海上戰略石油儲備基地建設方案研究

于博，劉國寶

（1.中交第一航務工程局有限公司，天津 300461 2.大連中交理工交通技術研究院有限公司，遼寧 大連 116000）

0 引言

中國是僅次于美國的世界第二大石油消費國，戰略性石油儲備的功能主要定位在應對外部石油供給的突然中斷，因而《國家能源中長期發展規劃（2004—2020）》明確提出了建立國家石油戰略儲備的要求。國家戰略石油儲備陸上基地建設的一期工程已經在大連、黃島、舟山等地進行建設[1]。鄰國日本截至1996年，相繼建成10個國家石油儲備基地，其中2個為海上基地，海上基地主要由儲油浮體、相關附屬設置及裝卸油碼頭組成。特殊時期，各個海上戰略石油儲備區內的無動力儲油浮體可由拖輪拖運至安全區域形成戰略反擊態勢，保證國家石油安全，較陸上基地的安全保障能力更強。迄今為止，我國尚未興建海上戰略石油儲備基地，建設海上戰略石油儲備基地刻不容緩。海上戰略石油儲備基地選址要滿足以下條件：

1）布置與周邊水陸域現狀相協調；

2）滿足工程組織管理和船舶操作安全要求，便于工作人員上下船和油船裝卸作業；

3）充分考慮風、浪、流和水深、地質等自然條件因素，合理進行平面布置；

4）結合自然條件，合理使用資源，為基地長遠發展留有余地。

通過考察渤海灣溫坨子島、長江口半邊山島和珠江口擔桿島，綜合以上條件本文選址珠江口外擔桿島。擔桿島地理位置靠近香港、深圳、廣州，臨近珠江三角洲核心區域，地理位置優越，水深條件良好，國際航線密布，適合建設海上基地。本文對其進行平面布置，結構選型，分析工程造價和工程周期，為國家決策海上戰略石油儲備提供經濟合理的技術方案。

1 自然條件

1.1 地理位置

擔桿島位于珠江口萬山群島東部，珠海香洲東南部73 km，北距香港九龍30 km，面積13.2 km2，如圖1所示。

圖1 擔桿列島地理位置Fig.1 The location of Dan'gan Island

1.2 島嶼自然情況

擔桿島東北至西南走向（圖2），地勢中部高，兩端低。長約11.4 km，寬1.4 km，呈不規則長條形。主峰為樟木灣頂，海拔322 m。低矮的茅草和灌木交雜生長，間有少量松、相思樹等。地質多為花崗巖結構。

圖2 擔桿島衛星視圖Fig.2 The satellite view of Dan'gan Island

1.3 島嶼周圍水文條件

1）在擔桿島附近海域，水深線標注如圖3所示，離岸200 m即為20 m以上深水區域，適宜建設大型儲備設施。

2）潮流和海冰情況

潮汐：利用擔桿島1981年1—8月逐時潮位數據分析計算該區潮汐特征[2]。潮汐性質屬于不規則半日潮平均高低潮位，海域平均高潮位為0.38 m，平均低潮位為-0.44 m；海域平均潮差為0.82 m，最大潮差2.52 m。

圖3 擔桿島附近水深圖Fig.3 Bathymetric chart around Dan'gan Island

海流：收集附近海域連續站測流數據分析海流狀況，觀測海域為不正規半日潮流，其運動形式為往復流，流速較小，屬弱流區，主流向為WNW-ESE向，平均落潮流速大于平均漲潮流速，潮流速度隨水深的增加而減小，漲潮歷時均大于落潮歷時。小潮的1個太陽日內發生1次漲潮1次落潮，漲、落潮流歷時分別為6 h 31 min和8 h 24 min；大潮期，漲、落潮流歷時分別為6 h 21 min和6 h 00 min。余流速度不大，大潮期余流速度小于5 cm/s，小潮期余流速度在5～10 cm/s之間；余流方向基本為ES向。

海冰：無。

3）波浪情況

島嶼附近沒有觀測點，選用相對較近的遮浪臺站（N22毅39’，E115毅34’）的數據[3]，遮浪海域波浪數據見表1。

表1 遮浪海域波浪散布表Table 1 Statistic of waves in covering wave sea area次數

2 建設方案及工程造價

2.1 總體布置

考慮基地所需水深、波浪掩護條件，擬在擔桿島西北側中段建設海上戰略石油儲備基地，共建設1個30萬噸級開敞式油碼頭、2條直立式防波堤、1個海上作業區域、以及儲油船系泊裝置及其他配套設施。10艘100萬m3的浮式儲油駁船船首向西北，總平面布置圖如圖4所示[4]。

1）開敞式油碼頭平面布置

西北部建設1個30萬噸級開敞式油碼頭，可兼靠50萬噸級和15萬噸級油船[5]。碼頭軸線方向與強浪向和常浪向保持一致。泊位長度524 m，碼頭前沿高程12 m，底高程-27 m，碼頭采用重力式靠船墩與重力式系纜墩相結合的方式布置。碼頭前方設置回旋水域，回旋水域底標高-27 m，直徑為950 m。碼頭與主體儲油作業平臺使用760 m的鋼引橋相連接，鋼引橋下方設置7個重力墩式結構。開敞式油碼頭布置形式如圖4所示。

圖4 總平面布置圖Fig.4 General arrangement plan

2）防波堤布置

本工程防波堤主要用于掩護無動力儲油駁船，工程區域常浪向和強浪向為NE方向和SW方向，本工程防波堤主要掩護東北側和西南側來浪，其南側有擔桿島掩護。由于本工程北側距離香港島16 km，主要為風成浪，波高較小，現階段缺少工程資料，暫定北側只建設圍油欄。防波堤頂高程為9 m，寬度為19.35 m，底高程為-25 m，采用重力沉箱式結構。

3）系泊系統布置

本工程系泊系統采用樁基平臺（23 m伊23 m）結合鼓型橡膠護舷的方式進行系泊[6]，于儲油駁船的頂角布置靠船平臺，使用5個板式鼓型橡膠護舷系泊，其中3個護舷固定在23 m伊23 m的樁基平臺上，限制儲油船左右擺動，另外2個鼓型橡膠護舷通過可折疊鋼結構固定在樁式平臺上限制儲油駁船軸線運動，每艘儲油駁船通過四角共計20個鼓型橡膠護舷限位。折起可折疊鋼結構，儲油駁船可進入港區，或被拖離港區。港池內布置小型高樁平臺用于支撐第一層圍油欄和工作通道。系泊系統見圖5。

圖5 系泊系統平面布置圖Fig.5 Arrangement plan of mooring system

4）海上作業區域

海上作業區域為本工程必要配套設施安置區域，包括日常使用的輸油設備、消防設施、人員辦公休息區等必要的配套設施，擔桿島上有自然保護區，結合本工程可能存在的不易疏浚的地質條件，本工程作業區布置在儲油區與島嶼之間，預留環島水體交換區域并與擔桿島隔離，本區域布置在擔桿島北側，東西長1 448 m，南北寬55 m，填海形成陸域面積79 678.5 m2，采用斜坡護岸，內部使用島上開山土石進行回填，進行強夯地基處理，表面采用混凝土面層（上部設施本文未作討論）。

5）儲油駁船

基于島嶼周圍水文資料，以無動力浮式儲油駁船為主體設計海上石油儲備基地，共設計10艘100萬m3的浮式儲油駁船。需要特別提出的是設計的10艘100萬m3的浮式儲油駁船是可沉降式的，初步設計的可沉降高度為3 m。擔桿島浮式儲油駁船方案見表2所示。

表2 浮式儲油駁船方案Table 2 Design plan of floating production storage and offloadings

2.2 工程量及工程造價

新建300 000 DWT開敞式油碼頭泊位1個、新建直立式防波堤2條、回填陸域形成工作區1處。土建工程量及工程造價如表3所示。

表3 土建工程量及工程造價表Table3 Quantity and cost of civil engineering

儲油駁船單價約2億元，共計10艘，儲油駁船與基地土建總投資約為59億元。

3 結語

本文通過調研，選取珠江口外擔桿島建設海上戰略石油儲備基地，此方案優點為：地理位置優越，戰略意義重大；地質條件較好，建設難度較低；波浪掩護條件好，有利于基地平面布局。儲油駁船與基地土建總投資約為59億元，投資規模較為合理。建議選取此地建設國家海上戰略石油儲備基地，調研期也同時考察了渤海灣的溫坨子島和長江口的半邊山島，建設條件略有不足，也可進一步論證。

工程前期規劃選址論證需0.5 a，工程可行性研究、海洋環境評價、海域使用論證需1 a，前期勘察、初步設計需1 a，施工圖設計需1 a，施工期4 a。工程在順利的前提下需要7.5 a時間完成。相關高校已經掌握可沉降儲油駁船關鍵技術，土建施工期可進行駁船設計和建造。工程從選址論證到竣工需要7.5 a時間，如遇政策變化、審批困難及施工突發事件影響，工期會進一步滯后，建議盡早開始海上戰略石油儲備基地建設。

[1]李卓.石油戰略儲備計劃與石油消費的動態路徑分析[J].管理科學學報，2008，11（1-2）：22-25.LI Zhuo.Strategic reserve and dynamics of oil consumption[J].Journal of Management Sciencesin China,2008,11(1-2):22-25.

[2] 李靖波.港珠澳大橋波浪潮流數值計算分析報告[R].大連：大連理工大學，2007.LIJing-bo.Numerical analysisof wave flow in Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge[R].Dalian:Dalian University of Technology,2007.

[3] 遮浪臺海洋站.遮浪臺2010年水文實測資料[R].廣州：國家海洋局南海分局，2011.Ocean Station of Zhelangtai.Hydrological data of Zhelangtai in 2010[R].Guangzhou:The South China Sea Branch of the State Oceanic Administration,2011.

[4]JTS165—2013，海港總體設計規范[S].JTS165—2013,Overall design codefor seaports[S].

[5]JTJ295—2000，開敞式碼頭設計與施工技術規程[S].JTJ 295—2000,Design and construction technical code of open seaterminal[S].

[6]JTS167-1—2010，高樁碼頭設計與施工規范[S].JTS 167-1—2010,Design and construction code for open type wharf on piles[S].