建设海上风电场的地质工程挑战

风是免费的，而且通常是充足的，它所提供的能源可以减少对化石燃料的依赖。建设陆上风电场有很大的局限性，包括土地空间、地区法规和许可程序等因素。将风电场移至海上是一个可行的解决方案。最近，美国地球物理学会（AGU）出版的科学新闻杂志《EOS》撰文指出，随着海上风电场在全球范围内的扩张和装机容量的增加，一个更加可持续的未来显然在望，但建设和运营海上风电场也面临着一系列地质工程方面的挑战。中国地质调查局地学文献中心主办的《国外地质调查管理》2022年第1期对此文章进行了编译报道，以期为我国相关工作提供参考。

文章指出，将风电场移至海上的好处体现在：（1）可以最大限度地减少输电损失；（2）海上的风力更强、更持续、更可预测；（3）降低风电场建设中的运输难度：海上风电机组组件通过船舶运输，减少了陆上运输遇到的一些挑战，如狭窄的道路或隧道；（4）可以避开地方法规，只需要遵守国家政策和规定。

目前，美国的海上风电场正在加速崛起，2021年初，拜登政府提出了到2030年生产30 GW海上风能的目标，并宣布了在美国沿海开发多达7座大型风电场的计划。迄今为止，美国海上风电场租赁的所有场地都位于大西洋海岸。

大西洋海岸的浅水区（通常水深不到30米）使得安装支撑风电场涡轮机的基桩相对容易。但一些特殊的地形导致风电场不能建在海岸线上，房屋大小的巨石（冰川漂砾）和像大峡谷一样深的海沟使得安装涡轮机面临巨大挑战。声纳可以发现海底裸露的巨石，但地下的地质要素更难发现。为了查明地下冰川漂砾，研究者经常利用地震反射测量。这项技术包括将声波穿过海底，并记录声波的传播和反射方式。这些测量使地球科学家能够发现特殊的地质结构，包括巨大的冰川漂砾。马萨诸塞大学的专家指出，除了注意岩石之外，开发人员还必须调查海底本身的特性，比如坡度和成分。因此，仔细加强地质调查是评估潜在场地的必要条件。

文章最后指出，固定式和浮式的海上风电场无疑将在美国水域推广。如果大西洋沿岸目前租赁（由美国内政部发放许可证）的所有项目都得到开发，美国海上风能的潜在装机容量将达19～21 GW。地球科学家和工程师必须共同努力，克服海洋地形和新技术带来的问题。

（地学文献中心要闻第7期）