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渡轮环境影响
摘要
该文件概述了渡轮服务的环境影响，影响渡轮的环境法规以及可用于减少或消除这些影响的技术。
最近对渡轮环境影响的讨论集中在尾气冲刷或空气污染。 然而，还有许多其他可能值得考虑的环境影响。 示例包括：
- 舷外放电，如灰水
- 空气噪音
- 水下噪音
- 水下热污染或“热疤痕”
- 视觉“污染”
- 船体涂料
这些“影响”中的一些肯定是随机的 - 例如，有关规定渡轮“美”的书中的法律很少。 即使在受到监管之前，也可以在设计过程中将它们全部考虑在内。 事实上，鉴于最好的防守是一个强有力的进攻，轮渡设计者不妨考虑甚至考虑这些极端的可能性，而不是一旦太晚了，对于法律行为就不会感到惊讶。
从这个可能类型的渡轮环境影响的列表开始，本文然后简要地总结了这些领域的监管状况。 再次，例子包括丹麦环保局规定的总结（可以说是迄今为止最先进或最深远的），华盛顿州的清洗标准，海事组织的空气污染标准，美国环保署，美国环保署，卡巴等。虽然该文件着重于影响美利坚合众国的问题，但它也涉及“国际渡轮服务”对国家和港口设施之间不同规定的影响，并且采用各国的最严格要素和设计。
本文不是一个完整和全面的这种规定的手册。 事实上，任何这样的手册都将在初次发布后不久就会过时。 而是意图表明（1）现行法规的性质和（2）这些规定的多样性，以便读者可以自己得出关于这一领域未来发展趋势的结论。
本文的第三部分概述了正在开发或部署的减少环境影响的技术。 再次，这是一个有点肤浅的待遇。 考虑到仅在空气污染领域，选择范围包括燃料，原动机和发动机和发动机外部处理技术的变化，很明显，在这篇文章中将不可能进行综合处理。 相反，读者可以获得工具来了解技术演进的方向，以及他在不久的将来可能拥有的“菜单选项”的范围。
本文还包括互联网网站等进一步研究或商业调查的重点。
引言
过去十年，渡轮的环境影响引起了人们的重视。 事实上，这个声明的真相就是这次会议的存在。
最近关于渡轮影响的第一个主要讨论可能是华盛顿州关于船只清洗的经验。 1989年，华盛顿州轮渡公司购买了两艘单体船快速客运渡轮，并将其置于布雷默顿和西雅图之间。 几乎立即，WSF收到海域地主的投诉，他们声称这些渡轮产生的波浪对他们通过的海滩和海域造成损害。 十多年后，这场辩论一直持续不断。
最近，在加利福尼亚州旧金山湾建造主要海运网络的建议受到了对该地区空气质量的影响相当暗淡的预测。 虽然厄运人的预测在社区多次受到批评和攻击，但在这个时刻重要的是有人会提出这一攻击。 这可以说是一个主要渡轮提案已经第一次被立即反对有关环境无法接受的指控。
本文是从船舶设计师的角度出发的。 作为船舶设计师，我们不反对在设计过程中考虑我们工作的任何可测量的方面。 客户希望尽量减少浪费吗？ 好的，我们有这样做的工具，很高兴在我们的工作中考虑。 环境问题也是如此。 但是在过去我们没有必要考虑这些因素，或者我们不需要把它们考虑在相同的细节上。 例如，虽然传统的设计螺旋确实包括重量估计或阻力和功率的考虑，但是设计上的螺旋无处可以找到“估计环境影响”或“评估视觉签名”。
因此，本文旨在成为将这些评估纳入设计过程的第一步。 这种评估的步骤，因此文件的组织如下：
- 我们必须考虑什么是影响的“领域”？
- 每个这些领域有哪些规定或要求？
- 什么是控制或减少环境影响的工具？
本论文第2,3,4节论文的上述三个问题。
渡船环境安全影响域
表1列出了丹麦环保局确定的环境影响领域。 可以看出，这些范围涵盖相当广泛的学科。 为了组织和系统化这些考虑，我们选择将环境影响分为三类，我们称之为“域”：
- 对土地的影响
- 对空气的影响
- 对水的影响
这些部门是我自己的，不反映环境界的任何科学。 他们也向我提出了如何处理我的一些更具投机性的影响的挑战，如“不好的污染”，所以我们创造了第四个领域：
- 秘密影响
以下讨论这四个领域中的每一个。
表1 - 丹麦EPA确定的环境影响区域
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“1997年10月23日第821号法令，高速渡轮路线环境审批” |
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交通的短期和长期影响，包括 |
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a) |
对交通造成的对自然和保护物种的影响，包括将海浪冲浪到海滩; |
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b) |
任何搅拌颗粒的交通影响; |
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c) |
由于交通对底层生物群的影响; |
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d) |
对交通海床上任何文物的影响; |
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e) |
对现有或计划的露天活动对交通造成的影响，特别是噪音 |
对土地的影响
- 冲刷
可以说是对环境影响最多的讨论，至少在太平洋西北地区。
早期的争论只讨论船只抛出的波浪的高度。 Stumbo，Fox等人的重要工作 （“在低频清洗双体船的设计中的船体形式注意事项”，发表在FAST 99，Seattle WA 1999）表明，这种处理是不够的。 近年来，重点包括添加能量标准，其形式为E = kH2T2（其中E是在给定的海岸线上沉积的总能量，H是以米为单位的波高，T是波 期间以米计）
但是，即使能源标准是足够的，这还不甚清楚。 约翰·Lewthwaite先生提出了以下观察：设想一个坐在锚上的船员享受傍晚的奠基。 对于给定的波浪高度，短波将会更陡峭，并且可能更有可能溢出饮料。 所以也许波陡度应该成为冲刷标准的一部分？ 但是，基于陡度的标准将以相反的方向移动到基于能量的标准。 即，给定两个波浪，高度“X”，但是一个是另一个的两倍，较短的波将从陡度的角度更差，最好从能量的角度来看。 哪一个是对的？
可以说，瑞典海事局已经规定了“第三代”的冲刷限值。 这个限制将在下面详细说明，允许长周期波的允许能量更高，而较陡的波浪的能量阈值较低。
作者认为，严谨全面的综合标准将需要包含所有这些观察。 Whittaker等人（“”在密闭水域快速渡轮冲刷调查“RINA流体动力学高速技术伦敦，1999年）讨论了冲刷波列的不同部分具有不同的效果，并且它们的澄清似乎表明不同的标准将在逻辑上适用于这些不同的要素。
冲刷已被列为可能损害海岸线的一个要素。 海岸线影响的机制很多，相当复杂。 例如，众所周知，一些类型的波浪会将沉积物从特定的海滩运送，而其他类型的波浪将将沉积物运送到海滩上。 某些波长/水深组合也可能导致沿底部的水平电流，沿深水运输底部的沉积物。 而决定哪种波浪将完成什么任务不幸取决于海滩的形状和沉积物的性质。
但是，除了泥沙运输之外，波浪也可能会影响海岸线的其他机制。 硬化的舱壁可能导致波浪垂直向上射入水面，达到相当高的高度。 在对Bremerton的Kitsap连接的口头介绍中，伊恩·柯林斯博士（Ian Collins）博士告诉波浪在悬崖上的波浪，这些海滩将盐水喷到如此高的高度，草坪在海拔50到100英尺处被摧毁。 在柯林斯博士的轶事中，这些都是自然而然的浪潮，但是无论波浪来自哪里，冲击的机制都是平等的。
- 底部冲刷
底部冲刷特别是靠近渡轮的问题。 对于具有强力发动机的喷水推进渡轮，可能会在每个对接或脱离过程中引起大量的底泥。
这种底部的冲刷可能对底层生活有明显的有害影响，无论是植物生命还是海底生物，如蛤蜊和牡蛎。 在西雅图和其他港口，海床可能会被工业材料（PCBs，重金属等）污染，而这些工业材料也不想搅拌入水中。
- 对空气的影响
- 废气排放
发动机废气排放是空中排放问题的主要形式。 最近的BlueWater对旧金山湾的研究，没有承受任何瑕疵，是正确的，指出，船用柴油机比公共汽车和汽车发动机“更脏”（2000年3月，“海洋日志”：“Bluewater网络在美国起诉 巡回法院寻求强制环保署“为美国港口城市造成重大烟雾负担的大型海运船舶制定强有力的排放标准”。）这个问题与引起许多环境限制的烟雾制造问题基本相同 全世界。
- 噪音
我们预测，噪音将成为接下来全球关注的下一个环境议题。 由于海洋活动，令人印象深刻的文献已经形成了噪音污染 - 见附录A.低层次的空气噪声可能会伤害沿海滩的享受，而较高的水平则有潜在的运营障碍。 在罕见的情况下，水平可能会高到足以引起听力损失，尽管观察者不太可能与渡轮有相当的距离。 丹麦政府可以说是渡轮最具侵略性的噪音标准。
- 对水的影响
- 舷外排放
在12英里以外不允许排放黑水。 灰水排放更常见，但也受“防污公约”的规定。
海水冷却水一般不与发动机油混合。 然而，两冲程发动机倾向于将气缸润滑油扫入废气中。 在许多较小型的船用发动机中，侧排水处于水冷状态，海水将含有油，并且在被气体和冷却水冲击的水上可以观察到有光泽的层。 许多方面，包括美国海军，正在研究设计变化来解决这个问题。
更深奥的可能是非机械相关的船上水的排放，如压载水。 一些高速船体形式，如SWATHs，带有大量的压载水。 参考2000年3月的“海洋日志”：“密歇根州立法机关提出了一项法案（参议院第955号法案），要求从国外向压缩水输送密歇根州的船只必须对水和其中含有的任何沉积物进行灭菌。 在这方面，这样的规定会影响到例如加拿大和密歇根州的麦基诺克岛之间的水镇流SWATH的运行。
- 噪音
如前所述，我们认为噪音将成为下一个受到全球关注的环境议题。 海洋活动造成噪音污染的文献已经有了令人印象深刻的一部分 - 见附录A.美国至少有一个海湾对水下噪声污染有疑虑。 鲸鱼经常是驼背鲸（濒危物种），水下的声音可能会干扰鲸鱼的行为。 公园有一个海底水听器，可以让他们测量周围的噪音水平，并确定它们如何受到夏季在鲸鱼存在时夏季施加的10个结船速度的影响。
NOAA的渔业研究船只旨在满足额外的安静辐射噪声要求，以免打扰他们正在研究的鱼类种群。 圣巴巴拉钓鱼业在与加维奥塔航空公司的战斗中声称，由于油轮的推进器和锚链噪音，鱼类种群数量明显下降，导致鱼类资源亏损。 甚至有报道说，海洋背景噪音水平急剧上升，导致鲸鱼全球耳聋。
- 热
船舶没有已知的水下热排放限值。 然而，众所周知，水温变化将影响鲑鱼的迁徙行为。 过去一直是电厂冷却水排放的一些设计的驱动因素，今天是一个越来越多的关注领域。 不难想象，在未来的几年里，对从任何来源排放到水中的热量将会有限制。
看: www.rpi.edu/dept/chem-eng/Biotech-Environ/THERMAL/tte1.htm www.solon.ac.uk/~engenvir/environment/water/thermal.html http://onlinedocs.andersonpublishing.com/oac/division-37/chapter-3745/whole.htm
- 神秘污染
- 视觉
我们知道没有发生过的事情，但是我们觉得很容易想象一下，管辖权将试图规范渡轮的“外观”，因为这个城市的市长发现它是令人反感的。 也许这将采取维护视线走廊的形式。 视线走廊规定已对西雅图渡轮码头的选址和设计产生重大影响。 在这种情况下，终端不允许阻挡一定百分比的视图。 渡轮本身同样受到限制多久？ 这可能采取对最大大小的限制的形式，因此视图的“X”不被阻止。 或者可能采取最低速度要求的形式，以确保渡轮不会阻挡任何人的视线超过“Y”秒。
再次，我们听说没有目前的措施强加这些规定，但我们觉得很容易设想。
- 荒谬
我们没有列出足够的“愚蠢”类型的环境影响？没有人会认真考虑规管渡轮的“看”？那么那么考虑最近华盛顿州自然资源部的裁决。不可否认，这项裁决适用于游艇，而不是商业船只，但对于可以认真提出的可笑规则的类型却有所了解。
这项裁决（见www.thesunlink.com/news/2000/march/0331a1a.html）建立在一项1984年的法律之上，该法规定，华盛顿州水域的唯一合法使用是不可取代的“依赖水”的用途。具体解释生活在船上的不是“依赖水”，因此可能不会在国家水域合法发生。争论是（用DNR的专员的话来说）“生活在船上不是水依赖的用途，你可以住在任何地方。
按照这个逻辑，肯定是禁止渡轮在国家水域航行的权利。毕竟，乘船上下
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