海洋风电场对航行和救助的影响

摘要：随着海上风电项目的蓬勃开展，将对海上交通格局影响深远。对其附近海域带来诸多安全方面的问题和挑战，无论是海上施工，还是后续风电场运维，拓展救助船（艇）、直升机包括应急潜水队等在内的多种海上应急救援型式，以及缓解海上风电与航行、救助的矛盾已经势在必行。本文具体分析海洋风电场对航行和救助的影响，并提出安全保障策略。

关键词：海洋风电场；航行；救助；影响与思考

一、引言

我国海上风电资源丰富，开发利用潜力巨大，作为我国可再生能源发展的重点领域，因其清洁低碳，在“碳达峰、碳中和”中的重要作用愈加凸显，随着海上风电行业的不断发展，风力涡轮机的尺寸越来越大，风电场逐渐推进到远离海岸的外海，势必会改变附近水域的通航环境。此外风电场的建设还会对其附近海域的过往商船以及执法、公务、救援等船（艇）的安全带来诸多风险，为保障风电场附近水域的航行安全和人命、财产、环境的救助，强化应急救助保障能力建设，更好服务于海洋强国、交通强国的国家战略，针对存在的风险和问题，加强风险管控，保障航行和救助的安全。

二、我国海上风电发展及海上救助力量现状分析

1．我国海上风电发展现状海上风能因其自身优势——资源蕴藏量大，分布广、可再生、清洁无污染等特性，发展海洋风电不仅有助于风能资源的合理利用，而且对环境保护和改善能源结构有十分重要的意义。我国海洋风电建设发展速度较快。特别近几年，在政府政策的支持和推动下，我国海上风力发电项目呈稳步增速发展势头，发展潜力巨大。海洋风电场将是未来十几年甚至更长时间内我国新能源和清洁能源发展的重要方向之一。以现有风电场区的规划来看，河北乐亭、山东半岛、大连庄河等风电场的场址均在渔船的高频活动区域，同时也是渔船事故多发区域；汕尾后湖、福建长乐、平海湾工地等是船舶近岸航行习惯航线区域尤其是中小船舶的习惯常用航线。海洋风电场的建立，不仅会增加海上事故风险，也会增加救助的难度。因此，如何在海上风电场附近水域实施科学救助，将会成为难点问题。2．我国海上救助形势及专业海上救助力量部署我国海岸线长达18,000多公里，改革开放以来，随着经济的高速发展，海上运输业繁忙，通航密度急剧增大，海上石油开采、海产品养殖和海上观光旅游等产业都在迅猛发展，特别是海上风电近几年得到了长足的推广建设。因此我国海上救助形势日趋严峻，海上救助力量和技术迫切需要加强。我国唯一一支国家专业救助打捞力量——交通运输部救助打捞局，下设3个救助局（包含20个救助基地和4个海上救助飞行队）、3个打捞局。配备了大量先进的大功率救助拖轮、喷水式高速救助艇、华英系列高速救助艇、基地配套工作艇、救助直升机以及各种先进的救捞设备（无人救生员、无人机、救生捞网、智能遥控救生圈、救生捞杆、无人救助艇等），形成空中、水面、水下三位一体”的海空立体救捞网络，实行全天候动态救助值班待命。图1为国家专业海上救助力量部署图。图1国

三、海洋风电场施工及运维期间附近水域潜在风险识别

1．对航路及船舶交通流的影响海洋风电场可视为海上较大的碍航物，使得风电场内外邻近水域的通航条件变的复杂，不可避免的在一定程度上改变该水域的交通流特征，减少海面避让海域和富裕水深、形成阻塞点，危及航行和救助的安全，救助船（艇）为避开该区域需要偏离正常航线。因此，在规划航程时，需评估相关的风险和危害。需考虑的风险点包括风电场涡轮机间距、水深、海床变化、潮汐流、海岸标记、变电站、转子效应等等。海上风电场占用了一定范围内的部分水域，客观上对附近纵横交错的各航路形态进行了地理分隔，使相同航路的交通流形成汇聚，增加了附近水域的通航密度，船舶的会遇率增大，风险提升。因此，救助船（艇）在通过海上风电场附近水域救助作业时，除了要遵守适用的安全区域规定外，还要考虑诸如船舶尺寸、机动性、环境因素以及船长和船员的经验、能力等因素，提前做好风险评估。2．海洋风电项目施工阶段的影响分析施工作业阶段，各种工程船、锚艇、铺缆船、锚缆、驳船、锚漂、交通船分布密集，来往穿梭，频繁进出风电场施工水域；若发生碰撞、失控、搁浅、破损进水、断缆、触礁、火灾、爆炸、沉没等事故，不仅威胁到人命和财产安全，对施工水域的作业航行安全带来很大的影响。另外，工程船有时会出现锚系混乱使其他船舶产生误判导致事故的情况，以及在大风浪海况下出现断缆走锚随风流漂移等险情。2021年10月11日下午，受18号台风“圆规”影响，在福建莆田南日岛附近风电场海域的无动力工程船“企业6”轮定位锚锚缆断裂导致失控，向西南方向飘移，42名船员遇险，现场风力10-11级，阵风达12-14级。东海第二救助飞行队救助直升机“B-7345”配合“东海救113”轮克服恶劣海况，终于成功使其转危为安，“企业6”轮在汕头附近被救时已经整整漂航170多海里，其危险情况不容轻视。3．海洋风电场运维阶段的风险识别运维阶段，风电场区域安全形势依然复杂多变，不仅有数量众多的涡轮风机、风机基座、塔台等，还有风电场运营管理企业的运维船舶穿梭其间，进行巡察和维护管理作业，都会对附近水域正常航行的船舶造成一定的干扰。此外，风电场运行期间，由于涡轮风机的阻挡、反射等因素，船用雷达对距离和方位的分辨产生一定的误差，削弱对目标的定位和识别，同时也会干扰其它船用通讯、导航、定位等设备。武汉理工大学刘克中教授等人研究了海洋风电场对船用雷达带来的影响，其实验结果表明当雷达与风机距离较近时会产生一定的阴影区，阴影区随着距离增加而变小。当雷达与风机距离200m以上时，阴影区就对观测影响较小，但雷达对风电场内部的物标观测仍存在较大困难。建成后的风电场作为半永久性碍航物，在能见度不良情况下，存在船舶与风机的碰撞风险，同时还会影响救助船（艇）及救助直升机的自身安全和救援效率。4．对航行、救助作业值班瞭望的影响大部分的海洋风电场形状不规则，再加上风电场附近水域的交通流相对密集，船舶会遇频繁，通航环境差，回旋余地小，给航行、救助作业的值班瞭望带来障碍；尤其夜间航行或者救助作业时，由于数量较多的助航标志以及风机、塔台信号灯等集中在场区附近，使得值班人员视线受阻，导致定位、导航、避让等比较困难，判断不当将导致偏航、搁浅、触礁、或碰撞恶性事故发生。

四、风电场内外附近水域航行及救助安全及难点分析

海洋风电场内外附近水通航安全形势多变，特别是施工阶段突发事件呈频发趋势，遇险种类多样化、复杂化，海上航行和救助将面临较大的风险和挑战。（1）海洋风电场内外附近水域障碍物众多，作业时救助船（艇）操纵受限，不仅危及救助船（艇）、直升机的自身安全，同时影响救助效率。（2）海洋风电场内外附近水域潮流混乱，近岸由于岛多流乱，风电桩自身也会扰乱潮流，这都将会增加救助船（艇）、直升机的救助作业难度。（3）风电设备高大，外加叶片旋转，直接影响救助直升机的悬停与救助。现在风机有大型化对趋势，国外已在规划15mw与20mw的大型风机，其高度分别可达230m与340m，随着风机大型化，其对直升机的威胁将越来越大。（4）风电场运行时产生对电磁辐射和风机噪声干扰助航仪器，影响航行和救助作业安全。（5）风场导致风速变化，据测，风场内部风速将下降8-16%，外部下降的更明显。（6）风电桩水下结构种类多、结构复杂，同一个风场的风电桩可能水下结构并不一致，除了影响救助船（艇）航行救助外，还会对水下潜水救助作业带来一定的困难。（7）风电场内电缆、锚缆、锚漂、渔网等障碍物众多，也会对水下潜水救助作业产生一定威胁。

五、风电场建设及运维期间航行救助作业安全防范策略

1．加强跨部门统筹规划协调海洋风电场建设初期，建议成立跨部门联合组织，比如政府能源部门牵头，海事、海洋渔业、安监、军事等相关主管部门参与，加强跨组织协作，各主管部门根据自身的行业规则，树立“一盘棋”工作思想，形成工作合力，协助风电建设单位深入分析项目建设对通航安全的影响，从源头上减少海上风电项目建成后对通航安全造成的永久性影响。风电场运维阶段，各部门要加强沟通，规范协调配合管理，克服海洋风电场对航行、救助带来的不利因素，提高紧急情况下的应急反应能力，保障其附近水域航行和救助的安全。2．航行及救助作业时安全距离的确定为防止航行或救助作业时与海上风电场风机和基座发生碰撞，应与航路间保持一定的安全距离。国际航运协会（PIANC）从船舶机动性的角度出发，提出了风电场位于航路左、右舷的安全距离计算方法如下：（图3为风电场与航路间安全距离示意图）当风电场位于航路左舷：6×船长+500m当风电场位于航路右舷：0.3nm+6×船长+500m当风电场位于航路右舷时，考虑到《国际海上避碰规则》（COLREGs）中第八条避免碰撞的行动指南：如果被让路船没有遵守COREGs中的条款采取适当的避让措施，则让路船最后的避碰措施是采取右满舵。因此当风电场位于航路右舷的情况下，风电场与航路的距离会多出来0.3nm的缓冲区用于右满舵的实施。而一般船舶的回旋半径为5-6倍船长，为确保安全，PIANC在WG161中取了6倍船长作为船舶的回旋圈直径。500m为海上风电场设施保护的范围。救助船（艇）在进入风电场区救助作业前，应考虑风机组的位置和风、流等情况，选择适当位置进入风电场阵列。进入阵列后，应与风机基座保持适当的安全距离，并以安全航速顶浪（或偏顶浪）接近被救助目标。3．自身约束管理及其它风险缓解措施（1）自身约束管理风电场附近水域航行或救助作业船舶应具备有效的船舶证书，船员配备应满足国家规定的最低配员标准，并持有有效适任证书；全面检查救生设备，急救设备，通信导航设备，信号灯（旗）、汽笛、扩音器、安全防护装备、拖带设备等，保证处于良好的适用状态；提前熟悉风电场附近水域的物标、航标、碍障物、过往船舶等周围情况，定时查看海图，了解当前船位以及航向、航速、罗经差、风流压差等，要正确判断和使用各种信号灯（旗），按规定开启VHF，协调避让、注意联系，早让宽让，保障航行救助安全。在风电场附近水域应安排充足的瞭望人员和连续的瞭望过程；充分考虑海况、气象、安全等因素，制定完善的航行计划；严格遵守航行值班制度和避碰规则，分道航行，会让时按规定彼此交换信号，正确使用车、舵；采用安全航速，自动舵改操手动舵，预留一定的制动距离，便于紧急情况时有效采取措施，避免事故的发生。另外，还应准确把握现场海域状况，比如潮汐、风级、浪高、潮流、水深、通航密度等信息，针对海洋风电场附近水域可能发生的各种事故，做好相关风险评估，制定及完善专门的应急预案，定期进行应急演练及总结，以便应急情况下及时采取应对措施。（2）其它风险缓解措施海事部门应对风电场附近水域船舶的习惯航法进行必要的调整和规范，加强监管并完善通航管理规定；利用强大的通讯网络及时NAVETEX航警以及风、流等情况，协调航行和救助作业船舶顺利通行，出现紧急情况，应立即启动应急预案，避免受复杂水域环境的影响，确保风电场内外附近水域的人员、船舶、财产以及环境安全。有关部门应对水域浅点、碍航物、导助航标志、警示标志等进行深入准确的了解，根据附近港口、锚地和航道资料及时更新海图、航海资料等，给附近水域航行和救助作业船舶提供强有力的技术支撑；风电场周边设置警示标志（如涂刷反光漆、安装摩尔斯信号灯、安装雷达应答器等），以达到白天和夜晚均能提醒附近航行和救助作业船舶；对海洋风电场附近水域VTS监管盲区及通信信号、磁场方向变化进行确认，保障航行救助的安全。4．加强安全管理和风险管控根据安全管理的MMEM理论，即人、机、环境和管理四个方面，具体措施如下：加强人员培训和学习，通过参加海上风电场实战训练，了解掌握风电场相关的知识；加强船员教育和管理，利用安全宣传和技术指导，强化船员对船机性能的掌控，熟练设备操作规范，提升业务技能水平；加强助航仪器设备的专业学习，从操作级向技术级升华，从容应对风电场内外附近水域的各种紧急情况；加强对救助环境信息的收集，如风机分布、基座的结构、水文气象、安全距离的掌握等；全面系统地对风险源进行识别，加强风险管控，进入风电场航行救助作业前进行风险评估，细化应急预案，防止航行救助时发生次生事故。

六、结束语

救助船（艇）、直升机及应急潜水队等海上救助力量一旦接到海洋风电场内外附近水域的救援信息，积极组织应急行动，做好安全管理和风险管控，提高预警、组织、协调、指挥能力和各类遇险救助的应急处置能力，提高救助效率，切实做好遇险救助工作，保障航行和救助的安全。

作者：游军伟 单位：交通运输部北海救助局