■江愛文 李 強(qiáng)
(東海航海保障中心福州航標(biāo)處,福州 350000)
近年來,中國(guó)的海上風(fēng)電項(xiàng)目的建設(shè)得到了國(guó)家的大力支持,發(fā)展十分迅速。根據(jù)《福建省“十三五”能源發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃》“十三五”期間,福建要建成海上風(fēng)電200萬千瓦以上,重點(diǎn)推進(jìn)莆田平海灣、福州興化灣、平潭島周邊等資源較好地區(qū)的海上風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)。隨著海上風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)展,相關(guān)的很多問題也逐漸伴隨而生。海上風(fēng)電場(chǎng)對(duì)附近海域的通航環(huán)境影響不容忽視;作為海上面積較大的礙航物,對(duì)附近航道、錨地、航線、碼頭、航路規(guī)劃以及船舶航行、漁船捕魚等均產(chǎn)生一定影響,且海上風(fēng)電場(chǎng)在運(yùn)行過程中,會(huì)產(chǎn)生電磁波,對(duì)船舶導(dǎo)助航設(shè)施也會(huì)產(chǎn)生一定影響。本文針對(duì)我轄區(qū)的海上風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)及運(yùn)營(yíng)期的航標(biāo)設(shè)置方案進(jìn)行探討和研究,以優(yōu)化的方案減少海上風(fēng)電場(chǎng)對(duì)船舶通航的影響,并保護(hù)海上風(fēng)電場(chǎng)自身的安全運(yùn)行。
海上風(fēng)電場(chǎng)主要由若干座風(fēng)機(jī)、海上升壓站及海底傳輸電纜組成的風(fēng)力發(fā)電設(shè)施。每臺(tái)風(fēng)機(jī)承臺(tái)直徑大約20m,高出海平面10m以上,承臺(tái)上安裝風(fēng)機(jī)高約50m,若干座風(fēng)機(jī)按一定順序排列,形成海上較大區(qū)域的獨(dú)立構(gòu)筑物。本文以興化灣海上風(fēng)電場(chǎng)二期項(xiàng)目為例,重點(diǎn)對(duì)海上風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)及運(yùn)營(yíng)期的航標(biāo)設(shè)置方案進(jìn)行探討。
福建省興化灣海上風(fēng)電場(chǎng)地處福清市江陰半島東南側(cè)和牛頭尾西北側(cè),位于興化灣北部,鄰近福清核電廠址。福清興化灣海上風(fēng)電場(chǎng)二期位于核電廠址西側(cè)海域、小麥嶼南側(cè)、牛嶼東側(cè),中心距離岸線4.7km,理論水深0~10m,面積約18.5km2;共安裝45臺(tái)風(fēng)電機(jī)組。其中6 MW風(fēng)機(jī)32臺(tái),5MW風(fēng)機(jī)10臺(tái),8MW風(fēng)機(jī)3臺(tái),總裝機(jī)容量為280MW。
(1)風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)期,需標(biāo)示出工程施工作業(yè)區(qū)域,為引導(dǎo)過往的船舶安全航行提供導(dǎo)助航設(shè)施。
(2)根據(jù)施工的具體條件,建立立體的、綜合的助航網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),為施工船舶進(jìn)出港提供多種便利、可靠的助航手段。
(3)標(biāo)志醒目、結(jié)構(gòu)安全可靠,達(dá)到安全、便利、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)的助航效果。
(4)用多系統(tǒng)確保各種船舶在不同的氣象條件下識(shí)別航標(biāo),引導(dǎo)船舶安全通過工程附近水域。
根據(jù)工程建設(shè)期建設(shè)范圍內(nèi)的實(shí)際情況,航標(biāo)配布種類主要包括水上浮動(dòng)視覺航標(biāo)和無線電航標(biāo)。
3.3.1 建設(shè)期航標(biāo)配布方案
本風(fēng)電場(chǎng)水上建設(shè)主要包括風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)施工、海上升壓站基礎(chǔ)施工、風(fēng)電機(jī)組安裝工程等。根據(jù)工程附近船舶航行的習(xí)慣航路,工程施工期間主要會(huì)對(duì)東側(cè)和南側(cè)水域進(jìn)出江陰港區(qū)、核電廠碼頭、下壟港區(qū)及停泊東側(cè)、南側(cè)錨地的船舶產(chǎn)生一定影響。風(fēng)機(jī)施工水域北側(cè)及西側(cè)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(fēng)電場(chǎng)區(qū)域。為保障工程施工及附近過往船舶的通航安全,風(fēng)電場(chǎng)施工前需對(duì)風(fēng)電場(chǎng)東側(cè)及南側(cè)施工水域配布海上作業(yè)區(qū)專用標(biāo)志,以標(biāo)識(shí)海上風(fēng)電場(chǎng)施工作業(yè)區(qū),配布間距為1.2km~1.8km之間,共配布8座燈浮標(biāo)。同時(shí)為提高能見度不良條件下航標(biāo)被船舶識(shí)別的能力,在布設(shè)視覺標(biāo)的基礎(chǔ)上,增設(shè)8座AIS航標(biāo)。航標(biāo)配布平面如圖1所示。
圖1 建設(shè)期航標(biāo)配布圖
另外每座風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)承臺(tái)的鋼管樁施工完成后,為避免鋼管樁成為孤立危險(xiǎn)物置于海上,在施工警戒船舶離開施工水域前,應(yīng)及時(shí)在樁頂或承臺(tái)上設(shè)置警戒燈。同時(shí)在風(fēng)機(jī)平臺(tái)施工完成后,達(dá)到營(yíng)運(yùn)期航標(biāo)安裝條件時(shí),應(yīng)及時(shí)設(shè)置固定標(biāo)志。
3.3.2 航標(biāo)結(jié)構(gòu)及參數(shù)
本海上作業(yè)區(qū)專用標(biāo)志采用Φ2.4m燈浮標(biāo),標(biāo)體顏色為黃色,并裝有單個(gè)黃色“X”形頂標(biāo),標(biāo)體明顯位置處標(biāo)繪海上作業(yè)區(qū)標(biāo)識(shí),燈質(zhì):黃光,莫(O)周期12S,燈光射程不小于3.5海里,并在燈浮標(biāo)上各增設(shè)1座AIS航標(biāo)。
(1)風(fēng)電場(chǎng)營(yíng)運(yùn)期,根據(jù)《中國(guó)海區(qū)水上助航標(biāo)志》及IALA建議布設(shè)航標(biāo),標(biāo)示出風(fēng)電場(chǎng)外圍重要風(fēng)機(jī)的位置,保障航經(jīng)船舶安全及風(fēng)機(jī)塔自身安全。
(2)結(jié)合施工進(jìn)度計(jì)劃,及時(shí)對(duì)風(fēng)機(jī)設(shè)置營(yíng)運(yùn)期航標(biāo),以引導(dǎo)船舶安全通過施工水域。
(3)標(biāo)志醒目、結(jié)構(gòu)安全可靠,達(dá)到安全、便利、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)的助航效果。
(4)用多系統(tǒng)確保各種船舶在不同的氣象條件下識(shí)別航標(biāo),引導(dǎo)船舶安全通過工程附近水域。
根據(jù)營(yíng)運(yùn)期風(fēng)機(jī)布置范圍的實(shí)際情況,營(yíng)運(yùn)期航標(biāo)配布種類主要包括固定標(biāo)志和無線電航標(biāo)。
4.3.1 航標(biāo)配布方案
風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)上的平臺(tái)建設(shè)完工后,應(yīng)及時(shí)在風(fēng)機(jī)塔上布設(shè)固定標(biāo)志。
(1)風(fēng)機(jī)塔塔身顏色及編號(hào)
結(jié)合IALA和本風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際情況,全部風(fēng)機(jī)塔從最高天文潮面至其以上15m或助航標(biāo)志安裝位置的最高處(取大者)的范圍漆成黃色。在風(fēng)機(jī)塔塔身顯眼位置油漆風(fēng)機(jī)編號(hào),字體為黑色,高度不小于1m。
(2)固定助航標(biāo)志
IALA規(guī)定:風(fēng)電場(chǎng)外圍的“角落”或其它重要場(chǎng)所為重要的外圍設(shè)備(簡(jiǎn)稱SPS);處于風(fēng)電場(chǎng)邊界線中間的為中間外圍設(shè)備(簡(jiǎn)稱IPS),在這些設(shè)備上應(yīng)布設(shè)固定標(biāo)志標(biāo)示風(fēng)電場(chǎng)范圍。
風(fēng)電場(chǎng)東側(cè)、南側(cè)水域及附近錨地進(jìn)出的船舶可能會(huì)從附近通過,存在一定的碰撞風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)合IALA關(guān)于外圍設(shè)備的定義與本風(fēng)電項(xiàng)目風(fēng)機(jī)平面布置情況,定義風(fēng)電場(chǎng)外圍四個(gè)角點(diǎn)風(fēng)機(jī)及東、南側(cè)部分風(fēng)機(jī)(15#、48#、56#、59#、35#)為重要的外圍設(shè)備(SPS),風(fēng)電場(chǎng)邊界線中間風(fēng)機(jī)(18#、21#、24#、45#)的為中間外圍設(shè)備(IPS),在這些風(fēng)機(jī)上布設(shè)水中構(gòu)筑物專用標(biāo)志(燈樁)1座,燈樁布設(shè)在風(fēng)機(jī)平臺(tái)上朝向風(fēng)電場(chǎng)外部的方位上,其中東、南側(cè)風(fēng)機(jī)相鄰燈樁間距在1km~2km之間,共布設(shè)燈樁9座,燈樁燈質(zhì)為莫(C)黃12 s,風(fēng)機(jī)上的9座燈樁需同步閃。
(3)無線電航標(biāo)
AIS作為SOLAS(海上人命安全公約)規(guī)定的船舶強(qiáng)制裝備設(shè)備 (凡300噸以上從事國(guó)際航行的貨船和500噸以上從事國(guó)內(nèi)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(tǒng))。因此,為構(gòu)筑全面的助航網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),綜合航標(biāo)技術(shù)的先進(jìn)性與前瞻性,為提高能見度不良的天氣條件下船舶對(duì)風(fēng)機(jī)塔的識(shí)別,在布設(shè)視覺航標(biāo)的基礎(chǔ)上,位于風(fēng)電場(chǎng)顯著位置的風(fēng)機(jī)上增設(shè)AIS航標(biāo):即分別在SPS和IPS風(fēng)機(jī)塔上各布設(shè)1座AIS航標(biāo),用多系統(tǒng)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(fēng)機(jī)均應(yīng)設(shè)置發(fā)光標(biāo)志。本風(fēng)電場(chǎng)在每一風(fēng)機(jī)上布設(shè)LED警示燈帶,使單座風(fēng)機(jī)在夜間均能有被識(shí)別的發(fā)光標(biāo)志被識(shí)別。
圖2 營(yíng)運(yùn)期航標(biāo)配布圖
4.3.2 航標(biāo)結(jié)構(gòu)及參數(shù)
本風(fēng)電場(chǎng)水中構(gòu)筑物專用標(biāo)志采用標(biāo)身高3.6m,直徑350mm的高分子材料燈樁,標(biāo)體顏色為黃色,并裝有單個(gè)黃色“X”形頂標(biāo),燈質(zhì):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。
航標(biāo)是保證船舶安全航行的重要設(shè)施,為水上航行的船舶提供可靠的保障,因此,必須保證航標(biāo)連續(xù)正常工作,若航標(biāo)出現(xiàn)故障不及時(shí)反饋故障信息、不及時(shí)修復(fù),將危及船舶航行的安全,極易造成事故。本風(fēng)電場(chǎng)新設(shè)的航標(biāo)設(shè)備增設(shè)遙測(cè)遙控系統(tǒng),將該水域所有航標(biāo)的工作和運(yùn)行狀態(tài)信息準(zhǔn)確可靠地傳輸?shù)胶綐?biāo)監(jiān)控平臺(tái),使航標(biāo)管理部門能實(shí)時(shí)掌握航標(biāo)工作狀態(tài),及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障、及時(shí)修復(fù),確保船舶航行的安全。
海上風(fēng)電場(chǎng)是福建中北部沿海發(fā)展的新動(dòng)向,航標(biāo)設(shè)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(biāo)配布方案,能基本滿足海上風(fēng)電場(chǎng)在建設(shè)及營(yíng)運(yùn)期間的助航需求,隨著智能化的發(fā)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(fēng)電場(chǎng)中的應(yīng)用將進(jìn)一步提高風(fēng)電場(chǎng)設(shè)施的自身安全及船舶的航行安全,為海上風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)展產(chǎn)生助力。