◎ 陳鵬鵬 福州新洋海事咨詢服務有限公司

1.引言

近年來，隨著福建省風電場建設的快速發(fā)展，越來越多的海上風電工程陸續(xù)開工建設。數(shù)目繁多的在建海上風電場以及新規(guī)劃風電場與海上通航安全間的矛盾越來越突出，對于新設立的風電場在前期選址時，就必須充分考慮其建設對將來海上交通帶來的影響，需要對工程通航安全進行研究，并結合分析結果給出優(yōu)化后的選址就顯得尤為重要。

本文就平潭大練二期海上測風塔選址，采用基于AIS數(shù)據(jù)對擬選址水域的通航安全進行研究，并對船舶交通流數(shù)據(jù)進行交通調(diào)查，以圖文并茂、逼真直觀的方式展示，為本工程的合理優(yōu)化選址方案提供科學佐證材料。

2.交通流分析來源數(shù)據(jù)——AIS概述

船舶自動識別系統(tǒng)（AIS），是由船載設備和岸基設施這兩部分所組成的，AIS靜態(tài)信息包括：長度，寬度，AIS天線到船首距離和左右舷距離等；AIS中的動態(tài)信息包括：發(fā)出信息的時刻，當前時刻船舶經(jīng)、緯度值，航向，船首向等等。AIS數(shù)據(jù)主要來源包括岸基天線收到的AIS與低軌衛(wèi)星收到的AIS數(shù)據(jù)。

3.項目擬計劃位置交通流分析

3.1 擬計劃的項目位置

根據(jù)《平潭大練風電場風電場二期海上測風塔項目海域使用論證報告表》，本測風塔項目的地理概位坐標是(25°43’48.769”N,119°49’35.034”E)，擬建位置是大練島東北側。

3.2 交通流采用的分析方法

為考察研究海域的船舶交通狀況及通航安全風險，本報告參照國際航標協(xié)會（IALA）推薦的航道風險分析方法，即《IALA Guideline 1123:The Use of IALA Waterway Risk Assessment Programme(IWRAPMkII)》（2017年6月出版）：

（1）收集擬建位置及附近海域的交通流數(shù)據(jù)，采用船舶AIS歷史軌跡數(shù)據(jù)，繪制出研究海域船舶交通流密度圖；

（2）基于全年船舶交通流密度圖，勾勒出擬建位置內(nèi)部及其周邊海域的船舶習慣航路（routes）、關鍵轉向點（waypoints）、分支航段（legs）；每個分支航段，可以根據(jù)需要，劃定出與之相應的截面門線（Lateral Gateline）；

（3）對于任一分支航段的交通流特征，可通過其截面門線上交通流分布圖（Traffic Lateral Distribution oneachleg）來表征，具體圖示方法有直方圖或擬合曲線。

3.3 目標水域交通流組成

針對本測風塔項目，從2019年船舶交通流數(shù)據(jù)庫中可以抽取出穿越目標水域的航跡分布，如圖1所示。

在圖1可以看到，穿越目標水域的商船航跡廣泛分布于平潭島北側和東側，包括松下灣、牛頭灣、海壇海峽和臺灣海峽位于平潭島東側等。

圖1 穿越本測風塔項目目標水域的商船航跡分布（2019年）

圖2 穿越本測風塔項目目標水域的東西走交通流組成部分及核密度圖（2019年）

圖3 全年松下港進出港商船的軌跡及核密度圖（2019年）

針對圖1的船舶航跡數(shù)據(jù)，進一步檢索出東西走向的航次（數(shù)據(jù)重采樣），可得到圖2所示的穿越目標水域的商船交通核密度圖。由圖可以發(fā)現(xiàn)穿越目標水域的東西向航次主要由以下四股交通流組成：

（1）經(jīng)由福清灣一期航道的航次，也稱“松下港區(qū)的進出航次”；圖2標記為深紅色的交通流；

（2）經(jīng)由鼓嶼門水道的航次；圖2標記為藍色的小股交通流；

（3）經(jīng)由北東口水道的航次；圖2標記為桃紅色的小股交通流；

（4）經(jīng)由大小練水道的航次；圖2標記為綠色的小股交通流；

針對船舶航跡數(shù)據(jù)，可進一步做核密度分析，最終得到穿越目標水域東西向商船軌跡核密度圖。穿越目標水域的東西向航次中，受到測風塔規(guī)劃選址較大影響對象是“經(jīng)由福清灣一期航道的航次”，即“松下港區(qū)的進出航次”。

3.4 松下港區(qū)的進出港交通流

從2019年船舶交通流數(shù)據(jù)庫中可以抽取出松下港區(qū)進出港航跡分布及核密度圖，如圖3所示，松下港區(qū)進出港航次可以分為以下五類：

（1）取道海壇海峽的航次；

（2）經(jīng)由豬頭礁水道的航次；

（3）沿福清灣一期航道的航次；

（4）沿福清灣一期航道北側的習慣航路；

（5）沿福清灣一期航道（南側）延伸線的航次：包括沿內(nèi)航路北上抄近路進福清一期航道、福清一期航道出口抄近路往內(nèi)航路的南下船；

上述此五類松下港區(qū)的進出港航次中，受到測風塔規(guī)劃選址較大影響對象是“沿福清灣一期航道延伸線的航次”。

3.5 測風塔舊址的通航合理性評價

從交通流分析情況上來看，本工程對進出福清灣口外海域的船舶產(chǎn)生一定影響，測風塔原規(guī)劃址需重新調(diào)整，以滿足通航安全的需要。所以，對風電場測風塔位置進行進一步優(yōu)化調(diào)整是必要的。

4.優(yōu)化后新位置選址分析

4.1 本測風塔項目位置優(yōu)化方案的設計

根據(jù)本測風塔項目規(guī)劃原址，及其周邊推薦航路、進出港推薦航法分布情況，根據(jù)業(yè)主提出的若干備選位置（坐標如表1，視為概念設計初步方案），進行評價分析對船舶通航環(huán)境的影響；這個概設方案主要是考慮需要“避開測風塔原規(guī)劃位置周邊海域的小股東西向習慣航路情況。

4.2 概設方案與習慣航路間距分析

根據(jù)第三節(jié)分析，受到測風塔規(guī)劃選址較大影響對象是“經(jīng)由福清灣一期航道的航次”，即“松下港區(qū)的進出航次”，因此進行針對性的分析。

表1 概念設計中的測風塔備選位置坐標

圖4 本測風塔項目備選位置的商船交通流密度分布圖

圖5 本測風塔項目備選位置與 “90%區(qū)間連線”相對位置關系圖

圖6 優(yōu)化后選址示意圖

4.2.1概設方案周邊交通流季節(jié)分析見圖4。

①備選位置1（紫色三角形圖標）和2（青色三角形圖標），由于所在緯度較低，在一年四季中，都不會對“沿福清灣一期航道（南側）延伸線的航次”產(chǎn)生影響；

②擬建位置（橙色三角形圖標）和備選位置3（藍色三角形圖標），由于所在緯度較高，在一年四季中，僅有第二季度看到與“沿福清灣一期航道（南側）延伸線的航次”最南若干航次（東西走向的交通流）略有存在空間并存。

總體而言，從一年四季的交通流密度分布圖來看，四個測風塔備選位置已基本避開“沿福清灣一期航道（南側）延伸線的航次”。

4.2.2概設方案與松下港區(qū)航次分析

根據(jù)《閩海事[2019]11號指南》條款7.1“確定航跡帶分布寬度保證率90%條件下的航路邊界”的方法，分析四個備選位置與“90%區(qū)間連線”的間隔距離，來衡量對松下進出港航次的影響程度；這些距離的具體量測方法如圖5所示。

5.結論

由于測風塔屬于單個水上構筑物，建設單位考慮樁基地質(zhì)問題，避免單個位置因地質(zhì)問題無法施工，因此在結合如上交通流分析及綜合通航安全角度考慮，建議優(yōu)先采用備選1位置進行施工，當所選建設地址的底質(zhì)無法滿足建設要求時，則依次按照備選3、備選2、擬建位置的順序進行選址施工，詳見圖6。