海上風電場建設對通航安全影響分析研究

陳 宏

(福建船政交通職業學院，福州 350007)

1 引言

海上風電場是指通過在海上大規模建設風力發電設備進行風力能源采集并轉化為電能的一種發電方式，海上風電場通常由海上風力發電機組、海上輸變電系統、升壓站及集控中心組成，包括潮間帶和潮下帶海上風電場、近海海上風電場和深海海上風電場。 海洋風能是一種清潔、廉價、儲量極為豐富的可再生能源。 我國海上風電場建設起步晚， 但近年來發展迅速，2019 年底海上風電場裝機容量僅次于英國和德國，位居全球第三位。海上風電場建設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境。 為了避免海上風電場建設妨礙海上交通安全， 保障海上風電場建設與運營安全，促進海上風電產業與港口航運可持續協調發展，海上風電場項目建設，必須了解對通航安全的影響，明晰風險并合理規劃選址。

2 海上風電場建設對通航安全的影響分析

2.1 海上風電場對船舶通航的影響分析

由于海上風電場建設， 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、大風等惡劣天氣情況下，易導致船舶產生緊迫局面而發生碰撞風險， 對附近水域通航安全產生一定的礙航影響。

2.2 海上風電場對雷達工作效能的影響分析

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

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

(2)由于風機塔架和葉片的遮蔽，雷達顯示屏中會出現位于風機后部的扇狀盲區。

(3)由于雷達天線的旁瓣效應，風機反射的強回波，將使雷達產生虛假回波，導致假目標出現。

2.3 海上風電場對導助航標志的影響分析

海上風電場建設施工期間， 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作用。 海上風電場建成后，會增加船舶駕駛員對附近燈樁、燈浮的辨別難度。

3 海上風電場建設通航安全保障對策

3.1 依據相關公約和法律法規的有關規定建設海上風電場

依據國家現行有關法律、法規、規章及國內外相關標準、 規范，《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 年國際海上避碰規則》《國際海上人命安全公約》《海上風力發電場設計標準》(GB/T 51308-2019)《海港總體設計規范》(JTS 165-2013)和《中國海區水中建(構)筑物標志規定》(GB17380)等，確保海上風電場項目建設符合相關公約和法律法規規定，避免海上風電場建設制約港口航運發展。

3.2 海上風電場選址基本原則

(1)海上風電場選址應符合相關功能區劃要求，并與港口航運、海上通航管理、航海保障等規劃相協調。

(2)海上風電場應與海底管道、光纜、電纜、海上平臺、橋梁、助航標志等水上水下設施保持安全防護距離。

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

(4)海上風電場總體布置應滿足施工期船機設備和運行維護船的通航要求。

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

(6)規劃建設多個海上風電場的水域，送出海底電纜應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的設置給海上交通帶來的影響。

(7)在島礁附近水域、重要轉向點、氣象海況惡劣海域，應注意對小型船舶的交通流進行分析，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 確保海上風電場與航路安全距離

為了防止船舶與海上風電場風機和風機基礎發生觸碰，需在兩者之間保持一定的空間距離。確定海上風電場與航路的安全距離，應充分考慮《1972 年國際海上避碰規則》、船舶操作性能、船舶失控或走錨漂移、海員避讓習慣、海上設施保護范圍等因素，尤其是在能見度不良情況下。海上風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為船舶避讓機動緩沖空間安全地帶寬度)。

3.4 確保海上風電場與錨地安全距離

為了防止錨泊船舶與海上風電場風機和風機基礎發生觸碰，需在兩者之間保持一定的空間距離。 按照《海上風力發電場設計標準》和《1972 年國際海上避碰規則》等要求，考慮錨泊船舶無動力漂移距離，海上風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 海上風電場海底電纜相關通航安全要求

(1)依據《海上風力發電場設計標準》，海上風電場海底電纜路由選址宜避開航路、航道、錨地、海洋傾倒區等區域； 應減少與其他海底管道、 光纜和電纜的交越，當交越布置時，應采取安全保護措施，最小凈距不應小于0.3 m[1]。

(2)當海底電纜不得不穿越航路、航道時，依據《海上風力發電場設計標準》，海底電纜的埋深應滿足國家和地方相關法律法規的要求， 建議加深填埋并在電纜埋設上方加設相應保護層，包括填包覆蓋、灌注保護層、敷設巖石等方式。

(3)依據《海底電纜管道保護規定》，海底電纜建設后需劃定海底電纜保護區， 其中沿海寬闊海域為海底電纜兩側各500 m， 海灣等狹窄海域為海底電纜兩側各100 m，并向社會公告。 在海底電纜保護區內，嚴禁從事挖砂、鉆探、打樁、拋錨、拖錨、底拖捕撈、張網、養殖或者其他可能破壞海底電纜管道安全的海上作業。

3.6 海上風電場導助航標志設置

為保障海上風電場及過往船舶通航安全， 通常需要設置海上風電場導助航標志。 海上風電場導助航標志布置，包括風機警示標志和風電場外圍及附近水上、陸上助航標志兩部分構成。 其功能一方面要求能夠對附近過往船舶起到警示作用， 使船舶能夠避開風機和風電場區并保持一定安全距離航行。 另一方面助航標志和警示標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。風機警示標志、風電場外圍和附近水域助航標志的設置、 布局應將建設期和營運期統籌考慮，有利于根據建設進度向營運期有序過渡。導助航設施可遵循 《中國海區水上助航標志》(GB4696)《中國海區水中建(構)筑物標志規定》(GB17380)《IALA O-139》相關指南與建議和有關海上風電場助航標志設置的規定。

4 結語

我國海上風電場建設已進入一個全新的快速發展時期，海上風電場建設應深入開展調查研究，科學決策，合理開發，認真總結國內外海上風電場選址建設實踐經驗，參考國家現行有關法律、法規、規章及國內外相關標準、規范，結合已有相關研究成果，充分考慮對附近水域通航安全可能產生的各種影響， 采取科學合理的安全防范措施，保障海上風電場建設水域船舶通航安全，使其對附近水域通航安全的不利影響降到最小， 確保海上風電產業與港口航運有序發展。