李峰?顧魏?黃勇?吳潔

摘? 要：全球氣候變化是 21 世紀(jì)人類面臨的重大挑戰(zhàn)。國(guó)家能源局發(fā)布《2021 年能源工作指導(dǎo)意見(jiàn)》中明確提出要加快多項(xiàng)特高壓工程，提升新能源輸送能力。在送端，完善西北、東北主網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，支撐跨區(qū)直流安全高效運(yùn)行。本文就特高壓工程中的外電入滬項(xiàng)目工程進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，對(duì)過(guò)江線位進(jìn)行分析選擇，明確項(xiàng)目工程的建設(shè)地點(diǎn)；對(duì)工程的平縱斷面以及隧道斷面進(jìn)行設(shè)計(jì)；對(duì)本方案存在的自然條件、交通條件風(fēng)險(xiǎn)等進(jìn)行了評(píng)估。

1 背 景

上海電網(wǎng)是華東電網(wǎng)的重要組成部分，處于華東電網(wǎng)的受端位置，是華東地區(qū)乃至全國(guó)密度最高的負(fù)荷中心。在“2030 年前碳達(dá)峰、2060 年前碳中和”目標(biāo)下，全社會(huì)再電氣化將引領(lǐng)電力需求剛性增長(zhǎng)。綜合考慮上海市經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)調(diào)整、終端電氣化率不斷提升等因素，預(yù)計(jì)到 2030 年、2035 年，即使考慮本地大力推進(jìn)風(fēng)電、光伏新能源的發(fā)展，市內(nèi)電力資源也非常有限，難以提供上海經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展的能源支撐，上海市電力電量的需求在夏/冬高峰電力缺口量也是非常大的。因此，爭(zhēng)取新增入滬直流為保障上海中長(zhǎng)期供需平衡的必要條件，也是上海能源低碳安全轉(zhuǎn)型并實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的最佳途徑，目前，國(guó)家“十四五”電力規(guī)劃中已明確將外電入滬納入“十四五”期間重點(diǎn)研究論證項(xiàng)目。

據(jù)國(guó)家發(fā)改基礎(chǔ)〔2022〕195 號(hào)文要求，以北方沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點(diǎn)，推進(jìn)大型風(fēng)電光伏基地布局。前期綜合市外新增來(lái)電規(guī)模需求及交流通道受電能力分析研判，外電入滬工程規(guī)模暫按±800 kV，輸送容量800 萬(wàn)kW考慮。目前，外電入滬方案送端電源選址針對(duì)巴丹吉林沙漠酒泉西部、庫(kù)布奇沙漠鄂爾多斯南部、騰格里沙漠東南部3個(gè)方案進(jìn)行了研究，3個(gè)方案均須從江蘇北部進(jìn)入上海。輸電線路路徑基本擬定從盱眙縣淮河段南側(cè)入江蘇，經(jīng)揚(yáng)州、泰州、鹽城、南通入滬。入滬直流爭(zhēng)取直接落點(diǎn)上海，受端換流站落點(diǎn)在上海北部主網(wǎng)架的崇明地區(qū)，配套建設(shè) 500 kV 交流線路，從長(zhǎng)江南支跨江接入上海市區(qū)主網(wǎng)架，在現(xiàn)有的徐行和楊行站之間新建 500 kV 變電站。

本工程為 500 kV 交流線路從上海崇明區(qū)跨越長(zhǎng)江南支接入上海寶山瀏河口處的過(guò)江通道隧道工程。通道擬以隧道形式穿越長(zhǎng)江，路線研究起點(diǎn)位于崇明島城橋鎮(zhèn)張網(wǎng)港附近，穿越長(zhǎng)江南支后，至上海寶山與江蘇省界線瀏河口南側(cè)寶鋼水庫(kù)附近，江面寬度約為 15 km，工程總長(zhǎng)度約為 16.4 km。

2 工程過(guò)江線位方案

本工程是以上海崇明為直流落點(diǎn)的規(guī)劃外電入滬特高壓通道，線位研究重點(diǎn)是特高壓通道穿越長(zhǎng)江南支方案。長(zhǎng)江南支江面寬闊，水文、河勢(shì)、航道條件復(fù)雜，根據(jù)《長(zhǎng)江干線過(guò)江通道布局規(guī)劃（2020-2035 年）》，南京以下新開(kāi)工過(guò)江通道原則上采用隧道形式過(guò)江，結(jié)合前期電纜過(guò)江方式比選，確定本項(xiàng)目以單建電纜隧道形式穿越長(zhǎng)江南支。根據(jù)市內(nèi)高壓走廊的總體規(guī)劃布局，項(xiàng)目工可對(duì)3個(gè)線位進(jìn)行了重點(diǎn)研究：白茆沙線位、七丫口線位、瀏河口線位，最終推薦瀏河口線位，如圖1所示。

擬建工程北起上海崇明區(qū)城橋鎮(zhèn)、南至上海寶山區(qū)羅涇鎮(zhèn)，穿越長(zhǎng)江口南支河段，過(guò)江距離約15 km，如圖2所示。

3 工程建設(shè)方案

3.1 工程平面布置

線路自崇明城橋鎮(zhèn)張網(wǎng)港東側(cè)過(guò)江，沿寶鋼水庫(kù)西側(cè)走行，至寶山羅涇鎮(zhèn)新陸村登陸，工程全長(zhǎng)約16.4? km。工程平面布置如圖3所示。

綜合考慮長(zhǎng)江南支兩岸區(qū)域規(guī)劃、工程實(shí)施可行性及便捷性、對(duì)周圍環(huán)境、生態(tài)影響等因素，本工程推薦線路方案如下：工程起點(diǎn)位于崇明城橋鎮(zhèn)張網(wǎng)港東側(cè)、現(xiàn)狀張網(wǎng)港東路以北侯南村，設(shè)置崇明工作井。隧道出工作井后向西南穿越和發(fā)混凝土廠貨運(yùn)碼頭進(jìn)入長(zhǎng)江。江中分別下穿長(zhǎng)江南北主江堤、新橋水道、下扁擔(dān)沙沙體、寶山北錨地、寶山北航道（含深水航道延伸段）、寶山南錨地和寶山南航道后，在寶鋼水庫(kù)西南側(cè)登陸，終于蕰川公路以北、規(guī)劃南潮塘與楊家溝交匯處南側(cè)，設(shè)置寶山工作井。

3.2 工程縱斷面設(shè)計(jì)

線路出崇明工作井后，以-2.71%的下坡從長(zhǎng)江大堤下穿越后進(jìn)入長(zhǎng)江。在長(zhǎng)江中分別以+0.5%、-0.56%和+0.86%的坡度，從新橋水道、下扁擔(dān)沙沙體、寶山南、北錨地、寶山南、北航道（含深水航道延伸段）下穿越至寶山側(cè)長(zhǎng)江大堤后，以+1.22%的坡度進(jìn)入寶山工作井。隧道結(jié)構(gòu)頂與歷史最大沖刷標(biāo)高之間距離控制在1D（D為盾構(gòu)直徑），預(yù)測(cè)沖刷最深點(diǎn)標(biāo)高為-40.3 m，設(shè)計(jì)隧道結(jié)構(gòu)底標(biāo)高約為-68 m。線路共設(shè)置4個(gè)豎曲線，最大縱坡2.71%，最小縱坡0.5%。終端面設(shè)計(jì)如圖4所示。

3.3 隧道斷面型式

根據(jù)電纜工程規(guī)模及敷設(shè)要求，隧道斷面規(guī)模采用內(nèi)徑11.4 m、內(nèi)徑12.5 m的圓形隧道。根據(jù)過(guò)江電纜布置空間要求、電纜敷設(shè)工藝要求、通風(fēng)散熱措施、運(yùn)營(yíng)維護(hù)要求、隧道附屬設(shè)施設(shè)備及管線布局要求等，本電力專用隧道采用內(nèi)徑為11.4 m的圓形隧道，空間內(nèi)可布置8回500 kV電纜。圓形隧道內(nèi)分上、下層布置，上層左右兩側(cè)分別布置2回500 kV電纜，中間為檢修車輛運(yùn)維通道；下層左右兩側(cè)分別布置2回路，中間為人行檢修通道。上、下層之間采用樓梯連通。此外，隧道內(nèi)還布置有維持隧道正常使用的機(jī)電設(shè)備，包括：照明燈具、火災(zāi)探測(cè)器、智能巡檢機(jī)器人、各種設(shè)備箱等（包括消防設(shè)備箱、電話箱、照明配電箱）。

為避免一處節(jié)頭出現(xiàn)問(wèn)題影響其他電纜回路，將電纜分上下兩層布置，且左、右支架也拉開(kāi)達(dá)到安全距離。除了電纜及電纜附件的防火措施外，隧道縱向每間隔400 m設(shè)置防火、防煙隔斷，并在400 m中間點(diǎn)設(shè)置防火封堵。并且為確保人員安全，上下層之間每間隔200 m設(shè)置封閉樓梯間。隧道橫斷如圖5所示。

4 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

4.1 自然條件風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

（1）風(fēng)、浪的評(píng)價(jià)

大風(fēng)是造成船舶浸水、傾覆、沉沒(méi)等海難事故的突出原因。其對(duì)船舶通航安全的影響除了與風(fēng)力的大小有關(guān)外，還與風(fēng)的作用時(shí)間、船舶所在水域的圍蔽程度、以及船舶的抗風(fēng)能力等因素有關(guān)。當(dāng)風(fēng)力達(dá)到6級(jí)以上時(shí)，就會(huì)增加船舶操縱的復(fù)雜性和難度，從而影響船舶的航行安全；而且在風(fēng)力相同的條件下，風(fēng)的作用時(shí)間越長(zhǎng)、船舶所在水域的圍蔽程度越差、船舶的抗風(fēng)能力越弱，則風(fēng)對(duì)船舶通航安全的影響越大。

本工程區(qū)常風(fēng)向?yàn)镹E、ENE，最大風(fēng)速達(dá)到4.2 m/s，多為NW、NNW 向（2005-2018 年）。長(zhǎng)江口冬季盛行風(fēng)向偏北向、夏季盛行風(fēng)向偏南向，季節(jié)性變化明顯。平均風(fēng)速以春季 3-4 月為最大，冬季1-2月和盛夏次之，秋季9-10月份最小。在波浪方面，本工程附近水域的常浪向?yàn)镋SE向，其頻率為21.68%，強(qiáng)浪向?yàn)镹-NNW 向，由于距離外海較遠(yuǎn)，波浪不大。綜上分析，本項(xiàng)目附近風(fēng)、浪對(duì)通航安全的影響為“較低風(fēng)險(xiǎn)”。

（2）流的評(píng)價(jià)

一般來(lái)說(shuō)，流對(duì)船舶交通的影響主要體現(xiàn)在流對(duì)船舶運(yùn)動(dòng)和操縱性能的影響上。對(duì)于某一特定水域，流速越大、流與船舶計(jì)劃航線的夾角越大，船舶的航行就越困難，發(fā)生交通事故的可能性也就越大。根據(jù)2022年監(jiān)測(cè)資料，白茆沙斷面漲、落潮流速極值分別為1.73 m/s、2.05 m/s；線位斷面線位北漲、落潮流速極值分別為2.11 m/s、1.89 m/s；線位斷面線位南漲、落潮流速極值分別為1.64 m/s、2.12 m/s；新橋港北斷面漲、落潮流速極值分別為1.51 m/s、1.81 m/s；新橋港南斷面漲、落潮流速極值分別為1.92 m/s、2.19 m/s。場(chǎng)區(qū)附近的潮流流速對(duì)航道內(nèi)正常通航的船舶安全影響不大。綜上分析，本項(xiàng)目附近潮流對(duì)通航安全的影響為“較低風(fēng)險(xiǎn)”。

（3）能見(jiàn)度評(píng)價(jià)

在氣象原因引起的海難中，由于霧引起的事故占31.4%，是臺(tái)風(fēng)事故的2倍。特別是在港口及其附近水域，船舶由于無(wú)法直接觀察船舶周圍的情況，定位、避讓和船舶機(jī)動(dòng)受到限制，航行變得更加困難和危險(xiǎn)。在世界許多港口的港章中，大多有當(dāng)能見(jiàn)度達(dá)到一定程度時(shí)，禁止船舶進(jìn)出港口或禁止船舶靠離碼頭的規(guī)定。工程區(qū)域能見(jiàn)度≤? 1 km的霧日年平均天數(shù)為42天，持續(xù)時(shí)間平均為3.2 h；能見(jiàn)度≤500 m的大霧日年平均天數(shù)為18天，持續(xù)時(shí)間平均為2.5 h?？紤]到對(duì)我國(guó)17個(gè)主要港口年平均能見(jiàn)度不良日數(shù)的統(tǒng)計(jì)，其平均能見(jiàn)度不良天數(shù)為34天，最低為14天，最高為73天；其中年均能見(jiàn)度不良天數(shù)在30天以下者為9 處，30 ～ 40天者為 3 處，40 ～ 50天者為3處，50天以上者為2處。因此，本工程水域能見(jiàn)度對(duì)通航安全的影響為“較低風(fēng)險(xiǎn)”。

4.2 交通條件風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

（1）航道評(píng)價(jià)

航道對(duì)船舶通航安全的影響與航道通航寬度、彎曲狀況以及航道水深因素有關(guān)。根據(jù)國(guó)內(nèi)外有關(guān)研究結(jié)論，航道通航寬度對(duì)船舶通航安全的影響可從航道最窄處的通航寬度與對(duì)應(yīng)通過(guò)的最大船長(zhǎng)的比值來(lái)加以評(píng)價(jià)；航道彎曲狀況對(duì)通航安全的影響可以從航道最大彎曲角度來(lái)加以分析。工程區(qū)附近航路水深條件好，航路寬度能滿足船舶進(jìn)出需求，而且航路轉(zhuǎn)向較少。因此航道安全性的影響評(píng)價(jià)為“較低風(fēng)險(xiǎn)”。

（2）交通流與通航密度評(píng)價(jià)

交通流與通航密度指標(biāo)直接反映了工程水域船舶交通匯聚態(tài)勢(shì)與匯聚程度。經(jīng)船舶AIS航跡統(tǒng)計(jì)分析可知，在本工程線位附近的通航船舶非常多，雖然本工程以隧道形成穿越通航水域，但考慮到本工程建設(shè)期的地質(zhì)勘察等工作需占用航道，因而將本項(xiàng)目附近交通流與交通密度對(duì)通航安全的影響評(píng)價(jià)為“較高風(fēng)險(xiǎn)”。

（3）助航設(shè)施評(píng)價(jià)

助航設(shè)施通過(guò)燈光、音響或無(wú)線電信號(hào)等，供船舶確定船舶方位、航向，并避離危險(xiǎn)物，以沿航道或預(yù)定航線安全航行。工程附近水域助航設(shè)施布置較為完善。因此，本項(xiàng)目水域助航設(shè)施總體評(píng)價(jià)為“低風(fēng)險(xiǎn)”。

（4）礙航物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

礙航物，就是指水中一切對(duì)船舶安全航行構(gòu)成威脅的物體，包括自然物和人工物體。本工程及其附近水域無(wú)礁石沉船等水下礙航物。因此，本項(xiàng)目礙航物對(duì)通航安全的影響為“低風(fēng)險(xiǎn)”。

4.3 安全監(jiān)管風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

海事主管機(jī)關(guān)和服務(wù)部門負(fù)責(zé)轄區(qū)海上安全、救助及防污染等各項(xiàng)管理工作，是影響船舶進(jìn)出港、靠離泊及港內(nèi)作業(yè)安全的重要管理部門。項(xiàng)目水域隸屬于上海海事局所屬寶山海事局和崇明海事局轄區(qū)。目前上海海事局在工程水域已建立了長(zhǎng)效的監(jiān)管機(jī)制，并配備了有效的監(jiān)管和通訊設(shè)施，其建設(shè)的VTS雷達(dá)設(shè)備等通訊信號(hào)均能夠較好的覆蓋本工程水域。因此，本項(xiàng)目場(chǎng)區(qū)附近的安全監(jiān)管風(fēng)險(xiǎn)“低風(fēng)險(xiǎn)”。

5 結(jié) 論

5.1 主要論證結(jié)論

（1）擬建工程建設(shè)不會(huì)對(duì)工程河段的氣象、水文環(huán)境產(chǎn)生影響。

（2）擬建工程以隧道形式穿越通航水域，且埋深滿足航道發(fā)展需求，對(duì)航道布置、現(xiàn)行航路設(shè)置及船舶通航?jīng)]有影響。

（3）擬建工程以隧道方式穿越長(zhǎng)江口南支河段，不會(huì)對(duì)船舶交通流和交通秩序產(chǎn)生影響。但在工程建設(shè)期，水上勘探等作業(yè)將會(huì)對(duì)船舶交通流和交通秩序產(chǎn)生不利影響。水上作業(yè)前，應(yīng)制定好作業(yè)計(jì)劃、協(xié)調(diào)好交通組織、做好安全警戒等保障措施。建設(shè)期交通流和交通秩序影響是暫時(shí)的，水上作業(yè)完成后即可恢復(fù)正常。

（4）擬建工程建設(shè)不會(huì)對(duì)工程河段船舶航行操縱產(chǎn)生影響。

（5）擬建工程建設(shè)不會(huì)對(duì)寶山側(cè)碼頭產(chǎn)生影響，但崇明側(cè)穿越皇恩混凝土公司碼頭，緊鄰華潤(rùn)大東船塢公司碼頭，對(duì)碼頭建設(shè)將產(chǎn)生不利影響。

（6）擬建工程線位穿越寶山北錨地應(yīng)急專用錨區(qū)，與《電力設(shè)施保護(hù)條例》（國(guó)務(wù)院令第239號(hào)）要求存在矛盾。

（7）擬建工程建設(shè)不會(huì)對(duì)附近取水口產(chǎn)生影響。

（8）擬建工程線位穿越扁擔(dān)沙整治工程壩底，對(duì)后續(xù)扁擔(dān)沙整治工程實(shí)施將產(chǎn)生影響。

5.2 綜合評(píng)估結(jié)論

擬建工程位于長(zhǎng)江口南支河段，工程水域?qū)掗?，河?shì)近期總體沖刷、局部灘槽調(diào)整。擬建工程以隧道形式穿越現(xiàn)有航道，工程建設(shè)對(duì)工程河段氣象與水文環(huán)境、現(xiàn)有航道布置與航路設(shè)置沒(méi)有影響；工程建設(shè)對(duì)船舶航行操縱、航道通過(guò)能力、交通秩序影響較小。在認(rèn)真落實(shí)有關(guān)專題提出的安全保障措施和采取相關(guān)建議的基礎(chǔ)上，擬建工程在施工期和營(yíng)運(yùn)期的安全風(fēng)險(xiǎn)可得到有效緩解；在各方的共同努力下，工程建設(shè)對(duì)通航環(huán)境和通航安全的影響能夠得到有效控制。

作者簡(jiǎn)介：

李峰，本科，工程師，從事電力空間規(guī)劃工作，13681643580