1 工程介紹

擬建的瀉湖工程位于尼思(Neath)河引渠(流向尼思河港口和蒙克斯特恩航海俱樂部碼頭)與塔威(Towe)河(流向斯旺西港口和斯旺西碼頭)之間。塔爾伯特(Talbot)港口就座落在瀉湖的東南。因此，航海與航運(yùn)對(duì)于該地區(qū)非常重要，在工程建設(shè)時(shí)也得到了充分考慮。工程開發(fā)商就曾與皇家快艇比賽協(xié)會(huì)針對(duì)瀉湖地區(qū)的淤泥問題、修建安全區(qū)的必要性以及修建水輪機(jī)室天然隔離帶計(jì)劃等進(jìn)行了探討。如果沒有天然隔離帶，就需要用線和浮標(biāo)在水輪機(jī)周圍400 m范圍內(nèi)標(biāo)記出隔離區(qū)。

擬建的斯旺西灣潮汐瀉湖工程(Swansea Bay Tidal Lagoon)是英國規(guī)劃的系列沿海潮汐發(fā)電工程的第一個(gè)。潮汐瀉湖電力有限公司技術(shù)負(fù)責(zé)人稱，在北威爾士和布里奇沃特灣潛在工程地點(diǎn)修建潮汐能發(fā)電站后，公司能夠向英國輸送10000MW的潮汐能電力。他說，從現(xiàn)在起到2023年，英國將有16座電站的使用壽命到期，相當(dāng)于英國發(fā)電總裝機(jī)的四分之一。

這意味著在2015年之后，英國滿足全國電力需求的能力將大大下降。而修建潮汐發(fā)電站可以充分利用海洋這一重要的自然資源，滿足英國10%的基礎(chǔ)電力需求，因此，此時(shí)考慮潮汐能的開發(fā)利用恰到時(shí)機(jī)。

這位負(fù)責(zé)人補(bǔ)充說，堅(jiān)信潮汐能是一種可以大規(guī)模替代傳統(tǒng)化石燃料與核電的可靠能源。潮汐發(fā)電工程結(jié)合了最先進(jìn)的技術(shù)和土木施工方法，以創(chuàng)新的組合方法生產(chǎn)出可預(yù)測(cè)的清潔電力，造福子孫后代。

斯旺西灣潮汐瀉湖工程的額定裝機(jī)容量為240MW，其年凈輸出電量為400 GW·h左右，大約可以滿足121000戶家庭的用電需求，超過了斯旺西鎮(zhèn)的年家庭用電總量(大約109000戶家庭);相當(dāng)于斯旺西灣年家庭(斯旺西鎮(zhèn)、尼思河港口和塔威河港口大約有173000戶家庭)用電量的70%左右;相當(dāng)于威爾士年家庭用電量的大約9%(按1369000戶家庭計(jì)算)。

除電力生產(chǎn)外，這項(xiàng)耗資6.5億英鎊的工程還可以提供參觀游覽設(shè)施和其他福利設(shè)施，包括藝術(shù)、教育、海產(chǎn)養(yǎng)殖、運(yùn)動(dòng)休閑設(shè)施等。海堤也可在白天向公眾開放，用于散步、跑步和騎車等。

由于該項(xiàng)目是裝機(jī)容量超過100MW的近海發(fā)電站，因此被納入了2008規(guī)劃法案中的國家重點(diǎn)基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目(NSIP)。根據(jù)2008規(guī)劃法案，此類項(xiàng)目的施工必須先向規(guī)劃檢察官(PINS)提交申請(qǐng)，并由國家能源與氣候變化部部長(zhǎng)簽發(fā)“同意開發(fā)令”(DCO)方可實(shí)施。

由于項(xiàng)目位于威爾士沿海水域，還須獲得由“威爾士自然資源海洋許可小組”代表威爾士政府頒發(fā)的海洋許可證。對(duì)于超出NSIP和DCO權(quán)限之外的項(xiàng)目?jī)?nèi)容，還必需獲得地方規(guī)劃審批機(jī)構(gòu)——斯旺西市及郡議會(huì)(CCSC)或尼思和塔爾伯特港市鎮(zhèn)議會(huì)(NPTCBC)的許可。

2 工程地點(diǎn)選擇

之所以選擇斯旺西灣作為工程地點(diǎn)，是因?yàn)樵摰貐^(qū)具備修建瀉湖的必要條件——水淺而潮差大。塞文(Severn)河河口的潮汐差高居世界第二，斯旺西灣的潮汐差可達(dá)10 m以上。此外，這里的海床坡度平緩(便于施工)，同時(shí)又靠近人口中心，可以最大限度地減少輸電過程中的損失。

3 瀉湖潮汐能發(fā)電方式

為利用海水發(fā)電，需要在瀉湖圈出一個(gè)11.5km2的水面，以便修建1座長(zhǎng) 9.5km的U型海堤，使其從斯旺西灣延伸到海洋、再折回到斯旺西大學(xué)新建的科學(xué)與創(chuàng)新校區(qū)(SAIC)附近的陸地。

這座高5～20 m的海堤，心墻將采用充沙土工管袋進(jìn)行施工，海堤表面將根據(jù)海水的深淺覆蓋不同直徑的護(hù)面塊石。

修建海堤的沙土將直接從瀉湖工程地點(diǎn)開挖取材，用于保護(hù)海堤的護(hù)面塊石將從海上運(yùn)輸。水面以上海堤高度為3.5 m，堤上可通公路，用于瀉湖的運(yùn)行維護(hù)，也可供公眾參觀游覽。

在海堤的西南部將布置一個(gè)水輪機(jī)室與閘門設(shè)施，在水輪機(jī)室內(nèi)將裝設(shè)16～22臺(tái)永久水下水輪機(jī)(直徑7～8 m)，以在漲潮和退潮時(shí)發(fā)電。還將安裝10個(gè)左右的閘門，這樣可以使海水在必要時(shí)不經(jīng)過水輪機(jī)即可直接進(jìn)出瀉湖。

在海水漲潮發(fā)電前，需先將水擋在瀉湖之外2 h 5 min左右，以形成水頭。一旦形成了足夠的水頭，就可以將水放進(jìn)瀉湖并帶動(dòng)水輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電。退潮發(fā)電的過程也是如此，必須等瀉湖外的潮位降低到一定水平以形成足夠的水頭，才可以從瀉湖放水發(fā)電。

當(dāng)退潮或漲潮快結(jié)束時(shí)，閘門便會(huì)打開，以便能盡快在下一次水位漲落之前將瀉湖蓄滿或排出多余的海水，從而使瀉湖內(nèi)外的海水水位盡可能保持相同水平。這樣做可以使發(fā)電量最大化，也可以使瀉湖內(nèi)外的環(huán)境盡可能接近。

為使湖內(nèi)外水位相同，也可以在漲潮或退潮接近尾聲時(shí)采用水泵抽水的方法。

這種發(fā)電方法將按潮水漲落的次數(shù)進(jìn)行，每日共發(fā)電4次。所生產(chǎn)的電力將通過地下電纜輸送到離此最近的國家電網(wǎng)白歌蘭(Baglan)變電站。電纜預(yù)設(shè)在海堤內(nèi)，沿已建公路或道路鋪設(shè)到尼思河，然后進(jìn)入變電站。

4 合作伙伴

潮汐瀉湖電力有限公司為私營公司，由總裁M.肖洛克個(gè)人注資成立。M.肖洛克是一位新能源領(lǐng)域的企業(yè)家，已注資4家新能源公司。

國際頂尖的科斯坦(Costain)公司、阿特金斯集團(tuán)(Atkins)與荷蘭V·諾德(Van Oord)公司均已和潮汐瀉湖電力有限公司簽署合作協(xié)議，擬共同進(jìn)行瀉湖工程的設(shè)計(jì)、施工與交付。

科斯坦公司是英國一流的工程咨詢機(jī)構(gòu)。該公司將與其他合作伙伴一起，以最優(yōu)的工程方案對(duì)斯旺西灣潮汐能開發(fā)工程的交付進(jìn)行協(xié)調(diào)與管理。其任務(wù)包括制定與管理準(zhǔn)備階段與施工階段的工作計(jì)劃，為水輪機(jī)、閘門、道路等土木工程制定施工方中，包括為修建水輪機(jī)室而搭建的臨時(shí)碼頭等綜合臨時(shí)工程。

阿特金斯集團(tuán)在能源、水、海洋與城市發(fā)展等多個(gè)市場(chǎng)領(lǐng)域擁有75a的設(shè)計(jì)、施工與項(xiàng)目管理咨詢經(jīng)驗(yàn)。該公司已與潮汐瀉湖電力有限公司合作進(jìn)行了18個(gè)月的整體項(xiàng)目可行性考察，并已受委托為該項(xiàng)目提供工程設(shè)計(jì)與巖土技術(shù)咨詢，其中包括水輪機(jī)機(jī)室和新型防波堤的設(shè)計(jì)以及海床的地質(zhì)勘測(cè)。防波堤結(jié)合運(yùn)用了大型管沙袋和不同直徑的護(hù)面塊石。

V·諾德公司是一個(gè)專業(yè)致力于挖掘工程、海洋工程與近海工程(石油工程、天然氣工程和風(fēng)力發(fā)電工程)的新型國際承包商，有百余年的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，曾參與眾多地標(biāo)性工程，如荷蘭三角洲計(jì)劃中的擋潮閘工程、香港赤邋角國際機(jī)場(chǎng)工程、迪拜的朱美拉棕櫚島工程以及北海的若干海上風(fēng)力發(fā)電工程等。V·諾德公司正與潮汐瀉湖電力有限公司合作，以共同研制適合斯旺西灣復(fù)雜近海狀況的新型施工方法。

5 環(huán)境評(píng)估

正式磋商剛剛結(jié)束，對(duì)社區(qū)意見的征詢也已接近尾聲，按計(jì)劃，潮汐瀉湖電力有限公司應(yīng)當(dāng)在2013年末提交規(guī)劃申請(qǐng)。如能順利獲得批準(zhǔn)，工程將最早于2015年4月動(dòng)工，并將在2017年正式并網(wǎng)發(fā)電。

2013年7月，發(fā)布了斯旺西灣潮汐瀉湖工程《初期環(huán)境信息報(bào)告》。報(bào)告涉及的部分關(guān)鍵環(huán)境問題如下。

5.1 海岸演變、泥沙輸移與污染

正在進(jìn)行一項(xiàng)具體的模型研究，以深入了解項(xiàng)目的最終設(shè)計(jì)對(duì)海洋環(huán)境可能造成的改變。同時(shí)還利用項(xiàng)目收集的有關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)研究區(qū)域一組相關(guān)計(jì)算模型進(jìn)行率定和驗(yàn)證，其中有2個(gè)模塊是海岸演變過程研究的基礎(chǔ)。

進(jìn)一步收集了研究區(qū)域包括海堤工程采沙區(qū)的泥沙質(zhì)量數(shù)據(jù)。采集數(shù)據(jù)包括表面和深層泥沙質(zhì)量，用于泥沙輸送建模和污染評(píng)估。

針對(duì)項(xiàng)目施工、運(yùn)行和拆除過程中對(duì)斯旺西灣及更大范圍內(nèi)的潛在影響，采用了計(jì)算機(jī)模型進(jìn)行評(píng)估。

5.2 水 質(zhì)

斯旺西灣是休閑旅游勝地，有2個(gè)海濱浴場(chǎng)，高爾(Gower)海岸附近更多。此地還是貝類養(yǎng)殖基地，因此水質(zhì)尤其重要。瀉湖本身應(yīng)該不會(huì)對(duì)海水造成污染，但工程對(duì)灣內(nèi)水循環(huán)的改變會(huì)影響到水質(zhì)，也會(huì)對(duì)附近污水處理廠延伸到瀉湖地區(qū)的已建排污管道產(chǎn)生影響。

通過對(duì)瀉湖形狀及水輪機(jī)和閘門位置的精心設(shè)計(jì)，可以盡可能減少這些問題產(chǎn)生的影響?，F(xiàn)有計(jì)算機(jī)水質(zhì)模型可針對(duì)不同設(shè)計(jì)方案對(duì)這些問題產(chǎn)生的影響進(jìn)行模擬測(cè)試。

模擬結(jié)果顯示，瀉湖的潮汐能開發(fā)建設(shè)對(duì)水循環(huán)的影響程度并沒有預(yù)計(jì)的嚴(yán)重，但到雨季，會(huì)使雨洪從污水處理廠的排水口流出，進(jìn)而對(duì)瀉湖以及整個(gè)斯旺西灣的水質(zhì)造成影響。如不對(duì)此進(jìn)行處理，在強(qiáng)降雨后，瀉湖地區(qū)的水質(zhì)將不適于開展接觸性水上運(yùn)動(dòng)。為減輕這一影響，提出如下建議:

(1)增加一個(gè)雨洪儲(chǔ)存設(shè)施，將污水溢流事件控制在每a 1次以下。

(2)或者安裝紫外線消毒裝置對(duì)溢流水質(zhì)進(jìn)行處理，以達(dá)到《歐盟洗浴用水指令》規(guī)定的最低“達(dá)標(biāo)”水平(安全游泳的最低標(biāo)準(zhǔn))。

具體的水質(zhì)評(píng)估建模工作正在進(jìn)行當(dāng)中，將利用新近的現(xiàn)場(chǎng)具體考察數(shù)據(jù)以及由斯旺西市鎮(zhèn)和阿伯里斯特維斯大學(xué)(Aberysrwyth University)在智能海岸項(xiàng)目中收集的數(shù)據(jù)，對(duì)現(xiàn)有計(jì)算機(jī)模型進(jìn)行升級(jí)。

5.3 潮間帶與潮下深海生態(tài)

正開展關(guān)于海灣沙灘及海床海洋植物與動(dòng)物環(huán)境的具體評(píng)估。盡管施工地點(diǎn)與任何生態(tài)保護(hù)區(qū)都沒有交叉，但是在海灣內(nèi)有2處海洋生物保護(hù)區(qū)，分別是布雷克皮爾科學(xué)保護(hù)區(qū)(Blackpill SSSI)和克林姆蓮科學(xué)保護(hù)區(qū)(Crymlyn Burrows SSSI)。此外，整個(gè)斯旺西灣還有一些重要的生態(tài)物種，如蜂巢狀珊瑚蟲(Sabellaria alveolata)和本地牡蠣(Ostrea edulis)等。

將在各個(gè)工程環(huán)節(jié)上采取措施，盡可能減少工程建設(shè)的潛在影響。如在施工方法的環(huán)節(jié)方面，使用充沙土工管袋施工，可盡量減少施工過程中的懸浮泥沙。另外，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)也在研究一些生態(tài)修復(fù)措施的可行性，如將本地牡蠣再次引進(jìn)斯旺西灣，以及移植蜂巢狀珊瑚蟲等。新的潮間帶及潮下巖石棲息地的引進(jìn)，應(yīng)該也會(huì)對(duì)該片海域有益。

5.4 魚 類

游樂、經(jīng)濟(jì)和回游漁業(yè)是斯旺西灣及更大海域的重要考慮。施工期間由于噪聲和泥沙的增加，會(huì)對(duì)魚類和貝類造成暫時(shí)的影響。工程建設(shè)中將盡可能采取措施消除這些影響。

客觀上，瀉湖不會(huì)堵塞任何河口，但其對(duì)回游魚類的影響尚在研究中。

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)目前正在針對(duì)一些關(guān)鍵魚類建立相關(guān)的計(jì)算機(jī)模型，以考察其行為和卷吸模式。選擇適當(dāng)大小的水輪機(jī)葉片(直徑約7～8 m)并降低轉(zhuǎn)速(約60 r/min)，這就意味著可以有更大的空間讓魚類游過水輪機(jī)。模型研究可讓人們對(duì)此有更好的了解。另外，在漲潮或退潮后期開啟閘門，也可以給魚類自由進(jìn)出瀉湖的時(shí)間。

5.5 海洋哺乳動(dòng)物

對(duì)工程將給對(duì)海洋哺乳動(dòng)物和海龜產(chǎn)生的影響正在具體評(píng)估中。斯旺西灣最常出現(xiàn)、數(shù)量最多的海洋哺乳動(dòng)物是港灣鼠海豚，也有灰海豹較多出沒的記錄。盡管布里斯托灣也有一些其他動(dòng)物出現(xiàn)的記錄，如真海豚，但這些動(dòng)物很少在斯旺西灣近海岸邊看到。

針對(duì)工程的施工、運(yùn)行和拆除階段對(duì)上述動(dòng)物可能產(chǎn)生的影響也正在進(jìn)行初步評(píng)估。這些潛在影響包括:

(1)碰撞風(fēng)險(xiǎn);

(2)視線受阻及噪聲或震動(dòng)干擾;

(3)相對(duì)基線條件的水質(zhì)變化的影響;

(4)有毒污染。

工程將盡可能采取措施減輕上述影響。

5.6 沿海鳥類

工程區(qū)在施工期間將會(huì)造成局部干擾，影響鳥類的覓食和棲息。海堤施工時(shí)間計(jì)劃為4月到10月期間，會(huì)盡可能減少對(duì)過冬鳥類的影響。

由于瀉湖工程范圍大，不可能在所有地方同時(shí)進(jìn)行施工，因此也會(huì)減少對(duì)鳥類的潛在干擾。盡管如此，對(duì)于施工可能帶來的整體影響仍在接受環(huán)境影響評(píng)估。

5.7 海洋景觀與陸地景觀影響評(píng)價(jià)

項(xiàng)目相關(guān)的岸上及近海工程正在接受一項(xiàng)“海洋景觀與陸地景觀視覺影響評(píng)價(jià)”(SLVIA)。同時(shí)，針對(duì)工程對(duì)15km內(nèi)海洋景觀與陸地景觀的特點(diǎn)及視覺景象(某特定區(qū)域或景觀的視覺價(jià)值)可能會(huì)產(chǎn)生的影響也正在開展評(píng)估。