台灣西部沿海具有絕佳的風力潛能，適合發展離岸風場，近年來政府積極推動綠色能源之千架海陸風機計畫，但目前所規劃之離岸風力發電潛力場址有部分區塊鄰近中華白海豚重要棲息地，離岸風機之長期運轉水下噪音及海事工程巨大的水下噪音可能會造成鯨豚行為改變甚至聽力損傷，因此本研究對苗栗竹南離岸示範風場進行長時間水下運轉噪音監測與資料分析，同時對高強度之低頻打樁噪音進行大範圍模擬與整合性評估。分析結果顯示離岸風機運轉水下噪音能量峰值介於100 Hz~200 Hz頻段，實測資料與數值模擬相符。在打樁噪音部分將中頻海豚聽力加權函數納入考量，進行24小時聲曝值之打樁噪音模擬，結果顯示主要影響因素為海底底質及部分之地形，不同底質的吸收係數差異甚大，造成水下噪音傳遞之影響範圍急劇變化。本研究為科技部計畫MOST 106-3113-E-002-011 -CC2之研究成果。
前言
台灣海峽為世界最具風力潛能之地區，其風力強勁且穩定，擁有極佳的離岸風場開發條件，依照國家能源政策，在2025年將達成「千架海陸風力機」計畫目標。其部分潛力場址附近為白海豚出現之熱點[1]，因此取得生態保育及能源發展的平衡就顯得相當重要。本文利用佈放於苗栗外海之水下聲學量測儀器對示範風機進行營運噪音之長時間量測與分析研究，同時對離岸風機打樁時產生之高強度低頻噪音進行打樁噪音大範圍模擬。營運和打樁噪音皆可能會影響到海洋哺乳類之生態導致其行為改變，嚴重時甚至會造成其聽力受損。本研究提供未來進行打樁作業及營運期間環境影響之參考，期許在生態保育與再生能源開發取得平衡。
研究方法
本研究包含實海域運轉噪音量測及大範圍打樁噪音模擬兩部分；利用底錠式水下聲學量測儀器(Wildlife Acoustics之SM3M)如圖1所示，佈放於21號風機下方處，當地水深18米，以取樣頻率48kHz進行長期水下運轉噪音量測，並與2014年位於苗栗離岸約3.5公里，距離龍鳳漁港約4.5公里之S1測站實測的水下背景噪音進行比對，其水深約19米，相關位置如圖2。
將取得之聲學資料利用快速傅立葉變換(Fast Fourier Transform)計算1Hz頻譜位準，透過時頻譜圖(Spectrogram)觀察各頻率噪音位準隨時間變化之趨勢，並計算1/3 Octave頻譜位準以了解各頻段噪音能量分布。
台灣西部離岸風場預計採用5~10MW之風機，施工方式預定為套管式(Jacket)，因此大範圍打樁噪音模擬依據文獻中德國Alpha Ventas風場及英國風場之資料，當基礎型式為Jacket時，最大聲源強度SPLp-p約為230dB~236dB re 1µPa，而其SPLrms約為220 dB re 1µ Pa，選取其5%~95%累積能量之時間間距為T，約為 0.1 秒。帶入公式SELs-s = SPLrms+10logT，可得到SELs-s = 210 dB re 1µPa2s。本文以此SELs-s為打樁聲源強度，利用拋物線方程聲學模式Range-dependent Acoustic Model (RAM)進行80~400Hz之寬頻音傳計算。...更多內容，請見《機械新刊》雜誌
