海上风电场建设对通航安全影响分析研究

陈 宏

(福建船政交通职业学院，福州 350007)

1 引言

海上风电场是指通过在海上大规模建设风力发电设备进行风力能源采集并转化为电能的一种发电方式，海上风电场通常由海上风力发电机组、海上输变电系统、升压站及集控中心组成，包括潮间带和潮下带海上风电场、近海海上风电场和深海海上风电场。 海洋风能是一种清洁、廉价、储量极为丰富的可再生能源。 我国海上风电场建设起步晚， 但近年来发展迅速，2019 年底海上风电场装机容量仅次于英国和德国，位居全球第三位。海上风电场建设必将对该水域的通航安全造成一定的影响， 并可能永久性改变该水域原有的通航环境。 为了避免海上风电场建设妨碍海上交通安全， 保障海上风电场建设与运营安全，促进海上风电产业与港口航运可持续协调发展，海上风电场项目建设，必须了解对通航安全的影响，明晰风险并合理规划选址。

2 海上风电场建设对通航安全的影响分析

2.1 海上风电场对船舶通航的影响分析

由于海上风电场建设， 其附近船舶有效通航水域减少，增加了附近水域的船舶通航密度，对航行其附近水域的船舶驾驶员视线造成一定遮挡， 影响船舶驾驶员的正常瞭望，在能见度不良、大风等恶劣天气情况下，易导致船舶产生紧迫局面而发生碰撞风险， 对附近水域通航安全产生一定的碍航影响。

2.2 海上风电场对雷达工作效能的影响分析

海上风电场会干扰并降低雷达(VTS 雷达、船用雷达)的检测能力、 削弱对海上风电场周围目标船舶的定位和识别。

(1)由于雷达角度(其天线的回波扫测方向)必须接近水平，难免造成船舶目标与海上风电场相混淆。

(2)由于风机塔架和叶片的遮蔽，雷达显示屏中会出现位于风机后部的扇状盲区。

(3)由于雷达天线的旁瓣效应，风机反射的强回波，将使雷达产生虚假回波，导致假目标出现。

2.3 海上风电场对导助航标志的影响分析

海上风电场建设施工期间， 其施工船舶的灯光会影响沿海灯桩、灯浮的效能，减弱其对船舶的引导作用。 海上风电场建成后，会增加船舶驾驶员对附近灯桩、灯浮的辨别难度。

3 海上风电场建设通航安全保障对策

3.1 依据相关公约和法律法规的有关规定建设海上风电场

依据国家现行有关法律、法规、规章及国内外相关标准、 规范，《中华人民共和国海上交通安全法》《中华人民共和国安全生产法》《中华人民共和国海域使用管理法》《中华人民共和国航道法》《1972 年国际海上避碰规则》《国际海上人命安全公约》《海上风力发电场设计标准》(GB/T 51308-2019)《海港总体设计规范》(JTS 165-2013)和《中国海区水中建(构)筑物标志规定》(GB17380)等，确保海上风电场项目建设符合相关公约和法律法规规定，避免海上风电场建设制约港口航运发展。

3.2 海上风电场选址基本原则

(1)海上风电场选址应符合相关功能区划要求，并与港口航运、海上通航管理、航海保障等规划相协调。

(2)海上风电场应与海底管道、光缆、电缆、海上平台、桥梁、助航标志等水上水下设施保持安全防护距离。

(3)海上风电场应与锚地和航路保持安全距离，同时应避免对附近航路船舶的雷达、甚高频通信(VHF)、船舶自动识别系统(AIS)、岸基雷达站、海岸电台及差分全球定位系统(DGPS)等信号造成影响。

(4)海上风电场总体布置应满足施工期船机设备和运行维护船的通航要求。

(5)海底电缆路由的选址和海底电缆的埋深的确定，应充分考虑对航道航路、锚地等通航功能区、海洋倾倒区等因素的影响，开展充分的通航环境调查研究，必要时评估分析对通航安全的影响，确保各类通航安全风险受控。

(6)规划建设多个海上风电场的水域，送出海底电缆应尽可能集中穿越航路， 以减少海底电缆与航路的交汇点和禁锚区的设置给海上交通带来的影响。

(7)在岛礁附近水域、重要转向点、气象海况恶劣海域，应注意对小型船舶的交通流进行分析，以揭示其航行特点。 充分考虑周边碍航物情况， 如场址周边水域内沉船、沉物、鱼栅等碍航物情况以及其它方面的情况。

3.3 确保海上风电场与航路安全距离

为了防止船舶与海上风电场风机和风机基础发生触碰，需在两者之间保持一定的空间距离。确定海上风电场与航路的安全距离，应充分考虑《1972 年国际海上避碰规则》、船舶操作性能、船舶失控或走锚漂移、海员避让习惯、海上设施保护范围等因素，尤其是在能见度不良情况下。海上风电场与航路边界的安全距离的基本原则，即大于5～6 倍船长+1000 m (5～6 倍船长为旋回直径，1000 m为船舶避让机动缓冲空间安全地带宽度)。

3.4 确保海上风电场与锚地安全距离

为了防止锚泊船舶与海上风电场风机和风机基础发生触碰，需在两者之间保持一定的空间距离。 按照《海上风力发电场设计标准》和《1972 年国际海上避碰规则》等要求，考虑锚泊船舶无动力漂移距离，海上风电场与锚地的安全距离按照不小于1000 m 或锚泊船舶的4～5 倍船长(取大值)[1]。

3.5 海上风电场海底电缆相关通航安全要求

(1)依据《海上风力发电场设计标准》，海上风电场海底电缆路由选址宜避开航路、航道、锚地、海洋倾倒区等区域； 应减少与其他海底管道、 光缆和电缆的交越，当交越布置时，应采取安全保护措施，最小净距不应小于0.3 m[1]。

(2)当海底电缆不得不穿越航路、航道时，依据《海上风力发电场设计标准》，海底电缆的埋深应满足国家和地方相关法律法规的要求， 建议加深填埋并在电缆埋设上方加设相应保护层，包括填包覆盖、灌注保护层、敷设岩石等方式。

(3)依据《海底电缆管道保护规定》，海底电缆建设后需划定海底电缆保护区， 其中沿海宽阔海域为海底电缆两侧各500 m， 海湾等狭窄海域为海底电缆两侧各100 m，并向社会公告。 在海底电缆保护区内，严禁从事挖砂、钻探、打桩、抛锚、拖锚、底拖捕捞、张网、养殖或者其他可能破坏海底电缆管道安全的海上作业。

3.6 海上风电场导助航标志设置

为保障海上风电场及过往船舶通航安全， 通常需要设置海上风电场导助航标志。 海上风电场导助航标志布置，包括风机警示标志和风电场外围及附近水上、陆上助航标志两部分构成。 其功能一方面要求能够对附近过往船舶起到警示作用， 使船舶能够避开风机和风电场区并保持一定安全距离航行。 另一方面助航标志和警示标志要求能够通过视觉、 听觉和无线电等多种方式提供全天候的助航和警示作用。风机警示标志、风电场外围和附近水域助航标志的设置、 布局应将建设期和营运期统筹考虑，有利于根据建设进度向营运期有序过渡。导助航设施可遵循 《中国海区水上助航标志》(GB4696)《中国海区水中建(构)筑物标志规定》(GB17380)《IALA O-139》相关指南与建议和有关海上风电场助航标志设置的规定。

4 结语

我国海上风电场建设已进入一个全新的快速发展时期，海上风电场建设应深入开展调查研究，科学决策，合理开发，认真总结国内外海上风电场选址建设实践经验，参考国家现行有关法律、法规、规章及国内外相关标准、规范，结合已有相关研究成果，充分考虑对附近水域通航安全可能产生的各种影响， 采取科学合理的安全防范措施，保障海上风电场建设水域船舶通航安全，使其对附近水域通航安全的不利影响降到最小， 确保海上风电产业与港口航运有序发展。