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        城市缺水區(qū)域滅火救援應(yīng)急供水能力量化研究
        ——以深圳市龍崗區(qū)為例

        2021-06-11 03:16:40俞祚福高級(jí)工程師賴克光
        安全 2021年5期

        俞祚福高級(jí)工程師 賴克光

        (1.廣東安是一應(yīng)急技術(shù)有限公司,廣東 廣州 511458;2.深圳市消防救援支隊(duì)龍崗大隊(duì),廣東 深圳 518100)

        0 引言

        近年來(lái),我國(guó)消防安全形勢(shì)持續(xù)好轉(zhuǎn),但重大火災(zāi)事故時(shí)有發(fā)生,曾接連發(fā)生多起危險(xiǎn)化學(xué)品和易燃易爆物品重特大火災(zāi)爆炸事故,如天津港“8.12”瑞海公司危險(xiǎn)品倉(cāng)庫(kù)特別重大火災(zāi)爆炸事故。隨著經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展,深圳市部分地區(qū)出現(xiàn)公共消防基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展不協(xié)調(diào)局面,公共消防基礎(chǔ)設(shè)施較經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展滯后,公共消防基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不平衡,局部區(qū)域消防基礎(chǔ)設(shè)施薄弱,其中龍崗區(qū)受地理環(huán)境或消防給水設(shè)施不完善的影響,存在消防水源總體性匱乏、消防應(yīng)急取水困難、滅火救援應(yīng)急供水保障能力不足等問(wèn)題,是深圳市典型的區(qū)域性缺水區(qū)域。而這些地區(qū)一旦發(fā)生火災(zāi),由于火場(chǎng)應(yīng)急供水問(wèn)題,難以迅速有效控制火勢(shì),容易造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。

        城市消防水源是城市消防公共基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,是可供滅火救援使用的水源設(shè)施,是城市消防安全的基礎(chǔ)設(shè)施。城市消防水源建設(shè)也是衡量一個(gè)城市防災(zāi)減災(zāi)能力的重要指標(biāo)之一。消防水源通常分為人工水源和天然水源,人工水源可以分為市政水源和消防水池;天然水源主要分為地下水和地表水。因此,本文針對(duì)龍崗區(qū)部分地區(qū)消防用水短缺較為突出的問(wèn)題,開(kāi)展以典型社會(huì)單位為對(duì)象的滅火救援技術(shù)和策略研究,分析缺水地區(qū)火災(zāi)撲救對(duì)于供水設(shè)備、救援裝備、人員配置、力量調(diào)度等資源的需求,從而采取積極有效措施增強(qiáng)防控火災(zāi)的能力。

        1 龍崗區(qū)滅火救援消防供水特點(diǎn)分析

        1.1 龍崗區(qū)天然水源特點(diǎn)

        龍崗區(qū)的天然水源具有分布廣、總水量足等特點(diǎn),但往往因地理環(huán)境、取水設(shè)施等因素的限制,消防車輛不宜靠近取水,且多數(shù)天然水源水位受季節(jié)、潮汛等影響,變化較大,不能提供穩(wěn)定的應(yīng)急水源。龍崗區(qū)的天然水源主要包括河流、水庫(kù)以及地下水。目前龍崗區(qū)共有水庫(kù)湖泊類水源44處,河流類水源4處。針對(duì)龍崗區(qū)天然水源分布情況,開(kāi)展實(shí)地調(diào)研,對(duì)龍崗區(qū)所轄天然水源情況進(jìn)行分析研判。

        (1)天然水源取水條件參差不齊。根據(jù)調(diào)研結(jié)果,龍崗區(qū)天然水源庫(kù)容大小不一,部分庫(kù)容較小的水庫(kù)或河流,枯水期不能滿足應(yīng)急取水的條件,不能作為消防水源。同時(shí),天然水源用途和取水條件懸殊較大,部分水庫(kù)作為生活用水或水源保護(hù)區(qū),部分水庫(kù)水質(zhì)較差,都不能作為消防水源;此外,部分水源周圍交通條件差,距離可能的火場(chǎng)偏遠(yuǎn),難以滿足消防車取水的需求。

        (2)部分天然水源庫(kù)容難以保證,庫(kù)容波動(dòng)大。龍崗區(qū)天然水源類型多樣,水源源頭有的依靠外部引流,有的依靠降雨,多為季節(jié)性水源。部分依靠降雨的水庫(kù)庫(kù)容難以保證,無(wú)法為滅火救援提供穩(wěn)定的應(yīng)急水源。

        (3)多數(shù)天然水源未建立消防取水碼頭。除了不具備應(yīng)急取水條件的天然水源和庫(kù)容波動(dòng)較大的天然水源,龍崗區(qū)仍有一些具備應(yīng)急取水改造條件的天然水源,但是水庫(kù)周邊道路情況較差,消防車行進(jìn)困難,同時(shí)都沒(méi)有建立符合消防要求的取水碼頭,緊急情況下取水困難,難以滿足消防用水需求。

        1.2 龍崗區(qū)應(yīng)急供水特點(diǎn)

        因城市規(guī)劃及公共消防基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后等因素,龍崗區(qū)消防供水管網(wǎng)、消防車道、市政消火栓等公共消防設(shè)施相對(duì)匱乏。同時(shí),由于維護(hù)保養(yǎng)不足,部分消火栓缺損或無(wú)法正常使用。一是老化破損,消火栓本體老化陳舊,亟需更換;二是人為破壞導(dǎo)致構(gòu)件缺損,消火栓零配件被人為破壞,也有市政消火栓被車輛撞壞未修復(fù),配件丟失,無(wú)水無(wú)壓等,從而造成消火栓無(wú)法使用。龍崗區(qū)局部地區(qū)存在建筑布局凌亂,規(guī)劃布局不合理;區(qū)域內(nèi)部道路狹窄,易導(dǎo)致?lián)矶碌葐?wèn)題。

        (1)常規(guī)應(yīng)急供水能力不足。由于公共消防基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與城市發(fā)展不匹配,市政供水管網(wǎng)管徑和水壓受限,市政管網(wǎng)供水量往往不能滿足火場(chǎng)應(yīng)急供水要求。此外,存在市政消火栓破損、缺失等問(wèn)題,導(dǎo)致應(yīng)急取水困難。

        (2)局部區(qū)域應(yīng)急運(yùn)輸困難。由于受地區(qū)環(huán)境、道路條件、建筑物等情況的限制,水源距火場(chǎng)有較長(zhǎng)的距離,短則1~2km,長(zhǎng)則幾千米。采用長(zhǎng)距離鋪設(shè)水帶供水方式,路線較長(zhǎng)、水壓損失嚴(yán)重,供水效果差。采用大噸位消防車運(yùn)輸方式時(shí),若無(wú)合理科學(xué)運(yùn)水方案,極易使供水過(guò)程時(shí)斷時(shí)續(xù),火場(chǎng)應(yīng)急供水不穩(wěn)定。

        (3)應(yīng)急供水投入資源多。正是由于常規(guī)應(yīng)急供水能力不足,且局部區(qū)域應(yīng)急運(yùn)水困難,需要投入更多的車輛裝備和人員在火場(chǎng)后方提供水源保障。火場(chǎng)后方負(fù)責(zé)供水的人員車輛往往多于前方。削弱了前方的滅火攻堅(jiān)力量,影響滅火救援能力。

        2 火場(chǎng)應(yīng)急供水能力需求核算

        火災(zāi)撲救時(shí)需要一定的火場(chǎng)應(yīng)急供水能力。對(duì)于不同類型火災(zāi)和不同規(guī)?;馂?zāi),需要的應(yīng)急供水能力不同,而影響應(yīng)急供水能力需求的影響因素包括火災(zāi)類型、火災(zāi)規(guī)模、廠區(qū)或建筑特點(diǎn)、同時(shí)參與滅火救援的消防車輛和人員、氣象條件等。針對(duì)不同類型和不同規(guī)模的火災(zāi),由于客觀條件不同,計(jì)算火場(chǎng)需要的供水量的方法也不同。

        建筑或廠區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)要求的消防用水量是理論上撲救建筑初期火災(zāi)的消防用水量,但不少火場(chǎng)因客觀情況的變化,燃燒規(guī)模擴(kuò)大,原先設(shè)計(jì)的消防用水量已不能完全滿足滅火用水需求。為客觀評(píng)估區(qū)域的應(yīng)急供水能力需求,可采用滅火救援時(shí)可能存在的火場(chǎng)面積以及控制火勢(shì)和撲滅火災(zāi)單位面積的供水強(qiáng)度進(jìn)行核算。

        2.1 火災(zāi)燃燒面積估算

        按照可信最不利原則,選定區(qū)域內(nèi)典型火災(zāi)場(chǎng)景。選定的火災(zāi)場(chǎng)景能夠反應(yīng)區(qū)域內(nèi)最大可信火場(chǎng)面積。經(jīng)過(guò)調(diào)研,龍崗區(qū)以某塑膠制品廠為設(shè)定火災(zāi)場(chǎng)景。龍崗區(qū)龍城街道五聯(lián)社區(qū)連心路區(qū)域道路交通普遍擁堵,經(jīng)測(cè)試,第一時(shí)間出動(dòng)龍崗中隊(duì)、大運(yùn)城中隊(duì),需要15min左右才能趕到火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)。

        災(zāi)情設(shè)定為第一時(shí)間出動(dòng)龍崗中隊(duì)、大運(yùn)城中隊(duì),趕到該塑膠制品廠時(shí),廠房二層全部起火、三層部分起火,起火面積約為2 700m。

        2.2 火災(zāi)火場(chǎng)實(shí)際用水量計(jì)算

        火災(zāi)火場(chǎng)實(shí)際用水量估算公式如下:

        Q

        =A

        ×

        q

        (1)

        式中:

        Q

        —火場(chǎng)實(shí)際用水量,L /s;

        A

        —火場(chǎng)燃燒面積,m;

        q

        —滅火用水供給強(qiáng)度,L /s·m。

        參照《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》(GB 50974-2014)中有關(guān)滅火控火用水供給強(qiáng)度的要求,結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn),取塑膠廠滅火用水供給強(qiáng)度為0.15L /s·m。由火災(zāi)火場(chǎng)實(shí)際用水量估算式(1)可計(jì)算出塑膠制品廠廠房火災(zāi)的火場(chǎng)用水量為405L /s。

        對(duì)于選定的區(qū)域典型對(duì)象,在設(shè)定的火災(zāi)場(chǎng)景下,火場(chǎng)應(yīng)急供水需求為405L /s。

        3 龍崗區(qū)火場(chǎng)應(yīng)急供水能力計(jì)算分析

        3.1 龍崗區(qū)火場(chǎng)應(yīng)急供水能力現(xiàn)狀核算

        開(kāi)展火災(zāi)撲救過(guò)程中,能夠提供應(yīng)急供水的主要有市政管網(wǎng)供水系統(tǒng)、水罐消防車運(yùn)水供水系統(tǒng)。

        3.1.1 市政管網(wǎng)供水能力

        塑膠制品廠附近市政供水管網(wǎng)管徑為DN300,DN300管道壓力為0.1~0.3MPa。管道內(nèi)的流量,可按式(2)估算:

        Q=

        0.5

        D

        ×12

        V

        (2)

        式中:

        Q

        —管道內(nèi)的流量,L /s;

        D

        —管道的直徑,mm;

        V

        —消防給水管道內(nèi)水的當(dāng)量流速,m /s。當(dāng)

        V

        取1m /s時(shí),管道內(nèi)的流量

        Q

        為72L /s。即設(shè)定火場(chǎng)附近市政管網(wǎng)供水量約72L /s。

        3.1.2 消防車運(yùn)水供水能力

        根據(jù)大隊(duì)實(shí)際配置力量,現(xiàn)場(chǎng)消防車蓄水總量

        S

        為141 800L。根據(jù)運(yùn)水供水能力現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,可得出:

        T=T

        +

        T

        +

        T

        (3)

        Q

        =S

        /

        T

        (4)

        Q

        =S

        /

        T

        (5)

        式中,

        T

        —每輛車單次運(yùn)水所需時(shí)間,min;

        T

        —每輛車運(yùn)輸過(guò)程用的時(shí)間,min;

        T

        —每輛車取水過(guò)程用的時(shí)間,min;

        T

        —每輛車供水過(guò)程用的時(shí)間,min;

        Q

        —每輛消防車的供水流量,L /s;

        S

        —每輛消防車蓄水量,L;

        Q

        —現(xiàn)場(chǎng)所有消防車的供水流量,L /s;

        S

        —所有消防車蓄水總量,141 800L。根據(jù)五聯(lián)地區(qū)消防水源道路情況,現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)水供水距離按5km計(jì)算,由下表可得

        T

        為28.4min,

        Q

        為83.22L /s,加上火場(chǎng)附近市政管網(wǎng)供水量為72L /s,火場(chǎng)總應(yīng)急供水量為155.22L /s,而火場(chǎng)應(yīng)急供水需求為405L /s,需補(bǔ)給火場(chǎng)用水為249.78L /s。

        表 運(yùn)水車輛利用消火栓自流取水、雙干線供水與距離、車輛之間關(guān)系Tab. Water truck using hydrant gravity water, double main water supply and distance, the relationship between vehicles

        水在滅火救援中起著決定性作用,火場(chǎng)供水就顯得尤為重要。根據(jù)龍崗大隊(duì)實(shí)際供水能力,需要補(bǔ)給249.78L /s的火場(chǎng)供水。遠(yuǎn)程供水系統(tǒng)可以提供200L /s以上的火場(chǎng)供水,可以大大解決火場(chǎng)供水不足的問(wèn)題。

        按照可信最不利原則,當(dāng)“龍城街道五聯(lián)社區(qū)連心路地區(qū)”塑膠制品廠發(fā)生火災(zāi),過(guò)火面積為2 700m,火場(chǎng)需求用水量為405L /s。龍崗大隊(duì)現(xiàn)場(chǎng)供水為155.22L /s,需要補(bǔ)給249.78L /s的火場(chǎng)供水。針對(duì)龍崗區(qū)缺水地區(qū)消防取水困難的現(xiàn)狀,且市政消防供水、取水設(shè)施的建設(shè)周期較長(zhǎng),建設(shè)費(fèi)用高等困難,可配備一套遠(yuǎn)程供水系統(tǒng),以確保在火災(zāi)條件下火場(chǎng)能有充足的水源供給和連續(xù)供水保障。

        消防車運(yùn)水要考慮運(yùn)水車輛的對(duì)接,長(zhǎng)距離運(yùn)水不能保證供水的連續(xù)性和供水效率。更換市政供水管道方案解決供水缺口具有成本高且建設(shè)周期長(zhǎng)的問(wèn)題,不是最佳解決方案。經(jīng)實(shí)地調(diào)研,在保衛(wèi)對(duì)象附近設(shè)置消防儲(chǔ)水囊,水罐消防車運(yùn)水至儲(chǔ)水囊中作為消防取水點(diǎn),遠(yuǎn)程供水系統(tǒng)或主戰(zhàn)滅火車輛可直接從消防儲(chǔ)水囊中吸水,縮減消防水源與用水點(diǎn)之間的距離,保障供水連續(xù)性。運(yùn)水消防車和主戰(zhàn)消防車可以高效率運(yùn)轉(zhuǎn),提高運(yùn)水和滅火效率。

        4 結(jié)論

        為評(píng)估龍崗區(qū)應(yīng)急供水能力現(xiàn)狀,選定龍崗區(qū)典型應(yīng)急保衛(wèi)對(duì)象,按照可信最不利原則,設(shè)定可能的火災(zāi)場(chǎng)景,核算火場(chǎng)應(yīng)急供水能力需求與現(xiàn)狀,調(diào)研確定供水能力缺口解決方案。

        (1)核算結(jié)果表明:龍崗區(qū)火場(chǎng)應(yīng)急供水需求為405L /s,目前火場(chǎng)應(yīng)急供水為155.22L /s,存在一定的應(yīng)急供水能力缺口。需加強(qiáng)應(yīng)急供水能力建設(shè),提升滅火救援能力。

        (2)結(jié)合龍崗區(qū)消防水源實(shí)際情況,提出采用遠(yuǎn)程供水系統(tǒng)并配套建設(shè)應(yīng)急取水點(diǎn)的解決方案。在保衛(wèi)對(duì)象附近設(shè)置消防儲(chǔ)水囊,水罐消防車運(yùn)水至儲(chǔ)水囊中作為消防取水點(diǎn),遠(yuǎn)程供水系統(tǒng)或主戰(zhàn)滅火車輛可直接從消防水囊中吸水,縮減消防水源與用水點(diǎn)之間的距離,保障供水連續(xù)性。

        (3)針對(duì)龍崗區(qū)全區(qū)相對(duì)缺水的特點(diǎn),設(shè)立專門的供水中隊(duì)或供水編隊(duì)。同時(shí),針對(duì)不同作戰(zhàn)任務(wù),結(jié)合人員、車輛、器材、裝備、水源等情況,開(kāi)展缺水地區(qū)火場(chǎng)供水研討,注重對(duì)供水編隊(duì)進(jìn)行針對(duì)性訓(xùn)練,提高協(xié)作能力,充分發(fā)揮作戰(zhàn)效能。針對(duì)全區(qū)相對(duì)缺水地區(qū)范圍內(nèi)的重點(diǎn)保衛(wèi)單位,制作較為詳細(xì)實(shí)用的火場(chǎng)供水方案,立足實(shí)際,貼近實(shí)戰(zhàn),確保高效。

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