加快利用新型浮式防波堤技术建设江苏海洋强省

江苏科技大学江苏海洋经济高质量发展研究课题组

防止和减少海洋风暴对海洋装备、海水养殖、海岸工程的破坏是江苏海洋经济高质量发展的必然要求。因此，新型浮式防波堤受到高度关注。江苏科技大学“江苏海洋经济高质量发展研究课题组”研究了新型浮式防波堤在推进海洋经济高质量发展中的作用，提出了加快支持和应用新型浮式防波堤的对策建议。

一、 “十四五”是江苏实现海洋经济强省的关键时期

(一) 江苏海洋经济规模持续增长

江苏海洋经济持续增长，发展态势明显向好。江苏海洋经济2014年突破5 000亿元大关后，2015年突破6 000亿元大关，2017年突破7 000亿元大关，2020年达到7 828亿元，占江苏国内生产总值的7.6%。

(二) 江苏海洋产业结构不断优化

2020年，江苏主要海洋产业增加值2 921.7亿元。从三次产业结构来看，第一产业增加值438.4亿元，增长1.4%；第二产业增加值3 773.1亿元，增长2.4%；第三产业增加值3 616.5亿元，增长0.3%。海洋第一、第二、第三产业增加值占海洋生产总值的比重分别为5.6%、48.2%和46.2%。

(三) 江苏海洋战略性新兴产业增势稳健

2020年，江苏海洋电力业、海洋生物医药业、海水利用业等战略性新兴产业快速发展。其中，海上风电累计装机容量达572.7万千瓦，同比增长35.4%；海上风电发电量达112亿千瓦时，同比增长40.7%；海水淡化产量达到11 752.2吨，同比增加1.6%；海水直接利用达92.3亿吨，同比增加28.0%；全年重点监测的海水利用企业利润总额增长10.8%。

(四) 江苏海洋科技创新赋能升级

2020年，江苏深海技术装备研发实现重大突破，海上风电场智能化发展成效显著，海洋工程装备制造业科技投入取得重大成果。由中国自主研制的“奋斗者”号全海深载人潜水器成功坐底10 909米，创造了中国载人深潜新纪录；国内首个数字化、智慧化海上风力发电场在盐城实现并网运行；江苏海工装备和高技术船舶先进制造业集群项目获工信部批准；深海技术科学太湖实验室揭牌成立。

(五) 江苏海洋经济发展潜力巨大

江苏海洋经济发展潜力巨大，是“十四五”江苏经济最重要的增长极。《2020年江苏海洋经济发展指数》报告显示，江苏海洋经济发展指数(JSOEDI)达到143.8，比上年增长3.4%；发展潜力指数为139.4，比上年增长1.9%；重点监测的海洋机构发展经费比上年增长6.1%，专利授权数比上年增长1.4%。总体来看，江苏海洋经济发展水平稳步提高，发展成效稳中有进，发展潜力进一步提升。

(六) 海上新能源助力“碳达峰碳中和”

国务院《2030年前碳达峰行动方案》提出，全面推进风电、太阳能发电大规模开发和高质量发展，坚持集中式与分布式并举，加快建设风电和光伏发电基地，促进海上风电、海上光伏发电快速发展。“十四五”期间，实现“碳达峰碳中和”目标，大力发展海上新能源是江苏高质量发展的迫切需求。

二、 走向深远海是江苏海洋强省的必然选择

(一) 江苏海洋自然资源的特点

表1为苏、浙、鲁三省海洋经济资源禀赋比较表。可见，江苏除海洋滩涂面积明显大于浙江、山东之外，其他重要的海洋自然资源则较大幅度低于浙江、山东。因此，江苏的海洋自然资源禀赋较差，必须发展离岸型海洋经济，必须发展装备型海洋经济。

(二) 离岸型海洋经济发展加速

从海洋渔业、海洋交通运输业等传统产业，到海水利用业、海洋牧场养殖业、海上风电场、海洋工程装备等新兴产业，江苏不断探索如何更好地开发离岸海洋资源，以促进海洋经济可持续发展。2017年，亚洲最大的海上风电项目——华能如东300兆瓦海上风电场正式全场投运；2019年，国内首个“双十”海上风电项目——如东海上风电场、国内离岸最远的海上风电场——华能大丰一期30万千瓦海上风电场投入运营；2017年，江苏丰海新能源公司的风光互补智能微电网海水淡化项目在西沙永兴岛安装投运；2020年，国内首艘南极磷虾专业捕捞加工船“深蓝号”从连云港扬帆起航开赴南极。由此可见，江苏离岸型海洋经济发展加速，成效显著。

(三) 率先走向深远海势在必行

就全球而言，走向深远海，优先获取地球留给人类最大、最后的资源宝库是各国现代海洋经济发展战略的主线；就全国而言，江苏率先走向深远海，就能获得开发深远海资源宝库的优先权；就现代海洋经济本身而言，其对传统的海洋资源禀赋的依赖度越来越低，对先进的海洋装备和海洋科学技术的依赖度越来越高。因此，走向深远海，谋求大发展，优先发展大海工装备产业，应该成为江苏省发展现代海洋经济的优先发展战略之一。

表1 苏、浙、鲁三省海洋经济资源禀赋比较(2020年)

三、 新型浮式防波堤优势显著

防波堤是指为阻断波浪冲击破坏，保障港口、船舶、岛屿、海岸工程、离岸工程等海洋设施和海洋装备安全而修建的海中挡水结构物。与传统固定式防波堤相比，新型浮式防波堤优势明显。第一，适用于近、远海域。固定式防波堤随着水深增加，建造成本和建造难度急剧增加，仅适用于近岸浅水区域，而新型浮式防波堤在近、远海均可使用。第二，对海洋环境影响小。固定式防波堤对海洋环境污染大，且对海底生态系统、水生物资源破坏大，特别是对珊瑚礁地形影响较大。而新型浮式防波堤对海洋环境影响小，可以适用于多种地质条件，可使海洋自然环境和自然渔业资源免受影响。第三，固定式防波堤的施工周期长、施工难度大，而新型浮式防波堤的建造、海上安装和施工更加方便、快捷。第四，与固定式防波堤相比，新型浮式防波堤可根据其使用海域的变更进行迁移和重复使用。第五，具有很强的水质交换能力。固定式防波堤底部与海底连接，无水质交换能力，而新型浮式防波堤是透水型海上漂浮式结构，水质交换不受影响，可防止需要掩护的水域水质被污染。第六，工程造价低，性价比高。随着水深的增加，固定式防波堤工程造价急剧提高；而新型浮式防波堤的工程造价受水深影响小。第七，海域使用审批相对宽松。国家和各级政府对于建设固定式防波堤等破坏海洋生态环境的永久性建筑物审批严格，而新型浮式防波堤在审批条件和程序上都更为宽松便捷。

江苏科技大学新型浮式防波堤科研团队经过十几年探索，研究出具有国际先进水平的新型浮式防波堤技术，不仅延续了上述浮式防波堤优势，还具有独特优势。第一，抗大浪，消长波。目前世界范围内的浮式防波堤工程都是应用在浪高较小、消减周期较短的海域，均为港湾和近岸，最大波高一般在3～4m，消减周期一般在5～6s，适用海域范围受限。江苏科技大学团队设计的目前在南海某海域海试的浮式防波堤能够抵御最大波高为13m，能够消减周期为10s的长波。第二，高效阻流技术。目前世界范围内对于浮式防波堤的应用仅限于如何防浪消波，而新型浮式防波堤能在防浪消波的同时高效阻流。很多经济性养殖品种如黄鱼的最大耐受流速在0.8m/s，而多数海域流速往往超过1.0m/s甚至是1.5m/s，浮式防波堤能有效满足海上养殖网箱中养殖鱼类对流速的要求。第三，成功开发出浮式防波堤数值算法软件。团队成功开发出目前国内外唯一的浮式防波堤多体、多重耦合三维分析软件，经过海上实测数据修正后软件最终成熟。团队所开发的高精度数值仿真方法在防波堤优化设计和性能评估方面，既能体现经济性，又能保证最优消波性能和安全性。

四、 新型浮式防波堤在江苏海洋强省建设中的应用对策

(一) 新型浮式防波堤的主要应用领域

新型浮式防波堤应用广泛。可为建设大型浮式旅游平台、海洋牧场平台(养殖网箱)、浮动港码头、海上风力发电厂、海上光伏电站等多种海上浮动结构物提供消波服务，提升其抗台风等级;为深水海上施工、应急抢险等提供临时掩护，可实现快速布放，保障海上安全，降低施工成本;为渔船停泊区提供防护，降低渔船避风过程中受台风冲击、相互碰撞带来的损失;在开敞海岸、海湾或有岛屿的港口，建设新型浮式防波堤可以形成有掩护的水域，防御波浪对港域的侵袭，保障港口水域平稳，便于船舶停靠系泊。

(二) 加快新型浮式防波堤的应用建议

第一，构建新型浮式防波堤的研究体系，增强校企合作。建议以江苏科技大学团队已经研制成型并已经实施商业化运作的新型浮式防波堤为重点，优化新型浮式防波堤的各项物理性能，并全面评估下水实况测试的试验结果和数值模拟结论，编制相关的标准、规范和指南，为新型浮式防波堤在江苏沿海的实际应用提供参考；鼓励面向市场需求，根据不同海域、海深、历史风暴的等级设计不同类型的新型浮式防波堤，推动新型浮式防波堤的产业化发展。

第二，重视新型浮式防波堤的质量管控。不同类型的新型浮式防波堤的使用年限各不相同。波浪力是影响防波堤使用寿命的重要因素之一，同时新型浮式防波堤在迁移过程中也可能会受到损坏，这就需要对新型浮式防波堤的使用质量、损坏程度适时进行评估，使新型浮式防波堤的使用寿命最大化，为新型浮式防波堤的产业化生产奠定基础。

第三，加强新型浮式防波堤产业化推广，有效控制成本。新型浮式防波堤产业化势在必行，因此需要建立稳定、高效的产业化生产基地，形成科学、有效的产业化推广模式;采用科学施工方法和高效管理模式，有效控制新型浮式防波堤的生产成本和管理成本。

(三) 支持新型浮式防波堤应用的政策建议

第一，加大财政支持，降低经济风险。新型浮式防波堤工程项目的建设周期较长且投入资金量较大，企业在建造新型浮式防波堤时面临的风险因素较多。因此，应设立新型浮式防波堤发展基金或出台扶持新型浮式防波堤应用的政策，给予生产企业或使用企业以财政支持，推动新型浮式防波堤产业化和市场化。此外，对于较大的布设海面和经济效应短期不明显的海域，政府应予以财政与金融支持。

第二，简化审批要求，提高管理效率。建议在布设新型浮式防波堤的地区，可以适当简化审批程序，明确海上建筑物的分级审批权限，便于新型浮式防波堤在本地区海域的推广和应用。

第三，创新管理方式，加强事后监管。将“依法治海、生态管海”的要求贯彻到新型浮式防波堤的施工全过程，加强对新型浮式防波堤的监督和管理，提升安全用海水平。按照属地化管理原则，相关主管部门可通过日常监管和随机抽查相结合的方式，建立电子信息数据库，实现新型浮式防波堤消波性能的信息共享和全过程监管。