คันกั้นน้ำ ( / ˈ l ɛ v i /หรือ/ ˈ l ɛ v eɪ / ) ^{[ a ] ​​[ 1 ]}คือสันดิน ที่ยกสูงขึ้น ตามแนวตลิ่งของแม่น้ำซึ่งมักมีจุดประสงค์เพื่อป้องกันน้ำท่วมในพื้นที่ที่อยู่ติดกับแม่น้ำ เรียกอีกอย่างว่าคันกั้นน้ำ ( ภาษาอังกฤษแบบอเมริกัน ) เขื่อน ( ภาษาอังกฤษแบบเครือจักรภพ ) คัน กั้นน้ำท่วมหรือคันกั้นน้ำหยุด เป็น คันดินประเภทหนึ่งคันกั้นน้ำ ไม่ว่าจะเป็นแบบธรรมชาติหรือแบบที่สร้างขึ้น มักทำจากดินและมักขนานไปกับลำน้ำในที่ราบน้ำท่วม ถึง หรือตามแนวชายฝั่งที่ต่ำ^{[ 2 ]}

คันดินที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติจะก่อตัวขึ้นบนที่ราบน้ำท่วมถึงของ แม่น้ำ หลังจากเกิดน้ำท่วม ตะกอนและดินตะกอนจะถูกสะสมบนฝั่งและตกตะกอน ก่อตัวเป็นสันที่เพิ่มความจุของช่องทางแม่น้ำ รูปร่างของคันดินเกิดจากตะกอนขนาดใหญ่ของแม่น้ำที่ตกตะกอนทันทีที่อยู่ติดกับช่องทางเมื่อน้ำสูญเสียความเร็วระหว่างน้ำท่วม โดยมีตะกอนที่ละเอียดกว่าตกตะกอนต่อไปบนที่ราบน้ำท่วมถึงทางด้านข้างของช่องทาง ทำให้เกิดความลาดชันเล็กน้อยทางด้านข้างของช่องทางรูปตัวยู หรืออาจสร้างคันดินขึ้นเองจากวัสดุถมเพื่อควบคุมระดับน้ำ ในบางกรณี คันดินที่สร้างขึ้นเองอาจก่อให้เกิดความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมได้^{[ 3 ]}

อารยธรรมโบราณในลุ่มแม่น้ำสินธุอียิปต์โบราณ เมโสโปเตเมีย และจีน ต่างก็สร้างคันกั้นน้ำ ปัจจุบันสามารถพบคันกั้นน้ำได้ทั่วโลก และความล้มเหลวของคันกั้นน้ำเนื่องจากการกัดเซาะหรือสาเหตุอื่นๆ อาจก่อให้เกิดภัยพิบัติครั้งใหญ่ได้^{[ 4 ]}เช่นความล้มเหลวของคันกั้นน้ำครั้งใหญ่ในเกรตเตอร์นิวออร์ลีนส์ในปี 2005ซึ่งเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากพายุเฮอริเคนแคทรีนา

คำว่าleveeซึ่งเป็นที่นิยมในหมู่ผู้พูดภาษาอังกฤษแบบอเมริกันมาจากคำภาษาฝรั่งเศสlevée (จากคำกริยาช่อง 3 เพศหญิงของคำกริยาภาษาฝรั่งเศสleverซึ่งแปลว่า 'ยกขึ้น') มีการพบเห็นคำนี้ในนิวออร์ลีนส์ไม่กี่ปีหลังจากการก่อตั้งเมืองในปี 1718 และต่อมาก็ถูกนำมาใช้โดยผู้พูดภาษาอังกฤษ^{[ 5 ]} คำว่า levataในภาษาละติน(คำกริยาช่อง 3 เพศหญิงของlevare ) ถูกใช้ครั้งแรกในความหมายของคันกั้นน้ำในเอกสารปี 954 ซึ่งกล่าวถึงบ่อเก็บน้ำใกล้Bagnolo di Poที่สร้างขึ้นโดยคันกั้นน้ำซึ่งมีถนนวิ่งผ่าน คำกริยาlevareถูกใช้ในความหมายของการเบี่ยงน้ำสำหรับโรงสีตั้งแต่ปี 778 เมื่อดยุคHildeprand แห่ง Spoletoมอบคลองให้กับบิชอปGuicpert แห่ง Rietiเพื่อสร้างโรงสี^{[ 6 ]}ชื่อนี้มาจากลักษณะของสันเขื่อนที่ยกสูงขึ้นกว่าทั้งช่องทางน้ำและที่ราบน้ำท่วมถึงโดยรอบ

คำว่าdikeหรือdyke ในปัจจุบัน น่าจะมาจากคำว่าdijkในภาษาดัตช์โดยมีหลักฐานการสร้างเขื่อนที่ชัดเจนมาตั้งแต่ศตวรรษที่ 11 เขื่อนWestfriese Omringdijk ที่มีความยาว 126 กิโลเมตร (78 ไมล์)ซึ่งสร้างเสร็จในปี 1250 นั้น เกิดจากการเชื่อมต่อเขื่อนเก่าที่มีอยู่เข้าด้วยกัน นักพงศาวดารโรมันTacitusกล่าวถึงว่าชาวBatavi ที่ก่อกบฏ ได้เจาะเขื่อนเพื่อปล่อยน้ำท่วมแผ่นดินของตนและเพื่อปกป้องที่ถอยทัพ ( ค.ศ. 70 ) ^{[ 7 ]}คำว่าdijkเดิมทีหมายถึงทั้งร่องและตลิ่งมันคล้ายคลึงกับคำกริยาto digใน ภาษาอังกฤษ ^{[ 8 ]}  

ในภาษาแองโกล-แซกซอนคำว่าdicมีอยู่แล้วและออกเสียงว่าdickในภาคเหนือของอังกฤษ และออกเสียงว่าditchในภาคใต้ คล้ายกับภาษาดัตช์ ต้นกำเนิดของคำนี้ในภาษาอังกฤษมาจากการขุดคูและถมดินที่ขุดขึ้นมาเป็นคันดินข้างๆ การปฏิบัติเช่นนี้ทำให้ชื่อนี้อาจใช้เรียกทั้งการขุดหรือคันดินก็ได้ ดังนั้นOffa's Dykeจึงเป็นโครงสร้างแบบผสมผสาน และCar Dykeก็เป็นคู – แม้ว่าในอดีตจะมีคันดินยกสูงด้วยก็ตาม ในมิดแลนด์และอีสต์แองเกลีย ของอังกฤษ dike ก็คือสิ่งเดียวกับditchในภาคใต้ของอังกฤษ ซึ่งเป็นเครื่องหมายแสดงขอบเขตที่ดินหรือช่องระบายน้ำ หากมีลำธารไหลผ่าน อาจเรียกว่า running dike เช่นRippingale Running Dikeซึ่งนำน้ำจากท่อระบายน้ำ Car Dyke ไปยัง South Forty Foot Drain ในลินคอล์นเชียร์ (TF1427) Weir Dike เป็นคันดินซึมในBourne North Fenใกล้กับTwentyและอยู่ริมแม่น้ำ Glenในลินคอล์นเชียร์ ในพื้นที่NorfolkและSuffolk Broadsคันกั้นน้ำอาจเป็นคูระบายน้ำหรือช่องทางเทียมแคบๆ ที่แยกออกมาจากแม่น้ำหรือพื้นที่กว้างใหญ่เพื่อใช้เป็นทางเข้าหรือที่จอดเรือ โดยคันกั้นน้ำที่ยาวกว่าบางแห่งจะมีชื่อเรียก เช่น Candle Dyke ^{[ 9 ]}

ในบางพื้นที่ของสหราชอาณาจักรโดยเฉพาะในสกอตแลนด์และภาคเหนือของอังกฤษคันดินอาจเป็นกำแพงกั้นทุ่งนา ซึ่งโดยทั่วไปสร้างด้วยหินแห้ง

จุดประสงค์หลักของคันกั้นน้ำเทียมคือเพื่อป้องกันน้ำท่วมพื้นที่ชนบทโดยรอบและเพื่อชะลอการเปลี่ยนแปลงเส้นทางธรรมชาติของทางน้ำ เพื่อให้มีเส้นทางเดินเรือที่เชื่อถือได้สำหรับการค้าทางทะเลในระยะยาว นอกจากนี้ยังช่วยจำกัดการไหลของแม่น้ำ ส่งผลให้น้ำไหลแรงและเร็วขึ้น คันกั้นน้ำส่วนใหญ่มักพบตามแนวชายทะเล ซึ่งเนินทรายไม่แข็งแรงพอ ตามแนวแม่น้ำเพื่อป้องกันน้ำท่วมสูง ตามแนวทะเลสาบ หรือตามแนวพื้นที่ถมทะเลยิ่งไปกว่านั้น คันกั้นน้ำยังถูกสร้างขึ้นเพื่อวัตถุประสงค์ในการกั้นพื้นที่ หรือเป็นขอบเขตของพื้นที่น้ำท่วม ซึ่งอาจเป็นการควบคุมน้ำท่วมโดยกองทัพ หรือมาตรการป้องกันน้ำท่วมในพื้นที่ขนาดใหญ่ที่ล้อมรอบด้วยคันกั้นน้ำ คันกั้นน้ำยังถูกสร้างขึ้นเพื่อเป็นขอบเขตของแปลงนาและเป็นปราการ ทางทหาร สามารถอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับคันกั้นน้ำประเภทนี้ ได้ในบทความเกี่ยวกับกำแพงหินแห้ง

คันดินอาจเป็นสิ่งก่อสร้างถาวร ที่ทำจากดิน หรือสิ่งก่อสร้างฉุกเฉิน (ส่วนใหญ่มักทำจากกระสอบทราย ) ที่สร้างขึ้นอย่างเร่งรีบในกรณีเกิดอุทกภัย

คันดินที่เก่าแก่ที่สุดบางส่วนถูกสร้างขึ้นโดยอารยธรรมลุ่มแม่น้ำสินธุ (ในปากีสถานและอินเดียตอนเหนือตั้งแต่ประมาณ2600 ปีก่อนคริสตกาล)ซึ่งวิถีชีวิตทางการเกษตรของชาวฮารัปปันขึ้นอยู่กับ คันดินเหล่านี้ ^{[ 10 ]}คันดินยังถูกสร้างขึ้นเมื่อกว่า 3,000 ปีก่อนในอียิปต์โบราณโดยมีการสร้างระบบคันดินตามแนวฝั่งซ้ายของแม่น้ำไนล์เป็นระยะทางมากกว่า1,000 กิโลเมตร (600 ไมล์)ทอดยาวจากเมืองอัสวาน ในปัจจุบัน ไปจนถึงสามเหลี่ยมปากแม่น้ำไนล์บนชายฝั่งทะเล เมดิเตอร์เรเนียน อารยธรรม เมโสโปเตเมียและจีนโบราณก็สร้างระบบคันดินขนาดใหญ่เช่นกัน^{[ 11 ]}เนื่องจากคันดินจะแข็งแรงได้ก็ต่อเมื่อจุดที่อ่อนแอที่สุดแข็งแรง ความสูงและมาตรฐานการก่อสร้างจึงต้องสม่ำเสมอไปตลอดความยาว ผู้เชี่ยวชาญบางคนโต้แย้งว่าสิ่งนี้ต้องการหน่วยงานปกครองที่เข้มแข็งเพื่อชี้นำงาน และอาจเป็นตัวเร่งให้เกิดการพัฒนาระบบการปกครองในอารยธรรมยุคแรก อย่างไรก็ตาม บางคนชี้ให้เห็นหลักฐานของสิ่งก่อสร้างควบคุมน้ำขนาดใหญ่ที่ทำจากดิน เช่น คลองและ/หรือคันดิน ที่มีอายุย้อนไปถึงก่อนสมัยพระเจ้าสกอร์เปียนในอียิปต์ยุคก่อนราชวงศ์ซึ่งการปกครองมีการรวมศูนย์น้อยกว่ามาก

อีกตัวอย่างหนึ่งของคันกั้นน้ำทางประวัติศาสตร์ที่ปกป้องนครรัฐเม็กซิโค-เทโนชติทลันที่กำลังเติบโตและเมืองทลาเตโลโคที่อยู่ใกล้เคียง ถูกสร้างขึ้นในช่วงต้นทศวรรษ 1400 ภายใต้การดูแลของทลาห์โตอานีแห่งอัลเตเปตล์เท็กซ์โคโค นามว่าเนซาฮัวลโคโยทล์ หน้าที่ของมันคือการแยกน้ำกร่อยของทะเลสาบเท็กซ์โคโค (เหมาะสำหรับเทคนิคการเกษตรแบบชินามิตล์ ) ออกจากน้ำดื่มสะอาดที่ส่งไปยังชุมชน อย่างไรก็ตาม หลังจากที่ชาวยุโรปทำลายเทโนชติทลัน คันกั้นน้ำก็ถูกทำลายไปด้วย และน้ำท่วมกลายเป็นปัญหาใหญ่ ซึ่งส่งผลให้มีการระบายน้ำส่วนใหญ่ของทะเลสาบออกไปในศตวรรษที่ 17

คันกั้นน้ำมักสร้างโดยการถมดินบนพื้นราบที่เคลียร์แล้ว ฐานของคันกั้นน้ำจะกว้างและค่อยๆ แคบลงจนถึงส่วนบนที่เรียบเสมอกัน ซึ่งสามารถวางคันดินชั่วคราวหรือกระสอบทรายได้ เนื่องจากความรุนแรงของการระบายน้ำจากน้ำท่วมจะเพิ่มขึ้นในคันกั้นน้ำทั้งสองฝั่งแม่น้ำและเนื่องจาก ตะกอน ดินทำให้ระดับของก้นแม่น้ำ สูงขึ้น การวางแผนและมาตรการเสริมจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง บางส่วนของคันกั้นน้ำมักจะเว้นระยะห่างจากแม่น้ำเพื่อสร้างช่องทางที่กว้างขึ้น และแอ่งหุบเขาที่เกิดจากน้ำท่วมจะถูกแบ่งด้วยคันกั้นน้ำหลายแห่งเพื่อป้องกันไม่ให้การพังทลายของคันกั้นน้ำเพียงแห่งเดียวทำให้เกิดน้ำท่วมพื้นที่ขนาดใหญ่ คันกั้นน้ำที่สร้างจากหินที่วางเรียงเป็นแถวแนวนอนโดยมีหญ้าบางๆ คั่นอยู่ระหว่างแต่ละแถวเรียกว่า สเปตเชล (spetchel )

คันดินเทียมต้องอาศัยวิศวกรรมอย่างมาก พื้นผิวของคันดินต้องได้รับการปกป้องจากการกัดเซาะ จึงมีการปลูกพืช เช่นหญ้าเบอร์มิวดาเพื่อช่วยยึดดินเข้าด้วยกัน ด้านข้างของคันดินสูงที่ติดกับแผ่นดิน มักจะมีการสร้างคันดินเตี้ยๆ ที่เรียกว่า "บานเก็ต"เพื่อเป็นมาตรการป้องกันการกัดเซาะอีกชั้นหนึ่ง ส่วนด้านที่ติดกับแม่น้ำ การกัดเซาะจากคลื่นหรือกระแสน้ำที่รุนแรงเป็นภัยคุกคามที่ยิ่งใหญ่กว่าต่อความแข็งแรงของคันดิน ผลกระทบจากการกัดเซาะจะได้รับการแก้ไขโดยการปลูกพืชที่เหมาะสม หรือติดตั้งหิน ก้อนหิน แผ่นรองน้ำหนัก หรือกำแพง คอนกรีต นอกจากนี้ยังมีการสร้างคูน้ำหรือท่อระบายน้ำแยกต่างหาก เพื่อป้องกันไม่ให้ฐานรากเกิดน้ำท่วมขัง

การป้องกันน้ำท่วมแม่น้ำ

มีการสร้างระบบคันกั้นน้ำที่สำคัญหลายแห่งตามแนวแม่น้ำมิสซิสซิปปีและแม่น้ำแซคราเมนโตในสหรัฐอเมริกาและ แม่น้ำ โปแม่น้ำไรน์ แม่น้ำเมิสแม่น้ำโรน แม่น้ำลัวร์ แม่น้ำวิสตูลาและสามเหลี่ยมปากแม่น้ำที่เกิดจากแม่น้ำไรน์ แม่น้ำมาส/เมิส และแม่น้ำเชลด์ในเนเธอร์แลนด์รวมถึงแม่น้ำดานูบในยุโรปในสมัยราชวงศ์ฉินได้สร้างระบบชลประทานตู้เจียงหยานขึ้นเพื่อเป็นโครงการอนุรักษ์น้ำและควบคุมอุทกภัย โครงสร้างพื้นฐานของระบบตั้งอยู่บนแม่น้ำหมินซึ่งเป็นสาขาที่ยาวที่สุดของแม่น้ำแยงซีในมณฑลเสฉวนประเทศจีน

ระบบคันกั้นน้ำมิสซิสซิปปีถือเป็นหนึ่งในระบบคันกั้นน้ำที่ใหญ่ที่สุดในโลก ประกอบด้วยคันกั้นน้ำ ยาวกว่า 5,600 กิโลเมตร (3,500 ไมล์) ทอดยาวไปตามแม่น้ำมิสซิสซิปปีประมาณ 1,000 กิโลเมตร (620 ไมล์)จากเคปจิราโดรัฐมิสซูรีไปจนถึงปากแม่น้ำมิสซิสซิปปี คันกั้นน้ำ เหล่านี้เริ่มต้นโดยผู้ตั้งถิ่นฐานชาวฝรั่งเศสใน รัฐ ลุยเซียนาในศตวรรษที่ 18 เพื่อปกป้องเมืองนิวออร์ลีนส์ [ ^{12 ] คัน}กั้นน้ำแรกในรัฐลุยเซียนาสูงประมาณ90 เซนติเมตร (3 ฟุต)และครอบคลุมระยะทางประมาณ80 กิโลเมตร (50 ไมล์)ตามริมฝั่งแม่น้ำ^{[ 12 ]}กองทัพบกสหรัฐฯ ร่วมกับคณะกรรมการแม่น้ำมิสซิสซิปปี ได้ขยายระบบคันกั้นน้ำตั้งแต่ปี 1882 เพื่อครอบคลุมริมฝั่งแม่น้ำจากไคโร รัฐอิลลินอยส์ไปจนถึงปากแม่น้ำมิสซิสซิปปีในรัฐลุยเซียนา^{[ 12 ]}ในช่วงกลางทศวรรษ 1980 คันกั้นน้ำเหล่านี้ได้ขยายไปถึงขอบเขตปัจจุบันและมีความสูงเฉลี่ย7.3 เมตร (24 ฟุต)คันกั้นน้ำบางแห่งในแม่น้ำมิสซิสซิปปีมีความสูงถึง15 เมตร (50 ฟุต)คันกั้นน้ำในแม่น้ำมิสซิสซิปปียังรวมถึงคันกั้นน้ำเดี่ยวที่ยาวที่สุดในโลกบางแห่ง คันกั้นน้ำแห่งหนึ่งทอดยาวไปทางใต้จากไพน์บลัฟฟ์รัฐอาร์คันซอเป็นระยะทางประมาณ610 กิโลเมตร (380 ไมล์)ขอบเขตและขนาดของคันกั้นน้ำในแม่น้ำมิสซิสซิปปีมักถูกเปรียบเทียบกับกำแพงเมืองจีน^{[ 13 ]}              

กองทัพบกสหรัฐฯ (USACE) แนะนำและสนับสนุน เทคโนโลยี การกักกันเซลล์ (geocells) เป็นแนวทางการจัดการที่ดีที่สุด^{[ 14 ]}ให้ความสำคัญเป็นพิเศษกับเรื่องการกัดเซาะพื้นผิว การป้องกัน น้ำล้นและการปกป้องสันเขื่อนและลาดเขาด้านล่าง การเสริมแรงด้วย geocells จะให้แรงดึงแก่ดินเพื่อต้านทานความไม่เสถียรได้ดียิ่งขึ้น

คันกั้นน้ำเทียมอาจทำให้ระดับพื้นแม่น้ำตามธรรมชาติสูงขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป การเกิดขึ้นหรือไม่และเร็วแค่ไหนขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ หนึ่งในนั้นคือปริมาณและชนิดของตะกอนที่สะสมอยู่ในแม่น้ำแม่น้ำที่เกิดจากการสะสมของตะกอนจำนวนมากมักมีพฤติกรรมเช่นนี้ ตัวอย่างของแม่น้ำที่คันกั้นน้ำเทียมทำให้ระดับพื้นแม่น้ำสูงขึ้น จนกระทั่งสูงกว่าพื้นดินด้านหลังคันกั้นน้ำ ได้แก่แม่น้ำเหลืองในประเทศจีนและแม่น้ำมิสซิสซิปปีในสหรัฐอเมริกา

คันกั้นน้ำทั้งที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติและที่มนุษย์สร้างขึ้นสามารถพังทลายได้หลายวิธี ปัจจัยที่ทำให้คันกั้นน้ำพังทลาย ได้แก่ น้ำล้นตลิ่ง การกัดเซาะ ความเสียหายทางโครงสร้าง และการอิ่มตัวของคันกั้นน้ำ สาเหตุที่พบบ่อยที่สุด (และอันตรายที่สุด) คือการพังทลายของคันกั้นน้ำในกรณีนี้ ส่วนหนึ่งของคันกั้นน้ำจะแตกหรือถูกกัดเซาะ ทำให้เกิดช่องว่างขนาดใหญ่ที่น้ำสามารถไหลท่วมพื้นที่ที่ปกติแล้วได้รับการปกป้องจากคันกั้นน้ำ การพังทลายอาจเกิดขึ้นอย่างฉับพลันหรือค่อยเป็นค่อยไป เกิดจากทั้งการกัดเซาะบนพื้นผิวหรือความอ่อนแอใต้พื้นผิวของคันกั้นน้ำ การพังทลายอาจทำให้เกิดการสะสมของตะกอนเป็นรูปพัดแผ่กระจายออกไปจากจุดที่พังทลาย ซึ่งเรียกว่า การกระจายตัวของตะกอน(crevasse splay ) ในคันกั้นน้ำตามธรรมชาติ เมื่อเกิดการพังทลายแล้ว ช่องว่างในคันกั้นน้ำจะคงอยู่จนกว่าจะถูกเติมเต็มอีกครั้งด้วยกระบวนการสร้างคันกั้นน้ำ ซึ่งจะเพิ่มโอกาสที่จะเกิดการพังทลายในอนาคตในตำแหน่งเดียวกัน การพังทลายอาจเป็นจุดที่กระแสน้ำวกกลับหากทิศทางการไหลของแม่น้ำถูกเปลี่ยนเส้นทางอย่างถาวรผ่านช่องว่างนั้น

บางครั้งมีการกล่าวว่าคันกั้นน้ำพังเมื่อน้ำไหลล้นเหนือสันคันกั้นน้ำ ซึ่งจะทำให้เกิดน้ำท่วมในพื้นที่ราบลุ่ม แต่เนื่องจากไม่ได้สร้างความเสียหายให้กับคันกั้นน้ำ จึงมีผลกระทบต่อการเกิดน้ำท่วมในอนาคตน้อยกว่า

ในบรรดากลไกความล้มเหลวต่างๆ ที่ทำให้คันกั้นน้ำพัง ทลาย การกัดเซาะดินเป็นหนึ่งในปัจจัยที่สำคัญที่สุด การคาดการณ์การกัดเซาะดินและการเกิดการกัดเซาะเมื่อน้ำล้นคันกั้นน้ำมีความสำคัญต่อการออกแบบคันกั้นน้ำและกำแพงป้องกันน้ำท่วม ที่มั่นคง มีการศึกษามากมายเพื่อตรวจสอบความสามารถในการกัดเซาะของดิน Briaud et al. (2008) ^{[ 20 ]}ใช้การทดสอบ Erosion Function Apparatus (EFA) เพื่อวัดความสามารถในการกัดเซาะของดิน และหลังจากนั้นใช้ซอฟต์แวร์ Chen 3D ทำการจำลองเชิงตัวเลขบนคันกั้นน้ำเพื่อหาเวกเตอร์ความเร็วในน้ำที่ล้นและปริมาณการกัดเซาะที่เกิดขึ้นเมื่อน้ำที่ล้นกระทบกับคันกั้นน้ำ จากการวิเคราะห์ผลลัพธ์จากการทดสอบ EFA ได้มีการพัฒนาแผนภูมิการกัดเซาะเพื่อจำแนกความสามารถในการกัดเซาะของดิน Hughes และ Nadal ในปี 2009 ^{[ 21 ]}ศึกษาผลกระทบของการรวมกันของการไหลล้นของคลื่นและการไหลล้นของคลื่นพายุต่อการกัดเซาะและการเกิดการกัดเซาะในคันกั้นน้ำ การศึกษานี้รวมถึงพารามิเตอร์ทางไฮดรอลิกและลักษณะการไหล เช่น ความหนาของการไหล ช่วงเวลาของคลื่น ระดับคลื่นเหนือยอดคันกั้นน้ำในการวิเคราะห์การพัฒนาการกัดเซาะ จากการทดสอบในห้องปฏิบัติการ ได้มีการสร้างความสัมพันธ์เชิงประจักษ์ที่เกี่ยวข้องกับปริมาณการไหลล้นเฉลี่ยเพื่อวิเคราะห์ความต้านทานของคันกั้นน้ำต่อการกัดเซาะ สมการเหล่านี้สามารถใช้ได้กับสถานการณ์ที่คล้ายกับการทดสอบเชิงทดลองเท่านั้น ในขณะที่สามารถให้การประมาณค่าที่สมเหตุสมผลหากนำไปใช้กับเงื่อนไขอื่นๆ

Osouli et al. (2014) และ Karimpour et al. (2015) ได้ทำการจำลองทางกายภาพของคันกั้นน้ำในห้องปฏิบัติการเพื่อประเมินลักษณะคะแนนของคันกั้นน้ำที่แตกต่างกันเนื่องจากการไหลล้นของกำแพงกั้นน้ำท่วม^{[ 22 ] [ 23 ]}

แนวทางอื่นที่ใช้ในการป้องกันความเสียหายของคันกั้นน้ำคือการถ่ายภาพความต้านทานไฟฟ้า (ERT) วิธีการทางธรณีฟิสิกส์แบบไม่ทำลายนี้สามารถตรวจจับพื้นที่อิ่มตัววิกฤตในคันดินได้ล่วงหน้า ดังนั้น ERT จึงสามารถใช้ในการตรวจสอบปรากฏการณ์การซึมในโครงสร้างดินและทำหน้าที่เป็นระบบเตือนภัยล่วงหน้า เช่น ในส่วนวิกฤตของคันกั้นน้ำหรือเขื่อน^{[ 24 ]}

ในสหรัฐอเมริกา ค่าความคลาดเคลื่อนของคันกั้นน้ำและกำแพงป้องกันน้ำท่วมมักจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของระดับที่เกิน โดยที่น้ำท่วมที่มีโอกาสเกิดขึ้นน้อยกว่า 1% ต่อปี บ่งชี้ถึงรั้วที่คาดว่าจะเกิดน้ำท่วมทะลุน้อยกว่าหนึ่งครั้งในรอบ 100 ปี^{[ 25 ]}

คันกั้นน้ำตามธรรมชาติที่สร้างจากตะกอนที่ทับถมจากน้ำท่วมและคันกั้นน้ำเทียมจำกัดการไหลของน้ำท่วมและการสะสมของสารอาหาร สารอินทรีย์ และตะกอนซ้ำๆ ในที่ราบน้ำท่วมถึงโดยรอบ^{[ 26 ]}และพื้นที่ชุ่มน้ำ^{[ 27 ]}คันกั้นน้ำสามารถลดการสะสมของตะกอนที่ล้นตลิ่งซึ่งส่งผลให้เกิดการกัดเซาะชายฝั่งและการสูญเสียที่ดิน^{[ 27 ]}การศึกษาที่ดินที่ได้มีการรื้อคันกั้นน้ำออกไปพบว่ามีการเพิ่มขึ้นของแหล่งที่อยู่อาศัยริมแม่น้ำและความหลากหลายทางชีวภาพ^{[ 26 ]}

โดยการกักเก็บน้ำ คันกั้นน้ำจะเร่งและควบคุมการไหลของน้ำท่วมเป็นช่วงๆ ซึ่งหากไม่เช่นนั้นจะกระจายไปทั่วที่ราบน้ำท่วมถึงกว้างๆ การไหลของน้ำท่วมเหล่านี้สามารถถูกกักเก็บและชดเชยได้บางส่วนโดยเขื่อนและอ่างเก็บน้ำที่ สร้างขึ้น ^{[ 25 ]}สิ่งเหล่านี้ก่อให้เกิดผลกระทบต่อระบบนิเวศและการเดินเรือในแม่น้ำ การเพิ่มช่องทางน้ำและการลดพื้นที่ราบน้ำท่วมถึงโดยรวมจะทำให้ความรุนแรงของน้ำท่วมในพายุที่มีผลกระทบสูงสุดเพิ่มมากขึ้น จึงจำเป็นต้องมีการออกแบบทางวิศวกรรมเพิ่มเติมเพื่อชดเชย^{[ 28 ]}

• บทความ เรื่อง "กลอุบายของคนขุดบ่อน้ำ" เดือนมิถุนายน ปี 1951 จาก นิตยสาร Popular Scienceกล่าวถึงวิธีการที่วิศวกรควบคุมอุทกภัยใช้เทคนิคเก่าแก่ในการปกป้องคันกั้นน้ำตามแม่น้ำจากการซึมของน้ำที่กัดเซาะคันกั้นน้ำ
• "การออกแบบและการก่อสร้างคันกั้นน้ำ" คู่มือวิศวกรกองทัพบกสหรัฐฯ EM-1110-2-1913 เก็บถาวรเมื่อวันที่ 19 กุมภาพันธ์ 2018 ที่Wayback Machine
• คู่มือคันกั้นน้ำระหว่างประเทศ