三沙市开发重点与大型基础设施建设技术探讨

周玉华（中交水运规划设计院有限公司，北京100007）



三沙市开发重点与大型基础设施建设技术探讨

周玉华
（中交水运规划设计院有限公司，北京100007）

摘要：在分析三沙市宏观形势与需求、发展现状与存在问题的基础上，结合自然资源、交通等基础设施条件，提出三沙市发展重点，并对开发初期面临的重大基础设施建设技术问题进行探讨。

关键词：海洋基地；人工岛；港口；海上搜救

引 言

三沙市位于中国南海，是中国最南端的城市，下辖西沙群岛、南沙群岛、中沙群岛的岛礁及其海域，是中国陆地面积最小、总面积最大、人口最少的城市。

为促进三沙市可持续发展，推动南海资源开发和管控能力建设，迫切需要开展三沙市总体开发战略研究工作。本文在重点分析三沙市宏观形势与需求、发展现状与存在问题的基础上，结合自然资源、交通等基础设施条件，提出三沙市发展重点，并对开发初期面临的重大基础设施建设技术问题进行探讨。

1 三沙开发战略选择与发展重点

1.1 宏观形势和需求分析

1）交通要道，关系国家贸易通道畅通和安全

三沙市战略地位十分重要，南海扼太平洋至印度洋海上交通要冲，是中国对外开放的重要海运通道和南疆安全的重要屏障。每年通过南海的船只吨位占世界船舶总吨位的 1/2，每日通过马六甲海峡进入南海的中国船只超过70 %。另外，南海也是日本和韩国的油气运输通道，从中东进口的石油90 %需通过南海。

2）岛屿资源，是加强国防建设、保卫国家领土的前沿阵地

在中国国防从守土防御向近海防御的转变中，利用中国海域的岛屿组成的“岛屿防御”是保证和平开发海洋资源，维护国家安全的重要基础。南海诸岛岛屿面积普遍较小，部分岛屿具备填海造陆的条件，可形成一定的土地和岸线资源，利用岛屿建设必要的物资供给和海洋基地、修建港口和机场，是加强国防建设的需要。

3）矿藏丰富，可缓解国家能源紧缺的局面

南海海域蕴藏着大量的矿藏资源，油气资源尤为丰富，地质储量约373亿t，超过陆地油气资源总量的三分之一，素有“第二个波斯湾”之称。随着世界能源的日益紧缺，南海这个巨大的资源宝库，将为我国经济可持续发展提供自主控制的资源保障。

4）海洋产业资源，将带来巨大经济和社会效益

随着 21世纪中国大规模开发海洋，海水养殖业、远洋渔业、海洋食品药品工业、海洋采矿业、海洋旅游业、海洋交通运输业、海洋建造业等几十个行业将迅猛发展。三沙市的设立，必将推动南海海域海洋产业开发，推动与周边国家、地区的合作，使海洋经济发展与国防建设、海洋权益维护相互促进、协调发展。

1.2 自然条件

南海属热带海洋季风气候，常夏无冬，年平均气温21.2～28.3 °C，年降雨量超1 500 mm，每年5月下旬至9月盛行西南季风，11月至翌年4月中旬盛行东北季风。据统计，南海热带气旋平均每年15.57次，其中热带风暴11.1次，多集中在N10°以北海区。南海海流、波浪主要受季风影响，年平均波高风浪1.3 m，涌浪1.8 m。潮汐则以不规则日潮为主，平均潮差0.5 m，最大1～2 m，个别近岸海区可达4～7 m。

南海位于欧亚板块、澳大利亚板块和太平洋板块交汇地带，属于边缘海盆地，地质构造的形成和发展受几大板块运动的制约。岩石圈断裂、地壳断裂很多，大部分呈NE或NW向展布。南海诸岛由岛、礁、沙、滩组成，岛屿海拔高度2～6 m，多为珊瑚岛礁。

1.3 目前存在的主要问题

1）经济文化落后

南海诸岛由于粮食蔬菜及日用品依靠岛外供应等原因，使岛上长期居住的人口数量增长受到限制。据 1990年全国人口普查的统计，西南中沙群岛总人口为1 245人（不包括台湾省的人口数），散居在二十多个岛屿上。其余渔民以流动作业为主，季节性变动非常明显。据统计，西南中沙群岛每年中人口活动高峰期的人口总数在25 000人以上，包括户藉人口、渔民、工程技术人员和海洋科学工作者等。总体来看，三沙市资源开发不足，经济社会发展相对落后。

2）交通运输不便

南海岛礁面积狭小、缺乏淡水，各岛屿所需的生产物资、生活用品等均从海南岛或祖国大陆供应；同时南海出产的水产品也必须及时运出。随着驻岛居民不断增多和海岛的建设发展，各种物资和旅客的运输量也将急剧增加，海上运输任务将十分艰巨。

3）补给基地缺乏

近年我国已具备深海石油开采能力，开发南海油气资源的时机已经成熟。而南海海域岛礁面积小，根本无法满足油气大量开采以及其它海洋工业开发所需的陆域要求。另外，南海夏季多发台风，造成交通运输的临时中断，迫切需要建设南海补给基地、海上救助基地等，为海洋资源开发和途经南海海域的各种船舶提供后勤保障。

1.4 战略选择与开发重点

从世界人口分布来看，海岸带及海岛是人口最密集的地区之一。目前，我国海岸带总体上人口密度大，但主要集中在一些沿海大中城市。我国海岛数量多，分布范围广，集中分布的群岛有50多个，岛屿面积约为8万km2，其中开发程度较高、人口密度较大的是香港、台湾和海南岛。南海岛屿开发潜力非常大。

从地理位置来看，三沙市拥有优良的区位条件，毗连经济比较发达的海南省、广东省和港澳地区，同东南亚各国的海域连片。南海诸岛开发存在的不利条件，主要是由于周边国家有领土要求而造成的复杂形势以及海盗的滋扰；其次是人口少，没有工业企业，物资储备少，远离大陆，供给困难。随着经济和科学技术的发展，国家越来越重视南海诸岛的疆土保卫、海洋科学考察与资源开发，国家海洋局和海南省政府已在永兴岛和永暑礁等地设立了海洋气象观测站，并作固定断面的海洋环境监测。这些都为三沙市的开发建设提供了有利条件。

三沙市由于其特殊的地理位置、水陆域资源条件以及在区域社会经济建设中应发挥的作用，在开发建设初期将面临城市、综合交通、海洋基地建设以及海上资源开发等任务，工程方面将面临利用现有岛礁造陆、港口机场建设以及信息系统建设等问题。同时，作为中国最南端的城市，需要建立以三沙市为中心的海上搜救及遇险调度指挥等系统，为南海地区的船舶和海洋工程服务。

针对三沙市开发建设初期面临的重大基础设施及信息系统建设问题，应重点开展以下三个方面的研究。

2.1 海洋基地人工岛建设技术研究

南海诸岛散布范围广，陆地面积小，犹如星星散落于茫茫大海之中，无法满足城市建设、资源开发等对陆域的需求。因此，应重点进行填海造陆工程和海洋基地建设的研究工作，包括设计标准、建设规模、选址及平面形态、工程建设对环境影响、风浪场模拟、岩土勘察、新型防护结构、建设施工组织等内容。

1）海洋基地人工岛设计标准研究

需要对人工岛项目的使用功能、重要性、安全性、可修复性等因素进行重点研究，从而确定工程建设的潮位、波浪、流速参数，以及陆域高程、沉降量、海岸防护、抗震等级等规划与设计标准。

2）海洋基地人工岛选址及总体布置形态研究

人工岛的选址及平面形态取决于海域水深条件、海洋动力环境，需要统筹考虑海域功能区划、人工岛多项功能协调、工程建造难度、建设投资、建设工期等诸多因素，还需兼顾在各种极端气候条件下的功能保障，以及生态环境影响等问题。

3）海洋基地人工岛建设对环境影响研究

人工岛的建设将直接改变附近海域波浪、潮流等海洋水动力条件，会使泥沙输移路径发生变化，海底地形地貌、周边岸线等发生改变。这种影响不仅具有长期性和复杂性，而且诸多影响因素之间具有关联性和不确定性，既相互影响又相互制约。人工岛的建设在满足使用功能需要的同时，还需保护海洋生态环境。因此，科学、准确地评价、预测和监测人工岛建成后对周围水环境、海底地貌、周边岸线的影响是决定人工岛建设成败的重要因素。

4）海洋气象水文观测技术和风浪场模拟技术研究

潮汐、大风、波浪是影响海上工程最为活跃的动力因素，往往是确定工程安全等级、建筑物型式、工程造价最基本的参数。三沙市气象水文资料相对缺乏，岛屿的开发建设缺少可借鉴的当地工程经验。因此，应开展海洋气象水文观测站的选址和岛礁观测技术研究，以便获得实测数据，为三沙市的开发建设提供基础资料。对目前无实测资料的海区，应研究通过风场、浪场模拟，求得工程所在区域的历史大风情况，推算工程所需设计波要素的计算方法。

5）海上岩土工程勘察测试技术研究

海上勘察由于受风浪、水深等条件的限制，陆域常规的静载试验、静力触探、旁压等原位试验，在海上很难进行。因此，需要开发针对填土层的土样获取方法，研制配套的推土设施，提出切实可行的鉴定土样扰动程度的技术方法和措施，建立不同原位试验之间及与室内土工试验指标之间的相互关系。

6）新型防护结构型式研究

亟需开发具有环保、景观、消浪、防冲刷护底等功能的新型护岸结构，并应重点开展可快速形成的轻型结构、可改善地震、海啸受力及损毁后易修复的防护结构型式研究，以及恶劣海洋腐蚀环境下高耐久性、环保型防腐材料研究。

7）海洋基地人工岛工程建设施工组织研究

海上人工岛施工涉及水、陆两种施工状态。面对外海，自然条件恶劣，施工材料和人员、机械的交通组织和安全必须考虑周全，需开展南海岛礁特殊施工条件下的施工组织研究。

2.2 港口建设技术研究

南海诸岛远离大陆，食品、淡水等生活用品及大量建筑材料、生产用品均需经过海运。同时，南海丰富的旅游资源将吸引大批游客，因此，三沙市开发应首先进行港口码头、陆岛交通工程、航海保障以及邮轮、游艇等专项规划，以满足生产、生活物资的运输及旅游等服务功能的需要。

实践证明，在南海诸岛的珊瑚礁上建设港口从地质地貌特征和自然条件方面是可行的。例如岛礁中的潟湖和向海坡可为天然港池，口门通道是天然航道，潟湖盆和向海坡上的水下阶地可作锚地，礁坪可作为防波堤和陆域的基础等。南海岛礁港口码头的建造方式可分为以下4种类型：

1）潟湖型。一是顺岸建设码头，港口建在潟湖边，这是最理想的建港形式。二是栈桥式，从岛边建设栈桥伸到潟湖，直接利用潟湖水深，节省大量土方工程量。

2）礁缘型。即沿礁坪前缘直接利用自然水深建造顺岸码头。

3）挖入型。即开挖礁坪，建造挖入式港池供船舶停泊。

4）礁坪造陆建港。即当天然岛礁陆地面积不足时，在礁坪中挖入港池航道，填筑人工岛建设码头和生活基地。

2.3 海上搜救、遇险调度指挥和快速定位技术研究

三沙市作为中国最南端的行政区，岛屿众多，面临着繁重的海上运输、油气开采和远洋渔业捕捞等任务，建立以三沙市为中心的海上搜救系统，必将在南海搜救、遇险调度指挥等方面发挥不可替代的作用。

研究需详细分析各海上搜救中心、救助局的协作方式，并在广泛分析海上搜救案例的基础上，提出具有实用价值和前瞻性的适合中国国情的海上搜救指挥工作流程及规范。建设集话音、数据、图像为一体的综合通信平台，重点解决电子海图平台存在的船位显示数据刷新慢、船位显示不连续、轨迹回放困难等问题，在电子海图上整合并直观展现AIS 及 VTS 的海量数据，实现数图互动的效果。实现众多异构系统协同运作，为海上搜救系统提供综合信息服务，如：船舶基本信息、船舶动态信息、船员基本信息、危险品规则信息、VTS 信息、AIS信息、搜救力量信息、水文气象信息、专家信息、协调单位信息和通航环境信息等，提高搜救效率。开发机器视觉增强系统，解决夜间救助工作的视距问题，使得海上搜救人员能够借助机器视觉搜救系统进行夜间搜救，避免人眼疲劳，快速找到搜救目标，提高搜救成功率。结合海上搜救指挥工作流程，研究对遇险船舶、落水人员等海上遇险目标的快速、准确、动态、综合定位技术，开发适合落水人员紧急求救的定位终端。

3 结 语

当前，三沙市的发展面临着前所未有的机遇和挑战，为避免无序开发，必须做好三沙市总体开发战略研究工作，开展城市、交通、相关产业规划，找准发展方向和重点，系统规划、合理布局、分步实施。同时，需要多行业、多部门共同努力，为发展提供良好的外部政策环境和技术储备，探讨适合不同情况的建设经营模式，拓宽融资渠道，实现三沙市的良性可持续发展。

参考文献：

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［5］ 横琴南部填海区概念性规划［Z］.广东省：珠海市横琴新区规划国土局，2015.

Keystones of Sansha City Development and Construction Techniques of Large-scale Infrastructure

Zhou Yuhua
（CCCC Water Transportation Consultants Co.， Ltd.，Beijing 100007， China）

Abstract：By analyzing Sansha city from the aspects of macro-situation， demand， the developing status and existing problems， it is necessary to take natural resources， traffic conditions and other infrastructures into consideration， which deduces the developing keystones of Sansha city.In addition， some research work has been done for the technical problems of major infrastructure construction at early stage of municipal development.

Key words：ocean base； artificial island； port； maritime search and rescue

中图分类号：U651

文献标识码：A

文章编号：1004-9592（2016）02-0027-04

DOI：10.16403/j.cnki.ggjs20160207

收稿日期：2015-10-21

作者简介：周玉华（1972-），女，高级工程师，主要从事港口与城市规划设计工作。