日本灾后海道测量对策及启示

王华强，陈 良（南海航海保障中心广州海事测绘中心，广东 广州 510320）

《国际海上人命安全公约》（SOLAS）第V章第9条要求：“各缔约国政府承担义务，安排水文资料的收集和编制，并且出版、传播以及不断更新为安全航行所必需的所有航海资料。”因此，对特定通航水域提供周期性的海图更新服务是中国切实履行公约的必然要求。目前中国测量装备和技术基本与世界先进水平相当，沿海港口和航道的周期性测量工作也能满足SOLAS要求，但是，在面临台风等自然灾害后，灾后海道测绘工作仅限于为满足航道复航需求而开展的港口、航道应急扫测工作，缺乏后续有计划的航海资料更新工作，例如应急扫测数据评估、未扫测危险区警示、受灾海域海图换版测量工作等，灾后海道测量能力仍有较大提升空间。

日本是一个地震多发国家，地震和海啸对其海域通航环境经常带来毁灭性破坏，日本在灾后应急测量和海图更新机制上积累了丰富的经验。目前，中国也有一些专家致力于灾后应急测量相关研究。赵兵[1]研究了日本灾后重建的经验，认为中国应进一步完善灾后应急机制。刘庆东[2]总结了应急扫测的现场过程，认为在装备建设和扫测结果反馈等方面需要进一步加强。中国虽然遭遇海啸的可能性较小，但是沿海港口常常遭遇台风、风暴潮等自然灾害，灾害发生后港口航道产生大量碍航物，沿岸水准点、控制点也容易遭到破坏，同时会对港内船舶和港口助航设施造成巨大破坏。因此，通过分析研究日本航海保障体系中的灾后应急测绘管理体制，以期为中国进一步提升灾后海道测量能力提供借鉴。

一、日本灾后应急测绘

（一）灾情概况

2011年3月11日，日本宫城县首府仙台市外海发生里氏9.0级地震，并引发海啸。海啸主要影响日本岩手县、宫城县以及福岛县沿岸，后续调查表明海啸最高达到24 m，多次余震震级甚至超过7.0级，位于震中西北部的宫城县牡鹿半岛向震中所在的东南方向移动了约5.3 m，同时下沉了约1.2 m，这是日本观测史上最大的地壳变动。

（二）灾后航海保障运行情况

1. 航行警告发布

隶属于日本海上保安厅（JCG）的日本海洋情报部（JHOD）在紧急情况下会发布4种类型的航行警告：“日本航行警告”“11航行警告区航行警告”“奈伏泰斯航行警告”“地方航行警告”。2011年大地震发生后，当年3月发布205次警告，全年发布738次警告，除此之外，在JHOD网站也发布了大量的航行警告。

2. 职责划分

灾害发生后，日本各机构之间有清晰的责任划分，且各类数据进行共享[3-4]。由表1可知，JHOD对整个海道测量实施及全部测量数据的质量负责，并且承担了部分灾害调查的职责，迅速统计港口的受灾情况并对外发布，从而确定应急测量的资源调配。地震发生后，JHOD第一时间派出全部测量船，24小时内便在沿岸受灾港口全面铺开应急测绘工作。

表1 日本灾后应急反应职责划分

3. JHOD应急反应

地震发生后，JHOD立即启动应急测绘，对海啸影响的31个已有海图出版的港口进行快速应急反应。主要工作分两个阶段进行。第一阶段（2011年3月-4月）为应急测绘阶段，主要开展应急障碍物扫测，便于救援物资进入和港口经济恢复，所有主要港口都在地震后15天内重新开港。第二阶段（2011年5月-2017年2月）为灾后常规海道测量阶段，主要开展31个港口海图更新换版（如图1所示），首要工作是确定新海图的深度基准面CDL-11（如图2所示）。第一步，测量15个主要港口的高优先级地区，全部15个主要港口的测量和海图更新换版工作于2012年9月完成，并在海图上区分标识了震后测量数据和震前测量数据（如图3所示）。第二步，测量15个主要港口的其他地区，全部工作于2014年5月完成，这一阶段采用机载激光测深和大型测量船开展海道测量工作。此时大部分海图数据都得到了更新，在一些不重要的区域仍然保留了部分震前测量的数据。其中一项重要工作是在震后第二次确定新的深度基准面（CDL-13），并在2015年6月的盐釜（Shiogama）港进行了验证测试测量，实现从CDL-11到CDL-13的转换（如图4所示）。第三步，测量16个次要港口的全部地区，此项工作开始于2014年5月，直至2017年2月完成全部16个次要港口的更新换版工作。

图1 震后常规测量的31个港口注：黄色为主要港口，白色为次要港口。

图2 震后各沿岸参考点的下沉情况

图3 震后测量数据和震前测量数据标识

图4 震后第二次确定新的深度基准面（CDL-13）

二、台风“彩虹”灾后应急测绘

（一）灾情概况

台风“彩虹”于2015年10月4日在广东省湛江市沿海登陆，登陆强度为15级，登陆风速50 m/s，成为1949年以来10月份登陆中国最强台风。台风导致湛江港数十艘船舶损坏、沉没或搁浅，并有大量集装箱和码头吊机等重型装备掉落入海，湛江港航道、港池回淤情况不明，码头生产全面停止，航道全方位封锁。

（二）灾后航海保障运行情况

1. 海事预警情况

2015年10月2日8时30分湛江辖区启动防抗热带气旋Ⅳ级响应，琼州海峡于2日20时起全线停航，3日15时辖区渡口全面停航。针对湛江港避风船舶多、散、杂的特点，湛江海事局采取“一对一点名”方式，充分运用“VTS、CCTV、AIS、VHF+联动执法”的“4+1”监管模式，24小时监视辖区船舶动态，共组织安排辖区12 271艘船舶进入指定区域和锚位，出动执法人员674人次，海巡艇39艘次，发布航行安全信息1 025条。

2. 职责划分

灾后应急反应职责划分如表2所示。

表2 中国灾后应急反应职责划分

3. 扫测任务与投入资源

灾害发生后，湛江港内航道到龙腾航道的70 km航路全面瘫痪。灾后主要工作共分为两个阶段。第一阶段是实施主要航道扫测，任务覆盖湛江港龙腾航道等近10条航道、湛江港宝满港区等10个港区港池、湛江港候泊锚地等20个锚地水域（如图5所示）。应急扫测队伍分成4个作业小组连续作业，由于在台风前已完成该区域2015年度测量任务，应急测量主要采用侧扫声呐对航道进行扫测，然后采用多波束加密侧扫声呐可疑点位，从而大幅提高扫测效率，36小时就实现湛江港30万吨级航道恢复18 m通航水深；8天后，湛江港航道、港池、泊位、锚地的水深测量工作和侧扫声呐扫测工作全部完成。第一阶段共完成多波束扫海面积65 km2，侧扫声呐扫海里程510 km，搜寻到落水集装箱59处、沉船3处，制作1∶2 000工程水深图幅52幅。第二阶段是在2016年更新了湛江港硇洲岛至南三岛（88102）等8幅海图，其中港池航道采用多波束测量，其余地区采用单波束测量，总测量面积1 500 km2，全部工作历时42天。

图5 湛江港灾后扫测区域

三、讨论

（一）灾后海道测量模式比较

受管理机构职能分工和受灾模式影响，中日两国在灾后调查、信息发布、应急测量、碍航物登记、海图换版测量上存在明显差异（如表3所示）。总体来看，日本在实施应急测量调度上，职责范围更大，全方位参与灾后调查，为后续开展灾后应急测量做好铺垫；应急测量模式上，综合调度所有专业船舶和飞机实施灾后测量，并且测量和碍航物登记同步开展，依据港口水域等级安排测量优先级，在海图产品上做出明确标识和区分。

表3 日本和中国灾后海道测量模式对比

续表

（二）对提升中国海道测量应急能力的启示

纵观日本灾后海道测量体系，其对中国的启示意义主要有以下几方面：

1. 加强专业人才培养，提升灾后调查分析判断能力。JHOD的测量师不仅懂测绘，而且专注于各种自然灾害机理的研究。因此，应着力加强专业高级人才培养，加快合作共建和联合培训，构建专门追踪国际航海保障技术的研究机构。国内航保机构近几年也加大了基础性研究性力度，但其专业性和权威性与国内主要研究机构相比仍有不足。

2. 加快构建统一大数据平台，提升信息共享力度。加快与地方部门融合、资源整合以及信息共享，JHOD内部高度发达的信息共享渠道助力了其在灾后快速决策。目前国内也已认识到全要素信息化平台对于应急救灾的积极作用，各类智控平台和数据中心均朝着智能化“大数据”的方向快速迈进，以实现动态信息的全面掌控和监管服务的权威高效，但步伐有待加快。

3. 加快装备研发和应用，提升对大型装备统一管理调度能力。JHOD的船舶、飞机和其他先进设备均由高层级管理机构统一调度，才能在灾后迅速投入全部资源。例如像机载激光测深和无人自主航行器等高投入先进装备的引进，需要高层级管理机构予以推动应用，由此减轻下属机构的资金压力和维护成本压力，从而提高新技术应用的广度和深度。

（三）中国海道测量应急能力提升的改进措施

与日本较为完善的灾后海道测绘体制相比，中国的灾后海道测量体系建设可以从以下几方面加以改进：

1. 尽快依照IMO提出的FSA模型建立适合中国海域特征的海道测量风险评估模型；实施通航测量分类分级制度，确定港口的通航水域等级，并且应进一步细分港口内各码头的通航等级，从而确定灾后应急扫测和海图更新服务的优先级。

2. 建立完备的灾后航道碍航物打捞和信息登记制度，以便制作完整的碍航物分布图，从而分区域确定通航水域的航行危险等级。

3. 与科研院所等合作建立针对台风等自然灾害影响通航环境的机制研究，建立合理的灾害淤积与损害模型，从而合理地评估灾害影响区域，有利于指导后期灾后海道测绘计划的制定与实施。

4. 建立合理的灾后评估机制，从时间上（近、中、远期）和空间（区域等级）上形成有效的灾后海道测量体系，并对灾后测量数据建立适合的质量评估模型，从而实现对海图更新服务机制的完善。

5. 在灾害第一阶段应急扫测对通航环境详尽评估的基础上，合理规划受灾区域后续海图更新的周期，打破原有的定期测量制，建立因地制宜、灵活机动的海图更新周期。

四、结语

通过详细分析日本在震后的海道应急测绘全流程，并对比分析中国台风灾后的海道测量过程，日本的灾后应急测量体系在灾后调查和数据共享、应急扫测和碍航物登记、海图换版测量和标识等方面具备丰富的实践经验。中国的海道测量应急反应发展的时间较短，在人才培养和装备技术上的投入还有待提高，以适应中国不断提升的港口航道经济发展水平。因此，应该加大专业人才培养、提高大型专业设备水平和增加航海保障能力基础性研究等方面的投入力度，同时，应逐步完善灾后海道测量体系构建，建设适应国情的港口航道分级测量模式和完备的灾后测量应急预案，并在更高层级上建立大型装备设施管理调度机制，满足大型灾害灾后重建的需要。