山東海洋牧場平臺發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展重點淺析

文/趙振營 孫利元 丁金強 紀云龍 劉建影 顧華艷

海洋牧場平臺建設在山東海洋牧場建設挺進深藍中占據(jù)舉足輕重的地位，是拓展海洋牧場發(fā)展空間的海上支點。本文對山東海洋牧場平臺的建設情況及發(fā)展現(xiàn)狀進行了闡述，分析存在的問題，并提出了積極建議，以期將海洋牧場平臺打造成為海洋牧場陸域與海域有機銜接的“強支點”，為海洋牧場健康、有序、可持續(xù)發(fā)展提供有力保障。

一、海上平臺發(fā)展的背景

（一）海上平臺

海上平臺，是高出海面且具有水平臺面的一種桁架構(gòu)筑物，供進行生產(chǎn)作業(yè)或其他活動用。平臺一般分為生產(chǎn)設施區(qū)、生活設施區(qū)和能源動力設備區(qū)等。隨著海上油氣資源的發(fā)現(xiàn)，海上平臺應運而生，用于海上油氣資源的開發(fā)與利用。世界上第一座海上石油平臺由美國布朗·路特公司設計建造，于1947年安裝布放在墨西哥灣。

海上平臺的設計、建造和安裝技術(shù)日趨成熟，作業(yè)地點也從早期的海灘、近海逐步邁向深海、遠海，平臺類型和功能也根據(jù)作業(yè)海況及作業(yè)需求的不同而發(fā)生改變。海上平臺按其位置是否固定，分為固定式和浮式兩種，固定式海上平臺又分為樁式、繃繩式和重力式，浮式海上平臺分為坐底式、自升式、半潛式和船式。就作業(yè)水深而言，固定式海上平臺穩(wěn)定性強但使用水深有限，浮式海上平臺適應水深范圍較大但穩(wěn)定性略差。

（二）山東海洋牧場平臺

2005年，山東啟動以“改善海洋生態(tài)、養(yǎng)護漁業(yè)資源”為目的的“漁業(yè)資源修復行動計劃”，帶動了漁業(yè)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。2014年，山東省加快推動海洋牧場建設，提出“投礁型、田園型、底播型、裝備型、游釣型”五大類海洋牧場協(xié)同發(fā)展的新理念，促進了漁業(yè)增養(yǎng)殖業(yè)由近岸走向深遠海，緩解近岸養(yǎng)殖壓力，同時推動一二三產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，打造“新六產(chǎn)”，重點帶動了海上體驗、休閑海釣等高附加值產(chǎn)業(yè)發(fā)展，引導海洋漁業(yè)發(fā)展走向深藍。當前，海洋牧場發(fā)展需要一個海上“支點”，也就是海上平臺。我國海上平臺的設計建造起步較晚，但后來居上，目前海上平臺設計建造技術(shù)已位于世界前列。山東省憑借強大的裝備建造技術(shù)，致力于研發(fā)海洋牧場邁向深藍的“海上支點”——海上平臺。

2015年，第七代超深水半潛式平臺在山東建造完成并交付，其最大作業(yè)水深首次突破3600米，刷新了當時世界最大作業(yè)水深的紀錄。2016年7月，全國首個服務于海洋牧場的海上平臺“六十里1號”自升式多功能海洋牧場平臺在山東龍口中集來福士基地交付，其具備海洋水質(zhì)、水文、氣象監(jiān)測、海上值守瞭望等功能，還能借助海洋牧場直接為休閑垂釣、海上觀光提供舒適安全場所，更大范疇延長休閑漁業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈。該平臺的啟用為海洋牧場的管理和休閑漁業(yè)發(fā)展起到極大的促進作用。

二、海洋牧場平臺的建設概述

（一）海洋牧場平臺的功能及要求

為規(guī)范海洋牧場平臺審批、建造及運營行為，保障海洋牧場平臺安全、規(guī)范、高標準建設，原山東省海洋與漁業(yè)廳依據(jù)原農(nóng)業(yè)部漁業(yè)船舶檢驗局《關(guān)于同意在山東省開展休閑漁船及海洋漁業(yè)裝備檢驗管理試點工作的批復》，于2017年研究出臺《海洋牧場平臺試點管理暫行辦法》，指出海洋牧場平臺是在海洋牧場區(qū)域內(nèi)設置的，用于開展海洋牧場生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、海上管護、牧漁體驗、生態(tài)觀光、安全救助等工作的設施，并明確海洋牧場平臺按其停泊方式可分為固定式和浮動式兩種。

海洋牧場平臺是海洋牧場建設、管護、運營等方面的陸域延伸支點、海中根據(jù)地。在平臺建造方面，除涵蓋生產(chǎn)設施區(qū)、生活設施區(qū)和能源動力設備區(qū)等基本功能區(qū)外，還可以根據(jù)功用與自然條件的不同調(diào)整平臺結(jié)構(gòu)，增添所需設施。除此之外，海洋牧場平臺必須配備垃圾處理設施，使用清潔能源。

（二）海洋牧場平臺的建設現(xiàn)狀

2017年，山東省把海洋牧場作為“海上糧倉”建設的主戰(zhàn)場，大力推廣省級以上海洋牧場示范項目，提升海洋牧場裝備水平。針對山東海域水文、底質(zhì)特點，設計海洋牧場平臺類型，形成自升式、半潛式、漂浮式、可移動式四大類型平臺格局（如圖1），滿足各類海洋牧場的發(fā)展需求。

截至2020年上半年，山東建造完成自升式、半潛式、漂浮式、可移動式四類海洋牧場平臺共計48座，其中自升式平臺29座（大致分布如圖2）。海洋牧場平臺的投用，有效解決了我國在開發(fā)海洋資源和管理漁民作業(yè)過程中面臨的生態(tài)監(jiān)測、海區(qū)管護、安全保障、能源供給等問題。山東省今年將啟動財政資金股權(quán)投資改革試點，對海洋牧場建設支持方式由直接補助調(diào)整為股權(quán)投資，進一步強化市場作用、釋放市場活力，發(fā)展重點向生態(tài)化、信息化、智能化、裝備化、深遠海等方向傾斜，為海洋牧場平臺的下一步發(fā)展謀劃方向。

三、海洋牧場平臺建設存在的問題

（一）海洋牧場平臺維護、升級困難

2020年距山東第一座海洋牧場平臺交付使用已近四年時間，絕大部分平臺也使用將近三年之久，平臺維護檢修頻次逐年升高。海洋牧場平臺布設在海中，海況復雜、海水腐蝕性強、空氣濕度大，隨著平臺使用年限的增加，平臺整體維護檢修面積擴大、檢修難度增加、檢修費用提高，特別是自升式平臺的樁腿、半潛式平臺的浮體等水下結(jié)構(gòu)部分的檢修尤為復雜。此外隨著海洋牧場的快速發(fā)展，人們對海洋牧場平臺的功能要求越來越高、需求變化越來越快。重新設計建造海洋牧場平臺成本高昂，企業(yè)難以承受，最經(jīng)濟的方式就是能在平臺原有基礎上進行升級改造。山東的主流海洋牧場平臺是自升式，鋼制自升式平臺的工藝、結(jié)構(gòu)、配重等是根據(jù)海底勘探情況、水深、風浪流主方向、樁基承載力、配重平衡等要素進行科學計算設計而來，若需在其原有基礎上增設大型新設備，需對整體工藝、結(jié)構(gòu)、配重等方面重新校核，并且由于海況復雜，海上施工也面臨著諸多的困難，造成海洋牧場平臺的升級改造存在困難。

（二）海洋牧場平臺的綠色能源供應不足

海洋牧場平臺與大型智能深水網(wǎng)箱等深遠海漁業(yè)裝備設施，存在能源供應問題。這些大型漁業(yè)設施還處在起步階段，在設計建造時雖配備了風力發(fā)電、光伏發(fā)電等模塊，但產(chǎn)生的電力只能供應照明、水下觀監(jiān)測設備使用，對于吊裝設備、自升式平臺的液壓起降設備等耗電量大的設備大多采用柴油機發(fā)電的傳統(tǒng)供電方式。風力發(fā)電受部署海區(qū)風力大小影響，光伏發(fā)電受太陽能電池板布放空間限制，風力和光伏發(fā)電無法滿足目前實際需求。因此，綠色能源供應問題是困擾海洋牧場平臺發(fā)展的又一大難題。

（三）海洋牧場平臺信息系統(tǒng)及自動化系統(tǒng)亟需升級

目前，海洋牧場平臺仍處于探索階段，其信息系統(tǒng)的建設程度與應用需求仍存在差距。如信息處理緩慢，信息共享通道不暢，信息處理系統(tǒng)亟需升級。對水文氣象指標和海域理化指標的信息采集設備配備有限，采集信息種類不夠全面等。平臺信息系統(tǒng)建設不足，也使得其自動化水平有限，許多自動化操作無法實施，設備操作使用及日常檢修維護還是以常規(guī)人工參與為主，無法實現(xiàn)平臺自我檢測。

四、對策建議

海洋牧場平臺是海洋牧場建設、管護、運營等方面的陸域延伸支點、海中根據(jù)地，在海洋牧場建設管理、漁業(yè)資源開發(fā)挺進深遠海之中占據(jù)重要位置，支點作用顯著。在引導建設海洋牧場平臺過程中，要加強海洋牧場平臺的信息化建設，不斷提高其自動化智能化水平，優(yōu)化平臺的結(jié)構(gòu)設計與功能配置，打造建設海洋生態(tài)牧場綜合體的“海上空間站”。

（一）結(jié)合實際需求引導海洋牧場平臺造型設計邁向多樣化

海洋牧場平臺是根據(jù)牧場管護運營單位生產(chǎn)作業(yè)需求，借鑒海上石油鉆井平臺的功能作用而演生出來的，海洋牧場平臺自身的概念設計方面亟需進一步加強。將海洋牧場平臺的設計眼光放長遠，為未來的可能性功能需求提供發(fā)展預留空間，探索平臺的功能模塊化設計，根據(jù)需求變化可不受結(jié)構(gòu)限制而自由拼接組裝，方能極大降低海洋牧場平臺后期升級改造難度和成本。目前，山東海洋牧場平臺以自升式平臺居多，四根樁腿支撐方形上部工作平臺，上部工作平臺可通過液壓裝置沿樁腿升降。但上部工作平臺的結(jié)構(gòu)外型較為單一，建議在滿足六大功能基礎上根據(jù)自身海洋牧場特色，設計建造結(jié)構(gòu)造型多樣化并體現(xiàn)海洋牧場元素的平臺，如日照順風陽光國家級海洋牧場示范區(qū)的“陽光1號”，空中俯瞰猶如一只巨大的海星，造型新穎、吸引眼球。同時開發(fā)更多休閑娛樂項目，使其對社會公眾更具吸引力，為大力發(fā)展休閑垂釣、觀光游覽、漁事體驗提供特色硬核載體。

（二）探索海洋牧場平臺的穩(wěn)定能源供應路徑

中國要實現(xiàn)建設海洋強國戰(zhàn)略，首先要解決海上能源供給問題。傳統(tǒng)柴油機發(fā)電，操作復雜，容易污染海洋和大氣環(huán)境，隨著科技的不斷發(fā)展，我國準備研究采用波浪能等清潔能源作為太陽能、風電的有力補充，構(gòu)建海上區(qū)域微電網(wǎng)，以更加綠色、安全、穩(wěn)定的能源供應方式替代傳統(tǒng)柴油機發(fā)電。爭取突破能源瓶頸，實現(xiàn)極端氣象條件下平臺電力供給不間斷，充分釋放海洋牧場平臺的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

（三）加強海洋牧場平臺信息系統(tǒng)和自動化操作系統(tǒng)建設

我國對5G通信技術(shù)的研究應用已贏得先機，使得我們領先世界迎來5G時代的到來。將5G技術(shù)融入海洋牧場平臺信息系統(tǒng)的建設可以提升作業(yè)的安全性、精準度。在信息采集方面，豐富牧場海域主要理化指標、水文氣象指標，以及相關(guān)生產(chǎn)經(jīng)營信息等，更新信息采集設備設施，使采集的信息數(shù)據(jù)更可靠，同時也有加強海洋牧場平臺信息處理能力。平臺作為海洋牧場裝備模塊之一，要注重打通其與其他單元模塊的信息傳輸壁壘，以期實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的全面整合與分析利用，有效提高海洋牧場平臺與陸域、管護船只等模塊的信息傳輸與處理水平，實現(xiàn)多模塊的信息共享，也要與即將建成的山東現(xiàn)代化海洋牧場綜合管理平臺實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。將5G信息處理技術(shù)與海洋牧場平臺操作系統(tǒng)相結(jié)合，大幅提高平臺自動化、智能化水平，使得海洋牧場平臺設備應用向著便捷化、自動化方向發(fā)展。將平臺自檢、水下作業(yè)、結(jié)構(gòu)校核等工作從人力化轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣踊?，不僅解放了人力，降低作業(yè)風險，還將達到海洋牧場平臺功能最大化和運維成本最小化。