試論森林火災(zāi)的撲救方法及現(xiàn)代化裝備應(yīng)用

作者簡介：韓猛（1987- ），男，漢族，山東濟(jì)寧人，本科，初級專業(yè)技術(shù)職務(wù)，研究方向：滅火救援。

摘要：我國是森林火災(zāi)頻發(fā)的國家，在森林火災(zāi)的撲救上，我國已經(jīng)有了較為長足的進(jìn)步。伴隨著森林滅火消防車、森林滅火劑和滅火彈的發(fā)展完善、航空滅火力量的引入以及單兵滅火裝備的不斷優(yōu)化，森林火災(zāi)導(dǎo)致的受損程度在逐年下降。本文重點(diǎn)分析當(dāng)前森林火災(zāi)的撲救方法及現(xiàn)代化裝備應(yīng)用現(xiàn)狀，并針對當(dāng)前發(fā)展薄弱環(huán)節(jié)提出相應(yīng)建議。

關(guān)鍵詞：森林火災(zāi)；火災(zāi)撲救；現(xiàn)代化裝備

一、森林火災(zāi)概述

（一）森林火災(zāi)的原理

一般性火災(zāi)需要有一定量的可燃物質(zhì)、氧氣濃度和高溫條件，森林火災(zāi)也不例外。首先，森林地區(qū)有數(shù)量龐大的喬木、灌木以及腐殖質(zhì)、地被物，在相對干旱的時節(jié)，此類物質(zhì)水分相對較少，具備很強(qiáng)的易燃性。其次，遠(yuǎn)離城市工業(yè)的森林氧氣含量充足，所以當(dāng)森林滿足高溫條件時，火災(zāi)很容易發(fā)生?？偟膩碚f，森林具備充分的可燃物和氧氣條件，當(dāng)熱源充足并達(dá)到一定的燃燒條件就能引發(fā)森林火災(zāi)。

（二）引起森林火災(zāi)的火源

如上文所述，森林中有充分的可燃物和氧氣條件，而火源是引起森林火災(zāi)的關(guān)鍵因素和防范重點(diǎn)。綜合森林火災(zāi)發(fā)生的各種緣由，可以發(fā)現(xiàn)引起火災(zāi)的原因可以分為自然火源和人為火源。

1.自然火源

自然火源主要包括雷擊火、陽光強(qiáng)烈照射等。雷擊火的產(chǎn)生原理是當(dāng)天空中的帶電云塊侵入林區(qū)上空，云層與地面之間會發(fā)生雷暴或落雷等放電現(xiàn)象，放電現(xiàn)象容易點(diǎn)燃林區(qū)內(nèi)的雜草、樹木，并進(jìn)一步演變?yōu)樯只馂?zāi)[1]。陽光照射導(dǎo)致火源自然產(chǎn)生的情況主要發(fā)生在干旱季節(jié)，林地內(nèi)的腐殖質(zhì)在陽光照射加熱下發(fā)生高熱現(xiàn)象，進(jìn)而引起地被物自燃。

2.人為火源

人為火源主要體現(xiàn)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、野外用火和居民祭祀。首先是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，其主要發(fā)生在林區(qū)與農(nóng)業(yè)耕地相接壤的地區(qū)。由于社會發(fā)展水平有限，農(nóng)民的森林防火技術(shù)與意識不足，會在缺乏滅火輔助的情況下燃燒地邊雜草，從而導(dǎo)致火源蔓延至林區(qū)；其次是野外用火，城鎮(zhèn)的居民會有步入林區(qū)進(jìn)行游玩、拾柴、采摘等活動，這些活動中時有亂扔煙頭、擅用火源等行為，非常容易引發(fā)森林火災(zāi)。除了上述情況，社會生活中還有其他的人為火源要素，如孔明燈的飄移、煙花爆竹的燃放等等。

對某個地區(qū)而言，人為火源的表現(xiàn)形式會伴隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、政策變化、生活習(xí)慣、防火技術(shù)與措施的變革而發(fā)生轉(zhuǎn)變。在以前的東北、內(nèi)蒙古林區(qū)，森林鐵路與國鐵遍布于林區(qū)內(nèi)，機(jī)車噴漏火事故時有發(fā)生。隨著蒸汽機(jī)車改進(jìn)為內(nèi)燃機(jī)車，并伴隨著防火罩等防火技術(shù)的應(yīng)用，此類人工火源數(shù)量驟減。與此同時，隨著人民封建迷信活動的減少以及上墳燒紙等習(xí)慣的轉(zhuǎn)變，居民祭祀產(chǎn)生的火源也得到了有效控制。由于人們防火意識逐步增強(qiáng)，人為引起的森林火災(zāi)也呈現(xiàn)出下降趨勢。

二、森林火災(zāi)的撲救方法

（一）森林火災(zāi)的撲救原理

如前文所述，森林氧氣含量充足，有數(shù)量龐大的喬木、灌木以及腐殖質(zhì)、地被物等可燃物，當(dāng)熱源充足時將演變?yōu)榛馂?zāi)，而撲救林火的原理便是破壞這三者之間的關(guān)系，即在火源與熱量、可燃物和助燃物之間進(jìn)行選擇，控制其中之一便可以阻擋和壓制火勢。

1.清除可燃物。森林火災(zāi)涉及到的可燃物包括樹枝、草本植物、樹葉、樹皮、土壤有機(jī)物等，當(dāng)森林火災(zāi)發(fā)生時，將此類可燃物的數(shù)量控制在限定范圍內(nèi)可以有效降低后續(xù)風(fēng)險。防火林帶、生土帶等措施便是這一原理的延伸，通過隔離可燃物的行為，將未燃燒物質(zhì)與火勢有效隔絕開，噴灑化學(xué)試劑也可以有效提高這些可燃物的耐火性能[2]。

2.減少助燃物。助燃物即氧氣，當(dāng)氧氣含量占比在16%以下時，森林火災(zāi)便會受到有效控制，氧氣含量在13%以下時火焰便會開始熄滅，所以降低森林火災(zāi)燃燒范圍之內(nèi)的氧氣濃度是較為有效的辦法，土埋法便是這一原理的應(yīng)用。需要注意的是，在風(fēng)力作用下，森林火災(zāi)的燃燒范圍可能會得到外圍氧氣的補(bǔ)給，這也是減少助燃物的難點(diǎn)所在。

3.控制火源與熱量。只有當(dāng)熱源充足時才會進(jìn)一步演變出火災(zāi)，可見火源是森林火災(zāi)防范工作中的重點(diǎn)，也是撲救過程中的關(guān)鍵要素。當(dāng)林火出現(xiàn)時，要及時控制燃燒區(qū)域的勢頭，減緩其擴(kuò)散的速度。

（二）常見的森林火災(zāi)撲救方法

1.地面火撲救方法

目前主要的地面火撲救方法有人工撲打法、土滅火法與水滅火法。當(dāng)?shù)孛婊鹪磩傞_始發(fā)生蔓延時，滅火人員通過工具以撲打、水覆蓋或土覆蓋的方式滅除火源。當(dāng)火勢處于擴(kuò)大趨勢時，滅火人員需要及時建立起隔離帶，即在火勢蔓延方向的前方建立起1至4米的臨時隔離區(qū)域，隔離帶的取材根據(jù)當(dāng)?shù)氐脑O(shè)施條件，可以采用生土或化學(xué)藥罐等，如前文關(guān)于滅火原理的描述，這些方法即屬于隔離可燃物的行為，防火林帶、生土帶都能將未燃燒物質(zhì)與火勢有效隔絕開，噴灑化學(xué)試劑也可以有效提高這些可燃物的耐火性能[3]。生土帶的主要應(yīng)用場景是地面火勢相對較小的情形，一旦出現(xiàn)火勢迅猛且林火蔓延速度較快時，難以在火勢前方向及時建立完備的隔離帶，此時可以運(yùn)用火燒法，即沿著原來設(shè)置的隔離帶或臨時搭設(shè)的隔離帶，迎著火勢的前進(jìn)方向進(jìn)行點(diǎn)火，由于后方有隔離帶的管控，新點(diǎn)燃的火會朝著火災(zāi)的發(fā)展方向而去，當(dāng)兩方火頭相遇時便會共同熄滅。對于地面火的撲救，首先要觀察火情，然后再針對不同的火情采取合適的撲救方法。

2.樹冠火撲救方法

相比于其他類型的火災(zāi)，樹冠火的火力更強(qiáng)，火勢更難撲滅。樹冠火的主要處理辦法是在森林火災(zāi)的蔓延方向前布置隔離帶，或者運(yùn)用火燒法，迎面撲滅火焰。需要注意的是，防火隔離帶與火燒法都需要較為準(zhǔn)確地預(yù)估操作距離，確保防御工作可以在火焰到達(dá)之前完成，隔離帶之上的伐倒木同樣需要及時清理或隔絕，隔離帶的寬度一般為樹高的1至1.5倍。樹冠火的撲救更多的是依靠反復(fù)練習(xí)和對經(jīng)驗的把握。

三、現(xiàn)代化裝備的應(yīng)用

（一）現(xiàn)代化裝備應(yīng)用的必要性

我國在森林防護(hù)與火災(zāi)撲救工作方面還有較多的客觀條件制約，包括地形地貌復(fù)雜度高、林區(qū)內(nèi)的通訊信號差且基礎(chǔ)設(shè)施相對薄弱。首先在地形地貌方面，我國森林大多處于人煙稀少的山區(qū)之中，在多種自然因素作用下，山體的形狀較為陡峭，且落差相對較大，傳統(tǒng)的滅火設(shè)備很難在較短時間內(nèi)抵達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場，這極大制約了森林火災(zāi)救援的時效性[4]。其次是通訊條件有限，它影響著火源出現(xiàn)的警告、火勢的實時追蹤等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通訊宏蜂窩基站的覆蓋距離為25千米，在部分開發(fā)程度較低或地形較為復(fù)雜的地區(qū)還不足以應(yīng)對所有緊急情況。因此，在森林火災(zāi)撲救的過程中，應(yīng)用現(xiàn)代化設(shè)備是十分必要的。

（二）現(xiàn)代化裝備在森林滅火救援中的應(yīng)用

1.森林滅火劑與森林滅火彈

森林滅火劑主要用于阻截火勢蔓延、撲滅火焰和防止復(fù)燃，包括水添加劑、長效滅火劑和A類泡沫滅火劑。水添加劑的主要門類是水凝膠滅火劑，其實際效果取決于附著于可燃物上的厚度，水凝膠越厚則阻止火源傳播的能力越強(qiáng)，部分情況下可以直接用于滅火。目前，水凝膠滅火劑在我國森林消防隊伍中配備較多，其能吸收100至1000倍質(zhì)量的水，粘附性、空投與流體性能優(yōu)異，目前與單兵背負(fù)滅火裝置相結(jié)合，在進(jìn)攻滅火和清理火場上的表現(xiàn)優(yōu)異[5]。長效滅火劑主要成分為磷酸銨鹽和硫酸銨鹽，通過間接施加于火勢前方未被波及的可燃物之上，實現(xiàn)阻擋火勢的目的，即便水分完全蒸發(fā)，其中的滅火劑也可以改變?nèi)紵^程，有效抑制燃燒，效果可達(dá)數(shù)月。A類泡沫滅火劑含有發(fā)泡組分，提升了水的滯留和黏附能力，并進(jìn)一步實現(xiàn)冷卻降溫，泡沫的覆蓋也可以起到隔絕作用，滅火功能優(yōu)于普通水，但它在我國森林消防中應(yīng)用不足，只有部分消防車實現(xiàn)了配備。

森林滅火彈是將滅火劑充裝至特定器具中，可以在較遠(yuǎn)距離外進(jìn)行滅火作業(yè)，目前配置較多的是投擲式滅火彈，充裝內(nèi)容有水基滅火劑或干粉滅火劑，主要應(yīng)用于攻堅時對火勢的壓制，創(chuàng)造出有利戰(zhàn)機(jī)，同時可以用于緊急逃生。無人機(jī)投擲技術(shù)也逐漸與森林滅火彈相結(jié)合，但受制于載藥量，其推廣較為緩慢。我國還采用了炮車發(fā)射式和肩扛式的發(fā)射式滅火彈，相比無人機(jī)投擲，它有更多的實戰(zhàn)應(yīng)用，如2019年山西沁源火災(zāi)和2020年木里森林火災(zāi)，但操作難度較大、造價昂貴的特點(diǎn)也制約了其進(jìn)一步推廣。

2.單兵滅火裝備

國內(nèi)森林消防救援隊伍常用的單兵滅火裝備有細(xì)水霧等水力滅火機(jī)、水霧與風(fēng)力滅火機(jī)。風(fēng)力滅火機(jī)的配置率最高，主要選取重量輕且符合人體工程學(xué)的斯蒂爾風(fēng)力滅火機(jī)，國產(chǎn)風(fēng)力滅火機(jī)的風(fēng)量較大，但不利于較長時間的握持作業(yè)，目前新式超高速渦噴滅火機(jī)正在逐漸列裝。在實際效用方面仍是水力滅火機(jī)更佳，特別是當(dāng)火焰的高度較高時，基本都需要采取水力滅火?；鹧嬖?.5米以下，一般用風(fēng)力滅火機(jī)切斷火焰，并配合水力實現(xiàn)組合效果。手抬機(jī)動泵是單兵滅火裝備中的重要組成，目前我國森林消防救援隊伍普遍配備有便攜式水泵，而且部分水泵配套有背包，水泵的揚(yáng)程為300米上下，多次中繼后可達(dá)2千米以上[6]。

3.航空滅火力量

森林航空滅火在當(dāng)代森林火災(zāi)撲救中的重要性逐漸提升，這得益于其火情監(jiān)測、直接滅火和物資運(yùn)送等作戰(zhàn)任務(wù)中的優(yōu)異表現(xiàn)，在控制火情蔓延、降低經(jīng)濟(jì)損失方面發(fā)揮著重要作用。首先，在火情偵測、動態(tài)監(jiān)控和滅火指揮方面，森林火災(zāi)發(fā)生后，航空護(hù)林飛機(jī)借助其飛行速度和不受地形制約的優(yōu)勢，對衛(wèi)星盲點(diǎn)和地處偏遠(yuǎn)地區(qū)的森林火災(zāi)實施有效勘測，以幫助后方采集火勢、風(fēng)向、風(fēng)速、火情危害程度等重要信息[7]，并在短時間內(nèi)制定出合理的撲救計劃。其次，航空直接滅火，對于火情危害嚴(yán)重區(qū)域，救援人員難以抵達(dá)，此時可采用機(jī)降的方式滅火，對于水源充足的地區(qū)可采用吊桶滅火，在無著陸場的區(qū)域亦可實行索降滅火?，F(xiàn)如今在大多數(shù)森林火災(zāi)中，航空滅火應(yīng)用十分廣泛。

四、完善森林火災(zāi)撲救方法與裝備應(yīng)用的建議

（一）加強(qiáng)國產(chǎn)化高效滅火裝備的研發(fā)

現(xiàn)代化裝備在森林滅火救援中的作用日益凸顯，但我國自主研發(fā)的裝備還存在滅火效率、生產(chǎn)成本等方面的問題，需要結(jié)合實際的滅火救援工作總結(jié)，加強(qiáng)對滅火彈、滅火消防車等裝備的自主研發(fā)和更新完善。

首先，森林滅火彈造價高昂難以普及，受環(huán)境制約較大。如目前國內(nèi)的炮車發(fā)射式干粉滅火彈（5公斤）的價格在3000元上下，在實際撲救任務(wù)中需要規(guī)?；l(fā)射才可以真正實現(xiàn)火勢壓制[8]。其次，我國在森林滅火消防車領(lǐng)域缺少自主知識產(chǎn)權(quán)，目前應(yīng)用的車型在越野能力、動力水平等方面不具備較明顯的優(yōu)勢，亟待我國自主研發(fā)適應(yīng)本土復(fù)雜地形的高性能消防車，并結(jié)合南北方林地的特點(diǎn)，實現(xiàn)消防車行駛功效、爬坡能力等方面的提升。

（二）強(qiáng)化森林航空消防，完善航空滅火

首先，國家應(yīng)當(dāng)加大對航空消防飛機(jī)領(lǐng)域的支持力度，在政策鼓勵下促使我國航空企業(yè)引進(jìn)更適用于我國森林航空消防需求的機(jī)型，通過資金支持使航空化學(xué)滅火機(jī)群的研發(fā)、改裝工作得以高效開展，在確保使用效率提升的同時，不斷增加航空消防飛機(jī)的配備數(shù)量。其次，需要改進(jìn)航空滅火技術(shù)，政府應(yīng)依托森林消防隊伍組建起較為專業(yè)的航空滅火隊伍，同時可與具備航空滅火能力且開展此項業(yè)務(wù)的航空企業(yè)合作，使之成為航空滅火團(tuán)隊的補(bǔ)充，建立完善的航空應(yīng)急救援團(tuán)隊。通過積極研發(fā)，應(yīng)用重型或大型直升機(jī)進(jìn)行吊桶灑水滅火，同時可運(yùn)用適合的直升機(jī)進(jìn)行機(jī)腹式水箱灑水滅火。在多種滅火藥劑的研發(fā)領(lǐng)域，可以因地制宜，采取不同的化學(xué)滅火策略。

結(jié)語

綜上所述，近些年來隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，越來越多的新技術(shù)被應(yīng)用于森林火災(zāi)的防治當(dāng)中。但是就森林火災(zāi)防治的現(xiàn)代化裝備應(yīng)用而言，很多地方還需要我們?nèi)ゲ粩嗤晟?。本文結(jié)合筆者在一線工作的相關(guān)經(jīng)驗，針對當(dāng)前發(fā)展薄弱環(huán)節(jié)提出一些合理化建議。相信在不久的將來，我國森林火災(zāi)防治方法一定會更加科學(xué)化，高效滅火的現(xiàn)代化裝備一定會得到更加廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]魏書精，羅斯生，羅碧珍，等.氣候變化背景下森林火災(zāi)發(fā)生規(guī)律研究[J].林業(yè)與環(huán)境科學(xué)，2020，36（02）：133-143.

[2]諸偉.城市消防隊伍參與森林火災(zāi)撲救的分析[J].消防界（電子版），2020，6（16）：38-39.

[3]欒婷婷，王亞坤，張馨儀.2008-2018年我國森林火災(zāi)事故統(tǒng)計分析[J].安全，2020，41（10）：32-38.

[4]于紅剛.基于深度學(xué)習(xí)的森林火災(zāi)檢測方法研究[D].西安理工大學(xué)，2020.

[5]耿雁冰.重慶森林火災(zāi)撲救到底有多難[J].科學(xué)大眾（中學(xué)生），2022（12）：20-22.

[6]吳成龍.新時期消防救援隊伍參加森林火災(zāi)撲救問題的探討[A].中國消防協(xié)會滅火救援技術(shù)專業(yè)委員會、中國人民警察大學(xué)救援指揮學(xué)院.2022年度滅火與應(yīng)急救援技術(shù)學(xué)術(shù)研討會論文集[C]，2022：131-133.

[7]楊茂聰.關(guān)于森林火災(zāi)撲救風(fēng)險管理問題的探討與研究[J].消防界（電子版），2022，8（22）：82-84.

[8]湯宛地，譚永倉，唐煌.無人機(jī)在撲救西藏地區(qū)森林火災(zāi)中的應(yīng)用初探[J].今日消防，2022，7（09）：1-3+21.