风电场施工期水下噪声对海洋生物的影响

1.施工期水下噪声源分析

该风电场工程施工噪声源主要包括以下两类。

（1）施工机械。施工现场的各类机械设备包括装载机、挖掘机、打桩机，还有电气接线埋设，疏浚噪声等，这类机械工程噪声是主要的海上施工噪声源。

（2）运输船只。施工中土石方调配、设备、材料等运输将动用大量运输船只，这些运输船的频繁行驶经过和施工将对施工海域产生较大干扰噪声。船舶噪声包括机械噪声、螺旋桨噪声和水动力噪声。

2.桩基打桩噪声

水下打桩可分为冲击打桩和振动打桩两类。水下冲击打桩是海洋工程的典型主要强噪声来源，其特点为高声源级，单次冲击表现为脉冲式宽频波形，而对于一根桩柱需要多次冲击才能完成作业，因此表现为连续多个脉冲的脉冲串。

3.水下打桩噪声的声压级和声谱级

根据国内外水下打桩噪声测量的文献资料，以及该风电场工程水下噪声影响评价专题在中国某海域开展的水下打桩噪声类比测量结果，类比分析该工程水下打桩噪声的声压级和声谱级。

专题研究在某海湾对水下打桩噪声进行了测量。该海域打桩类型为冲击打桩，钢管桩直径为700mm，长度约为25m。测量中设置3个打桩噪声监测点，其中前两个监测点布置在距离打桩船较近的钢管桩运输船上，第三监测点布置在距离较远的浮动平台上，监测点与打桩船的距离分别为20m、40m和500m；测量到的声压级SPL分别为171.6dB、159.3d B和140.1d B。算得声源级为197.6d B/re 1μPa。

2011年在某海域对直径2.5m的钢管桩水下打桩噪声进行的监测表明，40m处测量到的声压级183d B，可算出声源级为215dB/re 1μPa。

4.施工海域海洋生物安全距离

根据专题监测到的水下打桩相关数据，小型桩（钢管桩管径70cm）声源级约198dB/re 1μPa；直径2.5m钢管桩的声源级为215dB/re 1μPa，该海上风电场工程所选桩柱管径为2.4m，类比监测结果及参考国外文献资料，同时综合类比监测结果，结合该风电场区内海底地貌形态特点，以打桩所产生的均方根声源级为220dB/re 1μPa来进行计算。

根据声衰减计算公式计算出在保护阈值为190d B（对鳍足目，如斑海豹，听力保护范围）、180dB（对鲸豚目，如江豚，听力保护范围）和160dB（对海洋动物行为干扰）时，对单个风力发电机组桩基在撞击式施工时所对应的影响距离分别为31.62m、100m、1000m。(www.xing528.com)

由于项目施工中的时间有限，施工打桩作业中产生的水下噪声具有不连续，持续时间有限，无多声源叠加等特点，但打桩施工噪声将对临近的海洋生物资源造成明显的影响。因此，施工中应确立在距离桩基1km范围内为警告区域（对海洋动物行为产生干扰），应对鱼类活动需要进行可能的驱赶、搬移等工作。

5.施工期水下噪声对鱼类的影响

总体上施工中水下噪声对鱼类的影响主要表现为噪声干扰导致鱼类暂时游离施工水域，在打桩作业中应采取“软启动”方式，使打桩噪声源的强度缓慢增强，即前几桩使用小强度的打桩措施，能驱使鱼类离开施工水域，可达到减小水下噪声导致渔业资源的损失，不会造成大范围鱼类死亡。

风电场施工噪声对渔业资源具有一定的影响，具体表现在不同鱼类对声压的忍受力不同，其中石首科鱼类对声压最为敏感。专题在某水产实业有限公司进行的大黄鱼声学实验表明：大黄鱼幼苗的敏感频率在800Hz，声压级约140dB/re 1μPa时幼苗对声波即有明显反应，当声压级达到172dB/re 1μPa时有些幼苗直接死亡；大黄鱼小鱼的声敏感频率转移至600Hz，当声强达到150dB/re1μPa以上小鱼有主动避开声源的行为，当声源强度达到187dB/re 1μPa，在声源正上方的小鱼开始变得十分迟钝进而死亡；大黄鱼成鱼的声敏感频率也在600Hz附近，当声源达到192dB/re 1μPa时，鱼群受惊吓明显，反应迟钝，虽未产生直接死亡，但在其后行为发生明显变化，出现不进食等现象，并在后续的半个月时间中出现90%的死亡。

因此，风力发电机组基础打桩作业对渔业资源将产生一定的影响，主要体现于对游动鱼类的驱赶作用。如果这一水域有石首鱼科种类产卵，打桩作业对石首鱼科种类产卵的影响不可避免。因此在鱼类产卵期应该暂停打桩作业。施工期对产卵场、索饵场和洄游通道的影响是负面的，主要是打桩和电缆铺设产生的增量悬沙，风力发电机组打桩形成的噪声。但是产卵场、索饵场和洄游通道功能的作用有一定的季节性，每年5至7月是主要季节。只要工程中作业顺序安排得当，电缆铺设和风力发电机组打桩尽可能地避开渔业敏感季节，施工对产卵场、索饵场和洄游通道的影响程度可以得到减缓和消除。

6.施工期水下噪声对海洋生物的累积影响

虽然相关测量数据及研究表明中小幅度的撞击式桩基施工不会对一定距离外（如200m左右）的鲸豚类动物及海洋鱼类造成直接致死或致伤，但长时间较高声压水平的桩基施工对海洋鱼类的累积效应可能造成慢性影响。

施工期噪声可能会对海洋哺乳动物和鱼类的交流、行为、觅食和避敌产生短期的有害影响，施工船将会对在这一带水域活动的鱼类、特别是石首科鱼类造成滋扰，受影响的鱼类将因回避而离开施工区。但像许多其他哺乳动物一样，环境滋扰消失或较少时会恢复其原来的生活状态，当航道施工作业完成或滋扰减少时，部分海洋生物，如斑海豹等会恢复其原来的活动范围，迁移到较远水域的个体一般还会回迁。

7.其他施工活动的影响分析

施工中的其他一般施工活动如航运和海上运输活动将使水下噪声级在某些低频段上提高20～30d B。不同船型及运行速度产生的船舶噪声强度不同，但船运噪声主要在较低频率上，且噪声随着传播距离增大而逐渐衰落。

根据目前国际上对连续存在的水下噪声可能对海洋生物的行为干扰的安全级阈值设定120dB的导则要求，根据前述分析，除海上桩基础施工可能造成暂时、局部的水下噪声污染外，该海上风电场工程所采用的一般水下施工等活动基本上不会对海洋生物带来长期、不可逆的不利影响。