海上風(fēng)電場建設(shè)對通航安全影響分析研究

陳 宏

(福建船政交通職業(yè)學(xué)院，福州 350007)

1 引言

海上風(fēng)電場是指通過在海上大規(guī)模建設(shè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備進(jìn)行風(fēng)力能源采集并轉(zhuǎn)化為電能的一種發(fā)電方式，海上風(fēng)電場通常由海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、海上輸變電系統(tǒng)、升壓站及集控中心組成，包括潮間帶和潮下帶海上風(fēng)電場、近海海上風(fēng)電場和深海海上風(fēng)電場。 海洋風(fēng)能是一種清潔、廉價、儲量極為豐富的可再生能源。 我國海上風(fēng)電場建設(shè)起步晚， 但近年來發(fā)展迅速，2019 年底海上風(fēng)電場裝機(jī)容量僅次于英國和德國，位居全球第三位。海上風(fēng)電場建設(shè)必將對該水域的通航安全造成一定的影響， 并可能永久性改變該水域原有的通航環(huán)境。 為了避免海上風(fēng)電場建設(shè)妨礙海上交通安全， 保障海上風(fēng)電場建設(shè)與運營安全，促進(jìn)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)與港口航運可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展，海上風(fēng)電場項目建設(shè)，必須了解對通航安全的影響，明晰風(fēng)險并合理規(guī)劃選址。

2 海上風(fēng)電場建設(shè)對通航安全的影響分析

2.1 海上風(fēng)電場對船舶通航的影響分析

由于海上風(fēng)電場建設(shè)， 其附近船舶有效通航水域減少，增加了附近水域的船舶通航密度，對航行其附近水域的船舶駕駛員視線造成一定遮擋， 影響船舶駕駛員的正常瞭望，在能見度不良、大風(fēng)等惡劣天氣情況下，易導(dǎo)致船舶產(chǎn)生緊迫局面而發(fā)生碰撞風(fēng)險， 對附近水域通航安全產(chǎn)生一定的礙航影響。

2.2 海上風(fēng)電場對雷達(dá)工作效能的影響分析

海上風(fēng)電場會干擾并降低雷達(dá)(VTS 雷達(dá)、船用雷達(dá))的檢測能力、 削弱對海上風(fēng)電場周圍目標(biāo)船舶的定位和識別。

(1)由于雷達(dá)角度(其天線的回波掃測方向)必須接近水平，難免造成船舶目標(biāo)與海上風(fēng)電場相混淆。

(2)由于風(fēng)機(jī)塔架和葉片的遮蔽，雷達(dá)顯示屏中會出現(xiàn)位于風(fēng)機(jī)后部的扇狀盲區(qū)。

(3)由于雷達(dá)天線的旁瓣效應(yīng)，風(fēng)機(jī)反射的強(qiáng)回波，將使雷達(dá)產(chǎn)生虛假回波，導(dǎo)致假目標(biāo)出現(xiàn)。

2.3 海上風(fēng)電場對導(dǎo)助航標(biāo)志的影響分析

海上風(fēng)電場建設(shè)施工期間， 其施工船舶的燈光會影響沿海燈樁、燈浮的效能，減弱其對船舶的引導(dǎo)作用。 海上風(fēng)電場建成后，會增加船舶駕駛員對附近燈樁、燈浮的辨別難度。

3 海上風(fēng)電場建設(shè)通航安全保障對策

3.1 依據(jù)相關(guān)公約和法律法規(guī)的有關(guān)規(guī)定建設(shè)海上風(fēng)電場

依據(jù)國家現(xiàn)行有關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、 規(guī)范，《中華人民共和國海上交通安全法》《中華人民共和國安全生產(chǎn)法》《中華人民共和國海域使用管理法》《中華人民共和國航道法》《1972 年國際海上避碰規(guī)則》《國際海上人命安全公約》《海上風(fēng)力發(fā)電場設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 51308-2019)《海港總體設(shè)計規(guī)范》(JTS 165-2013)和《中國海區(qū)水中建(構(gòu))筑物標(biāo)志規(guī)定》(GB17380)等，確保海上風(fēng)電場項目建設(shè)符合相關(guān)公約和法律法規(guī)規(guī)定，避免海上風(fēng)電場建設(shè)制約港口航運發(fā)展。

3.2 海上風(fēng)電場選址基本原則

(1)海上風(fēng)電場選址應(yīng)符合相關(guān)功能區(qū)劃要求，并與港口航運、海上通航管理、航海保障等規(guī)劃相協(xié)調(diào)。

(2)海上風(fēng)電場應(yīng)與海底管道、光纜、電纜、海上平臺、橋梁、助航標(biāo)志等水上水下設(shè)施保持安全防護(hù)距離。

(3)海上風(fēng)電場應(yīng)與錨地和航路保持安全距離，同時應(yīng)避免對附近航路船舶的雷達(dá)、甚高頻通信(VHF)、船舶自動識別系統(tǒng)(AIS)、岸基雷達(dá)站、海岸電臺及差分全球定位系統(tǒng)(DGPS)等信號造成影響。

(4)海上風(fēng)電場總體布置應(yīng)滿足施工期船機(jī)設(shè)備和運行維護(hù)船的通航要求。

(5)海底電纜路由的選址和海底電纜的埋深的確定，應(yīng)充分考慮對航道航路、錨地等通航功能區(qū)、海洋傾倒區(qū)等因素的影響，開展充分的通航環(huán)境調(diào)查研究，必要時評估分析對通航安全的影響，確保各類通航安全風(fēng)險受控。

(6)規(guī)劃建設(shè)多個海上風(fēng)電場的水域，送出海底電纜應(yīng)盡可能集中穿越航路， 以減少海底電纜與航路的交匯點和禁錨區(qū)的設(shè)置給海上交通帶來的影響。

(7)在島礁附近水域、重要轉(zhuǎn)向點、氣象海況惡劣海域，應(yīng)注意對小型船舶的交通流進(jìn)行分析，以揭示其航行特點。 充分考慮周邊礙航物情況， 如場址周邊水域內(nèi)沉船、沉物、魚柵等礙航物情況以及其它方面的情況。

3.3 確保海上風(fēng)電場與航路安全距離

為了防止船舶與海上風(fēng)電場風(fēng)機(jī)和風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)發(fā)生觸碰，需在兩者之間保持一定的空間距離。確定海上風(fēng)電場與航路的安全距離，應(yīng)充分考慮《1972 年國際海上避碰規(guī)則》、船舶操作性能、船舶失控或走錨漂移、海員避讓習(xí)慣、海上設(shè)施保護(hù)范圍等因素，尤其是在能見度不良情況下。海上風(fēng)電場與航路邊界的安全距離的基本原則，即大于5～6 倍船長+1000 m (5～6 倍船長為旋回直徑，1000 m為船舶避讓機(jī)動緩沖空間安全地帶寬度)。

3.4 確保海上風(fēng)電場與錨地安全距離

為了防止錨泊船舶與海上風(fēng)電場風(fēng)機(jī)和風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)發(fā)生觸碰，需在兩者之間保持一定的空間距離。 按照《海上風(fēng)力發(fā)電場設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》和《1972 年國際海上避碰規(guī)則》等要求，考慮錨泊船舶無動力漂移距離，海上風(fēng)電場與錨地的安全距離按照不小于1000 m 或錨泊船舶的4～5 倍船長(取大值)[1]。

3.5 海上風(fēng)電場海底電纜相關(guān)通航安全要求

(1)依據(jù)《海上風(fēng)力發(fā)電場設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》，海上風(fēng)電場海底電纜路由選址宜避開航路、航道、錨地、海洋傾倒區(qū)等區(qū)域； 應(yīng)減少與其他海底管道、 光纜和電纜的交越，當(dāng)交越布置時，應(yīng)采取安全保護(hù)措施，最小凈距不應(yīng)小于0.3 m[1]。

(2)當(dāng)海底電纜不得不穿越航路、航道時，依據(jù)《海上風(fēng)力發(fā)電場設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》，海底電纜的埋深應(yīng)滿足國家和地方相關(guān)法律法規(guī)的要求， 建議加深填埋并在電纜埋設(shè)上方加設(shè)相應(yīng)保護(hù)層，包括填包覆蓋、灌注保護(hù)層、敷設(shè)巖石等方式。

(3)依據(jù)《海底電纜管道保護(hù)規(guī)定》，海底電纜建設(shè)后需劃定海底電纜保護(hù)區(qū)， 其中沿海寬闊海域為海底電纜兩側(cè)各500 m， 海灣等狹窄海域為海底電纜兩側(cè)各100 m，并向社會公告。 在海底電纜保護(hù)區(qū)內(nèi)，嚴(yán)禁從事挖砂、鉆探、打樁、拋錨、拖錨、底拖捕撈、張網(wǎng)、養(yǎng)殖或者其他可能破壞海底電纜管道安全的海上作業(yè)。

3.6 海上風(fēng)電場導(dǎo)助航標(biāo)志設(shè)置

為保障海上風(fēng)電場及過往船舶通航安全， 通常需要設(shè)置海上風(fēng)電場導(dǎo)助航標(biāo)志。 海上風(fēng)電場導(dǎo)助航標(biāo)志布置，包括風(fēng)機(jī)警示標(biāo)志和風(fēng)電場外圍及附近水上、陸上助航標(biāo)志兩部分構(gòu)成。 其功能一方面要求能夠?qū)Ω浇^往船舶起到警示作用， 使船舶能夠避開風(fēng)機(jī)和風(fēng)電場區(qū)并保持一定安全距離航行。 另一方面助航標(biāo)志和警示標(biāo)志要求能夠通過視覺、 聽覺和無線電等多種方式提供全天候的助航和警示作用。風(fēng)機(jī)警示標(biāo)志、風(fēng)電場外圍和附近水域助航標(biāo)志的設(shè)置、 布局應(yīng)將建設(shè)期和營運期統(tǒng)籌考慮，有利于根據(jù)建設(shè)進(jìn)度向營運期有序過渡。導(dǎo)助航設(shè)施可遵循 《中國海區(qū)水上助航標(biāo)志》(GB4696)《中國海區(qū)水中建(構(gòu))筑物標(biāo)志規(guī)定》(GB17380)《IALA O-139》相關(guān)指南與建議和有關(guān)海上風(fēng)電場助航標(biāo)志設(shè)置的規(guī)定。

4 結(jié)語

我國海上風(fēng)電場建設(shè)已進(jìn)入一個全新的快速發(fā)展時期，海上風(fēng)電場建設(shè)應(yīng)深入開展調(diào)查研究，科學(xué)決策，合理開發(fā)，認(rèn)真總結(jié)國內(nèi)外海上風(fēng)電場選址建設(shè)實踐經(jīng)驗，參考國家現(xiàn)行有關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，結(jié)合已有相關(guān)研究成果，充分考慮對附近水域通航安全可能產(chǎn)生的各種影響， 采取科學(xué)合理的安全防范措施，保障海上風(fēng)電場建設(shè)水域船舶通航安全，使其對附近水域通航安全的不利影響降到最小， 確保海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)與港口航運有序發(fā)展。