季芳 杨锡涛
摘要:指出了汕头勒门海上风电场项目距离南澳候鸟省级自然保护区9km范围外,通过实地调查,分析了风电场对保护区鸟类可能造成的影响。结果表明:风电场址不在鸟类迁徙的主要通道上对候鸟迁徙影响可以忽略;噪声和电磁辐射对迁徙鸟类影响不大;留鸟主要栖息于勒门列岛各岛屿,未见到在风电场场址觅食和栖息,少数低飞候鸟可能存在撞机风险;最大的风险是风电场区域可能会形成鸟类新的觅食地,增加相撞的风险。在此影响分析的基础上提出了相应的防范措施,以期为海上风电场的选址提供参考。
关键词:南澳;风电场;自然保护区;鸟类迁徙;生态影响
中图分类号:$759.91 文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2019)18-0021-04
1引言
随着我国经济快速发展,电力需求日益加大。风力发电作为一种清洁的可再生绿色能源,是新能源中极具发展潜力的一个领域。近年来世界风电年均增长超过30%,逐渐成世界范围内发展速度最快的能源。建设汕头海上风电场,既是满足当地电力需求增长的需要,也是符合国家能源发展战略和规划、优化调整我国能源结构的重要措施。
海上风电场相对于传统能源对环境的影响小,但是其规模大,在其建设和运行中,会产生悬浮物、噪声、固体废弃物、废气等污染物,可能会对周边生态尤其是鸟类行为产生影响,由于海上风电产业发展在我国起步较晚,虽然目前尚缺乏海上风电建设对海洋环境、生态和资源影响的长期累积效应研究,但海上風电场对海洋生态环境影响不容忽视。海上风电的生态影响越来越受到政府的关注。所以在建设之前需要对其环境影响做出详细分析,尽量减轻负面影响。现以南澳勒门海上风电场为例,分析建设风电场对鸟类产生的主要影响,并提出一系列相应的防范措施减少项目对鸟类的影响,使风电产业发挥更大的社会效益和生态措施,也希望能够为后期风电项目的建设、施工提供参考。
2自然保护区及其风电规划
2.1自然保护区概况
2.1.1自然环境特征
广东南澳候鸟省级自然保护区(以下简称“保护区”)位于广东省东部沿海的汕头市南澳县境内,是省内唯一以候鸟及其栖息环境作为主要保护对象的省级自然保护区。保护区由除南澳主岛以外的22个岛屿组成,地理坐标为东经116°5444"~117°1852”,北纬23°1319”~23°2917",总面积256.50hm2。其中乌屿、平屿、白涵和赤屿4个岛屿统称为“勒门列岛”,芹澎岛(即南北礁)、顶澎岛(包括顶澎岛、屿仔、旗仔尾和二屿4个岛屿)、南澎岛和中澎岛共8个岛屿统称为“南澎列岛”。按资源和管理将这22个岛屿划分为3个功能区,其中勒门列岛4个岛屿为核心区,南澳主岛周边的10个岛屿为缓冲区,南澎列岛的8个岛屿为实验区。
保护区地处广东省东端,北回归线贯穿南澳县主岛,属亚热带季风气候,海洋性气候明显,盛行东北风。受台湾海峡窄管效应影响,风力资源十分丰富,素有“风岛”之称。季风性气候明显。冬季大风天数最多;春季次之;夏季最少。春、冬两季大风日数占全年的67.6%。
2.1.2鸟类资源
保护区地处亚洲候鸟迁徙东亚线上,是每年亚洲候鸟南北来回迁徙经过我国东南沿海的必经之地,保护区天然的海岛礁石环境和海岛植被,为候鸟提供了良好的栖息、觅食环境,是候鸟迁徙线路中的重要“加油站”,具有丰富的候鸟资源。保护区历年来的鸟类调查结果见表1。保护区内鸟类116种,隶属13目40科。保护区及南澳主岛调查到的鸟类则共16目48科146种。其中包括国家I级保护鸟类2种,为白腹军舰鸟(Fre-gataandrewsi)和白尾海雕(Haliaeetusalbicilla),国家Ⅱ级保护鸟类16种:分别是斑嘴鹈鹕(Pelecanusphil-ippensis)、红脚鲣鸟(Sula sula)、海鸬鹚(Phalacro-coraxurile)、黄嘴白鹭(Egrettaeulophotes)、岩鹭(E.sa-cra)、鹗(Pandionhaliaetus)、普通鵟(Buteobuteo)、灰脸鵟鹰(Butasturindicus)、赤腹鹰(Accipiter soloensis)、松雀鹰(A.virgatus)、白腹海雕(Haliaeetusleucogaster)、黑鸢(Milvusmigrans)、红隼(Falco tinnunculus)、燕隼(F.subbuteo)、褐翅鸦鹃(Centropussinensis)和小青脚鹬(Tringaguttifer)。
保护区的鸟类中,非雀形目的种类和数量均较多,为67种,占57.76%,鹆形目为最,有26种,此外隼形目和鹳形目分别有10种和8种。在居留型方面,留鸟45种,占总数的38.79%;夏候鸟21种,占总数的18.10%;冬候鸟46种,占总数的39.66%,迷鸟或旅鸟4种,占总数的3.45%。南澳主岛上物种数量最多,有86种。其次是南澎列岛18种,案屿16种,乌屿14种,凤屿13种,白涵屿和猎屿12种,赤屿最少只有4种。南澳岛及其保护区各岛屿物种数量对比见图1。
2.2风电规划概况
南澳岛的风能资源的开发利用已取得了较好的成绩,成为全国第二大风电场,亚洲海岛最大的风电场。此次新建的华能汕头勒门海上风电场位于汕头市东部、南澳县南部海域的勒门列岛附近,距离北侧南澳岛最近距离约18.5km,距离西侧汕头市陆地最近距离约14km。规划容量为400MW,拟布置67台6.0MW风电机组。用海面积约56km2。项目区域位于广东南澳候鸟省级自然保护区南侧、建设区域不涉及保护区范围,距保护区白颈屿最近距离9km(图2)。本工程规划的海上风电场址,水深在16~22m之间,海底地貌形态较简单,海底地形相对平缓。陆上运维基地设有宿舍楼、办公综合楼、外委宿舍楼、活动中心、仓库、GIS楼等,围墙内总占地面积约3.3hm2。
3风电场建设对鸟类生态影响预测与评价
海上风电场的建设和运行对鸟类生态的影响集中在鸟类的栖息、觅食、飞行等行为。其影响程度受多种因素限制,比如风电场产生的噪音、电磁辐射与风电场周围的环境特征,气象特征,物种特别是鸟类的数量和种类,鸟类生活习性等息息相关。
3.1风电场选址对鸟类的影响
3.1.1迁飞路线
南澳地区鸟类的长距离迁徙通道为“勒门列岛一澳大利亚”、“南澎列岛一澳大利亚”(图3),风电场场址不在这两条迁徙通道的主方向上;此外,施工期间运输航线不在保护区的主方向上,对鸟类迁徙路线未形成隔离,有少量的鸟类可能在迁徙过程中,穿越风电场施工区域,施工所产生的噪声将导致飞越风电场场址的鸟类因不适而改变飞行路线。因而对鸟类迁徙路线的影响甚微。
南澳地区鸟类的短距离迁飞通道,主要为以勒门列岛为中心到东南南彭列岛的东南通道,以及以勒门列岛为中心到北部官屿、北官屿的南北通道(图3)。而风电场场址主要位于勒门列岛的西部区域,且距勒门列岛最近距离9km,且该区域不是鸟类的觅食区和栖息地,偶尔有鸟类飞过该区域,但个体数量较少,因而对鸟类短距离迁飞的影响甚微。
3.1.2飞行高度
南澳地区风电建设采用海底电缆,因此最大风险在于鸟类与风机相撞,根据多年鸟类观测统计结果,鸟类在直接的长距离迁徙飞行高度约为300~500m,而风机叶片通常高度为30~130m,可见风机安装对候鸟迁徙影响不大。鸟类在当地短途活动(如往返于休息地与觅食地、饮水地等),以及不良的气象条件下,如大雾、降雨或强逆风时,鸟类会降低飞行高度,从而增加与风电机相撞的概率。也有专家认为,鸟类在极端天气下能避开风电场区域。因此项目对鸟类飞行影响较小。
3.2风电场建设和运营的影响评价
3.2.1大气和水污染影响
风电场对大气污染主要来自来于施工、维修和拆除过程。风电场桩基作业由液压打桩锤施打,桩基作业结束后采用抓斗挖泥船抛块石护底,而在风机材料运输和组装主要由船舶和起重机完成,电缆布设也以铺缆船铺设完成。该过程使用的机械设备主要以柴油作为燃料,柴油机排放的有害物主要有:碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化合物(NO)、氧化硫及颗粒物质等。该区域空气流动速度快,在施工过程中所产生的有害气体随海风经过9km扩散后,气体浓度不具有危害性,对保护区的空气几乎没有影响。
施工和拆除中的水污染源主要来源于两方面:一是海底泥沙再悬浮,二是机械漏油。风电场场址距保护区最近距离约9km,海底泥沙随洋流逐渐沉淀,不会造成9km外的区域出现泥沙悬浮现象发生;泥沙和漏油的影响可以通过工作质量的控制加以改善。
3.2.2噪声影响
在施工、维修和拆除过程中,噪声污染主要来自以下两方面,一是在风机材料运输和组装过程中,运输船和起重机所产生的噪音;二是风机塔架基础结构采用钢管柱直接打人海底,与钢管柱四周铺设块石或碎石碰撞产生的噪声。噪声可能将导致飞越风电场场址的鸟类因不适而改变飞行路线,但从长期观察来看,每天飞越该区域的鸟类的个体数量很少超过100只。所以,受此影响的鸟类的数量低于0.1%,是可接受的。
在运行过程中,噪声主要来自两个方面,一是风机的机械传动噪声,二是气流噪声。随着制造技术水平的提高,风电机组噪声的强度也在不断下降。鸟类主要活动区域勒门列岛,距离风电场9000m,运营所产生的噪声随距离的增加而消弱,小于海浪背景音。因此,风电场运营阶段所产生噪音的影响可忽略。
3.2.3电磁辐射影响
风电场的辐射主要来自发电机、电动机、变电所和输电线路。发电机、电动机的辐射一般比较小。现代化的风机设计都对电磁辐射做出了严格的限制标准,风电场电磁辐射的影响将越来越小。输电电缆的电磁场可能会对海洋生物带来影响,因此多采用多导电缆系统以防止产生强磁场。海上风电一般采用海底电缆,对周边电磁环境影响很小。目前的风机叶片材料大都选用玻璃纤维,风机正常运行发电时,无电磁波产生因而也就不会形成电磁干扰,只有当风机欲停止运行的制动过程中,金属叶尖甩出,才会产生电磁波,风机对以150m外范围产生的电磁干扰很小。风电场距离勒门列岛最近距离为9km,因此风电场所产生的电磁辐射的影响可忽略。
3.2.4视觉影响
风电机组设备高度较高,在日光照射下会产生较长阴影,而且在机组转动时,不仅会产生光影晃动,而且还将反射光线,鸟类的视觉将受到影响。但在风电场区域,鸟类个体数量不到总量的0.1%,不会影响鸟类群落及物种种群的正常发展。
不同的鸟类其视野范围和敏锐度也不尽相同,外界物体大小与物体在网膜上投影的大小有关系。用公式表示为:H=H/L×D。其中,H指网膜投影的大小,H指物体的大小,D眼球直径(常数),L为眼睛与物体的距离。即网膜投影的大小与物体的大小成正比,而与距离成反比。施工期间的建筑高约200m,距保护区的最近距离为9000m,H为0.02。运营期间的风机高度约150m,H为0.01。风电运营期间,鸟类对新出现的风机相对较为敏感,但因其距离远,相对降低鸟类对风电场的敏感度,经过一定时间是能够适应风电场的运营。
3.2.5对鸟类繁殖栖息地和觅食地的影响
鸟类繁殖栖息地主要为勒门列岛的赤屿和乌屿岛,这两座岛距风电场场址最近距离分别为10km和14km。国际上已建有的海上风电场对鸟类产生的最大影响范围为800m,繁殖鸟是300m,根据多年的调查,在岛上繁殖栖息的鸟类,主要活动区域为以岛为圆心,半径约1km的范围,因此海上风电场风机、输电线路、变电站产生的噪音和电磁干扰随着距离的增加而逐渐消弱,因而对栖息地的影响非常有限。
保护区中鸟类的觅食地主要位于勒门列岛周围水深20m以内,屿外至南澎列岛水深20~30m一带。但是风电场建成一段时间之后,部分鸟类会对风电场内的环境产生适应性,风电场又形成的鱼礁效应,吸引更多的鸟类。比如Horns Rev海上风电场区域的黑海番鸭的出现的频率要高于风电场建成之前,这也一定程度上增加鸟撞的风险。
4减小影响的应对措施
本项目虽不在保护区内,为了将风电施工期与运营期对区域环境的影响和对生态平衡的破坏降到最低,在建设过程中务必采取环保措施和生态恢复对策,促进风电场与自然和谐共处。同时,在项目实施前、施工期、运营期应积极做好生态监测工作,以期掌握生态环境及生物多样性动态变化情况,为后续风电项目的选址建设提供数据支撑。
4.1在项目建设之前。建设方案的优化
确定风电场区域内的动植物种类、鸟类迁徙通道、栖息地方位、生态环境保护区域的范围,形成准确的生态环境评估结果,并将评估结果应用于风电场设计工作中。考虑整体环境和周围因素,优化风机机位布局,将风电场景观与当地城自然地貌景观等有机地融为一体。避开高风险区域、采用警示色的风机叶片,减少对候鸟迁徙的影响:在设计时可通过改变转速和风机排列布局来减轻噪音问题。
4.2项目建设过程中。环境保护
合理安排施工时间,避开鸟类迁徙季节。合理布置施工路线,与同区域其他风电场同时施工,减少施工期对鸟类的影响。在施工期进行严格的污染控制,按规定处理生活垃圾及施工垃圾,同时在施工期间的设备、船只的大气排放物必须满足相关的法规要求。
4.3在项目建设完成后。生态监测
建立并完善海洋環境保护预警机制。积极开展海洋生物、鸟类、海洋渔业资源的相关跟踪监测,要做到将问题解决在萌芽状态。加强鸟类监测。协同保护区管理处组织专业人员,开展风电场区域鸟种类和数量监测。在鸟类繁殖季,特别是燕鸥繁殖期间(4月30日至6月15日)需停止施工,并在候鸟大规模迁徙季节(春季3月20日至5月30日、秋季8月1日至10月30日、冬季11月10日至次年3月5日)密切观测候鸟动向,做好观测记录。风电场的鸟类监测全部纳入保护区监测计划中,监测结果由保护区相关科研人员统一分析和评估。风电场建成后,必须进行1~3年的鸟类死亡率监测研究,一旦发现与夜间徙候鸟或白天集群迁徙、觅食的鸟类撞击率较高的风电机应立即移走或拆除。对风电场的管理人员进行鸟类知识的宣传和相关指导,并和保护区建立必要的工作联系,发现珍稀保护鸟类受伤时,应尽快通知保护区人员救治。