民者都具有某種吸引力。政府喜歡水壩所帶來的活力、決斷形象，顯示國家能為社稷福祉而征服河流。水壩還有助於提升執政的合法性與領袖支持度，像美國經濟大蕭條時期就很需要，也是斯大林、尼赫魯、納賽爾（Gamal Abdel Nasser，1956—1970年擔任埃及總統）、恩克魯瑪（Nkrumah，1960—1966年擔任加納總統）等其他領袖所追求的。水壩工程有巨大的宣傳效果，特別是在1930—1970年。野心勃勃且正邁向現代化的國家，特別是那些正當性令人質疑的殖民地國家與新近獨立國家，都非常喜歡興建水壩。冷戰時期的強權亦是如此，急於借此展現自身社會與政治制度的優點。水壩的政治效益，解釋了何以存在這麼多不符合經濟原則、在生態方面也令人質疑的水壩。[11]
圖為科羅拉多河巨石水壩（後更名為胡佛水壩）1934年興建中的情景。該水壩為全世界第一座巨型多用途水壩，並且改造了美國西南部，使其能夠滿足美國大蕭條時期的需求與夢想。它提供了電力、灌溉用水且具有防洪作用，將一條難以控制的河流變成風平浪靜的水庫。自20世紀30年代起大型水壩在全球廣受歡迎，這股風潮一直持續至1980年
20世紀60年代，平均每天有超過一座的大型水壩（指15米以上）完工。這股風潮的歷史高峰出現在1968年。雖然已有下滑趨勢，但水壩興建的風潮依舊，到20世紀90年代全球河流約有2/3越過或穿過某種型式的水壩。[12]
印度河與印度 20世紀第一個大型的水利計劃，牽涉到全球最大河流之一印度河、當時全球最大的殖民帝國英國，還有英國最重要的殖民地印度。印度河及其主要支流薩特裡河（Sutlej）源於喜馬拉雅山脈之西，流經現為巴基斯坦東部與印度西北部的不毛之地，最後流入阿拉伯海。這個區域稱為旁遮普（Punjab），或「五河之地」。印度河長約3000千米，流量為尼羅河的兩倍。4500年來人類利用印度河河水來灌溉。目前全球最大的灌溉計劃，就位於巴基斯坦境內的印度河盆地。[13]
這項現代灌溉計劃始於1885年，當時英屬印度政府計劃在旁遮普西部重建並擴大莫臥兒時代（16—18世紀）的水利工程。[14]英國人的確完成了這項工程，而且做得比計劃中還多。通過工程技術與努力不懈，將旁遮普的大草原與沙漠變成麥田，創造出以灌溉運河網絡為基礎的農業屯墾區，稱為「運河殖民地」（canal colonies）。到了1947年，這項計劃推行已遍及1400萬公頃（面積相當於希臘或美國亞拉巴馬州），寫下英屬印度史上最大規模的農業擴張。旁遮普人從四面八方移居到這些新殖民地，取代了過去在這片土地上放牧牛與駱駝、讓英國當局苦惱幾乎從不交稅的牧民。因此，社會轉型在此搭上生態轉型。英國人認為這是一大成就，因為他們在亞洲創造出一批更為富足的農民，每年能在旁遮普砂質沃土上收穫兩次。到了1915年，轉型後的旁遮普對英國王室的稅收貢獻，比印度任何一個地區都要多，而且還創造出一批忠心子民。旁遮普人甚至競相自願服役投入第一次世界大戰，因為退伍後可得到灌溉農田作為回報。英屬印度軍隊在旁遮普大受支持。
英國這項水利計劃，在英屬印度統治結束後許久，仍影響著旁遮普的生活與土地。印度河的灌溉讓印度國大黨及日後巴基斯坦境內類似組織無法成功，因為直到1947年獨立前夕，運河殖民地的居民仍然效忠英國。這種政治效應對獨立的巴基斯坦沒有好處。獨立後軍方領袖與地主繼承了權勢，部分原因便是拜運河殖民地之賜，而自此之後他們掌控了整個國家，成功地抗拒土地改革並個人化政治。1947年後巴基斯坦擴張灌溉網絡，鼓勵出口油籽以及棉花等作物。1990年，巴基斯坦灌溉面積約1600萬公頃（相當於突尼斯或美國喬治亞州），人均灌溉面積幾為全球第一。[15]儘管雙方衝突與爭端不斷，舊有的精英階級仍克服了挑戰他們權力的各種勢力。
印度河灌溉系統也在國際上與環境上引發迴響。巴基斯坦與印度的旁遮普地區均因灌溉受惠，因此珍貴的水源便足以引起兩國摩擦。1960年的一項條約平息了雙方的緊張情緒。但這並無法阻止所有灌溉計劃常見的命運——鹽化現象。即使在大規模灌溉讓情況惡化之前，至少從19世紀60年代起，鹽化現象便影響著旁遮普的小麥收成。到了20世紀60年代問題日益嚴重，洪水使得土壤持續泡在水中，地下水位也因此升高，水中鹽分進而進入作物根部，抑制植物生長。所幸對旁遮普農民來說，冷戰期間的巴基斯坦是美國一大盟友，肯尼迪政府因此派遣技術團隊來解決問題。他們建議抽水以降低地下水位，借此保護作物根部不受鹽分侵襲。海外援助款也及時用來興建了數千座管井。[16]但旁遮普地區仍有80%的溝渠殖民地無法擺脫日益高漲的地下水與鹽化現象，直到20世紀90年代國外援助排水計劃資金用罄，讓旁遮普農民孤立無援，農田的鹽化現象也越來越嚴重。[17]
獨立後的印度也參與了20世紀的灌溉風潮。自19世紀20年代起，英國人在恆河盆地開始大型灌溉工程，再度重建莫臥兒時代的系統。到了1947年，印度灌溉面積達到2200萬公頃，1974年為3200萬公頃，到了90年代則為4500萬～5000萬公頃，面積相當於美國加州或西班牙。印度灌溉面積佔全球總量約1/5，與中國並列為全球最大灌溉農地的國家。印度也開始發展它在水利方面的潛力，特別是在1975年後。印度首任總理尼赫魯稱水壩為「現代印度的神廟」。根據某項統計，1947—1982年水壩工程占國家規劃支出的15%。[18]灌溉用水壩與水力發電，是「獨立後開發計劃最重要的部分」。[19]
在20世紀下半葉，水壩興建計劃提升了印度的糧食產量及工業。[20]但這「現代印度的神廟」，讓社會與環境付出了極大代價。1947—1992年，水壩與水庫迫使大約2000萬名印度人遷居。其中一例是20世紀60年代北方省的漢德河（Rihand）計劃，被驅逐的農民事先毫不知情，只能倉皇逃命看著水位上升淹沒家園。[21]印度的部落人口多半居住在適合發展水利的山坡地區，但他們缺乏政治實力來抵抗水壩興建計劃，因此經常淪為難民。
1947年後，印度的灌溉或水利計劃幾乎都無法在預算內或預定時間內完成，且鮮少能夠實現先前在供電、灌溉或耐用性方面的承諾。水庫出現裂縫的時間比規劃中快了2～4倍。浸水的土地與鹽化作用也在印度肆虐，造成1955—1985年1300萬公頃土地棄耕，面積超過印度（1996年）灌溉面積的1/4。[22]許多水庫大壩引發了瘧疾。有些則消滅了喜馬拉雅山山麓或西高止山脈（Western Ghats）的森林。[23]
這些問題出現後，印度的水壩計劃引爆了政治異議。第一次大型的農民抗爭發生在20世紀20年代初期，其後陸續發生，有些成功地阻止了水壩開發計劃，有些則未能奏效。但在20世紀80年代與90年代，人民反抗建築水壩的行動阻止了一些大型計劃。1989年，6萬民眾遊行反對納爾默達河（Narmada）灌溉計劃。這個超大型計劃包括30個大型水壩及超過3000個小型水壩。納爾默達河匯入孟買北方約350千米處蘇拉特（Surat）附近海域，沿岸多處聖地均可能因為這項計劃而遭滅頂之災。儘管世界銀行退出納爾默達河計劃，印度還是執意要推行灌溉與高知名度的工程計劃。納爾默達河計劃至少讓10萬人被迫遷居。[24]
蘇聯與鹹海 印度河的灌溉計劃規模可能是全球最大，該國其他類似工程則最具爭議，但最具戲劇性的卻是中亞灌溉工程。為了種植棉花，蘇聯製造了20世紀最嚴重的一次灌溉災難。就像印度水壩在建造時遭遇困難，鹹海的案例則代表了傲慢的政治與科學精英，以人民之名所專橫推行的水源管理計劃。鹹海的滅亡，是蘇聯長久而又變化多端的水源管理史上堪稱高潮的一頁。
沙俄時期相當專制但不注重水利。中亞古老的灌溉系統不是逐漸老舊，就是在19世紀被俄國征服時遭到蓄意破壞。[25]1917年布爾什維克接管這個灌溉與水源管理並不發達的國家，只有一些大城市供應自來水。列寧早期（1918年）頒布的法令之一，就是鼓勵在土庫曼（Turkmenistan）進行灌溉，但直到20世紀30年代蘇維埃的政策完全沒有改變當地水文圈。
斯大林及其繼任者相信，蘇維埃的工程技術能依據快速工業化國家的經濟與政治需求，量身定製出適合的水文圈，力圖在遭敵人消滅前建立起共產主義制度。在這樣的氣氛下根本沒有折中的空間，所有計劃都必須規模驚人、具有宏大的目標，連工程期限都野心勃勃。如此一來自然得抄近路。從斯大林的觀點來看，20世紀30年代初期後蘇聯擁有數百萬名免費勞工，也就是勞改營裡的政治犯，這讓推動大型工程的想法愈發誘人。
新時代隨著水力發電裝置問世而揭開序幕，1937年的伏爾加河工程便為第一項大型水利建設。其後伏爾加河沿岸出現了更多水壩與灌溉計劃，因此冒出一連串大型水庫，並在第聶伯河、頓河、德涅斯特河上進行水利建設。到了50年代，分流造成蘇聯西南部所有大型河流流量減少。由於頓河與烏拉爾河（Ural）縮減，工程師便通過運河，引入伏爾加河水以拉高水位。這造成流入鹹海的水量減少，而鹹海原本即已因為伏爾加河消耗的水量而減縮。[26]利用頓河與庫班河（Kuban）灌溉則剝奪了流入亞速海（Sea of Azov）的淡水，造成鹽度升高，一度數量驚人的鱘魚、鳊魚與河鱸漁場也遭到破壞。[27]到了1975年，蘇聯用水量為1913年的8倍，其中多數為灌溉所用。[28]要將蘇聯的經濟潛力發揮到極致必須有水，於是河流只好屈服在國家與其規劃者的意志之下。
20世紀50年代在技術能力、意識形態狂熱、政治野心等諸多因素結合之下，蘇聯官員與工程師深信自己能夠處理錫爾河（Syr Dar』ya）與阿姆河（Amu Dar』ya）這兩條中亞大河。這兩條河攜帶高山溶雪，匯入鹹海這當時仍為全球第四大湖泊的封閉盆地。幾千年以來，這兩條河供應了中亞國家所需的水源。由於20世紀初灌溉面積緩步擴大，這兩條河喪失的水量略為提高。但到了50年代，蘇維埃的規劃者心中有了更遠大的計劃，也就是設立一條具有灌溉網絡的棉花種植地帶，好讓蘇聯「在棉花供應方面獨立自足」。鹹海的滅亡是一種計劃性的暗殺。土庫曼科學院院長巴巴耶夫（A.Babayev）曾於50年代末期道出當時相當普遍的看法：
我是認為讓鹹海乾涸比保存更有利的科學家。首先，我們可取得這塊地區的肥沃土地……光是耕作（棉花），就比現有鹹海的漁業、船運等其他工業更具價值；其次，鹹海消失也不會改變這個地區的景觀。[29]
中亞地區的灌溉面積擴大至700萬公頃，相當於愛爾蘭的大小，而蘇聯不只在棉花供應方面獨立，也成為全球第二大「白色黃金」的出口國。這是全世界質量最差的棉花之一，只銷售給東歐蘇聯境內別無選擇的客戶。
這項棉花投資卻扼殺了鹹海。1960年前鹹海平均流入水量為每年55立方千米，流量相當於波河（意大利）、尼日爾河（Niger）或美國斯內克河（Snake），但在1960—1961年大幅下滑，之後每年持續縮減。到了1980年，鹹海流入水量只有原來的1/5，到1990年最多只剩1/10，有時甚至完全沒有水流匯入。鹹海水位開始下降，20世紀60年代速度仍較慢，但約在1973年後加快。到了90年代中期，鹹海水位比20世紀60年代之前下降超過15米，覆蓋的海底不到原來的一半。1990年北方出現一道大地峽，鹹海因此被一分為二，總水量只剩1960年的1/3。1960—1993年，鹹海的鹽度增加了3倍。[30]
俄國人過去稱鹹海為「藍海」。中亞土耳其語系中「Aral Dengiz」意指「島嶼之海」。確實有越來越多的島嶼出現，但很快鹹海似乎不再湛藍，也不再與世隔絕。這裡將成為一個面積相當於愛爾蘭的鹽田，其間點綴著幾座鹹水池塘。這勢必成為水文圈有史以來最大的人為改變。與此同時，中亞也在20世紀80年代出現了一些大範圍後果。儘管巴巴耶夫博士那樣說，整個鹹海地區還是受到影響。鹹海調節當地氣候的能力跟海的規模一樣縮水了。夏季熱浪與冬季寒流變得更為極端，棉花種植帶的生長季節也縮短了大約兩周。由於鹹海蒸發量減少，空氣變得更為乾燥，貢獻錫爾河與阿姆河水量的積雪也減少了。吹過海床的風中濕氣含量降低，鹽分卻增加了，因為海水退去後留下含鹽的地殼。鹹海過去從集水區的河流獲取鹽分，到20世紀80年代末局面卻有所改變，變成海床通過空氣將鹽分散播至棉花種植帶。空氣中的鹽分會降低作物收成、損害草地、腐蝕電線與水泥結構，並引發眼部疾病。在哈薩克斯坦，距離鹹海200千米遠的草地上也開始覆上一層鹽。[31]
20世紀50年代鹹海每年漁獲量約4萬噸，但到1990年魚群消失了。木伊那克（Muynak）的罐頭工廠一直撐到90年代初期，從波羅的海空運冷凍魚貨作為原料，再從大西洋這端橫跨西伯利亞鐵路，稱得上是現代最不經濟的做法之一。24種地方特有魚種中有20種絕種了。數萬個工作機會也沒了。1995年，木伊那克的人口從4萬人下滑至1.2萬人。1970—1990年，河流三角洲地下水位降低了5～10米，地下水鹽度也越來越高。沖積而成的森林、濕地與草地也都是如此，長滿了能抵抗鹽分的植物。本地的纖維與紙箱業者必須從西伯利亞進口原料。到了1990年，1960年還存在的哺乳類已消失近半，外加3/4的鳥類物種。
除了鹹海乾燥化帶來的影響，棉花種植帶也嘗到大型灌溉計劃與單一栽培的苦果。分流的河水當中，約有一半蒸發或滲入土中，對人類完全沒有益處。在土庫曼，喀拉昆運河（Karakum Canal，為一長1100千米的人工河）滲透嚴重甚至足以淹沒首都阿什哈巴德（Ashkhabad）。1970年後，工程人員鑽了許多井來抽取城市中不斷升高的地下水。鹽化作用損害了農田，影響了烏茲別克半數及土庫曼4/5的棉花田。棉花蟲害越來越嚴重，農民只好對作物大量噴灑農藥，進而污染了飲用水。蘇聯中亞地區因灌溉對人類健康所帶來的影響，到了20世紀80年代日益惡化。因為母乳中殺蟲劑殘餘量達到危險水平，哈薩克斯坦官員甚至勸阻人民母乳餵養。
這項中亞管道工程的驚人野心，跟1986年蘇聯擱置的多項計劃相比可說黯然失色。之前數十年間，有遠見的科學家與官僚便希望從俄羅斯北方湖泊引水至伏爾加河，以解決鹹海水位下降的問題。計劃越做越大，他們甚至希望改變鄂畢河、葉尼塞河等西伯利亞大河原本往北的流向，好提供給中亞地區更多灌溉用水。前一項工程在1984年啟動，但後來戈爾巴喬夫因成本太高而卻步，1986年兩項計劃雙雙告吹。1991年蘇聯解體後，這樣的計劃更加不可能實現，因為烏茲別克的棉花出口收益已經與俄羅斯無關。許多中亞人仍視西伯利亞水源為救星，因而對此感到十分惋惜。[32]
埃及、阿斯旺與尼羅河 正如「歷史之父」希羅多德所說，埃及是一個「天賜的國土，尼羅河的禮物」。過去一萬年來，這個禮物——主要來自埃塞俄比亞的水與淤泥，造就了適合人居的狹長型埃及沙漠，並逐漸在大陸架上建立起尼羅河三角洲。在20世紀，埃及人卻因為想要改善這上天恩賜的其中一半，而放棄了另外一半。
埃及在歷史上的傲人成就，源於其獨特的地理位置。過去尼羅河就像一條雙向高速公路，因為多數季節吹東北風時可讓船隻逆流而上，而河流本身的水流則順流向下。更重要的是，這裡每年都會因為埃塞俄比亞高原雨季的降雨而爆發洪水。夏末的洪水帶來濕氣，並每年為河岸、氾濫平原與三角洲帶來平均約一厘米厚的肥沃淤泥，因此可以栽種大麥、小麥等冬季作物。5000年前埃及人開始以灌溉渠道改良這份上天的恩賜，後來又開始使用機械裝置（桔槔[33]與水車）。洪水讓埃及免於鹽化作用這種灌溉機制普遍擁有的缺陷。
然而，這份恩賜是有附帶條件的。如果埃塞俄比亞的雨季降雨不多，尼羅河水位並未上漲——造成「尼羅河低水位」——農作物便無法生長，進而造成饑荒。如果雨量特別多，尼羅河水位上漲過高，則會淹沒沿岸屯墾區。現代埃及的統治者改造了這個國家的農業與經濟，而他們所使用的方法，卻使這些古老的附帶條件令人難以忍受。因此，他們也同時改變了尼羅河。現代最早的灌溉工程，始於奧斯曼帝國一名阿爾巴尼亞軍官所建立的穆罕默德·阿里王朝（約1769—1849年）。身為1805年之後的埃及帕夏（pasha，最高領袖），他打算脫離奧斯曼的掌控，壯大國家以免遭到英國或法國佔領，並為自己與追隨者帶來好處。為了達到這些目的，他提議在尼羅河下游（也就是北邊），利用吉薩金字塔的石頭來興建灌溉用的攔水壩，或是低矮的土質水壩。後來他被迫放棄了這個計劃，但1842年起改以較不珍貴的石頭興建攔水壩。1861年這項工程在穆罕默德·阿里死後完工，讓尼羅河能根據棉花栽種的需求來調整水流。棉花是一種夏季作物，在8月或9月收穫。過去埃及農業以大麥與小麥為主，夏末出現的洪水雖可能危及生命與財產，卻不會破壞春季收成。只有在尼羅河低水位限制栽種時期，才會為埃及帶來饑荒。但19世紀這裡改以棉花栽種為主，玉米這種夏季糧食作物也越來越重要。洪水高漲可能會在夏季收成前毀掉棉花與玉米作物，一口氣毀掉全國糧食供給中的一大部分，還有幾乎全數的出口，這不利於飢餓的農民，棉花大王的收入也可能全部消失，國家稅收將因此枯竭。隨著新作物與新形態經濟的出現，大規模水患的代價更甚以往。更糟糕的是，每年有幾個月三角洲地勢較低的地區會出現一般性水患，現在也成了阻礙國家棉花生產的限制。
穆罕默德·阿里希望以棉花作為搖錢樹，取得埃及快速現代化所需的資金。1855—1882年埃及棉花產量增長6倍，但這項計劃還是失敗了。1876年埃及無法償付債務，讓其他國家有了干預的借口（甚至可能是真正的動機）。
1882年英國開始佔領埃及。1883—1907年擔任埃及總領事的克羅姆勳爵（Lord Cromer），說服倫敦當局此次絕非短暫佔領，因此英國便從穆罕默德·阿里後代暫停的地方開始。英國要馴服尼羅河來保護埃及。1898年英國拿下蘇丹，一部分便是出於對埃及水源供應的焦慮。在克羅姆家族銀行巴林（Baring Brothers）的協助下，一座較低的阿斯旺水壩在1902年完工。1912年與1934年又增高水壩，這有助於在乾旱月份儲存用水，但儲存的水還是不足以度過長期乾旱。這座水壩也無法控制大規模洪水。特別是在1934年後，水壩只能攔截住每年水患的末端，大約是整體水量的1/5。[34]
水壩越大，功能就越多。早在1876年，一名英國軍官便向埃及總督（khepe，穆罕默德·阿里的繼任者）提議興建更大型的水壩。這個提議並未納入官方計劃，後來則由希臘裔埃及工程師阿德裡安·達尼諾（Adrian Danino）再度提出，希望借此帶動埃及電氣化。1912年達尼諾提議在阿斯旺建造一座高壩，不過未能引起高層注意。20世紀40年代末期他再度嘗試，但當時英國水利專家已決定扣押烏干達、蘇丹與埃塞俄比亞境內的尼羅河水。但達尼諾很快便如願以償。
1952年納賽爾上校（1918—1970年）與「自由軍官」（埃及軍隊中的國家主義革命分子）的夥伴掌握了埃及政權，決心除去國內殘餘的英國勢力，並洗刷國家貧窮與弱小的恥辱。政變發生一個月後，達尼諾向兩名同時也是自由軍官技術顧問團成員的熟識軍隊工程師，提出興建更高水壩的構想，再由他們向納賽爾提出。迅速成為埃及強人的納賽爾馬上就抓住機會，他把阿斯旺水壩當作一種象徵，有助於為他自己、他的革命政權及阿拉伯民族主義，建立起充滿活力且帶有英雄色彩的形象；他也在這項計劃中，預見埃及將擁有穩定的水源供給，足夠的水力發電也能使埃及轉型為工業國家。把自己比擬為法老的納賽爾表示：「在古代，我們為死去的人興建金字塔；現在我們為活著的人建築金字塔。」這座水壩將幫助他為埃及帶來真正的獨立，以及「長久的繁榮」。[35]
從水利的觀點來說，位於埃及南部的阿斯旺並不適合建造高壩，因為那裡是全球程度最高的蒸發區（evaporation zone）之一。在此建造水庫，只會增加珍貴的尼羅河水蒸發的表面積。適當的儲水地點應建在上游高海拔處，那裡的冷空氣讓河水不那麼容易蒸發。英國水利學家的計劃是在埃塞俄比亞與烏干達建造水壩，以既有的湖泊儲水。這項計劃在水利上的合理性無懈可擊。因為英國掌控了烏干達與蘇丹，在埃塞俄比亞與埃及也維持影響力，因此對英國來說，這計劃在政治方面也相當合理。這項計劃甚至在1949年由埃及內閣通過成為國家政策。
不過在1952年之後，埃及民族主義者的心態有所改變。外國的水壩並不適合納賽爾，他不認為可以把埃及的命脈交給英國，或者是蘇丹、埃塞俄比亞及烏干達等新興國家。
結果納賽爾有了很好的借口：英國首相安東尼·艾登（Anthony Eden，1897—1977年）很快就會下台。在諸多原因之下，1952年後英國與埃及的關係惡化。納賽爾在1955年初與捷克斯洛伐克達成協議取得蘇聯武器，因此倫敦與華府部分人士擔心納賽爾很快就會成為莫斯科的傀儡。為了說服納賽爾不要接受蘇聯對阿斯旺水壩的支持，1955年英國與美國同意資助這項計劃。但納賽爾並未因此合作，於是在1956年夏天，美國與英國宣佈將不借款興建水壩。一周內納賽爾便拿下當時仍由英國一家公司所經營的蘇伊士運河，並宣告將以運河收入來興建阿斯旺水壩。這個舉動導致1956年10月法國、英國與以色列對埃及發動聯合攻擊，史稱蘇伊士運河危機。
美國人拒絕支持這次攻擊，而英國、法國與以色列又無法獨力支付這場戰事的經費。倫敦與巴黎只好忍痛取消入侵並撤軍。獲得勝利的納賽爾成了埃及、阿拉伯世界及所有殖民地的大英雄。英國與法國遭到嚴重羞辱，只好加速或計劃讓帝國裡的殖民地脫離殖民。與此同時，蘇聯的工程師則在20世紀50年代末期規劃高壩。這項工程自1960年開始，1971年結束，即納賽爾過世一年之後。經費由蘇聯及蘇伊士運河的收入支付。阿斯旺高壩誕生不易，其政治後果也遍及全球各地。[36]
阿斯旺對環境造成的影響僅限於區域性，從蘇丹延伸到地中海中部。阿斯旺高壩能儲存納賽爾湖（Lake Nasser）150立方千米的水量，相當於尼羅河兩年或三年的流量，而且是1934年水壩儲量的30倍。它擋住了98%的可能會覆蓋埃及人居住地的淤泥。[37]它改革了埃及農業，讓水源的使用更系統化，因此每年可栽種兩到三種作物。它也完全控制住洪水，保護棉花作物不受嚴重洪水破壞。大米、玉米及棉花這些夏季作物的生產因而興盛了起來。阿斯旺以下的尼羅河成了一個巨大的灌溉溝渠，而且完全在人類的掌控之下。在1977—1990年，高壩的渦輪發電量達到埃及整體電力的1/3。[38]在這些層面來說，阿斯旺高壩實現了納賽爾的期望，即使它並未給埃及帶來繁榮與獨立。水壩明顯改善了尼羅河這上天恩賜的一半。
水壩也讓另一半恩賜功效盡失。1963年後來自埃塞俄比亞的土壤補充不再出現。沒有了這層肥沃淤泥作為追肥，埃及農業只好轉而大量使用化學肥料，因而該國肥料用量在全球數一數二。阿斯旺發電電力多數輸往肥料工廠。鹽化作用也成為一大威脅。由於每年不再有洪水沖刷，土壤中留存了較多的鹽分。三角洲最北端因為海水入侵，有時甚至深入內陸達50千米，當地因此飽受鹽分累積之苦；在尼羅河谷，穩定且免費的水源供應導致過度使用、積水、地下水位升高，終究造成鹽分累積；所有抽取地下水的地方也都受到影響。從阿斯旺到地中海這大約1200千米的距離，尼羅河只下降了87米。由於坡度不大，灌溉農田的排水問題花費相當大，而且從未解決到令人滿意的程度。蘇聯工程師解決埃及這個問題時，並不比他們在中亞的案例更為成功。對於像埃及這樣天然資源不足，而且在20世紀90年代每年人口增加上百萬的國家來說，農業的威脅是相當緊急的大事。[39]
更不祥的是，尼羅河三角洲開始縮小。尼羅河三角洲上住了3000萬人，占埃及農業區的2/3。尼羅河三角洲誕生於7500年前，到20世紀初面積約有2.4萬平方千米，相當於阿爾巴尼亞或美國馬里蘭州。在19世紀，尼羅河三角洲一度擴大至地中海中5～8千米處。但隨著1902年阿斯旺低壩完工，三角洲便不再往前擴大，有些地方甚至開始後退。地中海洋流沖刷長期沉積物的速度略微加快，新淤泥來不及填補流失的部分。在1964年後，海洋因為淤泥完全停止而流經三角洲。部分地區海岸線每年後退的速度高達70～90米，迫使人們向內陸遷移，燈塔的位置成了外海。沉積物轉而堆積到納賽爾湖，形成了新的尼羅河內陸三角洲，到1996年面積已達原本規模的1/10，但地點較不便利。[40]
水壩留住的不只是有用的淤泥，它還讓尼羅河攜帶的養分無法流入地中海，3萬名埃及人賴以維生的沙丁魚及蝦類漁業因此遭到破壞。埃及沿岸潟湖的魚群也因為養分變少、污染增加而減少。沒有了洪水的沖刷，埃及的灌溉溝渠開始適合水葫蘆這種美麗卻有害的野草繁殖。傳播血吸蟲病（一種攻擊肝部、泌尿道與腸道，且會使人衰弱的疾病）的蝸牛愛吃水葫蘆，喜居於不流動的水中，因而在現代埃及大量繁殖。因為改成長年灌溉，鄉村地區埃及人的血吸蟲病感染率增加了5～10倍，1975年後許多居民區的感染率更達百分之百。[41]因此，淤泥流失與阿斯旺高壩的其他效應，讓埃及人在環境與健康方面付出了越來越嚴重的代價。
水壩也淹沒並侵蝕了尼羅河谷的文化遺產。現有部分文化遺產躺在納賽爾湖湖底。尼羅河沿岸其他地方，持續性的灌溉與排水不佳造成地下水位上升，無數遺跡下方的基石因此積水。水汽竄進年代久遠的石頭內部，然後蒸發留下鹽分。這些鹽分結晶後會使石頭表面產生裂痕，石頭表面具有千年歷史的雕刻或漆色因而毀損。空氣污染在25年內對雅典衛城珍寶所造成的傷害，更甚於2500年的風化過程，鹽蠕變（salt creep）對法老時期埃及所留下的文化遺產亦是如此。[42]
水壩解除了尼羅河不定期氾濫的昂貴代價，因此水壩興建後埃及人口增為原來的兩倍。然而儘管尼羅河水整體供應全年不間斷，人口倍增卻也使得供水無法滿足埃及人的需求。正如水利學家所預期的，尼羅河每年流向納賽爾湖的水量，會因為沙漠空氣蒸發1/6以上。這種水分的流失最終還是讓埃及付出代價。20世紀70年代，埃及總統薩達特大方地提議以色列可以利用部分尼羅河水。到了90年代，埃及已經沒有多餘水源，蘇丹或埃塞俄比亞可能增加尼羅河水用量的恐懼也揮之不去，同時還得擔心尼羅河水流可能會因為氣候變遷而減少。
阿斯旺高壩延後了埃及的最後審判日。納賽爾經常表示，埃及日漸增長的人口是興建水壩的正當理由。但20世紀末水源再度短缺，埃及得再度依賴他人，而且不論是現代或未來的埃及人，都在環境方面嘗到了額外的代價。穆罕默德·阿里、克羅姆勳爵及納賽爾用人類歷史上唯一的大型生態永續灌溉系統，來交換這最後審判日的延遲，而5000年來這系統維持了億萬條性命，讓埃及成為橫跨法老時期與工業革命、地中海地區最富庶的土地。
水壩的影響並未止於埃及國界。為了建造水壩，納賽爾要求與蘇丹達成分享水源的協議。在歷經艱難的協商與喀土穆一場軍事政變後，他終於在1959年如願以償。喀土穆的新政府面臨5萬名努比亞人（Nubian，蘇丹北部少數民族）的激烈抗爭，因為他們的城鎮與村落將沉入努比亞湖（Lake Nubia），也就是水庫位於蘇丹的部分。蘇丹被迫動用武力強迫居民遷徙。20年後，這些居民仍想討回他們位於河邊的家園與椰棗林。[43]
各種結果中影響最為持久的，就是阿斯旺高壩改變了地中海的水域與生物圈。1964年之後，只有極少的尼羅河水——大約先前數量的10%——流入地中海，又因為流入地中海的河水本來就不多，尼羅河流入地中海水量減少便大大影響了地中海東部的鹽度。在鹽度較高的海裡，新的物種快速繁衍。自1869年蘇伊士運河開放以來，魚類便可在地中海與紅海之間穿梭。只有少數魚類能夠存活，直到地中海鹽度升高至適合紅海中生物的程度。但有了阿斯旺水壩之後，魚類、軟組織動物等其他生物開始遷徙。它們移居到地中海東部，尤其是黎凡特（Levant）水域，但也一路向西達到西西里島。這些勒賽普遷徙動物〔Lessepsian migrant，以蘇伊士運河建造者勒賽普（Ferdinand de Lesseps）命名〕有些為商業用途，特別是對以色列的拖網漁船而言。過去因地形而分離的印太地區（Indo-Pacific）與地中海魚群，因為一場無法挽回的生物入侵而結合，未來也將持續改變地中海的食物網。蘇伊士運河與阿斯旺高壩背後的算計，針對的是稍縱即逝的政治環境；它們所帶來的生物變遷，卻會持續數百萬年。[44]
水域的革命：意大利波河河谷 爭取政治權力與電力的鬥爭，也讓意大利的水源、經濟與社會為之改觀。19世紀英國與德國在地緣政治及經濟方面大獲成功，在全歐洲帶動了改革、革命與自然的重組。就像埃及一樣，南歐的政治精英也希望釋放社會的經濟力，帶動人口增長，且不計代價追求國家富強。最受歡迎的手段就是工業化。這需要非生物性的能源、充足的基礎建設、針對城市工人提供額外的糧食供給，還有重大的社會變遷。
1890年之後，意大利北部集上述所有條件於一身。[45]波河盆地面積占意大利的1/6，人口佔全國的1/3。盆地大多地勢平坦，幾千年以來在這塊沃土上耕種的人都會遇上排水問題。羅馬的殖民者、中世紀僧侶，以及文藝復興時期的王侯，都曾試圖馴服盆地上蜿蜒的水域。儘管經過多次努力，1890年亞平寧山脈（Apennines）與阿爾卑斯山脈之間的土地上仍有許多沼澤，道路不多，工業也不發達，而且夏季還常暴發瘧疾。但只要有政治意願、資金及適當的技術，這些都是可以改變的。
在波河河谷上游，從19世紀起地主與政府便開始利用濕地與季節性草原的農業潛力。憑借大量資金與努力不懈，倫巴底人（Lombards）改變了當地水道的面貌，興建排水與灌溉溝渠，讓倫巴底多數地區均適合種稻。[46]這番努力隨著1866年加富爾運河（Cavour Canal）完工而達到高峰。到1861年才統一的意大利，1882年後政府慷慨地進一步針對排水、灌溉與渠道化（channelization）提供補助。這些補助來得正是時候，因為1870年後意大利農民開始感受到廉價美國小麥與緬甸稻米的衝擊。波河河谷的地主很快便利用國家的補助。在1882—1914年，他們在特定的時間與地點限制水源，將沼澤的水排干，調整田地的形狀，採用農耕機械與化學肥料，使得農業產出量達到原來的兩倍或三倍。當地作物以小麥、玉米及稻米為主，但也有苜蓿、大麻和糖等特殊作物。借由這樣的做法，他們幾乎完全消滅了波河的沼澤地及附近的漁獵農混合式的生活形態。[47]瘧疾也開始減少。
這只是「水域革命」（revolution of the waters）的開端。[48]到了19世紀90年代，米蘭一些有遠見的人認為「白色煤炭」大有可為，也就是利用流入波河的阿爾卑斯山激流進行水力發電。由於國家熱心贊助，皮埃蒙特（Piedmont）與倫巴底興建了水壩與發電廠，足以供給米蘭與都靈快速工業化所需。意大利缺乏煤炭，工廠支付的煤炭價格約為英國的8倍。如果意大利要與20世紀能源密集經濟體競爭，只有水力發電能帶動意大利生態與社會所必須經歷的轉型。正如財經界領袖朱塞佩·科隆博（Giuseppe Colombo）所言：
長途輸送電力對意大利來說代表了非凡的意義，即使是最具想像力的人也難以預見所有的可能性。這可是件足以完全改變國家面貌的大事，總有一天將帶領國家躋身天然資源與工業最為豐富的國家之列。當那些仰賴煤炭而富足的國家資源用罄之日，就是擁有豐富水資源國家的轉機到來之時。[49]
意大利擁有從阿爾卑斯山如瀑布落下的水源，並企圖抓住轉機。意大利第一座水力發電廠可追溯至1885年，第一座大型水力發電廠則在1898年啟用。到了1905年，意大利的水力發電量在歐洲居冠。到了1924年，意大利發電量達180萬千瓦，接下來15年又增長了1000倍。1937年，意大利幾乎所有電力均由水力供應。多數電力來自阿爾卑斯山，因為那裡的結凍冰河河谷本身就是水壩。1890年之後出現了許多水壩與人工湖，淹沒了森林和草原。阿爾卑斯山地區的柯摩湖（Como）、馬焦雷湖（Maggiore）與加達湖（Guarda）成了水庫。倫巴底到處可見輸送電力的電線。米蘭是全世界第二座以電燈作為街燈的城市。19世紀紡織業向上遷至阿爾卑斯山坡地，以便更為接近木材與水力發電，但電氣化時代來臨後，馬上就向下遷移到波河河谷（但也帶來了化學染料的污染）。在1901—1927年，米蘭、都靈與熱那亞之間已經電氣化的三角地帶，意大利工業勞工有3/4均聚集於此。[50]農村電氣化讓農民能將水抽送至山坡上，造成1920年之後沼澤排水的盛行。[51]意大利北部的生態變化其實是自己造成的。
1890年後意大利漸成歐洲帝國強權，電氣化便是背後主要動力。意大利北部過去便有冶金、鐵路、造船、飛機及其他戰略性產業，尤其是在第一次世界大戰與戰後期間。1896年該國軍隊甚至曾在埃塞俄比亞落敗，但20世紀30年代已擁有半工業化軍隊。在1922—1943年進行獨裁統治的墨索里尼，希望能同時達到經濟獨立並重整軍備。意大利工廠大量製造船隻、交通工具、彈藥與武器，數量足以讓墨索里尼攻打埃塞俄比亞（1935—1936年），接著再插手干預西班牙內戰（1936—1938年）。到了1936年，意大利已建立並供養了一支海軍，不但讓地中海地區的英國人嚴重關切，甚至有可能讓地中海再度重生為古羅馬時期「我們的海」（mare nostrum）。意大利北部若不是如此持續地進行環境改造，利用阿爾卑斯山的水力發電，墨索里尼的地緣政治便不可能實現，反而只會顯得不切實際。[52]
環境變遷的速度雖為社會帶來紛擾，卻相當契合某些意大利人的心意，特別是好戰的前衛知識分子與未來派藝術家。雕塑家兼畫家翁貝托·波丘尼（Umberto Boccioni，1882—1916年）曾道出他的看法：
通過鋪路、填湖、島嶼沉沒、興建水壩，通過夷平、清空、鑽孔、破壞、豎立等動作，由研究與創意所推動的人類破壞力，實在無比壯觀。這種神聖的不安於室精神，將我們推向未來。[53]
這確實將意大利推向了法西斯主義。伴隨著意大利北部環境重整的社會變遷，來得快且帶來痛苦。工業化在米蘭與都靈孕育出一群具有階級意識的無產階級分子。波河沼澤地出現稻田及玉米田後，手中無田產的鄉村勞工人數也越來越多：資本密集企業取代了波河氾濫平原上以家庭為基礎的漁獵農業。不論擁有土地大小，波河河谷的地主常覺得自身利益與城市及鄉間勞工有所衝突。1919年之後，這些地主、農民形成墨索里尼法西斯運動背後強大的支持。北方憑借水力發電而新近崛起的工業大亨亦是如此。環境與社會的重整就此攜手合作。1890年後改變的速度快到失去方向，造成政治怨氣升高，而法西斯主義即為這股風潮的頂點。[54]
美國與科羅拉多河 1900年之後，美國西部發起了一場大規模的水源管理計劃。美國西部經由三條大河流系統進行排水：科羅拉多河、聖瓦金——沙加緬度河（San Joaquin-Sacramento River）以及斯內克——哥倫比亞河（Snake-Columbia River）。這三條河都在1900年後大幅重新改造。接下來將介紹科羅拉多河的故事。[55]
科羅拉多河排水盆地的面積約略等同於印度河，但它的水流更小。這個盆地鮮少下雨，且多在進入河流前便告蒸發。然而過去科羅拉多河仍嚴重氾濫。春季期間河水流量是平均值的數倍，帶走大量的西南部土壤：其淤泥量為密西西比河的17倍。這是一條失控又難以控制的河流，但1900年後，科羅拉多河激起了激烈的反應。
1900年，加州帝王谷（Imperial Valley）的栽培者開闢了阿拉默運河（Alamo Canal），將來自墨西哥的科羅拉多河河水引入他們的農田。1905年他們又建造了另一條運河，但一場大洪水毀掉了部分供水系統，並且淹沒河谷地區，沙爾頓湖（Salton Sea）也因此誕生。[56]未久，老羅斯福總統與南太平洋鐵路公司，與加州栽培者攜手合作控制科羅拉多河，以保護河谷地區農業。第一座高壩稱為羅斯福水壩，於1911年出現在支流鹽河（Salt River）之上。之後興建了更多的水壩與灌溉溝渠，最著名的是1935年位於亞利桑那州與內華達州邊境科羅拉多河上的巨石水壩（現稱胡佛水壩）。到了1964年，共有19座水壩控制著科羅拉多河水系。
1964年後，科羅拉多河變成一條完全不同的河流。水流平穩得多了，各季節水量的差異也縮小。沿岸的植被也隨之改變，因為植物不必適應嚴重汛情就能存活。因為水壩阻止了淤泥以及大洪水沖刷的效應，河流的實體河床也有了很大的改變。物理與生物面的變化相當嚴重，以至於1983年後美國當局刻意允許大規模洩洪，以模擬過去發生洪水的狀況，希望借此製造出舊有機制下的狀態。河中的化學狀態也改變了。河水攜帶了更多的淤泥與鹽分。1917—1961年，河水鹽分增為原來的三倍，因此流經墨西哥的少數河水幾乎都是無用處的鹽水。到了20世紀80年代，科羅拉多河水域灌溉面積相當於美國康涅狄格州或黎巴嫩，其中包括大部分的帝王谷農田。當地水域產生了大量電力，並用於美國西南部。約有1500萬人直接依靠科羅拉多河這套新制度。
改造河流對某些人來說相當適合，但對其他人則不然。美國有7個州與墨西哥共享科羅拉多河。從20世紀初，美國與墨西哥就為了水量與水質爭論不休。墨西哥農民利用科羅拉多河沉澱物來灌溉下加利福尼亞（Baja California）與索諾拉州（Sonora）的農田，尤其是1950年後墨西哥在科羅拉多河下遊興建了莫雷洛斯水壩（Morelos Dam）。由於灌溉水源會回流到河中，鹽分成了一大問題。1973年簽署的一項協議，要求美國必須通過淡化作業，降低科羅拉多河的鹽分。1979年美國變更了部分灌溉用水回流的路線，借此達到相同效果。但灌溉水的持續抽取與回流讓問題再度復發。自1905年起，美國各州為了科羅拉多河水爭執不休，所衍生的訴訟數量是其他河流所不能及的。據說馬克·吐溫曾表示，威士忌是拿來喝的，而水是拿來吵架的。至少在20世紀，科羅拉多河水是用來打官司的。
就像印度一樣，水壩的興建在美國西南部引發了政治抗爭。這裡的反對者卻不像印度一樣，多半是反對為水庫遷居的市井小民。相反地，他們基本上反對河流遭到改變，尤其是風景最美的河段通常也是最陡峭而適合開發水力發電的段落。20世紀50年代，反對者以塞拉俱樂部（Sierra Club）、奧杜邦學會（Audubon Society）等保守主義組織凝聚力量，阻止了大峽谷、（猶他州）恐龍國家公園（Dinosaur National Park）興建水壩的計劃。格蘭峽谷水壩（Glen Canyon Dam）這座科羅拉多河第二大水壩的興建計劃，反對者阻止興建卻失敗了，而水壩也在1964—1965年完工。但在這之後就未再出現大型的新計劃。
科羅拉多水系受控制後，美國西南部也因此重整，就像印度河計劃之於旁遮普，蘇聯計劃之於中亞。它讓農業得以發展，廉價電力也讓冷氣成為實用的技術，同時還帶動快速開發與人口流入。現代加州與西南部農工業的傑出成就，以及美國崛起成為環太平洋地區大國，其實都是因為成功地控制了科羅拉多河，還有哥倫比亞河。
尼羅河、印度河盆地、錫爾河與科羅拉多河的跨國特性，突顯了另一個在20世紀末引起全球各國與人民注意的議題：就是如何確保用水供應無虞。隨著人口增加、經濟增長加上不知節約用水，用水需求持續增長（請見表4.1）。在水源供應短缺且必須與其他國家共享的地區，經常會爆發衝突。全球多數大河均跨越多國，而且大多是乾燥地區唯一重要的水源。鄰國之間對水源使用的安排鮮少皆大歡喜，像墨西哥就絕對不會滿意，但這些安排還是防止了各國直接訴諸戰爭。有關尼羅河、約旦河、底格里斯——幼發拉底河（Tigris-Euphrates）、尼日爾河、湄公河、布拉馬普特拉河、贊比西河（Zambezi）與拉普拉塔河（la Plata）的爭議，未來仍將考驗各國的談判技巧，而這不過是其中幾例。[57]
南亞次大陸、中亞、美國西南部及地中海大規模水源管理的經驗都是好壞參半：這種做法大幅增加了糧食與電力供應量，同時也製造了一大堆嚴重的環境問題。世上幾乎每個國家都實施某種程度的灌溉，而且歷經好壞兩極的結果。水壩與灌溉對決策者具有莫大的吸引力。它很快就可以看到明顯效果，而且有很大一部分可以為國家、大地主與勢力強大的產業所利用。它的代價則常被轉嫁到窮人、不具權勢者及外國人或其後代子孫身上。由於這些因素，全球灌溉總面積在1900—1995年，從5000萬公頃擴大到將近2.5億公頃（見表5.1）。
表5.1 全球灌溉面積（1900—1990年）
數據源：Gleick 1993：265；Postel 1999：41
正如表中所示，擴張最快的時期在1950—1980年。1950—1976年中國灌溉面積增長為原來兩倍以上，是毛澤東領導期間的一項特色。[58]到了1980年，全球最好的水壩建築地點都已用罄，但各國仍在尋找適當地點。在20世紀末，巴西、魁北克、委內瑞拉與尼泊爾都在興建或規劃更大型的灌溉或水力發電工程，而中國則開始建造最大的水壩。
20世紀90年代，中國重新啟動在長江這條亞洲最大河流上遊興建水壩的計劃。三峽大壩早在1919年即為孫中山（1866—1925年）所提出，但之後70年僅止於紙上作業。三峽大壩計劃的起死回生，後來的確在中國精英間引發爭議，但若根據計劃完工，這將成為全球史上最大的水利計劃。它將創造出一個與密歇根湖等長的湖泊，100萬～200萬人必須遷居。它也將徹底改變居住在長江水域裡魚群、水鳥與淡水豚（river dolphin）的生存條件。它將攔住這條全球淤泥最多的河流中的沉積物，剝奪中國最肥沃的長江三角洲上經年累積的養分補給。它還會淹沒一部分的中國文化遺產，還有該國最為人稱羨、幾世紀來成為詩人與藝術家靈感來源的秀麗景觀。中國希望用這些代價與風險，來改善長江航運，控制這條危險河流的洪水，並增加大約10%的水力發電量。[59]三峽大壩改變長江與中國東部沿海省份程度之深，好比阿斯旺水壩改變了尼羅河與地中海。
水源管理符合了掌權者的政治利益，但它也造福了數百萬人。對那些沒有被水壩淹沒、被水源傳染病所苦，或受鹽化作用影響的人來說，水壩與河道轉向往往大有幫助。在1990年，灌溉農田佔全球耕作總面積的16%，占糧食生產總量約30%。1995年水力發電供給全球約7%的商用能源，以及20%的電力。由於這些因素，20世紀的大規模水源管理工程造福了全人類。
相對於糧食與能源生產方面的成功，水源管理卻帶來了不良的環境記錄。20世紀改道的水源當中，超過半數遭到浪費：不是蒸發掉，就是在作物吸收或抵達渦輪之前即已滲入土中。美國或蘇聯開發出來的建築水壩技術，未經深思熟慮便被應用到高蒸發量地區，造成大量水源流失。同樣的技術也出口到像阿爾及利亞與中國等極易受侵蝕的地區，最後因沉積作用而被迫提早放棄水庫，中國甚至有個案例必須在水壩完工前就放棄。到了1980年，印度、巴基斯坦、美國與埃及約有1/4的灌溉面積受鹽化作用侵蝕。[60]在20世紀90年代，鹽化作用嚴重影響全球10%的灌溉面積。到了1996年，它毀損土地的速度跟工程師們新增灌溉農地的速度一樣快，因此全球灌溉總面積大抵維持不變。[61]積水與養分流失讓問題更加惡化。在整個20世紀，灌溉其實是一種可以達到最大效果的短期策略：可以節省排水的經費、人力及省水措施，而農民與工程師其實是拿未來做抵押。
這場全球性的偉大水道改造計劃不只危害了未來的農業，也毀掉了20世紀眾多人民的生計，有時甚至奪走生命。水壩讓數百萬人在毫無賠償的情況下被迫遷居，整個世紀可能有4000萬人受害。水庫與運河有助於傳播病原體或昆蟲帶原體存在於水中的疾病，包括瘧疾、血吸蟲病、霍亂、傷寒，還有許多其他臭名昭著的致命疾病；水源管理就這樣不知不覺地在20世紀奪走數百萬條性命。[62]全球性的河流改造，可以算是20世紀最明顯的環境變遷之一。
在馬裡（Mali）境內尼日爾河邊的恩德布古（N』Debougou），法國殖民當局希望開發出灌溉農地。圖中這台美制的挖溝機需要6人操作，每天可挖掘1.6千米長的灌溉溝渠。1950年以後，機械的力量為全球各地的乾旱土地帶來希望與危機。在非洲最後數十年的殖民歲月裡，到處可見土地改造以符合經濟開發計劃的需求。本圖約攝於1950年
洪水的控制與濕地的排水
就全球淡水循環最重要的實體改變來說，分流與水壩佔了最大的比重。這些工程的主要目的，是要在適當時間為適當地點取得更多水源。但人類也會為了干涉農業或其他用途而將水分自某地排出。在20世紀，這種案例最常發生在濕地的河流氾濫平原。
河流渠道化的目的是控制洪水、方便河運，以利於在肥沃的窪地進行農耕。這種工程代價高昂，因為要在反覆無常的河流上興建溝渠，將水限制在渠道中，還要將水排出氾濫平原。這只有富國才有能力負擔。中國在帝制時期便曾致力於控制河川，但到了現代仍以歐洲與北美居冠。1800年後不久，萊茵河便被截短取直。1800年以前伊利諾伊州氾濫平原都只有水獺建造的水壩，不過到了1990年後，該州有1/4的河流成為溝渠，其中還包括伊利諾伊河的一半。今日約有6%～7%的美國河流是在人造河岸之間流動。[63]其中最大者就是限制密西西比河水流的工程。
密西西比河是全球第六長的河流，泥沙量排名第六，水量則排名第八。其流域覆蓋美國本土41%的面積。只要密西西比河氾濫，所有人都會知道。18世紀第一批大堤出現在密西西比河下游，而19世紀有許多經費充足的社區，試圖將洪水轉移到鄰居的土地上，因此又出現了其他大堤。1895年後聯邦政府補助興建大堤。但直到1927年後，密西西比河汛情才出現嚴重的全面性挑戰。那年春夏期間密西西比河出現史上最大規模洪水。從俄亥俄州與密西西比河會合處〔位於伊利諾伊州開若（Cairo）〕以南，河水淹沒了170個縣的河岸與大壩，數百人因此喪命，並形成一個160千米寬的淺湖。新奧爾良只好炸掉大堤，讓洪水擴散到路易斯安那州與密西西比州鄉間才得以倖免。當時擔任美國商務部長的胡佛成功地組織了大規模的救援行動，也讓他贏得高度民意支持，並在1928年當選總統。
這次洪災之後，美國陸軍工程兵團便有系統地處理密西西比河的問題。1928年頒布《防洪法》（Flood Control Acts），1936年又授權在密西西比河下遊興建一個自成系統的大堤、水壩與水庫，理論上應可將河水限制在單一渠道內。工程兵團將河流取直以方便河運，並在1932—1955年截短了229千米的河道。工程兵團所建設的防護，在1951年、1965年、1969年與1973年都成功地阻擋了洪水。到了1990年，密西西比河有26座水壩（密蘇里河有60座）以及數千千米的堤防與大堤。但大堤的作用還是有限，1993年一場洪水便越過大堤，淹沒了9個州共50萬公頃的土地，損失金額達120億美元。渠道化意味著為人類與財產帶來嚴重損害的洪水更少，但也因為它為氾濫平原帶來屯墾與投資，同時也意味著大型水患將造成更嚴重的傷害。1993年那場洪水，促使各界在90年代重新思考渠道化的必要。然而已經有這麼多的人力與資金投入密西西比河及其支流，很難想像要放棄這種模式。[64]
1927年晚春，密西西比河漫過了原本設計用來限制河水的河岸與大堤，淹沒了美國南部170個縣。洪水過後，美國陸軍工程兵團加緊努力控制河水。圖為路易斯安那州梅維爾（Melville）水災期間，努力不懈的理髮師仍用船載著謀生用具尋找老顧客
1927年密西西比河洪災造成50萬人遷離家園，數百人因此溺斃。圖為一處農家全家爬上閣樓避難、家禽躲在屋頂樑脊的情形。小豬一家被孤立在大堤頂端。照片攝於1927年5月18日，但地點不詳
渠道化影響了整個沖積生態。它使得密西西比河的主要分支脫離了原來的河岸、牛軛湖（oxbow lake）與氾濫平原，其中的水中生物必須面對新的環境。許多物種失去了產卵地，河中漁獲量也大幅減少。過去具有過濾河水並降低污染作用的淡水貽貝數量也下滑。有好幾種貽貝就此絕種。最南端的大堤將淤泥帶進墨西哥灣，然後沉入大陸架底，密西西比河三角洲因此缺少淤泥。三角洲與河口地區開始下陷並萎縮。[65]
濕地排水 為美國心臟地帶的洪水提供緩衝的濕地出現排水現象，是密西西比河洪水難以控制的原因之一。濕地排水的歷史可能與農業一樣久遠。古代文明便已使用這種技術，中世紀歐洲人更是擅長。直到20世紀60年代，幾乎沒有人認為濕地比排水過的土地有用。因此不論經費、人力或技術是否充足，全球各地的濕地都遭到嚴重破壞。
北海邊緣地帶即為一例。這裡從中古時期便開始築堤並排水，尤其以16—17世紀的荷蘭擴張特別迅速。建築在過去曾為泥炭沼澤的土地上、用來汲水的著名荷蘭風車，就是從這個時期開始的。但20世紀的科技讓人類進行野心更大的作業，而1953年一場暴風雨引發洪災，封住了萊茵河數條支流河口，之後便密集開發新生地，這股風潮因而達到頂點。拜新生地開發之賜，目前荷蘭有半數人口居住在海平面以下。1630年起開啟大型排水工程的英國東部沼澤地區（the Fens），也在20世紀歷經轉型。柴油及電動抽水機代替了蒸汽機與風車，英國東部沼澤地區乾涸的面積因而增加。在荷蘭與英國，新生地總面積相當於盧森堡，其中大部分是在1900年後取得，且其中有一半取自北海，半數原為內陸的沼澤與濕地。這裡成了歐洲數一數二的耕地。英國東部沼澤區現在也開始實施灌溉。[66]
在19世紀，北美洲的曼尼托巴（Manitoba）及南北達科他州到安大略與俄亥俄州之間的地區，是世界上最大的濕地之一。這片廣大地區多數有季節性積水，常暴發瘧疾且難以耕作。1842年小說家狄更斯造訪伊利諾伊州時發現：
在這片陰森森的沼澤，蓋到一半的房屋開始腐蝕：空出幾米大的空間，然後就長出惡臭而有害健康的植物，在它們惡毒的陰影下，被引誘至此的可憐流浪者倒下、死亡，留下屍骨，這是疾病的溫床，醜陋的墓穴，沒有一絲希望的墳地；這是一個在空中、地上、水裡都沒有任何特質值得稱讚的地方。[67]
當地人嘗試排掉沼澤中的水，種些比較有益健康的植物。挖掘排水溝渠是進度緩慢的工程，有時最多得用上68頭牛來拉動除水犁。[68]1870年後，草原上的農民開始採用瓦管排水，也就是以陶瓷材質的管線將地下水引至最近的溪流。到了1880年，伊利諾伊州、印第安納州與俄亥俄州有超過1000家制瓦廠，將草原黏土製成排水瓦管，農民則將濕地草原與經年存在的沼澤轉變成肥沃農地。1900—1920年，還有1940—1970年，新墾地的回報特別高。到了1970年，美國農民排水面積約有1700萬公頃（面積約相當於佐治亞州），其中包括一部分美國最佳的農地，不但形成玉米生產帶且造成野生動物滅絕。[69]
在美國其他地區，農民與陸軍工程兵團也同樣積極。1930年之後，南部排水面積相當於比利時大小，特別是在阿肯色州、密西西比州與路易斯安那州等密西西比河低窪地。這其中有一部分屬於河流大堤系統（請參見上文）。但1960年後，最適合低窪無霜害地區栽種的黃豆與稻米價格高漲，排水工程更加受到鼓勵。1870年後，面積廣大的加州中谷（Central Valley）從濕地變成農地與草地。1880年佛羅里達大沼澤（Florida Everglades）面積約有160萬公頃（約為新澤西州大小），到了1970年已減少一半。根據最新統計，1780年濕地面積約一億公頃，相當於美國本土15%的面積；到20世紀80年代只剩下5300萬公頃。[70]這些排水工程多半出現在20世紀，幾乎所有都在1865年之後。一如往常，農業的收穫造成了野生動物的損失：美國瀕臨絕種動物當中，約有1/3棲息於濕地。[71]
另一個為了先進農業與國家現代化而犧牲濕地的例子，發生在南亞與東南亞海岸的紅樹林。[72]印度、緬甸與中南半島上野心勃勃的殖民政權，從19世紀起便希望農民到恆河、布拉馬普特拉河、伊洛瓦底江、湄公河等幾條河流廣大的三角洲上開墾。獨立之後，繼任政權也渴望持續此一政策。泰國也鼓勵以類似方式開發湄南河，目的是生產更多稻米，不但可以供給全球市場，還可以達到自給自足。孫德爾本斯（Sundarbans，也就是恆河與布拉馬普特拉河之間的海岸三角洲），以及伊洛瓦底江下游，在1880—1980年轉型的規模也不遑多讓，兩處各約80萬公頃的濕地挪作他用，其中多用來栽種稻米。兩處三角洲的人口都增加了5倍。這給三角洲的生物圈帶來巨大而不為人知的改變。1970年之後，印度尼西亞在加裡曼丹及蘇門答臘海岸邊的紅樹林，實施更大規模的類似計劃。某項統計顯示，1900—1980年，六個南亞與東南亞國家的1300萬公頃濕地約半數流失。1920—1980年，菲律賓消滅了2/3的海邊紅樹林。[73]1980年後全球對蝦的需求暴增，菲律賓、越南、泰國等東南亞國家，紛紛將海邊紅樹林濕地改成密集而高污染的蝦養殖場。這一切意味著更多的稻米與蝦，但紅樹林卻大幅減少，而多數人並不排斥這樣的轉變，就像對北美心臟地帶濕地轉變成農田的反應一樣。只有因這些轉變失去棲息地的無數動物，還有靠這些動物維生的人，才有不同的看法。
整體而言，20世紀全球大約共計1000萬平方千米的濕地中，約有15%被人類排去水分，面積相當於加拿大。美國有半數濕地經過排水，歐洲則有60%～90%，新西蘭則超過90%，其中多數發生在20世紀。[74]
大規模排水工程持續轉向非洲，20世紀70年代蘇丹政府啟動一項計劃（1983年後因內戰延後），要在廣大的蘇德沼澤地上建造瓊萊運河（Jonglei Canal），排除部分積水以降低蒸發水量並改善尼羅河下游的水源供給。這個計劃的目的是改善大多數支持政府的阿拉伯族群的生計，但也對南部經常叛變的丁卡族（Dinka）與努爾族帶來未知的生態衝擊。1998年，全球剩餘的濕地半數集中在西伯利亞、阿拉斯加與加拿大北部。在這裡進行排水工程並不會帶來好處。超過1/4位於南美洲，其中包括全球最大的單一濕地，也就是巴西西部的潘特納爾濕地（Pantanal），而當地也在20世紀90年代成為排水工程的目標。20世紀興起濕地排水的風潮，與河流改造並列為我們這個時代最重大的環境變遷之一。就像其他環境變遷，它代表更多空間供給人類、作物與牲畜，但對人類比較無用的生物生存空間卻越來越小。
海岸線
人類任意更動水道的行為，最經典的例子可能就是改造海岸線的歷史了。這種做法需要圍住海水，除了信心還需要技術。在改變海岸線方面，20世紀留下了令人印象深刻的記錄，而且遍及各地。海岸是變化最大的自然環境之一。海平面會變化，陸地會下沉或上升，山會落下淤泥，然後隨海潮與暴風雨四處移動。20世紀改變海岸線的工程，大多是針對不良自然趨勢或事件的簡單反應。人類所造成的影響在北海與日本相當嚴重，但在巴西或莫桑比克則相當輕微。這些長長的海岸線，主要還是受大自然的節奏所支配。
最具野心的海岸改造者就是荷蘭。1916年的一場暴風潮，將北海部分海水灌入須德海（Zuider Zee）周圍低地。這促使荷蘭國會在1890年立法通過一項計劃，將須德海海灣封起並進行排水。封閉水壩的工程始於20世紀20年代，1932年宣告完工。接下來60年內持續進行，為荷蘭增加13%～14%的土地，並產生了一個新的淡水湖，縮短海岸線達300千米。[75]
全球各地還有類似但規模較小的工程，有十幾個國家填海造地，特別是那些像荷蘭一樣人口眾多、土地稀少且財富充足的國家。1970年後，日本、中國香港地區、新加坡、巴林與沙特阿拉伯都對改造海岸特別有興趣。日本新生地計劃規模之大，在20世紀80年代工業有40%設於人造新生地之上。東京灣自19世紀70年代便開始開發新生地，1960—1980年海灣縮小了1/5，已提供日本經濟奇跡所需。新加坡通過填海擴張領土達10%。全球總數難以估計，但合理猜測20世紀全球因填海而增加的土地面積約有10萬～50萬平方千米，面積大概在冰島與西班牙之間。[76]
結論
在20世紀，人類改變水文圈的程度前所未見。我們利用水源，改變水流方向的程度，是過去所無法想像的。某項數據顯示，20世紀末人類直接消耗了整個地球可用淡水徑流總量的18%，另有54%以其他方式挪用。[77]有些地方改變水流工程成功，解除了經濟發展與人類福祉的限制。灌溉對人類的處境影響甚巨：沒有它，我們的食物可能會更少，或者吃的食物會大不相同，又或許地球需要多出1/3的土地用以耕作。在乾燥地區，灌溉造成限制的速度幾乎跟解除限制一樣快，許多案例現在看來似乎並不正確。地下水的使用往往導致抽取地下水，只要水源持續，就能帶來地方性或區域性的人口與經濟擴張。以水壩及運河限制河流水流，改造棲息地，以便河流更適合人類所用。水循環的實體改變帶來的大範圍的後果，影響遍及野生動物、人類與社會。我們為了從過去解放自己，也為了人類繁榮而限制了未來。
在遙遠的過去，只有能夠聚集大量勞力的社會，才有能力改變水文圈；到了20世紀，具有先進技術與足夠財富的社會就能辦到。富國量身定制屬於自己的水文圈，窮國則難以望其項背。殖民強權常聚集大批勞力來執行大規模的公共工程，如旁遮普即為一例。殖民主義式微後，野心勃勃的統治者利用水利工程滿足國內與國際的目的，像現代印度或埃及，在需要時利用能源密集的技術與大批勞工。興建水壩與濕地排水工程的高潮發生在冷戰時期的數十年間，當時美國與蘇聯深陷於經濟與公關的鬥爭，因此不論國內外的水利計劃似乎都相當有用。20世紀的環境史經常發生這樣的情況，政治議題往往有助於推動水文圈的改造計劃。
[1]Worthington 1983：101所引述。
[2]除非是像伊朗、摩洛哥與阿富汗的坎井，以高海拔地下水灌溉較低海拔的農田。
[3]Opie 1993認為奧加拉拉有30億英畝英尺（acre-feet）水量，相當於安大略湖。但根據Gleick 1993：449 and 162的換算表與湖泊水量數據，30億英畝英尺比較接近休倫湖而非安大略湖的水量。
[4]Schwarz et al.1990：265–7有簡單記述。最詳細者當屬Opie 1993，本段討論多半出於此。
[5]Postel 1992：31–2.
[6]很巧合地，1981年之後西方石油擁有了美國高原上最大的肉品包裝公司，位於堪薩斯州豪康（Holcomb）。該公司的作業每年需要6億加侖來自奧加拉拉的水，成為美國化石水最大用戶之一（Opie 1993：154）。
[7]根據Hillel 1994：196–200說法這是不可能竊取的，因為這些井距離邊界過遠，不可能影響乍得或埃及的地下水（Allan 1994：75–6）。
[8]Jayal 1985：96（有關亞洲）；Stanners and Bourdeau 1995：66（有關歐洲）。
[9]GEMS 1989：152；Smil 1993：42–4；Stanners and Bourdeau 1995：67；Walker 1990：289–90.
[10]Garbrecht 1987；Rouse 1963.
[11]成功的水源管理與法統之間的關連性，其實可回溯至法老時代的治水社會歷史。這樣的聯結性在中國最強，因為孔子的政治理論明確指出，謹慎而具生產力的水源管理能夠證明政治力的合法性。
[12]NRC 1992：200；Petts 1990a,1990b.
[13]根據Neuvy 1991：173。
[14]下文主要根據Ali 1988；另見Agnihotri 1996及Gilmartin 1994。
[15]1993年，巴基斯坦農田灌溉比例為80%，為全球第四高，僅次於埃及、蘇裡南與烏茲別克斯坦（WRI 1996：241）。
[16]Michel 1967：455–6.
[17]GEMS 1989：150；Hillel 1991：146–7。旁遮普灌溉計劃也為該地區帶來了更多的瘧疾、霍亂等其他經由水源傳染的疾病。（Agnihotri 1996：54）。
[18]Thukral 1992：9；Centre for Science and Environment 1982：59的數據為14%（1947—1979年）。
[19]Gadgil and Guha 1995：78.
[20]印度兩大穀物小麥與稻米，1950—1990年間產量分別增加7倍與3倍（Mitchell 1995：196）。新的作物品種、肥料、殺蟲劑等也扮演了重要角色。1954—1979年水力發電量增加了12倍。
[21]Thukral 1992：13–14.
[22]Jayal 1985：97。1955—1985年間，積水造成印度損失600萬公頃農地，鹽化則傷害了700萬公頃。The Centre for Science and Environment 1982：6–7所提供的數據不太一樣，認為雖因鹽化與積水損失1300萬公頃農地，但其中只有600萬為近代灌溉所導致。但另有1000萬公頃處於即刻危險狀態。
[23]The Centre for Science and Environment 1982：56–69檢視了印度水壩與環境問題；Whitcombe 1995討論了殖民時代的灌溉。
[24]Baviskar 1995；Dr.ze et al.1997；Gadgil and Guha 1995：66–78.
[25]Moser 1894調查了中亞灌溉情況。中亞在公元前4世紀時的灌溉面積可能高於1917年。相關歷史預估的研究請見Klige et al.1996。
[26]1930—1978年間，海平面下降3米，但1978—1994年上升了1.5米（Micklin 1995：279）。
[27]Kostin 1986；Shiklomanov 1990：38；Vendrov and Avakyan 1977；當然這些魚群的消失也與農業用化學品的污染有關。
[28]Gerasimov and Gindin 1977：61；Gleick 1993：70。在1929—1933年的第一次五年計劃，斯大林引進了意大利法西斯主義者的灌溉與濕地排水技術（Cecchini 1987）。
[29]Quoted in Precoda 1991：111.
[30]Gleick 1993：6；Smith 1995：267指1993年鹽分為每公升30～37克。鹹海存在的1.5萬年期間曾歷經多次自然波動，其中部分可能為灌溉所致，但規模都比不上1960年之後的改變（Klige et al.a1996）。
[31]根據S.Ospanov（personal communication,May 1998），1998年這層鹽厚達50毫米。到了20世紀90年代末期，每天風會從先前為海床的地方吹起40萬噸的灰塵與鹽分，散播處遍及從喜馬拉雅山到白俄羅斯。某項統計顯示，這些鹽與砂增加了地球大氣圈中顆粒物質達5%。（Lubin 1995：297）