梁麗華
森林防滅火是森林資源保護管理工作的重中之重。甘南林區(qū)是甘肅省最大的天然林區(qū),是黃河、長江上游的重要水源涵養(yǎng)補給區(qū)和生物多樣性保護重點地區(qū)。加強其森林防滅火對策的研究,保護好現(xiàn)有的森林資源及林業(yè)生態(tài),具有十分重要的意義。
據統(tǒng)計,1950 年~2020 年間,甘南林區(qū)共發(fā)生森林火災640 余起,其中重大森林火災14 起,較大森林火災5 起,一般森林火災230 余起,累計燒毀林地7000 公頃以上,其中森林火災起火點以高原地區(qū)居多,且大都發(fā)生于高山灌木林,因此在甘南高原地區(qū),森林火災預防與撲救主要以高山灌木林火災為主?,F(xiàn)階段森林火災滅火方式多種多樣,主要分為人工滅火和機械滅火,人工滅火主要有人工背負水槍,一、二號工具撲救,設置隔離帶等,機械滅火主要有水泵滅火及風力(風水)滅火機等。本文根據多年來在甘南高原高寒灌木林火情處置及滅火演練中所記錄的數據和掌握的情況,對最為實用的高壓接力水泵和風力滅火機兩種機械滅火方式進行分析對比,以探究在甘南高原林區(qū)一般場景下更為有效的滅火方法,以期為甘南高原地區(qū)森林防滅火工作提供相關技術參考。
甘南林區(qū)林地總面積154 萬公頃,森林覆蓋率24.54%,活立木總蓄積1.02 億立方米。森林植被主要分布在白龍江、洮河、大夏河流域山地的陰坡半陰坡。天然植被主要有草甸、草原、高山灌木林、寒帶針葉林、溫帶針葉林和落葉闊葉林等七個植被類型。其中喬木林以云杉、油松、落葉松、樺等為主要樹種,主要分布在亞高山以下及河谷地帶;高山灌木林以金露梅、沙棘、柳、栒子、忍冬等為主要植物種類,大部分高度0.5~2米,在高寒陰濕山原地帶、高山丘陵地帶及高原溪谷地帶廣泛分布。
甘南林區(qū)水源充足,主要河流有黃河、洮河、大夏河和白龍江,全區(qū)分黃河、長江兩大流域四大水系,有120 多條較大分支河流。黃河由青海久治縣門堂鄉(xiāng)流入瑪曲縣,環(huán)繞瑪曲縣邊緣形成“九曲黃河”第一彎。洮河、大夏河是黃河的重要支流。白龍江發(fā)源于碌曲縣,流經迭部、舟曲兩縣。林區(qū)海拔1100~4900 米,大部分地區(qū)在3000 米以上,地貌類區(qū)主要為山原區(qū)、峽谷區(qū)與山地丘陵區(qū),其中合作市、夏河縣、瑪曲縣、碌曲縣、迭部縣東北部區(qū)域屬于山原區(qū)地貌,臨潭縣、卓尼縣屬于山地丘陵區(qū)地貌,舟曲縣及迭部縣西南區(qū)域屬于山地峽谷區(qū)地貌。
甘南林區(qū)森林防火期為10 月1 日至次年5 月31日。其中夏河縣、迭部縣、碌曲縣、合作市、臨潭縣、舟曲縣、卓尼縣屬Ⅰ、Ⅱ級森林火災高風險區(qū),火災高發(fā)期為1~4 月,其中又以2~3 月最為突出,約占全年火警火災的70%以上?;鹁馂亩喟l(fā)區(qū)為夏河縣、碌曲縣、迭部縣,其中夏河縣火災次數多,迭部縣火災損失大。引起森林火災的火源約98%以上都是人為火,約2%為自然火。從火災面積看,過火面積不大,平均百公頃左右。從火災發(fā)生地域看,大多發(fā)生在海拔2500~3500 的高山灌木林,其次為云杉、油松林等。從林火行為看,初發(fā)多為上山火,蔓延快,強度大,待轉為下山火后速度減緩,強度降低,火場風向多變,蔓延方向不定,著火強度視地表物、溫濕度、風向、風速及坡度等因素變化而變化,在陡峭山地發(fā)生林火還易產生飛火。從火災種類看,地表火最多,樹冠火次之,地下火極少發(fā)生。
高壓接力水泵是從水源吸水、多級接力輸送至火場、噴灑撲救等滅火全過程所涉及的機械和器材的組合,各個組成部分的性能和數量要互相匹配和銜接,使整個系統(tǒng)發(fā)揮最大的滅火功效。高壓接力水泵以自身二沖程汽油機為動力,第一級水泵工作時將水由水源吸入經止回閥水龍帶直接加壓傳送給第二級水泵,第二級水泵直接中繼加壓再次將水傳送至下一級水泵,依次傳送,供水距離和高度可以任意延伸,終端配置射水槍并保證林火撲救時的噴水壓力和流量。甘南高原林區(qū)水資源豐富,通常在溝谷即能就近找到水源地,為高壓接力水泵滅火提供了便利。
風力滅火機的工作原理是用高速強制氣流吹散燃燒物產生的火苗和熱量,以氣流隔斷火苗與燃燒物,破壞其繼續(xù)燃燒的條件,直至燃燒物表面溫度降低到燃點以下,實現(xiàn)滅火。
甘南高原高山灌木林地,大部分山丘高程在300米左右,在這一最為常見的場景下,按照以往滅火經驗,高壓接力水泵滅火前期準備大約需要1 小時左右,即可投入戰(zhàn)斗;風力滅火機前期準備約30 分鐘左右即可投入戰(zhàn)斗,兩者對比,風力滅火機前期準備用時較少,準備工作相對簡單。
為適應撲救森林火災的現(xiàn)實需要,一般把一個高壓接力水泵滅火小隊(單元班組)按照任務功能劃分為水泵組、水帶組和滅火組。水泵組是滅火的關鍵組成部分,配備高壓接力水泵,成員一般由1 名主機手和3 名副機手組成,主要負責運送、操作高壓接力水泵,向火場輸水。水帶組的主要任務是運送、鋪設和巡護水帶,人員一般由水泵組副機手兼任(水帶運送、鋪設中滅火組還要給予人力支援)。滅火組主要負責在火場前線操作水槍滅火。一般場景下,一個高壓接力水泵滅火小隊(單元班組)由3 臺高壓接力水泵(分別設置于取水點、半山或下半山、山頂或上半山)、3 段連接水帶和前端水槍組成,所需人力6 人,分別為水泵水帶組4 人,前端滅火組2 人。通常風力滅火機每個滅火小隊(單元班組)最佳配置為4 臺風力滅火機聯(lián)合作業(yè),輔助1 把鐵鍬、1 把2 號工具,每組配置風力滅火機手4 人,鐵鍬和2 號工具手2 人,燃油保障1 人,共計7 人。從人力投入比較,高壓接力水泵滅火方式相對節(jié)約人力。
高壓接力水泵持續(xù)工作時長約為4 小時左右;風力滅火機持續(xù)工作時長約為半小時左右,且連續(xù)工作時間累計不能超過2 小時。比較來看,高壓接力水泵滅火持續(xù)工作時間顯著較長。
根據以往經驗數據,使用高壓接力水泵方式一般1 小時可滅火300 平方米左右,使用風力滅火機1 小時可滅火50 平方米左右,單位時間內高壓接力水泵滅火面積顯著較大。
高壓接力水泵滅火通常無需借助其他工具;風力滅火機通常需要鐵鍬、2 號工具等配合滅火。
高壓接力水泵對水源的依賴較大,一旦有足夠水源,能夠對火場實現(xiàn)徹底、高效的撲滅。風力滅火機在使用中需要多次補充燃油;連續(xù)工作時間不能超過2小時;在加油和再啟動前需熄火降溫;加油時還要撤離火場到安全地帶操作,以免發(fā)生引燃事故。使用風力滅火機,當火焰高度超過2 米時,需避開火峰先攻弱火,或暫時撤退不打,而高壓接力水泵滅火對于火焰高度基本沒有限制。
甘南高原普通場景下高壓水泵與風力滅火機使用效能對比
據上述實際分析,當火情發(fā)生后,風力滅火機可以在較短時間內到達火場展開撲救,從而使撲救人員能夠盡早搶抓有利戰(zhàn)機,掌握滅火主動權,進而實現(xiàn)“打早、打小、打了”的目標。高壓接力水泵除撲救準備時間較長外,無論在節(jié)約人力還是滅火效能上,都要遠高于風力滅火機,且更適宜于撲救高強度、大面積的森林火警火災,能夠實現(xiàn)高效、徹底滅火。因此,在甘南高原灌木林一般森林火警火災場景下,在火災初發(fā)階段、火情火勢不大時,可以選擇風力滅火機及時實施封控或進行多點撲打,以達到迅速控制火勢的效果。如果森林火警火災發(fā)生較猛,需要進行高強度滅火的情況下,應選擇高壓接力水泵方式滅火,能夠高效打滅火頭、阻止林火發(fā)展,同時還可在較短時間達到徹底清滅地火的效果。另外,在高壓接力水泵滅火過程中,可以通過加強人員設備投入、擴大作業(yè)半徑,實現(xiàn)較遠距離撲救,以降低滅火難度,確保滅火人員人身安全。