张汉超
上海振华重工（集团）股份有限公司 上海市浦东新区 200125
摘要：当前，海上风能工程的迅速建设与发展，海上风电机的建设和运行给船舶的航行安全带来了许多困难和隐患，特别是在我国海域的快速发展中，为了保证船舶在水下的安全，假设某地区将要兴建电场，以此研究海上风电场项目的实行对船只航行安全可能造成的各种影响。从船舶管理和海上运输安全管理的角度，探讨了船舶失控时的漂移规律和机理，比较了一定风速下的漂移情况，分析了海上风电机组的安全航行和防护措施，也提出了建设中保障船舶安全的一些办法。
关键词：海上风电、建设、船舶、安全
1、前言
海上风电场在航运地区的建设范围将逐步增大，在此区域内船舶的航行安全也逐步受到威胁，必须加强重视程度。在航线经过的水域建造风力发电机械，肯定会对此类水域的通航环境产生一些影响，包含附近水域的航道、常规航线和船舶的联合锚地等；必须完成雷达图像、数据传输等工程对VTS数据传输的影响及质量控制，研究这些对船舶安全的影响具有重要的作用。风能作为无污染、价格低、储量非常大的可循环的资源，日益被人们重视。在海上建设发电厂，开发风能是增加能量来源、处理气候变化、实现经济可持续的重要方法。风力发电的发展，海上风能逐渐成为未来的一个热点。根据风电的特性，从航行管理和安全两个角度审视海上发展的技术层面十分必要，以防止拟建项目水域的海洋环境遭到破坏，确保进出航道的船只的航线安全，实施水安全监测，保证船只的安全和为可持续能源的开发提供科学依据。
2、现状
开发海洋和风能是新出现的经济产业，也是开发海洋资源的必然趋势。从09年开始，中国沿海地区逐渐开始利用和扩展风能的效益。近岸风能、潮汐能年增加值12亿元，相较去年增长了25%。这些年，本国风电发展达到了快速增长的目标，海上风能总发电能力达到2GW。今年新增装机容量500兆瓦，对比去年增长30%。中国海洋面积大导致风力资源非常充足，超过陆地上两倍之多。主要分布在发展水平高、社会经济结构完善的东南沿海地区。增加海洋风力发电系统，是减轻能源和环境压力、推动经济进步的有力措施。
3、项目对航船的影响
3.1对通航环境的影响
调查海上风电机组项目对船只航行安全造成的危害，特别是建设和运营过程中存在的航行安全隐患或潜在风险。海上风电场建设期间，对航行安全的影响一般包括施工船只的运营控制、施工船舶对临近水域安全航行的影响；项目期间，包括风电场运行的安全、对临近水域船只通航的影响、船只的安全运行等重要事项。
3.2施工期间的安全
海上风能项目的主体部分通常是钢管。运输打桩、现浇承台、连接钢管及钢管柱安装、栏杆、锚杆等零星工程。由于风、水流和螺旋桨的作用，很难保持线路与既定路线重合。船舶经常需要通过实时控制船舵来控制航向，使航道不偏离航道区域。当船舶在建筑物水域和港口之间航行时，应注意避免与其他船舶碰撞。铺设海底电缆时，还会影响附近船只的航行，因此在这个过程中，可能需要禁止航行，以确保安全。
3.3风的影响
风的作用主要是改变船只的航速、倾斜度、漂移。风对船舶影响的程度和特点，取决于风场的大小、风力中心点、船高与水深的比值、航向和航速等因素。风力越大，对船只的影响程度越深。横向风压会导致船只的漂移，航行的轨迹变宽就是最明显的现象。如果船舶安静且远离风，也就是说风力和水动力相等，船只就会以恒定的速度前进。如果有风，它会随风漂向一边；漂移角主要由船只的漂移速度和纵向速度决定。为分析风对航行环境的影响，可以利用公式去计算各种风强以及风向的作用形式。
3.4水流影响
在均匀河流的水面上，船的速度是自身速度与水流速度的通过矢量法则的和效果。在水流的作用下，法线与弧线的夹角就是压力角。河流与船前后表面之间有一定的夹角，可分为纵向分量和横向分量两类；纵向分量只改变船速，而横向分量会引起船横向漂移，从而威胁到船只的操纵性和安全性。如果船舶为了在预定的航向上航行而不受到横流的影响，必须在船头和设计航向之间保持适当的角度，即压差的角度，来补偿横向水流造成的效应。船速分量在设计航线垂直方向上的影响与对船舶的影响相互抵消，压差角的存在扩展了船舶的航迹带。
3.5风电相互作用
在风、水流不利的情况下，船舶的安全航道宽度必须要超过500米。因此，与风电工程有关的航道宽度应能满足：四至七级风时，船舶航行五六次所需航道宽度与风电工程水上构筑物之间的距离足够大。建议航行的距离不宜过长，除上述理论成果外，还应注意改变船位，以加强对施工船舶技术设备、人员和能力的监督检查，为确保施工现场的生命和财产安全，防止对海域的污染，海事处组织并进行施工机械的安全检查。
4、对策
为保证风机的正常运行，维护人员应在工程风机运行阶段定期或不定期对海上通风系统进行检查和维护。考虑到适用于该地区的相关规则，在风电场和母港之间航行时，必须定期或临时更换设备或部件。遵守分离导航系统的有关规定，正确使用机载导航设备，确保航行安全。船舶在航道中航行时，应尽量靠近控制台航道侧。
如果船是用风扇操纵的，那将比港口复杂得多，也更糟。系统的安全性取决于风向、力和方向、波浪和河流，以及通风塔的位置。除了风向和风速的变化，海面上的风向和风速也在变化。这就要求离开风机的船舶可以根据风况的变化选择不同的方向关闭风机。
当船停下来时，船型的末端（船头或船尾）将转向顺风，并推动它前进，无论是顺风还是顺风。如果船舶只是靠船头来的风来驱动，那么停下来的船在漂流结束时会继续顺风行驶，这时风的偏转主要是由于风速、风速和他心目中的强风，当船舶在正常横端受风时，它就不浮（或压载）。此外，如果船舶在高速和风的作用下，无论向前还是向后，船舶前端都会转向风向。为避免海流对安全航行的不利影响，该区域的最佳指标在20以下，最适合航行。该区域的最不利方向是，如果船舶处于水平流或近水平流中，其作业风险最大。
小型风电场采用软梯结构，风机可避免安装自动梯，船舶可360度调节，解决了不同高潮条件下船上人员和风机留在船上的问题。在确定电杆或平台的位置后，很难在复杂多变的风况下找到弃船的有利条件，以减轻人员和风机的负担，提高各种工况下风机的成功率，试验过程中可能会影响外部形状，在降落和下降时，必须检查和检查风机外壳垂直电导率的刻度和位置。检查船只操控平台的平衡和位置取决于风机以及相关的维护要求。
5、结束语
我们已经到了海上风能建设的新时期，由于海洋风电站的建设对相关水域的航运环境有一定的威胁，在船舶管理和海上交通安全方面，融合相关项目在设计阶段的特性，对安全进行分析和研究，最大限度地减少工程对周围环境航行安全的不利影响。保证航行安全的关键是正确把握波浪、潮汐和形势，当船舶受到海况影响并应用良好的航行时，应正确控制船舶的性能和位置、航速和航向。在“风电”项目管理过程中，必须按照风险识别、评估和管理这几大原则，制定并不断完善相关法律法规、管理办法和预警方案，推进风电项目建设和管理。
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