海上風電場航標設置方案探究

■江愛文 李 強

（東海航海保障中心福州航標處，福州 350000）

1 引言

近年來，中國的海上風電項目的建設得到了國家的大力支持，發展十分迅速。根據《福建省“十三五”能源發展專項規劃》“十三五”期間，福建要建成海上風電200萬千瓦以上，重點推進莆田平海灣、福州興化灣、平潭島周邊等資源較好地區的海上風電項目開發。隨著海上風電場的發展，相關的很多問題也逐漸伴隨而生。海上風電場對附近海域的通航環境影響不容忽視；作為海上面積較大的礙航物，對附近航道、錨地、航線、碼頭、航路規劃以及船舶航行、漁船捕魚等均產生一定影響，且海上風電場在運行過程中，會產生電磁波，對船舶導助航設施也會產生一定影響。本文針對我轄區的海上風電場的建設及運營期的航標設置方案進行探討和研究，以優化的方案減少海上風電場對船舶通航的影響，并保護海上風電場自身的安全運行。

2 海上風電場概述

海上風電場主要由若干座風機、海上升壓站及海底傳輸電纜組成的風力發電設施。每臺風機承臺直徑大約20m，高出海平面10m以上，承臺上安裝風機高約50m，若干座風機按一定順序排列，形成海上較大區域的獨立構筑物。本文以興化灣海上風電場二期項目為例，重點對海上風電場的建設及運營期的航標設置方案進行探討。

福建省興化灣海上風電場地處福清市江陰半島東南側和牛頭尾西北側，位于興化灣北部，鄰近福清核電廠址。福清興化灣海上風電場二期位于核電廠址西側海域、小麥嶼南側、牛嶼東側，中心距離岸線4.7km，理論水深0～10m，面積約18.5km2；共安裝45臺風電機組。其中6 MW風機32臺，5MW風機10臺，8MW風機3臺，總裝機容量為280MW。

3 建設期航標設置

3.1 設置原則

（1）風電場建設期，需標示出工程施工作業區域，為引導過往的船舶安全航行提供導助航設施。

（2）根據施工的具體條件，建立立體的、綜合的助航網絡系統，為施工船舶進出港提供多種便利、可靠的助航手段。

（3）標志醒目、結構安全可靠，達到安全、便利、準確、經濟的助航效果。

（4）用多系統確保各種船舶在不同的氣象條件下識別航標，引導船舶安全通過工程附近水域。

3.2 航標配布種類

根據工程建設期建設范圍內的實際情況，航標配布種類主要包括水上浮動視覺航標和無線電航標。

3.3 建設期航標配布方案

3.3.1 建設期航標配布方案

本風電場水上建設主要包括風機基礎施工、海上升壓站基礎施工、風電機組安裝工程等。根據工程附近船舶航行的習慣航路，工程施工期間主要會對東側和南側水域進出江陰港區、核電廠碼頭、下壟港區及停泊東側、南側錨地的船舶產生一定影響。風機施工水域北側及西側水深較淺，基本沒有大型船只通航，僅有部分小型漁船穿過風電場區域。為保障工程施工及附近過往船舶的通航安全，風電場施工前需對風電場東側及南側施工水域配布海上作業區專用標志，以標識海上風電場施工作業區，配布間距為1.2km～1.8km之間，共配布8座燈浮標。同時為提高能見度不良條件下航標被船舶識別的能力，在布設視覺標的基礎上，增設8座AIS航標。航標配布平面如圖1所示。

圖1 建設期航標配布圖

另外每座風機基礎承臺的鋼管樁施工完成后，為避免鋼管樁成為孤立危險物置于海上，在施工警戒船舶離開施工水域前，應及時在樁頂或承臺上設置警戒燈。同時在風機平臺施工完成后，達到營運期航標安裝條件時，應及時設置固定標志。

3.3.2 航標結構及參數

本海上作業區專用標志采用Φ2.4m燈浮標，標體顏色為黃色，并裝有單個黃色“X”形頂標，標體明顯位置處標繪海上作業區標識，燈質：黃光，莫（O）周期12S，燈光射程不小于3.5海里，并在燈浮標上各增設1座AIS航標。

4 營運期航標設置

4.1 設置原則

（1）風電場營運期，根據《中國海區水上助航標志》及IALA建議布設航標，標示出風電場外圍重要風機的位置，保障航經船舶安全及風機塔自身安全。

（2）結合施工進度計劃，及時對風機設置營運期航標，以引導船舶安全通過施工水域。

（3）標志醒目、結構安全可靠，達到安全、便利、準確、經濟的助航效果。

（4）用多系統確保各種船舶在不同的氣象條件下識別航標，引導船舶安全通過工程附近水域。

4.2 營運期航標配布種類

根據營運期風機布置范圍的實際情況，營運期航標配布種類主要包括固定標志和無線電航標。

4.3 營運期航標配布方案

4.3.1 航標配布方案

風電場風機基礎上的平臺建設完工后，應及時在風機塔上布設固定標志。

（1）風機塔塔身顏色及編號

結合IALA和本風電場實際情況，全部風機塔從最高天文潮面至其以上15m或助航標志安裝位置的最高處（取大者）的范圍漆成黃色。在風機塔塔身顯眼位置油漆風機編號，字體為黑色，高度不小于1m。

（2）固定助航標志

IALA規定：風電場外圍的“角落”或其它重要場所為重要的外圍設備（簡稱SPS）；處于風電場邊界線中間的為中間外圍設備（簡稱IPS），在這些設備上應布設固定標志標示風電場范圍。

風電場東側、南側水域及附近錨地進出的船舶可能會從附近通過，存在一定的碰撞風險。結合IALA關于外圍設備的定義與本風電項目風機平面布置情況，定義風電場外圍四個角點風機及東、南側部分風機（15#、48#、56#、59#、35#）為重要的外圍設備（SPS），風電場邊界線中間風機（18#、21#、24#、45#）的為中間外圍設備（IPS），在這些風機上布設水中構筑物專用標志（燈樁）1座，燈樁布設在風機平臺上朝向風電場外部的方位上，其中東、南側風機相鄰燈樁間距在1km～2km之間，共布設燈樁9座，燈樁燈質為莫（C）黃12 s，風機上的9座燈樁需同步閃。

（3）無線電航標

AIS作為SOLAS(海上人命安全公約)規定的船舶強制裝備設備 （凡300噸以上從事國際航行的貨船和500噸以上從事國內航行的貨船以及所有客船必須在2008年7月1日前配備AIS系統）。因此，為構筑全面的助航網絡系統，綜合航標技術的先進性與前瞻性，為提高能見度不良的天氣條件下船舶對風機塔的識別，在布設視覺航標的基礎上，位于風電場顯著位置的風機上增設AIS航標：即分別在SPS和IPS風機塔上各布設1座AIS航標，用多系統警示船舶，保障船舶安全通過工程水域。

（4）LED 警示燈帶

IALA建議每一風機均應設置發光標志。本風電場在每一風機上布設LED警示燈帶，使單座風機在夜間均能有被識別的發光標志被識別。

圖2 營運期航標配布圖

4.3.2 航標結構及參數

本風電場水中構筑物專用標志采用標身高3.6m，直徑350mm的高分子材料燈樁，標體顏色為黃色，并裝有單個黃色“X”形頂標，燈質：黃光，莫（C）周期12S，配置太陽能一體化燈器，射程為2或5海里。

4.4 配置遙測遙控系統

航標是保證船舶安全航行的重要設施，為水上航行的船舶提供可靠的保障，因此，必須保證航標連續正常工作，若航標出現故障不及時反饋故障信息、不及時修復，將危及船舶航行的安全，極易造成事故。本風電場新設的航標設備增設遙測遙控系統，將該水域所有航標的工作和運行狀態信息準確可靠地傳輸到航標監控平臺，使航標管理部門能實時掌握航標工作狀態，及時發現故障、及時修復，確保船舶航行的安全。

5 結束語

海上風電場是福建中北部沿海發展的新動向，航標設置方案也在不斷的探索及完善之中，本文的方案為基本的航標配布方案，能基本滿足海上風電場在建設及營運期間的助航需求，隨著智能化的發展，近海水域智能化防碰撞裝置的研究也日益成熟，在海上風電場中的應用將進一步提高風電場設施的自身安全及船舶的航行安全，為海上風電場的發展產生助力。