摘要：本文根据对中国南海近海海底光缆路由上的区域作业渔场及渔业操作范围等的分析，结合海底光缆故障的调查结果，探讨了渔业活动对南海海底光缆的安全影响。海底光缆系统是人类跨越海洋进行信息传输的主要载体，海底光缆损坏会导致通信网络中断，不仅造成巨大的经济损失，使我们丧失通信保障，甚至可能威胁到国家安全。渔船的数量逐年增加，作业时间不断延长，渔网深度越来越大，各种违规渔具以及围网捕鱼活动频繁发生，更使海底光缆故障频繁发生。在目前的经济和技术条件，为了保护海底光缆的安全，建议选择禁渔线路，在危险渔业活动频繁的区域，选择双（DA）铠装式海底光缆，并适当增加埋深，以便尽量减少对海底光缆影响。实践表明，将海底光缆的深度提高到3.0m以上，可以有效地保护海底光缆的安全。
关键词：渔业活动；南海；海底光缆；保护措施；光缆安全
1前言
海底光缆由于传输容量大、质量高、成本低、安全可靠等优点，是当今跨海信息传输的主要载体。海底光缆是国际和区域通信中跨海传输的主要手段。一套海底光缆传输系统通常由海底光缆、终端管理、测试设备等组成，可连接多个水下中继器，以延长系统传输距离。在中国南海的海底光缆布局区，香港作为一个国际重要而繁忙的地区，南部、中部和西部分别有深水湾、将军澳、塘和三艘海底光缆登陆站；据统计，这三条海底光缆有20多根海底光缆，而且仍有增加的趋势。海底光缆的安全性与复杂海洋环境中的自然环境和人类活动因素密切相关。为了保证海底光缆的安全运行，国内外研究人员进行了多项研究。
2海底光缆系统简介
海底光缆系统由岸上终端、着陆区、浅滩和深水敷设部分组成。对于更复杂的系统，它还包括中继器和分支单元。是数据传送的基础，特别是在当前的社会交往进入了5g时代，对海底光缆通信能力提出了更高的要求。海底光缆受很多危害因素影响：沉积物，海底断层引起的地壳运动，海底浊流运动，砾石，光缆施工质量问题。首先是海水的腐蚀，这是最主要的问题。其次，海底光缆的外层聚合物层，就是为了防止海水和加固钢缆反应产生氢气。即使外层真的被腐蚀，内层的铜管、石蜡、碳酸树脂也会防止氢气危害到光纤。氢气分子的渗入，会导致光纤传输衰耗增加。第三，海底光缆还要承受海底压力，以及自然灾害（地震、海啸等）、人为因素（渔民打捞作业）、鲨鱼啮咬等重重考验。
由于船舶工程维护费用高，在施工初期最大限度地降低光缆的损伤概率是很重要的。不同的海洋环境需要不同的海底光缆安装要求。在浅海地区，特别是中国大陆，要求已提高到3米。由于海底的组成是不同的，需要使用不同的设备来达到理想的效果。香港水域的海底光缆系统已经到达海床以下7米的海床。除了研究路线调查报告的内容完全，并将所有数据输入电缆安装软件，在安装时也需要特别注意附近的人类影响。发达经济体对互联网的需求已经饱和，新兴经济体，正在产生巨大的网络容量需求。网络流量的增加大于光缆系统的增量（网络流量2006年占不到1%的光缆容量，到2014年底，网络流量已经达到大约95%的光缆网络容量）。任何这些系统的失败都会导致网络拥塞，从而影响通信速度。
陆地普通光缆（左）与海底光缆（右）的对比：
3海底光缆路由区的捕捞作业方式
该地区的主要捕鱼方法主要有拖网、围网、刺网、张网、敷网、建网、抄网、掩网等。
3.1拖网作业
拖网是南海地区最重要的工作模式，可分为双拖、单拖、桁架两类。在拖网水下拖网中，轮廓刮泥深度10~20厘米，底部软底或拖网多次扫过相同的底部位置，底层的深度会加深。主梁拖网主要是河道、鱼山、游船、长江口和舟山五大渔场，而双拖模式几乎是整个南中国海的渔业运行模式。近年来，由于近海底层拖网数量的飞速发展，地滚笼、绝户网等禁用渔具违规使用，网囊网目尺寸的擅自减小，未达到最小捕捞规格的幼鱼被大量捕捞，严重破坏了渔业资源的再生能力。同时，拖网作业过程中，渔网将所经海域海底淤泥冲翻，严重损害了各类海洋生物的栖息场所，恶化了整个海域自然环境。这也同时影响了海底光缆的安全性。
3.2张网作业
张网是一种被动的渔具，可分为海上流动网络和作业场所的相对固定位置。
3.2.1张网
风帆网是用来固定网锚的，网体随着网的涨落，形成一个长约500米的区域。锚沉在海底的深度超过2米，它随潮汐的方向移动。如果有大风和大潮，涨潮可移动3~4km。早期的帆板运动仅限于北方渔场。作业水深20~50米。作业高峰时间为每年4~6月，9~11月，工作时间短，工作渔业面积小。目前，除了张网捕鱼作业几乎一年到头，工作范围也扩展到渔业水深70~80m的沿岸海域，甚至扩展到海水深度100米。
3.2.2定置张网
定置张网是利用潮流捕捉沿海或离岸小鱼，虾，是一种被动的操作方式。这种船是在船舷上支撑网，而网与海底没有任何接触。大网作业采用双木块（锚）定位网，木锚固齿可达90厘米以上，受潮汐影响的作业，木块可在海床滑行几百米。到海底深度可以超过2米，杆越多，桩头越高。目前，固线工作的范围已扩展到近海30~40km，作业水深可达50多米。
3.3围场、渔网和渔具作业
该网与海底表面没有接触或接触。在南海，规模较小，渔船的力量较小，但船只数量庞大，通常只在沿海和近海渔场使用。由于没有接触海底钓具，因此不受地形限制，沉积物和水深度、沿海和离岸操作，并且没有时间限制，一年四季都可以工作。
4渔业活动对海底光缆安全的影响
南海渔场是国际海底光缆通过的主要渔场，自1990年代以来，中国南海渔业每个钓鱼时间延长，疏浚和张网逐年增加，渔船的数量操作密度增加，除了禁渔期，渔船几乎全年操作，同时，渔船和渔具大规模开发，渔具和锚深加大，对海底光缆产生巨大的安全威胁。
4.1海底光缆路由调查的影响
确保安全的海底光缆路由调查首先是不可或缺的组成部分，其目的是获取海洋和海底铺设海底光缆系统需要的细节，在分析的基础上，找出最合理、安全、经济的建设海底光缆路由。目前，海底光缆路由调查工作的主要内容是：综合运用浅层勘探、侧扫声纳检测、多波束测深等多种地球物理勘探方法，发现路由区域水深，浅地震剖面，海底表面形态，水下环境地质灾害的特征。海上调查业务，通常在船舷侧或尾舷挂信号源，牵拉水下拖曳机构。在渔业活动频繁的情况下，调查往往难以避免各种渔船的干扰，从而影响调查数据的有效性。在实际调查过程中，还可能出现渔具钩、缠绕水下拖曳机构导致设备失灵甚至损失的情况，影响调查工作。
4.2海底光缆安全的影响
渔业活动有两个主要方面：渔具和锚作业。据统计，南海的75%的光缆断裂是由渔具和锚造成的。受技术限制，深埋海底光缆深度（一般小于1.5米），小岛之间有时甚至直接敷设在海底，更容易受到疏浚作业、渔具和渔船锚钩伤害。而且，出于成本考虑，采用单铠装海底光缆，光缆损坏和故障现象经常发生。随着对海底光缆安全要求的提高和施工技术的发展，海底光缆埋深也逐渐加深，大陆架浅层海底光缆埋深达到3.0m或以上，大大减少了海底光缆损伤率的垂钓活动。
4.3渔业活动和锚泊作业
随着近海海洋渔业资源的日益减少，除了不断扩大到深海渔业活动，各国不断投产大规模和更先进的渔业设施。除了大多数光缆故障都是由渔业活动和船只造成的，自然灾害，包括水流和地震，占了大约12%的比例。大多数在不到200米深度的断层都是由人类活动造成的，而不能达到超过1000米的深度主要是由自然原因造成的。锚通常发生在锚地，但在船舶紧急情况下，锚也可能对海底光缆系统造成损坏，在海底光缆抛锚的情况下，往往直接造成海底光缆破裂。
5海底光缆的安全保护措施
数千公里、乃至上万公里的国际海底光缆几乎不可能避免捕鱼的影响。确保南海海底光缆安全，一方面，需要在工程技术上采取行动，提高海底光缆的安全，另一方面也需要制定相关的法律法规，并采取强有力的措施来保护海底光缆。
（1）第一，海底光缆线路区域应尽量避免频繁的垂钓区域，避免危险和故障，如无法避免各种锚地区域，应采取适当措施保护电缆的安全。同时，对海底光缆进行调查时，应避免在捕捞季节进行调查。
（2）在可接受的经济和技术条件下，浅水区海底光缆的埋入深度可以适当增大。2000年，欧洲和亚洲，中国和美国的海底光缆建设的本地路由，将敷设深度设定为3.0米，海底光缆故障率明显下降。与此同时，根据当前的渔具和渔船锚深，海底光缆埋3m，基本可以避免的渔具和渔船锚海底光缆损坏，可见，适当增加埋深是一种有效的保护措施。
（3）选择合适的海底光缆类型，在100米深的浅水水域可以采用双层铠装（DA）海底光缆，可以承受渔具的影响。研究表明，即使最大牵引载荷为7200kg的轻微损坏，光缆的性能仍然可以接受。
（4）设置保护海域。通过立法，在海底光缆穿过的地区，设置保护海域，禁止拖网捕鱼，采取强有力的措施来保护海洋电缆。同时，加强海底光缆保护的重要性传播，使渔船自愿遵守法律，避免对国家和人民造成财产损失。
（5）科学路由的设计
光缆系统包括光缆、中继器和分支机构，其设计寿命至少保证25年。通过对光缆进行科学合理的选择，可以避免以下潜在的威胁电缆安全的因素：不利的海底地形和地质条件；以及其他不必要的海底光缆管道；低于60度或太接近其他海底光缆管道中继器/分支的角度；倾倒、核废料或者其他危险物品的倾倒区；从事石油和其他矿产资源的开发；历史上有地质运动或海底的潜在区域；海底渔业活动区域；繁忙水道的面积和规定的锚地；地震活动附近的区域；经常进行军事演习的地区；其他危险，包括废弃的电缆、沉船或其他水下障碍物。
（6）准确的路由调查
通过采用专业探索设备和方法，验证或修改初步方案所推荐的图纸路由方案，最终确定最优路由，并为海底光缆系统设计制作、安装、运行、维护提供依据。确定最佳路线，不能有过多的斜坡和湍急的水流，不能有沉船、暴露的基岩或水下山脉等障碍物。路由调查报告一般包括以下内容：
深度剖面；海底地形、地貌；海床的特征（如沙质，珊瑚礁）；海底温度和季节变化；水面、水下和水下洋流的影响；地震活动和光缆路由附近的紊流；沿光缆线路划定领海界线和经济保护区域；（一）使用、遗弃、规划的倾倒场所；渔业、疏浚、海洋资源（包括深海采矿）开发、运输（锚地和锚地）活动；光电缆故障记录；海底管线清单（管道、电缆、光缆）；所有现存的废弃和服务管道电缆光缆；越线的角度、电缆、水深和交叉点的准确位置；已知沉船和其他障碍物的位置；有关鱼咬伤风险的路线资料；调查操作规程；推荐路由列表和系统结构图；拟安装海洋设施的程序。
6结束语
南海是我国的主要国际海底光缆路由之一，由于渔业捕捞与人类活动的增加，海底光缆路由区和附近的渔业渔船船的数量逐年增加，作业时间长，影响光缆信息质量。与此同时，渔船、渔具、渔网等渔业活动的不断扩展，使得海底光缆的故障更加频繁。在当前经济技术条件下，保护海底光缆的安全，可以选择双（DA）海底光缆铠装式，并适当增加埋深，为了减少捕鱼活动的影响海底光缆工程，实践表明，海底光缆埋深增加到3.0米深，能有效保护海底光缆的安全。
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论文作者:任念群,王泰钦,唐西佳
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/22
标签：光缆论文; 海底论文; 渔业论文; 作业论文; 南海论文; 路由论文; 渔具论文; 《基层建设》2019年第12期论文;