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海上風電場選址,安全距離如何確定?
2021-10-08 來源:掌上風電
 通航安全分析技術指南》(下稱《指南》)吸收了國內外海上風電場多年的選址實踐經驗,參考了相關規范標準,對福建沿海海上風電場與航路安全距離提出了建議。

1、安全距離的概念

安全距離:為了防止船舶與海上風電場設施及其基礎發生觸碰,需在兩者之間保持一定的空間距離。海上風電場與航路的安全距離,是指海上風電場場址邊界線與航路邊界之間在平面上保持一定距離條件下,各類通航風險可控,風電場及周邊水域通航安全可以得到有效保障。


2、安全距離該怎么理解?

確定合理的安全距離是保障船舶航行安全和風電設施自身安全的必要條件,是風電場選址時必須考慮的重要因素。過于保守的考慮,過多傾向于航運的安全,則造成海上風電開發面積的減小,達不到應有的效益;而過于強調海上風電產業的發展,采用迫使船舶航路讓步的做法,也將埋下安全禍根。

以下是某海域與航路邊界距離為0(即緊貼航路邊界)、1海里、2海里、3海里情況下的可供開發海上風電面積分別為106.7平方公里、74.3平方公里、45.1平方公里、14.3平方公里,可以看出隨著安全距離的增大,可供開發海上風電面積急劇減小。


直觀上看,距離為0顯然不安全,距離3海里好象又有點太保守。那么,多大的距離才稱得上安全距離呢?

正確的理解方式應是:適當地“壓縮”商船航行空間(注意這種“壓縮”可理解為考慮絕大多數商船的航行習慣和權益),但并沒有改變原有的海上交通模式,仍應關注船舶的航行領域、避讓義務和應急操作空間需求,海上風電場的選址應充分考慮并避免制約船舶的這種權利、義務和需求,這是確定安全距離的基本思路。

3、確定安全距離考慮的主要因素

確定海上風電場與航路安全距離,應充分考慮《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。相關因素涉及的內容比較專業,這里不做詳述。但是必須明白:船舶受自身的慣性和外部的氣象、水文、海況條件以及通航環境其他因素的影響,在海上操縱船舶不象在陸地上駕駛車輛那樣想走就走、想停就停、想轉就轉;船舶避讓也必須要有事先判斷,避讓操作要有提前量,也不能象車輛避讓那樣來個瀟灑的“擦身而過”。以下幾點有助于理解:

船舶沖程。包括船舶停車沖程和船舶倒車沖程。一般貨船的停車沖程為8-20倍船長,超大型船舶則超過20倍船長。船舶倒車沖程,萬噸級貨船6-8倍船長,5萬噸級貨船8-10倍船長,10萬噸級貨船10-13倍船長,15-20萬噸級貨船13-16倍船長。船舶排水量越大、船速越快,則沖程越大。由于沖程大,且停車或倒車時船舶保向性差,船舶駕駛員通常不太愿意采用“變速”來避讓。

轉向避讓導致的船位偏離。采用轉向方法來避讓來船的,可以說是海上避讓的絕招。対遇或交叉相遇等常見局面,讓路船通常是采取向右轉向行動。為避免船位偏離計劃航線太多,初期所做的轉向角度不會太大,但也會引起船位偏離,相關文獻資料中偏離距離按0.3海里計。

船舶旋回直徑。當向右轉向避讓效果不理想時,在緊急情況下可能采取右滿舵避讓,進入船舶旋回。旋回直徑跟轉舵速度、船速、吃水、縱橫傾、水深、風流等因素有關,IMO船舶操縱性標準確定的旋回直徑小于5倍船長,當各種不利因素疊加影響時,旋回直徑可達7-8倍船長。根據福建沿海氣象海況特點,《指南》確定的旋回直徑按5-6倍船長。

安全地帶。依據IMO《關于海上設施和結構周圍安全地帶和航行安全的決議》(A.671(16)號),海上人工設施應設置安全地帶,海上設施的營運人應采取各種切實有效的措施,防止船舶闖入安全地帶。《國際海洋法公約》規定,安全地帶從設施周圍的外緣每個點開始測量,其延伸至最遠500米的距離。目前國內并未對安全地帶進行立法,參照海上人工設施安全地帶的設置和國外的經驗做法,采用500米做為安全地帶的寬度。

4、參考安全距離的定量計算

Q:當一艘長度為L的船舶沿著航路邊界航行,為避讓船舶,先是向右轉向,隨后發現避讓效果不理想,再采取右滿舵避讓,旋回一圈,既讓清了來船,也避免進入其右側的海上風電場,那么海上風電場與航路的安全距離應為多少?

A:依據“確定安全距離考慮的主要因素”中有關參考數數值,確定距離為:C = 0.3海里+(5-6)* L + 500米


注:當海上風電場位于航路水域盛行風的主風向(特指東北風)下風側,旋回直徑取6*L,其他情況取5*L。

以上即為福建沿海海上風電場與航路的參考安全距離計算公式。對一個航路航跡帶來說,L表示代表船舶的船長。

案例:回到前文中某海域安全距離的困擾問題,按照《指南》有關代表船舶長度的選取原則,風電場址西側和東側的代表船長度分別為223米、250米。

西側計算的參考安全距離值為:C1 = 0.3海里+ 5 * 223米 + 500米 = 1.17海里;東側計算的參考安全距離值為:C2 = 0.3海里+ 6 * 250米 + 500米 = 1.38海里經過作圖分析,可開發面積約63.9平方公里。

 
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