马以超教授：生态水利设计相关问题的探讨

生态水利设计相关问题的探讨

浙江中浙生态科技研究院总工马以超

马以超：教授级高工，九三学社社员。浙江省中浙生态科技研究院首席专家、总工程师，注册土木工程师，浙江省生态智库专家。曾任浙江省水利水电勘测设计院首席专家、生态水利院（市政院）院长。1993 年毕业于浙江大学土木系，现主要从事水利水电工程设计与咨询，曾担任多个国家重大工程、省重点工程项目设计负责人，在生态水利、河湖治理、引水、坝工等领域成绩突出，曾获得省级以上科技进步、勘察设计奖项 20 余项，2010 年设计作品入选浙江省青年设计师优秀作品。在河湖综合治理方面，通过太湖流域水环境综合治理工程、独流入海钱塘江治理、瓯江治理、诸暨市高湖城市湖泊、义乌市双江湖等项目的积累，对水环境综合治理技术体系进行了整合与二次创新。在长距离输水工程设计研究方面，通过杭州钱塘江引水入城工程、杭州闲林水库工程、嘉兴太湖取水(西片)工程等多个大型工程或省重点工程的设计和研究工作，总结了诸多有益经验，对泥沙淤积、双向水动力条件等关键技术均有创新性研究成果并获得省科技进步奖。在拱坝设计和研究方面成绩卓著，在设计、安全评价等领域均有重大创新。独立承担了国内多座中高拱坝的设计，包括华光潭一级拱坝(高 104m)，仙居溪拱坝(高 84m)，芙蓉拱坝(高 66m)，下岸拱坝(高 64m)、左溪拱坝(高 64m)、周公源拱坝(高 54m)、顺溪拱坝(高 101m)等，并组织完成了“中低拱坝结构安全评价方法研究”等多个科研项目。曾获得多项省级以上勘测设计奖。

01

问：能否稍展开说说“大景观”以及和河湖治理的关系。”

答：个人理解，实现河湖的各项功能，比如防洪安全、供水、生态、水源保护、旅游休闲、文化、产业等等，需要有个统筹。这个统筹就是“大景观”。

在当前，河湖这些功能的实现是带有行业特性的。比如防洪安全是水利口的，旅游、文化是属于文旅口的，水质主要是环保口的。行业之间还是有一些割裂的情况。“大景观”的思想就是要弥合这些人为的割裂，把水安全、水资源、水环境、水生态、水文化、水产业融合起来。

比如，后面会提到一个人工湖案例，一个滞洪区改造项目，改造以后既能保证分洪功能的实现，又是一个城市湖泊，甚至引导城市的发展布局，水利功能与城市公园的融合，这就是典型的“大景观”思想。所以说景观远不只是绿化。

当前水利河湖治理其实已经有这种融合的趋势，行业壁垒不断被打破。浙江省的“美丽河湖”行动就是这样一种尝试。“美丽河湖”由水利部门主导，但是需要住建、农林、生态环境、文旅等多个部门共同参与，工作也许更困难，甚至有时候一不小心还会“做错”，但是效果是有目共睹的。浙江精神的精髓是创新，创新需要有更多担当，也希望今后这种行业融合的“大景观”思想可以在国内更多地方发扬光大。

02

问：对于山溪性河流，生态修复主要可以做什么，是不是就是做生态堤岸？

答：首先提出一个观点，生态水利并不只是做了生态措施的传统水利工程。所以河流的生态修复也远远不是做生态堤岸。

山溪性河流治理首先是问题需求导向，调查研究河流现状情况，看存在的问题是什么，分析可能的需求是什么？如果问题是防洪能力不够，那对应的措施可能就是修建防洪堤。如果问题是保护农田不被冲刷，那措施就是堤岸防冲加固。如果需求是村庄的用水和灌溉，那可能的措施也许是堰坝引水。如果村庄段河流原来采砂等等生态破坏了，现在有环境提升的需求，那就可能需要生态修复。

过去，山溪性河流的治理普遍只关心洪水，所以钱大部分花到高高程的岸上。对于河道里面、水边关注得是比较少的。所以很多设计师观念里面生态修复就是把传统的混凝土堤岸用生态性结构取代，比如生态砌块。

现在慢慢地大家开始把视线投到水边。但是水边的生态修复到底做什么，其实大家都还没什么经验。这里建议可以学习我们的邻国日本的一些做法，有一个学术名词，叫做日本多自然河流治理。日本多自然河流治理的核心思想是恢复或者增加水边多样性。比如恢复河床自然形态，特别是恢复河道蜿蜒的主槽，让小洪水归槽，大洪水漫滩，这个是很花钱的，有些实施难度还比较大，而且大部分做在地下看不见；保护河滩低地，因为河滩低高程的湿地是生物多样性最丰富的地方。营造水边过渡带，比如岸边抛石，是防冲加固措施，也可以营造岸边多样性的水流流态。还有的措施比如营造浅滩和深潭，浅滩阳光可以照到水底，底栖的沉水植物可以得到生长，深潭流速低温度变化小，鱼类可以在里面生存等等。

现在浙江省也是刚刚开始在做这些，困难不少，但最主要的困难还是人们的观念，这需要有一个慢慢接受的过程。生态修复还有很长的路好走。

03

问题：河湖治理很重要的一个方面是水质问题。这个传统上又是水利的弱项。能否谈谈你和你的团队在这方面的一些经验，或者给其他设计师一些建议。

答：我目前刚刚离开浙江省院，转到一家咨询为主的机构。所以我还是结合我以之前服务的浙江省院生态院的情况说说。

浙江省院的生态院其实是一个综合性的业务部门，70多号人，下面按照业务类型分了三个板块，水利、水环境、水景观。水利板块偏重于传统，水景观板块偏重于美丽河湖建设与规划，我重点讲下水环境板块。

水环境板块大致15个人，主专业是给排水或环境工程，也就是工艺专业，然后也有结构专业，土建结构、水工结构等。这个团队之前主要做市政水厂、管网、农村污水等等，后来慢慢开拓到河湖水环境领域。尺度不一样，当然走得肯定会比较辛苦，利润也不高。但是可以肯定，未来这个板块一定会成为河湖治理的核心，因为差异化价值。所以给其他设计团队最重要的建议就是要配置环境工程专业，而且某些项目要能让他主导。

另一个建议是水利、水环境、水景观要做到真正融合。这个其实也是一个教训。生态院从30多个人发展到70多人，团队越来越大。起初构架是模糊的，工作配合很好，后来构架、分工越来越清晰，反而出现了专业割裂和各自为阵情况。这个挺让我反思的。所以我的另一个建议就是团队的建设专业分工要粗一些、模糊一些、交叉一些，这样也许对项目更有利。

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问：对西北干旱地区的季节性河道（平时流量10立方米每秒，20年一遇770立方米每秒），如何解决河道防洪与建造人工湿地的关系？需要注意事项？

答：有些干旱地区地下水位比较低，建湿地要花很大力气做防渗或者抬高地下水位，那么就要考虑是不是一定有必要建湿地。季节断流也许本来就是一些河道的特性，未必一定要去改变这个情况。花很大力气人为改变成绿色也许更不生态。

另一方面，因势利导进行雨洪利用适度改善生态环境也许是个选择。这种利用比如：小洪水归槽（主槽适度做防渗）、大洪水漫滩（季节性绿洲）、滞洪区湿地（季节性湿地）等，尽量让水多留点下来。

注意事项方面，建议一：多利用自然人力（如荷兰沙引擎），少一些人工干预；建议二：尽量留足河道空间，多留两岸缓冲区域，少筑防洪堤，筑堤的标准切合需求切忌过高；建议三：慎重新建堰坝（冲刷转移），同时干旱区也不宜过多的水面（蒸发量大）。总之，“塞上江南”也许不应该是干旱区河道生态治理的目标或者愿景。

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问题：在水利设计院作为景观专业是无法与水工专业平起平坐的，胳膊拧不过大腿，怎么让景观统筹这么多专业

答：项目设总有各自的专业背景（比如水工、水利），但应该有更高、更宽的专业视野，他需要懂得其他相关专业，过去，他需要了解一些水文、水利规划、地质、施工、机电金结、环评水保、概算、经评等专业。现在做河湖，也许更需要了解一些城市规划、环境工程、生态景观、文化旅游等。

过去，一般设总水工和水利规划专业背景比较多，也有机电专业的，那是工程特点决定的。现在做河湖治理，特别是美丽河湖与水质提升类项目，水工专业会有一些局限，而景观、环境工程等专业背景的设总因为没有过去传统水利的框框，可能反而容易做得好。

当然，要景观、环境工程等这些非传统水利专业当设总，的确对人的要求非常高，他肯定得愿意学习、善于学习。我的体会还是要自己单位培养为主，在实践中培养。给压力、给担子，他成长就会很快。反之，如果不给他们机会，不给试错和包容，那他们真就永远只能做配合了，更重要的是，河湖治理项目也就很可能只是沿传统水利的老路走走了。

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问题：三面光的硬化河道 如何进行生态修复

答：首先是问题需求导向，如果这个河道就是单一输水功能，比如南水北调，那么“三面光”没什么不好。不用为了生态而做生态。

如果真的是有生态修复的需求，建议找下新加坡宏山公园加冷河改造项目的资料。核心思想是系统解决水问题，恢复河流自然形态。加冷河的一些经验非常实用。

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问题：有的老城区，污水管网不完善，存在污水直排入河的现象，而污水管网的改造成本巨大，请问马老师有什么好办法没！

答：污水产生在岸上，所以治污最主要的事情也在岸上，只对水里发力当然是远远不够的。治水没有捷径，没有所谓“高科技”（个人观点）。现在开始踏踏做系统治理，也许十年后会变好。

当然，在这个长期努力的同时，也需要一些过渡期的治标措施。小水域、封闭水域简单一些，手段很多，比如透析。大水域、开放性水域当然会难，因为边界不可控，这时候引水冲污（或者生态补水）也许很有效。没水可引，也许利用大规模的水处理设施，然后配套活水管网也许可以。但这些都需要非常大的代价。听说过不少所谓先进的环保水处理工艺，但是这些工艺往往处理的能力和需要处理的规模是不相匹配的。

目前这些水环境治理的过渡性措施还是很有市场的，需要专业的论证与设计，而且往往需要水利、环境工程知识的综合运用。有时候河网模型也非常重要，联动监测和调度，是非常好的手段。

08

问题：想问问老师，在“各部门之间互相配合，不要只管自己”这一点上可以展开讲一讲具体内容吗？

答：互相配合靠自觉当然是不够的。“河长制”其实就是为了解决各部门配合不好的问题，改善“九龙治水”情况。让行政长官来当河长，解决部门职责交叉、重迭、缺位等问题。所以“河长制”感觉是目前比较好的办法。

对于工程项目，很多地方的做法是在行业口的建设法人（比如水投集团）之上建立项目领导小组或指挥部协调机构，或者干脆建立综合的管委会或建设管理办公室，把各部门背景的人抽调在一起办公，这也是一种解决办法。总之，要在原来各部门各管一摊基础上，建立合起来管的机制。

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问题：我看到过一个调水方案，把水从水库直接调到水库下游30公里外的市区，那么这30公里河道因水量减少会造成的生态影响，请问：该如何减少这这种影响，做到人水和谐呢？

答：城市的发展是以牺牲其他区域的利益为代价，有时候不可避免。

减少影响的话，想到：一是城市规划上要考虑水资源、水环境的容量限制，特别是产业规划，需水规模与供水规模得匹配；二是节水，节水就是治污；三是减排，海绵城市LID，减少雨水入河湖可以有效改善河湖水环境。

对于减水河道本身，建议应该有生态评估和生态补偿机制。对被引河道评估能不能引，最大能引多少。另一方面，跨区域引水以后，获益方可以对损失方进行一定的补偿，当然生态补偿还是一个新的命题。

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问题：河湖生态修复中有通过哪些信息化技术来辅助管理和监管？能否介绍一个案例进行简单说明。

问题：想问一下马教授，通过GIS将城市地理信息与城市湖泊河道信息相结合的形式，是否能有利于河湖分析、污染分析、整体规划与水岸同治，如果可以，那么在相关数据收集、监测与分析中有什么要特别注意的，谢谢

答：这两个问题是比较前沿的专业，具体信息化技术方面不是我的强项，不懂不敢乱讲。但是，水利工作重点从建设向管理转变是肯定的，信息化工作的比重、投资越来越大也是趋势，这和工程建设投资的滑坡成鲜明的对比。

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问题：马老师，请问下历史上受水产、农田养殖影响的郊野型湖泊，在生态修复和水环境改善方面有什么好的建议，和有效方法推荐？

答：建议一：要做本底调查，看看内源方面影响水质有哪些因素，是否需要清淤。如果要清淤，要做好清淤的论证，比如清多少，方式，减量化，无害化，资源化利用等等。特别是资源化利用，非常反感泛泛的淤泥制砖、制陶粒等提法，要知道你的清淤量也许和制砖做陶粒所需在用量、时间、空间上都是不匹配的。

建议二：监测先做起来，同时建立水动力和水环境模型，积累长期数据，掌握动态变化，可以随时应对。

建议三：沉水效果比较好，但是不大主张大量使用沉水植物，主要是维护要求高，有风险。一不小心很可能巨资打了“水漂”。建议做沉水可以循序渐近，慢慢增加，引导性种植，最好是自然生长少维护。

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问题：马老师是否做过相应的利用生物进行修复？比如说利用鱼，蚌，螺蛳等？可否介绍下经验。

答：生物调控需要专业的团队去实施，关键是“轮捕轮放”，定向投放和定向捕捞特别种类的鱼。蚌和螺蛳没有用过，估计肯定会有效果，但是技术的推广应用关键是操作是否便利。用鱼也许比较便利，也容易捞，所以实例多一些，特别是浙闽的一些水库。做鱼一般有专业的团队。

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问题：请问老师，碧道是一个什么样的概念？

答：这个概念是深圳先提出来的，参见深圳水规院的朱闻博老师《系统解决城市水问题》一书。我个人理解，碧道就是在绿道的基础上，融合涉水其他内容，包括水安全、水资源、水环境、水文化。也就是我在课上提到的“大景观”，用一条主线串联起各项功能。

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问题：您好！想请教马老师，怎么看待闸坝对水生态系统的影响？刚才有人问到季节性河流问题，马老师说的特别好，遵循自然规律，但是也有些河流多年前水量丰富，因为后期的水资源过度开发和利用才导致了下游水量少，这种情况应该怎么生态修复呢？谢谢！

答：不是太明白问题的方向，就按我自己的理解稍微说一点。对于平原河网，闸坝关键在于调度，调度得当应该没啥影响吧。对于河口大闸，是有可能造成生态影响的，所以建河口大闸是非常慎重的，浙江省八大流域也只有曹娥江建了河口大闸（主要为了缓解浙东缺水问题）。记得荷兰有个规模非常大的东斯海尔德挡潮闸，它只是挡潮，平时常开，对生态影响也许有限。对于山溪性河流，如果是上游段河流，堰闸生态影响主要有抬高地下水位、冲刷转移、土地浸没等，但也许都不会太大，影响大的论证时也就被否定了。

下游水少的问题也许并不是设计措施生态修复的问题，而是水资源分配的问题。浙江省钱塘江河口专门做了水资源配置规划，对沿途各地的水资源使用量进行了严格的量化分配，所有取水设施都要计量。

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问题：想要保护原状植物的话，面对施工单位大挖大填，是否有对应的措施

答：好象的确没什么特别好的办法，生态修复项目也许不合适大的施工机械、快速施工，需要精工慢活。也许以后做得好的团队会多起来。

另外传统的质监、质检也有不能兼容的情况，比如施工期植物被洪水冲损了，很难界定是不是质量问题。还有设计出图也困难，传统水利的方法出图不行了，即使借用景观的出图方法也还是挺困难的。很多只能现场定，我们有的设计师自己去现场放线撒白粉，一年中大部分时间都在工地，所以效益就有些差了。这和做水利规划、传统水工设计没得比了。

所以觉得还是要在实践中慢慢摸索，也许各地经验都不一样。当然，建设环境很重要，特别是政府监管部门包容度、业主的包容度。他们是工程能否成功的保障。

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问：请马老师讲一下对于西北地区容纳农田排水和城市生活污水的湖泊，在处理COD、氨氮、总磷等污染因子时，采用火山岩和投加生物菌剂是否可行，后期效果预期。

答：问题很具体，但我觉得回答“是”或者“否”都过于简易。湖泊污染的治理肯定是个系统工程，岸上、入湖沟渠、水底、水体，多管齐下，相互配合，共同作用，短期和长效结合。

在处理应对突发的水体污染时，有用到火山岩和投加生物菌剂，作为应急处置。生物菌剂对减少黑臭应该是有好处的。这两种都是现地措施，治标性的。也许当时是有效果的。但是污染源没有解决（面源的、内源的、上游的），投加火山岩粉剂和生物菌剂只能解决一时。

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问：对于区域性湖泊水体的蓝藻爆发，诱因和好的治理思路方式有哪些？

答：这个问题太大了，没法回答。因为没有一种思路可以包打天下。但是另一方面，最笨的办法也许就是最好的办法。治水没有捷径，治水是个长期工作。