海上風(fēng)電工程施工通航安全監(jiān)管體系構(gòu)建研究

袁志濤 李鍵 余慶

摘要：為規(guī)范海上風(fēng)電工程開發(fā)建設(shè)秩序，加強(qiáng)施工建設(shè)期間通航安全監(jiān)管，降低由于施工對(duì)附近水域的通航影響程度，保障海上風(fēng)電場(chǎng)及附近水域船舶通航安全，經(jīng)深入開展調(diào)查研究，在認(rèn)真總結(jié)國(guó)內(nèi)外海上風(fēng)電場(chǎng)多年的施工監(jiān)管經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，嘗試性地構(gòu)建了海上風(fēng)電工程施工安全監(jiān)管體系，包括制定了系統(tǒng)化的施工安全監(jiān)管機(jī)制，提出了成套化的施工安全監(jiān)管技術(shù)等，可為海上風(fēng)電工程建設(shè)單位、施工單位及監(jiān)管部門提供參考，具有一定的實(shí)踐指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：海上風(fēng)電;施工;通航;監(jiān)管;船舶

中圖分類號(hào)：U698文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0引言

風(fēng)力發(fā)電作為清潔能源，具有顯著的社會(huì)和環(huán)保效益。由于太陽(yáng)能發(fā)電成本較高、水力發(fā)電資源較為飽和，大力發(fā)展風(fēng)能已成為世界各國(guó)特別是海洋國(guó)家的戰(zhàn)略選擇。與陸地風(fēng)力發(fā)電相比，海上風(fēng)力發(fā)電具有發(fā)電量大且穩(wěn)定、有效利用時(shí)數(shù)長(zhǎng)、資源儲(chǔ)備豐富、棄風(fēng)限電率低和電網(wǎng)接入便利等諸多優(yōu)勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，海上風(fēng)電風(fēng)能資源的能量效益比陸地風(fēng)電高20%～40%。目前，全球特別是歐洲多國(guó)已開發(fā)建設(shè)了多個(gè)大型海上風(fēng)電場(chǎng)，我國(guó)也正處于海上風(fēng)電開發(fā)建設(shè)的迅猛階段。為做好海上風(fēng)電開發(fā)建設(shè)工作，促進(jìn)海上風(fēng)電健康有序發(fā)展，國(guó)家能源局和國(guó)家海洋局于2010年1月22日聯(lián)合發(fā)布了《海上風(fēng)電開發(fā)建設(shè)管理暫行辦法》;并于2016年12月29日聯(lián)合發(fā)布了《海上風(fēng)電開發(fā)建設(shè)管理辦法》;交通運(yùn)輸部海事局于2017年12月25日發(fā)布了《關(guān)于加強(qiáng)海上風(fēng)電場(chǎng)海事安全監(jiān)管的指導(dǎo)意見(jiàn)》。

海上風(fēng)電場(chǎng)施工建設(shè)階段需充分考慮眾多因素，盡可能減小對(duì)通航環(huán)境的影響。但如何加強(qiáng)海上風(fēng)電工程開發(fā)建設(shè)過(guò)程中的安全監(jiān)管，目前我國(guó)尚未形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系。此外，海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)過(guò)程中，相關(guān)參與方的職責(zé)有待進(jìn)一步明確，特別注意事項(xiàng)也有待進(jìn)一步明晰。本文旨在從通航安全角度出發(fā)，主要就海上風(fēng)電工程施工建設(shè)階段如何規(guī)范開發(fā)建設(shè)程序、維護(hù)水上交通秩序、降低對(duì)通航的影響程度、厘清相關(guān)工作程序和要求等開展工作。經(jīng)廣泛查閱文獻(xiàn)資料，深入開展調(diào)查研究，認(rèn)真總結(jié)了國(guó)內(nèi)外海上風(fēng)電場(chǎng)多年的施工通航監(jiān)管實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在參考國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，廣泛征求有關(guān)單位和專家意見(jiàn)的基礎(chǔ)上，初步構(gòu)建了海上風(fēng)電工程施工通航安全監(jiān)管體系。

1海上風(fēng)電行業(yè)發(fā)展情況概述

1.1全球海上風(fēng)電發(fā)展概況

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年全球海上風(fēng)電新增裝機(jī)容量6.1GW。截至2019年底，全球累計(jì)裝機(jī)達(dá)到29.1GW，在全球風(fēng)電裝機(jī)容量中的比重為5%。海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)排名前五的國(guó)家分別為英國(guó)、德國(guó)、中國(guó)、丹麥和比利時(shí)。2019年，全球各國(guó)及地區(qū)海上風(fēng)電新增裝機(jī)情況如圖1所示。綜合來(lái)看，全球海上風(fēng)電呈穩(wěn)健增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。為促進(jìn)海上風(fēng)電發(fā)展，保障海上風(fēng)電開發(fā)安全，世界海上風(fēng)電論壇（World ForumOffshore Farm，WFO）于2018年12月18日正式成立。

1.2我國(guó)海上風(fēng)電發(fā)展概況

我國(guó)海岸線遼闊，海上風(fēng)電資源豐富，潛在開發(fā)量大。根據(jù)中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專業(yè)委員會(huì)的統(tǒng)計(jì)，2019年，中國(guó)海上風(fēng)電新增裝機(jī)588臺(tái)，新增裝機(jī)容量達(dá)到2.49GW，同比增長(zhǎng)50.9%。截至2019年底，中國(guó)海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到7.03GW，位居全球第三，僅次于英國(guó)和德國(guó)。截至2019年底，全球已投運(yùn)海上風(fēng)電場(chǎng)共有146個(gè)，共有23個(gè)在建海上風(fēng)電項(xiàng)目，裝機(jī)容量達(dá)7GW，其中中國(guó)在建海上風(fēng)電項(xiàng)目達(dá)到13個(gè)，裝機(jī)容量高達(dá)3.7GW。結(jié)合目前全球已投運(yùn)的裝機(jī)容量以及在建裝機(jī)容量來(lái)看，未來(lái)中國(guó)或?qū)⒊蔀槿蜃畲蟮暮Ｉ巷L(fēng)電市場(chǎng)。截至2020年6月底，全國(guó)在建海上風(fēng)電項(xiàng)目約11GW，主要分布在江蘇、廣東、福建、浙江和遼寧。我國(guó)沿海各省海上風(fēng)電發(fā)展和規(guī)劃情況見(jiàn)表1。

2海上風(fēng)電工程施工介紹

海上風(fēng)電場(chǎng)通常包括N20L、升壓站、海底電纜等3部分。其中風(fēng)電場(chǎng)單機(jī)容量多為4～10MW（國(guó)內(nèi)首臺(tái)10MW海上風(fēng)電機(jī)組輪轂中心高度距海平面約115m，風(fēng)機(jī)葉輪直徑185m，相當(dāng)于3臺(tái)波音747并排的寬度，風(fēng)輪掃風(fēng)面積相當(dāng)于3.7個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)），風(fēng)電場(chǎng)總裝機(jī)容量通常大于100MW，水上水下施工環(huán)節(jié)主要包含前期地質(zhì)勘察、樁基打設(shè)、風(fēng)機(jī)吊裝及海纜敷設(shè)施工等，參與施工的船舶機(jī)械數(shù)量較多且類型多樣，主要有打樁船、起重船、風(fēng)機(jī)安裝船、海纜敷設(shè)船、運(yùn)輸駁、拖船等。海上風(fēng)機(jī)及升壓站施工現(xiàn)場(chǎng)如圖2所示。

通常，由于海上風(fēng)電工程的施工周期較長(zhǎng)，施工難度較大，存在的施工及通航風(fēng)險(xiǎn)較高，加之部分施工單位經(jīng)驗(yàn)不足，海事主管部門的安全監(jiān)管壓力較大，缺乏參考性的施工通航安全監(jiān)管體系。

3海上風(fēng)電工程施工事故統(tǒng)計(jì)分析

由于海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)造價(jià)昂貴（每臺(tái)約1億元人民幣），施工復(fù)雜難度大，一旦海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)或施工船舶發(fā)生事故，通常會(huì)造成重大及以上等級(jí)事故。據(jù)統(tǒng)計(jì)，近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外海上風(fēng)電施工事故時(shí)有發(fā)生，造成的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響巨大，部分案例介紹如下：

（1）2016年5月12日，江蘇某海上風(fēng)電項(xiàng)目施工船與1艘漁船發(fā)生碰撞。事故造成漁船沉沒(méi)，構(gòu)成較大等級(jí)水上交通事故。

（2）2017年11月15日，德國(guó)北海海域1艘正在作業(yè)的風(fēng)電運(yùn)維船發(fā)生火情，事發(fā)時(shí)，正為在運(yùn)風(fēng)電場(chǎng)NordseeOst服務(wù)。

（3）2020年4月23日，德國(guó)Borkum Riffgrund 1海上風(fēng)電場(chǎng)的1艘運(yùn)維船（CTV）在航行時(shí)失控撞上了1臺(tái)風(fēng)機(jī)，造成3人受傷。

（4）2020年7月4日，國(guó)內(nèi)首座1200t自航自升式風(fēng)電安裝平臺(tái)在江蘇如東海域的某項(xiàng)目執(zhí)行吊裝任務(wù)作業(yè)過(guò)程中，發(fā)生海水漫浸事故。

（5）2020年9月13日，1艘起吊能力為2 800t的全回轉(zhuǎn)起重船廣東汕尾某項(xiàng)目單樁基礎(chǔ)施工時(shí)，發(fā)生大臂折斷事故。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，多數(shù)事故的發(fā)生都存在不同程度監(jiān)管缺失的突出問(wèn)題，加強(qiáng)海上風(fēng)電工程施工安全監(jiān)管引發(fā)了行業(yè)內(nèi)廣泛的關(guān)注，國(guó)內(nèi)外都在不斷加強(qiáng)海上風(fēng)電工程突發(fā)事件的應(yīng)急演練與救援設(shè)施設(shè)備投入，同時(shí)也制定了相關(guān)的施工標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，但系統(tǒng)性的海上風(fēng)電工程施工通航安全監(jiān)管體系尚未形成。

4海上風(fēng)電工程施工通航安全監(jiān)管體系

4.1施工安全監(jiān)管機(jī)制

4.1.1

施工安全主體責(zé)任制

施工單位應(yīng)當(dāng)落實(shí)安全生產(chǎn)法律法規(guī)要求，制定施工通航安全保障方案，保障施工作業(yè)及其周邊水域交通安全。施工通航安全保障方案應(yīng)當(dāng)包含工程對(duì)通航環(huán)境、水上交通秩序的影響分析、存在的問(wèn)題及通航安全保障措施等。施工通航安全保障方案作為申請(qǐng)海事行政許可、水上水下活動(dòng)許可證時(shí)提交的文件之一，也可作為工程施工期間制定通航安全維護(hù)方案和實(shí)施通航安全管理的參考文件。

施工單位還應(yīng)建立并落實(shí)安全、防污染的主體責(zé)任制，制定符合水上交通安全和防污染要求的保障措施和詳細(xì)施工方案。針對(duì)大型構(gòu)件的運(yùn)輸需提前編制穩(wěn)性計(jì)算書，對(duì)于風(fēng)電機(jī)組重大件吊裝、重力式基礎(chǔ)下放等對(duì)通航安全影響大的環(huán)節(jié)或需實(shí)施交通管制的環(huán)節(jié)應(yīng)編制專項(xiàng)施工方案（包括參與施工船舶機(jī)械及其布置方式、進(jìn)出線路、進(jìn)度安排等），必要時(shí)需向主管機(jī)關(guān)申請(qǐng)組織審查。

4.1.2溝通協(xié)調(diào)匯報(bào)機(jī)制

通常，海上風(fēng)電場(chǎng)施工期較長(zhǎng)，為維護(hù)施工水域正常的通航秩序，確保通航安全及水上施工的順利進(jìn)行，可由施工單位、建設(shè)單位牽頭，邀請(qǐng)當(dāng)?shù)卣?、海事部門、漁業(yè)部門等專人指導(dǎo)，成立海上風(fēng)電場(chǎng)施工通航安全維護(hù)指揮部，明確各方職責(zé)及溝通協(xié)調(diào)機(jī)制，定期召開施工協(xié)調(diào)會(huì)、宣貫會(huì)。工程建設(shè)前，加強(qiáng)宣傳，做好與附近漁港（或漁民）、養(yǎng)殖區(qū)、船舶企業(yè)等相關(guān)利益方的溝通和協(xié)調(diào)，妥善處理好相關(guān)利益方之間的關(guān)系。海上風(fēng)電工程建設(shè)項(xiàng)目部每月應(yīng)向轄區(qū)海事處匯報(bào)工作進(jìn)展及計(jì)劃;每季度向轄區(qū)海事局通航管理處、指揮中心等相關(guān)部門匯報(bào)工作進(jìn)展及計(jì)劃;每年向轄區(qū)海事管理機(jī)構(gòu)相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)工作進(jìn)展及計(jì)劃。

4.1.3施工作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制度

海上風(fēng)機(jī)施工受水文、氣象因素影響顯著，特別是受臺(tái)風(fēng)、涌浪、能見(jiàn)度不良等影響明顯。為確保施工安全，施工單位應(yīng)根據(jù)參與施工船舶狀況、通航水域水文氣象條件等，明確打樁、吊裝、安裝等作業(yè)條件，制定施工作業(yè)限制標(biāo)準(zhǔn)。水上施工作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為實(shí)際風(fēng)浪等級(jí)不高于施工船舶自身抗風(fēng)浪能力。具體標(biāo)準(zhǔn)由施工單位根據(jù)各環(huán)節(jié)施工的具體要求、船舶性能、施工水域風(fēng)浪特點(diǎn)等對(duì)作業(yè)的影響程度計(jì)算確定。施工水域氣象、海況條件對(duì)工程施工影響明顯，施工單位應(yīng)根據(jù)施工各環(huán)節(jié)的特點(diǎn)和要求制定作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格掌握施工各環(huán)節(jié)的作業(yè)條件，保證作業(yè)安全。施工單位應(yīng)及時(shí)掌握當(dāng)天的天氣預(yù)報(bào)，收聽(tīng)當(dāng)?shù)貧庀箢A(yù)報(bào)（必要時(shí)定制氣象專項(xiàng)服務(wù)），分析氣象資料，盡量選擇在風(fēng)速、水流速度較小的時(shí)段施工或運(yùn)輸作業(yè)，另外，工程施工應(yīng)盡量避開冬季季風(fēng)及夏季臺(tái)風(fēng)影響期。

4.1.4海事監(jiān)管約談機(jī)制

（1）項(xiàng)目開工前監(jiān)管約談

在工程開工建設(shè)前，海事主管部門可組織建設(shè)單位、施工單位等參加約談。約談工作可由通航管理處組織，轄區(qū)海事處和海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)單位、施工單位、監(jiān)理單位領(lǐng)導(dǎo)和安全負(fù)責(zé)人等參加。通過(guò)開展開工前約談工作，督促確保施工單位建立健全安全監(jiān)管體系和制度，嚴(yán)格履行安全生產(chǎn)主體責(zé)任。需重點(diǎn)掌握內(nèi)容包括施工計(jì)劃、水上作業(yè)人員、參與施工船舶機(jī)械、施工船舶進(jìn)出路線等。

（2）項(xiàng)目施工階段監(jiān)管約談

施工階段對(duì)施工單位的約談可由轄區(qū)海事處組織實(shí)施。主要內(nèi)容包括安全主體責(zé)任落實(shí)情況，工程建設(shè)的安全監(jiān)管體系和應(yīng)急預(yù)案的建立情況;施工通航安全保障方案提出的安全防范措施的落實(shí)情況，如在施工前要求落實(shí)導(dǎo)助航標(biāo)志及風(fēng)機(jī)警示燈、巡邏警戒船艇等，制作宣傳圖冊(cè)等;施工船舶技術(shù)狀況、活動(dòng)范圍等基本情況;警戒船艇和應(yīng)急力量的落實(shí)布置情況;防抗臺(tái)風(fēng)、冬季大風(fēng)、霧季等惡劣氣象的應(yīng)急措施落實(shí)情況等。

（3）施工單位訪談

對(duì)施工單位的走訪檢查應(yīng)以督促其落實(shí)安全生產(chǎn)主體責(zé)任和通報(bào)安全管理情況為主要目的，通過(guò)走訪檢查，幫助施工單位發(fā)現(xiàn)安全管理方面存在的缺陷或不足，督促施工單位采取切實(shí)有效措施，提高安全管理水平。敦促施工單位建立、健全安全生產(chǎn)責(zé)任制和安全生產(chǎn)規(guī)章制度，加強(qiáng)對(duì)水上施工作業(yè)人員進(jìn)行安全生產(chǎn)教育和培訓(xùn)。

（4）項(xiàng)目完工前監(jiān)管約談

完工前約談應(yīng)在工程涉及通航的施工內(nèi)容基本結(jié)束時(shí)。主要內(nèi)容包括：跟蹤和督促落實(shí)海上風(fēng)電場(chǎng)水域水上助航標(biāo)志、防撞設(shè)施、CCTV等安全配套設(shè)施的建設(shè)和驗(yàn)收工作;督促制作海上風(fēng)電場(chǎng)水域通航安全宣傳資料，配合海事主管部門做好對(duì)外公告和宣傳工作;督促經(jīng)營(yíng)管理單位落實(shí)通航安全主體責(zé)任，建立健全安全監(jiān)管體系、制度和應(yīng)急預(yù)案。

4.2施工安全監(jiān)管技術(shù)

4.2.1施工活動(dòng)水域劃定

結(jié)合國(guó)內(nèi)外施工經(jīng)驗(yàn)，為減小施工船舶與附近過(guò)往船舶，以及施工船舶與施工船舶之間的影響，在考慮施工活動(dòng)水域時(shí)，宜在實(shí)際所占水域的基礎(chǔ)上適當(dāng)留有余地。一般，風(fēng)電場(chǎng)施工活動(dòng)水域按照外圍風(fēng)機(jī)中心外擴(kuò)500～1000m形成的外切圓連接水域范圍作為風(fēng)電場(chǎng)施工期的施工活動(dòng)水域。施工活動(dòng)水域是動(dòng)態(tài)范圍，實(shí)際施工過(guò)程中可隨施工計(jì)劃、范圍的調(diào)整而及時(shí)調(diào)整。

4.2.2設(shè)置導(dǎo)助航及警示標(biāo)志

為保障工程施工及附近過(guò)往船舶的通航安全，施工前需對(duì)風(fēng)電場(chǎng)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)，通常需要在施工活動(dòng)水域外圍（通常以角點(diǎn)處風(fēng)機(jī)為中心、500m為半徑水域外切圓連接范圍）配布若干座海上作業(yè)區(qū)專用標(biāo)，同時(shí)為提高能見(jiàn)度不良條件下航標(biāo)被船舶識(shí)別的能力，在布設(shè)視覺(jué)標(biāo)的基礎(chǔ)上可增設(shè)AIS虛擬航標(biāo)。

每座風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)施工完成出水后，為避免樁基成為孤立危險(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。同時(shí)，應(yīng)注意布設(shè)的警戒燈避免影響船舶的嘹望。

4.2.3申請(qǐng)臨時(shí)等待水域，預(yù)選防臺(tái)避風(fēng)錨地

風(fēng)電場(chǎng)工程施工的船舶種類主要有運(yùn)輸船、打樁船、起重船、攪拌船、輔助船（包括拖船、交通船、錨艇）等，參與施工船舶數(shù)量較多，施工單位應(yīng)結(jié)合實(shí)際施工進(jìn)度，需在工程水域附近預(yù)選好臨時(shí)等待水域，便于集中安全管理;臺(tái)風(fēng)期間應(yīng)嚴(yán)格按照海事管理機(jī)構(gòu)指定位置進(jìn)行避風(fēng)，建議對(duì)施工船舶一預(yù)選錨地（結(jié)合船型及其性能劃分）一配備拖船一安全聯(lián)絡(luò)員等信息提前清單化公布，施工船舶需注意選擇好時(shí)機(jī)及早撤離。

4.2.4施工活動(dòng)水域警戒

施工單位應(yīng)制定專項(xiàng)警戒方案，配置與施工作業(yè)條件相適應(yīng)的警戒船舶進(jìn)行警戒工作。警戒船需統(tǒng)一標(biāo)識(shí)（與商船、施工船易于區(qū)分），配備雷達(dá)、AIS、VHF、警示燈光、高音喇叭、強(qiáng)光燈等設(shè)備，警戒期間須顯示相應(yīng)的號(hào)燈號(hào)型。警戒船警戒位置應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離附近航道、碼頭水域，盡量減小對(duì)附近過(guò)往船舶的影響。必要時(shí)，建議成立警戒指揮部，負(fù)責(zé)施工水域的現(xiàn)場(chǎng)安全警戒。海上風(fēng)電工程施工通航安全警戒體系架構(gòu)如圖4所示。

4.2.5海事安全監(jiān)管措施

除相關(guān)行政許可外，海事管理機(jī)構(gòu)還可通過(guò)VTS、VHF、CCTV、雷達(dá)、海巡艇等多種形式，不定期地對(duì)施工水域進(jìn)行監(jiān)管。海事監(jiān)管部門可根據(jù)施工進(jìn)展和工程水域通航環(huán)境特點(diǎn)，科學(xué)制定或調(diào)整施工水域交通流組織方案，明確現(xiàn)場(chǎng)警戒和風(fēng)電場(chǎng)水域航標(biāo)調(diào)整要求。適時(shí)審查不同施工階段施工方通航安全保障措施履行情況，確保海上風(fēng)電工程與過(guò)往船舶的航行安全。督促建設(shè)和施工單位及時(shí)清除施工臨時(shí)遺留物，及時(shí)恢復(fù)項(xiàng)目水域附近通航環(huán)境秩序。督促經(jīng)營(yíng)管理單位建立健全運(yùn)維期安全監(jiān)管體系、制度和應(yīng)急預(yù)案。

5結(jié)語(yǔ)

為加強(qiáng)海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)安全監(jiān)管，保障海上風(fēng)機(jī)及附近水域通航安全，在認(rèn)真總結(jié)國(guó)內(nèi)外海上風(fēng)電場(chǎng)施工監(jiān)管實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、廣泛征求有關(guān)單位和專家意見(jiàn)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了系統(tǒng)化的施工安全監(jiān)管機(jī)制，提出了成套化的施工安全監(jiān)管技術(shù)，可為海上風(fēng)電工程建設(shè)單位、施工單位及監(jiān)管部門提供參考，對(duì)于推動(dòng)我國(guó)加快構(gòu)建海上風(fēng)電工程施工安全監(jiān)管體系具有一定的參考價(jià)值及實(shí)踐指導(dǎo)意義。