日本災(zāi)后海道測量對策及啟示

王華強，陳 良（南海航海保障中心廣州海事測繪中心，廣東 廣州 510320）

《國際海上人命安全公約》（SOLAS）第V章第9條要求：“各締約國政府承擔(dān)義務(wù)，安排水文資料的收集和編制，并且出版、傳播以及不斷更新為安全航行所必需的所有航海資料?！币虼?，對特定通航水域提供周期性的海圖更新服務(wù)是中國切實履行公約的必然要求。目前中國測量裝備和技術(shù)基本與世界先進水平相當，沿海港口和航道的周期性測量工作也能滿足SOLAS要求，但是，在面臨臺風(fēng)等自然災(zāi)害后，災(zāi)后海道測繪工作僅限于為滿足航道復(fù)航需求而開展的港口、航道應(yīng)急掃測工作，缺乏后續(xù)有計劃的航海資料更新工作，例如應(yīng)急掃測數(shù)據(jù)評估、未掃測危險區(qū)警示、受災(zāi)海域海圖換版測量工作等，災(zāi)后海道測量能力仍有較大提升空間。

日本是一個地震多發(fā)國家，地震和海嘯對其海域通航環(huán)境經(jīng)常帶來毀滅性破壞，日本在災(zāi)后應(yīng)急測量和海圖更新機制上積累了豐富的經(jīng)驗。目前，中國也有一些專家致力于災(zāi)后應(yīng)急測量相關(guān)研究。趙兵[1]研究了日本災(zāi)后重建的經(jīng)驗，認為中國應(yīng)進一步完善災(zāi)后應(yīng)急機制。劉慶東[2]總結(jié)了應(yīng)急掃測的現(xiàn)場過程，認為在裝備建設(shè)和掃測結(jié)果反饋等方面需要進一步加強。中國雖然遭遇海嘯的可能性較小，但是沿海港口常常遭遇臺風(fēng)、風(fēng)暴潮等自然災(zāi)害，災(zāi)害發(fā)生后港口航道產(chǎn)生大量礙航物，沿岸水準點、控制點也容易遭到破壞，同時會對港內(nèi)船舶和港口助航設(shè)施造成巨大破壞。因此，通過分析研究日本航海保障體系中的災(zāi)后應(yīng)急測繪管理體制，以期為中國進一步提升災(zāi)后海道測量能力提供借鑒。

一、日本災(zāi)后應(yīng)急測繪

（一）災(zāi)情概況

2011年3月11日，日本宮城縣首府仙臺市外海發(fā)生里氏9.0級地震，并引發(fā)海嘯。海嘯主要影響日本巖手縣、宮城縣以及福島縣沿岸，后續(xù)調(diào)查表明海嘯最高達到24 m，多次余震震級甚至超過7.0級，位于震中西北部的宮城縣牡鹿半島向震中所在的東南方向移動了約5.3 m，同時下沉了約1.2 m，這是日本觀測史上最大的地殼變動。

（二）災(zāi)后航海保障運行情況

1. 航行警告發(fā)布

隸屬于日本海上保安廳（JCG）的日本海洋情報部（JHOD）在緊急情況下會發(fā)布4種類型的航行警告：“日本航行警告”“11航行警告區(qū)航行警告”“奈伏泰斯航行警告”“地方航行警告”。2011年大地震發(fā)生后，當年3月發(fā)布205次警告，全年發(fā)布738次警告，除此之外，在JHOD網(wǎng)站也發(fā)布了大量的航行警告。

2. 職責(zé)劃分

災(zāi)害發(fā)生后，日本各機構(gòu)之間有清晰的責(zé)任劃分，且各類數(shù)據(jù)進行共享[3-4]。由表1可知，JHOD對整個海道測量實施及全部測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量負責(zé)，并且承擔(dān)了部分災(zāi)害調(diào)查的職責(zé)，迅速統(tǒng)計港口的受災(zāi)情況并對外發(fā)布，從而確定應(yīng)急測量的資源調(diào)配。地震發(fā)生后，JHOD第一時間派出全部測量船，24小時內(nèi)便在沿岸受災(zāi)港口全面鋪開應(yīng)急測繪工作。

表1 日本災(zāi)后應(yīng)急反應(yīng)職責(zé)劃分

3. JHOD應(yīng)急反應(yīng)

地震發(fā)生后，JHOD立即啟動應(yīng)急測繪，對海嘯影響的31個已有海圖出版的港口進行快速應(yīng)急反應(yīng)。主要工作分兩個階段進行。第一階段（2011年3月-4月）為應(yīng)急測繪階段，主要開展應(yīng)急障礙物掃測，便于救援物資進入和港口經(jīng)濟恢復(fù)，所有主要港口都在地震后15天內(nèi)重新開港。第二階段（2011年5月-2017年2月）為災(zāi)后常規(guī)海道測量階段，主要開展31個港口海圖更新?lián)Q版（如圖1所示），首要工作是確定新海圖的深度基準面CDL-11（如圖2所示）。第一步，測量15個主要港口的高優(yōu)先級地區(qū)，全部15個主要港口的測量和海圖更新?lián)Q版工作于2012年9月完成，并在海圖上區(qū)分標識了震后測量數(shù)據(jù)和震前測量數(shù)據(jù)（如圖3所示）。第二步，測量15個主要港口的其他地區(qū)，全部工作于2014年5月完成，這一階段采用機載激光測深和大型測量船開展海道測量工作。此時大部分海圖數(shù)據(jù)都得到了更新，在一些不重要的區(qū)域仍然保留了部分震前測量的數(shù)據(jù)。其中一項重要工作是在震后第二次確定新的深度基準面（CDL-13），并在2015年6月的鹽釜（Shiogama）港進行了驗證測試測量，實現(xiàn)從CDL-11到CDL-13的轉(zhuǎn)換（如圖4所示）。第三步，測量16個次要港口的全部地區(qū)，此項工作開始于2014年5月，直至2017年2月完成全部16個次要港口的更新?lián)Q版工作。

圖1 震后常規(guī)測量的31個港口注：黃色為主要港口，白色為次要港口。

圖2 震后各沿岸參考點的下沉情況

圖3 震后測量數(shù)據(jù)和震前測量數(shù)據(jù)標識

圖4 震后第二次確定新的深度基準面（CDL-13）

二、臺風(fēng)“彩虹”災(zāi)后應(yīng)急測繪

（一）災(zāi)情概況

臺風(fēng)“彩虹”于2015年10月4日在廣東省湛江市沿海登陸，登陸強度為15級，登陸風(fēng)速50 m/s，成為1949年以來10月份登陸中國最強臺風(fēng)。臺風(fēng)導(dǎo)致湛江港數(shù)十艘船舶損壞、沉沒或擱淺，并有大量集裝箱和碼頭吊機等重型裝備掉落入海，湛江港航道、港池回淤情況不明，碼頭生產(chǎn)全面停止，航道全方位封鎖。

（二）災(zāi)后航海保障運行情況

1. 海事預(yù)警情況

2015年10月2日8時30分湛江轄區(qū)啟動防抗熱帶氣旋Ⅳ級響應(yīng)，瓊州海峽于2日20時起全線停航，3日15時轄區(qū)渡口全面停航。針對湛江港避風(fēng)船舶多、散、雜的特點，湛江海事局采取“一對一點名”方式，充分運用“VTS、CCTV、AIS、VHF+聯(lián)動執(zhí)法”的“4+1”監(jiān)管模式，24小時監(jiān)視轄區(qū)船舶動態(tài)，共組織安排轄區(qū)12 271艘船舶進入指定區(qū)域和錨位，出動執(zhí)法人員674人次，海巡艇39艘次，發(fā)布航行安全信息1 025條。

2. 職責(zé)劃分

災(zāi)后應(yīng)急反應(yīng)職責(zé)劃分如表2所示。

表2 中國災(zāi)后應(yīng)急反應(yīng)職責(zé)劃分

3. 掃測任務(wù)與投入資源

災(zāi)害發(fā)生后，湛江港內(nèi)航道到龍騰航道的70 km航路全面癱瘓。災(zāi)后主要工作共分為兩個階段。第一階段是實施主要航道掃測，任務(wù)覆蓋湛江港龍騰航道等近10條航道、湛江港寶滿港區(qū)等10個港區(qū)港池、湛江港候泊錨地等20個錨地水域（如圖5所示）。應(yīng)急掃測隊伍分成4個作業(yè)小組連續(xù)作業(yè)，由于在臺風(fēng)前已完成該區(qū)域2015年度測量任務(wù)，應(yīng)急測量主要采用側(cè)掃聲吶對航道進行掃測，然后采用多波束加密側(cè)掃聲吶可疑點位，從而大幅提高掃測效率，36小時就實現(xiàn)湛江港30萬噸級航道恢復(fù)18 m通航水深；8天后，湛江港航道、港池、泊位、錨地的水深測量工作和側(cè)掃聲吶掃測工作全部完成。第一階段共完成多波束掃海面積65 km2，側(cè)掃聲吶掃海里程510 km，搜尋到落水集裝箱59處、沉船3處，制作1∶2 000工程水深圖幅52幅。第二階段是在2016年更新了湛江港硇洲島至南三島（88102）等8幅海圖，其中港池航道采用多波束測量，其余地區(qū)采用單波束測量，總測量面積1 500 km2，全部工作歷時42天。

圖5 湛江港災(zāi)后掃測區(qū)域

三、討論

（一）災(zāi)后海道測量模式比較

受管理機構(gòu)職能分工和受災(zāi)模式影響，中日兩國在災(zāi)后調(diào)查、信息發(fā)布、應(yīng)急測量、礙航物登記、海圖換版測量上存在明顯差異（如表3所示）?？傮w來看，日本在實施應(yīng)急測量調(diào)度上，職責(zé)范圍更大，全方位參與災(zāi)后調(diào)查，為后續(xù)開展災(zāi)后應(yīng)急測量做好鋪墊；應(yīng)急測量模式上，綜合調(diào)度所有專業(yè)船舶和飛機實施災(zāi)后測量，并且測量和礙航物登記同步開展，依據(jù)港口水域等級安排測量優(yōu)先級，在海圖產(chǎn)品上做出明確標識和區(qū)分。

表3 日本和中國災(zāi)后海道測量模式對比

續(xù)表

（二）對提升中國海道測量應(yīng)急能力的啟示

縱觀日本災(zāi)后海道測量體系，其對中國的啟示意義主要有以下幾方面：

1. 加強專業(yè)人才培養(yǎng)，提升災(zāi)后調(diào)查分析判斷能力。JHOD的測量師不僅懂測繪，而且專注于各種自然災(zāi)害機理的研究。因此，應(yīng)著力加強專業(yè)高級人才培養(yǎng)，加快合作共建和聯(lián)合培訓(xùn)，構(gòu)建專門追蹤國際航海保障技術(shù)的研究機構(gòu)。國內(nèi)航保機構(gòu)近幾年也加大了基礎(chǔ)性研究性力度，但其專業(yè)性和權(quán)威性與國內(nèi)主要研究機構(gòu)相比仍有不足。

2. 加快構(gòu)建統(tǒng)一大數(shù)據(jù)平臺，提升信息共享力度。加快與地方部門融合、資源整合以及信息共享，JHOD內(nèi)部高度發(fā)達的信息共享渠道助力了其在災(zāi)后快速決策。目前國內(nèi)也已認識到全要素信息化平臺對于應(yīng)急救災(zāi)的積極作用，各類智控平臺和數(shù)據(jù)中心均朝著智能化“大數(shù)據(jù)”的方向快速邁進，以實現(xiàn)動態(tài)信息的全面掌控和監(jiān)管服務(wù)的權(quán)威高效，但步伐有待加快。

3. 加快裝備研發(fā)和應(yīng)用，提升對大型裝備統(tǒng)一管理調(diào)度能力。JHOD的船舶、飛機和其他先進設(shè)備均由高層級管理機構(gòu)統(tǒng)一調(diào)度，才能在災(zāi)后迅速投入全部資源。例如像機載激光測深和無人自主航行器等高投入先進裝備的引進，需要高層級管理機構(gòu)予以推動應(yīng)用，由此減輕下屬機構(gòu)的資金壓力和維護成本壓力，從而提高新技術(shù)應(yīng)用的廣度和深度。

（三）中國海道測量應(yīng)急能力提升的改進措施

與日本較為完善的災(zāi)后海道測繪體制相比，中國的災(zāi)后海道測量體系建設(shè)可以從以下幾方面加以改進：

1. 盡快依照IMO提出的FSA模型建立適合中國海域特征的海道測量風(fēng)險評估模型；實施通航測量分類分級制度，確定港口的通航水域等級，并且應(yīng)進一步細分港口內(nèi)各碼頭的通航等級，從而確定災(zāi)后應(yīng)急掃測和海圖更新服務(wù)的優(yōu)先級。

2. 建立完備的災(zāi)后航道礙航物打撈和信息登記制度，以便制作完整的礙航物分布圖，從而分區(qū)域確定通航水域的航行危險等級。

3. 與科研院所等合作建立針對臺風(fēng)等自然災(zāi)害影響通航環(huán)境的機制研究，建立合理的災(zāi)害淤積與損害模型，從而合理地評估災(zāi)害影響區(qū)域，有利于指導(dǎo)后期災(zāi)后海道測繪計劃的制定與實施。

4. 建立合理的災(zāi)后評估機制，從時間上（近、中、遠期）和空間（區(qū)域等級）上形成有效的災(zāi)后海道測量體系，并對災(zāi)后測量數(shù)據(jù)建立適合的質(zhì)量評估模型，從而實現(xiàn)對海圖更新服務(wù)機制的完善。

5. 在災(zāi)害第一階段應(yīng)急掃測對通航環(huán)境詳盡評估的基礎(chǔ)上，合理規(guī)劃受災(zāi)區(qū)域后續(xù)海圖更新的周期，打破原有的定期測量制，建立因地制宜、靈活機動的海圖更新周期。

四、結(jié)語

通過詳細分析日本在震后的海道應(yīng)急測繪全流程，并對比分析中國臺風(fēng)災(zāi)后的海道測量過程，日本的災(zāi)后應(yīng)急測量體系在災(zāi)后調(diào)查和數(shù)據(jù)共享、應(yīng)急掃測和礙航物登記、海圖換版測量和標識等方面具備豐富的實踐經(jīng)驗。中國的海道測量應(yīng)急反應(yīng)發(fā)展的時間較短，在人才培養(yǎng)和裝備技術(shù)上的投入還有待提高，以適應(yīng)中國不斷提升的港口航道經(jīng)濟發(fā)展水平。因此，應(yīng)該加大專業(yè)人才培養(yǎng)、提高大型專業(yè)設(shè)備水平和增加航海保障能力基礎(chǔ)性研究等方面的投入力度，同時，應(yīng)逐步完善災(zāi)后海道測量體系構(gòu)建，建設(shè)適應(yīng)國情的港口航道分級測量模式和完備的災(zāi)后測量應(yīng)急預(yù)案，并在更高層級上建立大型裝備設(shè)施管理調(diào)度機制，滿足大型災(zāi)害災(zāi)后重建的需要。