美國加州鹿溪
圖1 鹿溪流域於加州的位置圖
近十餘年來，在氣候變遷的嚴峻考驗之下，許多國家都已將河川政策朝「還地於河」的方向調整。然而在氣候變遷成為全球共識之前，一些地區的河川管理者已經發現，以堤防束縮河道的整治手法破壞生態且不符經濟效益，因而改弦更張，開始實施還地於河。美國加州的鹿溪（Deer Creek）便是一例。
鹿溪是沙加緬度河(Sacramento River)的支流，流域面積540km2，出山後有17km流經沖積扇，再匯入沙加緬度河，周圍土地利用以農牧為主(圖1)。研究歷史地圖可知，鹿溪過去的流路超出現有的河道範圍，在沖積扇上曾有許多流路變換的痕跡，而且描繪等高線，可清晰顯示出沖積扇的圓齒狀邊緣(圖2)。
圖2 等高線描繪出鹿溪的沖積扇地形以及過往流路形態（Kondolf 2012）
1949年美國陸軍工兵團展開鹿溪治理工作，拉直河道、清淤濬深，並在兩岸長達11公里的範圍築堤。完工後堤坊維護工作屬地方政府，河道內管理則交給加州水資源部，該部並在1980年代再度清除河道內的泥砂及植生。堤防建成後，在與沙加緬度河匯流點的上游6公里處，左岸曾三次被洪水沖毀(圖3)。最近一次1997年破堤後，地方居民都強烈要求以更永續的方式對待洪水問題。
在加州，春溯型的大鱗鮭魚(spring-run chinook salmon)已名列保育類，所剩無幾，而沙加緬度河在20世紀初許多其他支流都已建壩，使得鹿溪成為此種鮭魚的重要棲地。然而鹿溪河道型態單調，缺乏急彎、橫向流、受蝕河岸、深潭、漂流木等棲地特徵，且河畔缺乏植被遮蔽，泥砂粒徑偏大(D50為55-190mm)，不適宜大鱗鮭魚產卵。鮭魚復育計畫的生態學家於是建議在低水河岸植樹，以工程手法建設瀨區，並加入較小的卵石。
然而河相分析指出，造成棲地品質下降的主因是治理工程。1938年的航照圖顯示在治理工程實施前，河道形態是很複雜的。有潭瀨交替，有蜿蜒，有邊灘，有崖狀受蝕河岸，有漂流木，也有樹蔭覆蓋。整治工程後的航照圖，則顯示河道形態變得單調許多，棲地也因而喪失(圖4)。此外，河道管理會定期將卵礫石的邊灘清除。堤防束縮河道之後，河道剪應力已經提高，若是照鮭魚復育計畫的建議植樹或加卵石，只怕洪水一來就會被沖走。因此之前生態學家指認出來的所有棲地問題(缺乏樹蔭、河道形態單調、河床質顆粒過大等)，都可歸因於50年前的堤防建設及河川整治工程。與其花大錢來治標(種樹、投較小的卵石)，治本之道，是重建河川營力，重新設計防洪設施，讓堤防退後，同時用圍堤保護必要的結構物。如此一來，鹿溪便能氾濫至高灘地的農作區，剪應力降低了，植物也能在邊灘生長。斷面增加、流速及剪應力降低的過程，已由三維水理模型得到驗證。
圖4 左: 鹿溪1938年航照圖；右: 鹿溪1996年航照圖(Kondolf 2012)
此外，河道內生成複雜地形的另一好處，是增進地表水與伏流水的交換。河床底的自然起伏，會促進河水向下進入河床，及河床內的伏流水向上進入河道。研究人員已在較上游未經整治的河床埋設壓力計，觀察到了這樣的交換。這種地表水與伏流水的天然交換過程最重要的生態意義，就是它對水溫的穩定大有幫助。本區夏季日間高溫可超過攝氏40度，使得夏季水溫成為鮭魚成長的主要限制因子。持續監測水溫後發現，瀨頂地表水滲入河床處，溪水的日夜溫差通常超過5度，但瀨的底端伏流水滲出區的水溫變化僅在1-2度之間(圖5)。研究人員並發現，日間幼魚幾乎完全聚集在邊灘下游，伏流水滲出形成的潭區。
除了堤防退縮，「清淤」的管理行為也取消了。如此一來，鹿溪便可逐漸恢復河道內複雜的形態。連續三年的監測證明，不到2年頻率的洪水也可以驅動河床，製造邊灘，淘刷河岸，使岸旁樹木得以栽進河道。一旦河道形態重趨複雜，楊樹、柳樹便得以進駐新淤成的邊灘，開啟河畔林的復育。研究人員預期40年後，鹿溪便可恢復到治理工程前的河相。
圖5 鹿溪地表水與伏流水的水溫每日監測紀錄