城鎮(zhèn)周邊的高強度森林火災(zāi)撲救策略研究

周廣友

（黑龍江省伊春市翠巒局防火辦，黑龍江 伊春 153013）

1 高強度森林火災(zāi)的危害性

森林火災(zāi)不僅直接損害森林資源和破壞生物多樣性，破壞陸地生態(tài)系統(tǒng)和污染大氣環(huán)境，還給人們生命財產(chǎn)乃至社會穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展造成嚴(yán)重損失和影響，因此，防御和控制森林火災(zāi)成為世界各國關(guān)注的焦點。

據(jù)資料記載，1968年洛杉磯的“貝爾——艾拉”火災(zāi)吞噬了24000 hm2森林，同時有506棟建筑物被燒毀。在1966年和1968年命名為“倫”和“峽谷昂”的森林火災(zāi)中有20人喪生。1921年春季前蘇聯(lián)馬里地區(qū)發(fā)生了一起森林火災(zāi)，火災(zāi)發(fā)生后產(chǎn)生的颶風(fēng)，風(fēng)力大得驚人，在馬爾—波薩德附近把兩艘輪船和一艘駁船掀到岸上。颶風(fēng)期間火的平均速度達到10 km/h并呈花斑狀的蔓延方式，結(jié)果有18萬hm2的森林和60座村莊被燒毀，有1000頭牲畜和35人被兇猛的山火吞噬了生命。1972年，前蘇聯(lián)歐洲部分中部各州的森林燃燒了整整一個夏天，無論是沼澤、河流還是道路都未能阻擋火勢的蔓延。

近年來，世界森林火災(zāi)頻發(fā)。全世界平均每年發(fā)生森林火災(zāi)22萬起，受災(zāi)面積達1000萬hm2，約占森林總面積的0.1%。森林資源和人民生命財產(chǎn)受到嚴(yán)重的損失。

1960-2005年，美國平均每年發(fā)生森林火災(zāi)12.9萬起，過火林地面積達 170萬 hm2；1970-2002年，加拿大平均每年發(fā)生森林火災(zāi)8900多次，過火林地面積達220萬hm2，平均每次火災(zāi)面積遠大于美國；歐洲每年發(fā)生森林火災(zāi)約3.5萬～8.3萬起，過火面積40萬～110萬hm2；2002-2003年一個防火期，整個澳大利亞發(fā)生火災(zāi)近6000起，過火面積21.2萬hm2。1983-1996年，平均每年森林火災(zāi)面積48萬hm2。

1987年大興安嶺“5·6”那個國家特大森林火災(zāi)，101萬森林資源遭到嚴(yán)重損壞，213人喪生，226人重傷，61萬多平方米房屋被燒毀，50000人無家可歸，直接經(jīng)濟損失5億多元；1997年8月，印度尼西亞蘇門答臘島和加里曼丹島相繼發(fā)生森林火災(zāi)，30萬hm2林地被燒毀，271人喪生。森林大火的煙霧彌漫印尼、馬來西亞、新加坡等國上空，造成大面積的空氣污染；2007年7月24日，希臘發(fā)生森林大火，大火燒毀森林、叢林和橄欖園20萬hm2，64人在大火中喪生，大批災(zāi)民被迫疏散住進了政府提供的帳篷；2003年美國加州南部發(fā)生山火，22人在大火中喪生，3000處房屋和29萬hm2的林木被毀；2003年4月25日，黑龍江省伊春市烏伊嶺林業(yè)局阿廷河林場發(fā)生森林火災(zāi)，山火燒入林場場部和附近的寶山鄉(xiāng)，241戶民房被燒毀；2009年2月7日，澳大利亞維多利亞州發(fā)生的森林火災(zāi)，燃燒了一個多月，過火面積達41萬hm2，210人死亡，1800多棟房屋被燒毀，有近百萬頭牲畜和野生動物被燒死，由此，被當(dāng)?shù)厝朔Q之為“歷史上最嚴(yán)重的山火”。成為澳有歷史以來傷亡最為慘重、涉及面積最廣的一次火災(zāi)。在這次傷亡人群當(dāng)中，有一大部分是由于逃生不當(dāng)造成的，當(dāng)?shù)鼐胶瑴I說：“死者大多是在舉家駕車逃生時被大火困在車內(nèi)而被燒死的”。

2009年4月27日，沾河林業(yè)局伊南河發(fā)生森林火災(zāi)，燒入伊春5個林業(yè)局部分林場，燒毀2個林場，1死4傷，撲了20多天，上萬人參加了這次撲火戰(zhàn)斗，損失十分慘重。

2010年7-8月，俄羅斯發(fā)生了130年以來最嚴(yán)重的森林火災(zāi)，大火一直燒到莫斯科，并且將軍事設(shè)施燒毀，引發(fā)彈藥庫爆炸，造成人員傷亡，煙霧彌漫莫斯科上空，國家被迫進入緊急狀態(tài)，俄羅斯向國際社會發(fā)出救援請求，總理普京親自駕飛機參與撲火，雖有24萬人、8萬臺滅火機械、60架飛機參與救火，但兇猛的火勢卻絲毫不減，烈火直逼人口稠密地區(qū)，甚至對莫斯科形成包圍態(tài)勢。應(yīng)莫斯科緊急求援，加拿大、澳大利亞等國家也派飛機參與撲火。據(jù)俄羅斯緊急事務(wù)部8月8日最新統(tǒng)計，過火總面積超過19萬hm2，經(jīng)濟損失逾65億盧布（1美元約合29.83盧布），至少有53人死亡、500人受傷，超過2000間房屋被燒毀，3500多人無家可歸。為支持俄羅斯政府和人們抗擊特大森林火災(zāi)，中國政府向俄羅斯提供100萬美元現(xiàn)匯援助和價值2000萬人民幣的人道主義救援物資。同時，美國、瑞典等國家也程度不同地發(fā)生了森林火災(zāi)。整個地球有林地區(qū)幾乎都在著山火，脆弱的地球經(jīng)受著山火的威脅，一些國家被迫宣布進入緊急狀態(tài)，全國總動員，人員疏散，家園被毀，人員燒死燒傷，損失十分慘重。

森林火災(zāi)不僅是一個嚴(yán)重的生態(tài)問題、經(jīng)濟問題、社會問題，也是一個嚴(yán)肅的政治問題和國際問題。森林火災(zāi)為何頻繁發(fā)生，一是全球氣候變暖，氣候異常。二是森林過度采伐，地球的生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)被嚴(yán)重破壞，地球已經(jīng)進入惡性循環(huán)之中，而地球火災(zāi)也將更加肆虐。三是森林火災(zāi)讓地球升溫，溫暖的地球又醞釀著更多的火災(zāi)。

2 高強度森林火災(zāi)的特征

高強度火是林火行為的一項重要指標(biāo)，林火行為是林火原理的重要組成部分。火行為是森林火災(zāi)發(fā)生發(fā)展全過程的具體特征，即一場森林火災(zāi)從可燃物開始點燃到不斷發(fā)展蔓延，直至衰落、熄滅全過程所表現(xiàn)出來的全部特征，它受可燃物、火環(huán)境和火源條件的制約和控制。在20世紀(jì)50年代，美國物理學(xué)家拜拉姆提出火強度公式（I=HWR）之后，便由定性研究朝著定量研究方向發(fā)展，開始研究火蔓延、火焰高度、火焰長度之間的關(guān)系。目前世界各國都在研究高能量大火的行為，其目的就是為了進一步控制森林大火，將損失降低到最低限度。

火行為的重要指標(biāo)包括著火難易程度、火蔓延速度、能量釋放、火強度（火焰高度和火焰長度）、火持續(xù)時間、火烈度和火災(zāi)種類。

火強度是指在火鋒處，單位長度、單位時間所釋放的能量，美國物理學(xué)家拜拉姆提出火強度的計算公式：

式中：I為火強度（kW/m）；H為有效可燃物發(fā)熱量（J/g）；W為有效可燃物負荷量（t/hm2）；R為蔓延速度（m/min）。

火焰長度是火焰離地面至火舌尖端的距離，火焰高度則是火舌垂直于地面的距離。我國王正非先生根據(jù)地震強度提出了火烈度概念，即火破壞森林生態(tài)的程度。他以燒死林木的百分數(shù)來劃分火烈度的級別。林木死亡0～5%為0級，6%～20%為 1級，21%～40%為 2級，41%～80%為 3級，81%～100%為4級。同時，王正非先生認為火烈度與火強度成正比，與火的蔓延速度的平方根成反比。

火強度和火焰高度是林火行為的兩個指標(biāo)。因此，將火強度和火焰高度并列劃為三級：

低強度火：火焰高度在50 cm～1.5 m，火強度在75～750 kW/m；

中強度火：火焰高度在1.5～3.5 m，火強度在750～3500 kW/m；

高強度火：火焰高度在3.5 m以上，火強度在3500 kW/m以上。

高強度林火是林火發(fā)展蔓延到一定面積，聚集一定能量時才發(fā)生的，雖然發(fā)生的頻率比較少，但是一旦形成則是毀滅性的。其特點是：火發(fā)展異常兇猛，火強度一般在4000～5000 kW/m以上，有高大的對流柱，當(dāng)對流柱發(fā)展到幾千米高空時，強度火勢可使距火場500～600 m以內(nèi)的氣流發(fā)生變化，由此而產(chǎn)生飛火、火旋風(fēng)、火爆等特殊火行為。

熱對流、熱輻射、熱升溫是高強度火最常見的現(xiàn)象之一。由于高強度火燃燒猛烈、燃燒溫度高而使得熱氣流具有較大的功能，林火在可燃物狀態(tài)和大氣狀態(tài)的影響下，發(fā)展會十分兇猛，幾小時便能蔓延成高強度的大面積森林火災(zāi)，并在火場上空產(chǎn)生強大的對流氣流，這些氣流有時可達數(shù)千米高度并可改變局地大氣層的氣象狀態(tài)，并把燃燒著的小木塊等雜質(zhì)卷入空中，飄移一定距離后將燃燒的小木塊等雜質(zhì)散拋在火峰的前鋒地帶形成“花斑狀”式的新的火場。同時，在火場兩翼和火峰的前方幾十米的地方會產(chǎn)生非常大的空氣渦流，即火旋風(fēng)，空氣渦流系數(shù)可達每秒幾百平方米。

根據(jù)對文獻資料的分析，當(dāng)火場上空的風(fēng)速不超過3 m/s，火場上空的對流柱呈直形；同時，在高度達到200～300 m時對流柱由波浪式煙團組成，再往上對流柱呈直噴射狀；在1500～1800 m的火場上空，對流柱結(jié)束，呈頂帽狀；當(dāng)風(fēng)速增至6～7 m/s時，對流柱發(fā)生傾斜與地平線成45°。對流柱的噴射狀態(tài)消失，山火沿地表面快速蔓延，從對流柱中落下來的燃燒小木塊在火峰前鋒地帶形成“花斑狀”的新火場。

那么高強度森林火災(zāi)最典型的特點是什么呢？一是高強度森林火災(zāi)是在長期干旱、刮大風(fēng)時在中小型火災(zāi)峰起的情況下發(fā)生的；二是高強度林火蔓延速度很快；三是高強度火產(chǎn)生飛火時的形式一般為“花斑狀”火，散落在火峰的前方，形成新的火場；四是高強度火極容易越過各種各樣的障礙物（生土帶、河流、公路）并能夠?qū)w火拋撒在林場、村屯及城鎮(zhèn)居民區(qū)。

3 撲救城鎮(zhèn)周邊高強度火災(zāi)撲火戰(zhàn)術(shù)研究

林區(qū)城鎮(zhèn)依山依林而建，在城鎮(zhèn)周邊一般都有大量的景觀林或生態(tài)林，山川秀美，景色宜人。一旦在城鎮(zhèn)周邊發(fā)生高強度林火，特別是處于三面環(huán)山、山勢陡峭而建的城鎮(zhèn)，均會受到山火的威脅，這些地帶均是飛火的落腳點，在風(fēng)的作用下，飛火會把燃燒引入城中，山火入城，形成城鎮(zhèn)火災(zāi)。如何科學(xué)撲救高強度林火，避免火燒連營，將火災(zāi)堵在城外并將之撲滅，把損失降低到最低限度，是當(dāng)前森防工作者應(yīng)研究和探討的課題。

（1）依據(jù)風(fēng)速和風(fēng)向等氣象因素，抓住火逆風(fēng)燃燒、晝夜變化等有利時機，選擇依托線（河流、農(nóng)田、公路）實施點放迎面火戰(zhàn)術(shù)。點放迎面火戰(zhàn)術(shù)關(guān)鍵是選準(zhǔn)依托線和正確選定迎面火的行進路線。如果沒有可依托線，可用推土機或勾機推出一條10～20 m寬的生土帶作為依托線，點燒的時間最好是在下午15 h以后進行。但要注意的是，運用以火攻火的方法必須安全可靠，掌握好氣象要素，密切關(guān)注天氣的變化，占領(lǐng)有利地形，選準(zhǔn)依托點，同時，防止用火失敗誘發(fā)新的火點。

點放迎面火，首先要知道火燒隔離帶的寬度，然后計算出點放迎面火的地點與火頭的允許距離。這段距離應(yīng)該是所需要隔離帶的寬度加上火燒隔離帶時間內(nèi)火頭向前蔓延距離之和，用下式計算：

式中：L為點放迎面火與火頭的距離（m）；L。為需要隔離帶的寬度（m）；Lm為點燒隔離帶時間內(nèi)火頭向前蔓延距離（m）。

實驗證明：迎面火的速度與火頭蔓延的速度的關(guān)系為 1∶4；1∶6，取最大值，則

據(jù)試驗：L。=3×火鋒深度（火墻厚度）

所以 L=7×3×火墻厚度=21×火墻厚度

發(fā)生地表火時，可按上式計算出點迎面火的距離。而發(fā)生樹冠火時，則火墻厚度很難測出，因火的強度大，人很難靠近。有的認為點迎面火允許距離與樹高有關(guān)，火燒隔離帶的寬度應(yīng)為樹高的2倍，還有的認為與樹冠火蔓延速度有關(guān)等。但是為了安全起見，規(guī)定L。不應(yīng)少于200 m，因此點迎面火的允許距離可用下式計算：

在采用點迎面火滅火時，應(yīng)充分利用地形，應(yīng)選擇在山的較低處點火，既安全又易滅火。在采取點放迎面火滅火時應(yīng)選擇使用滴油式點火器為宜。為了加快點燒進度，可派兩支隊伍同時進行，一點兩面分別按相反方向進行點燒，直至最后與火峰兩翼對接。為了加快點燒速度，可采用梳狀法、趕火法、梯形法等方法，但要注意人身安全。

（2）當(dāng)城鎮(zhèn)周邊有景觀林、森林公園、重要設(shè)施不具備實施點放迎面火戰(zhàn)術(shù)時，應(yīng)選擇航空灑液滅火戰(zhàn)術(shù)。航空滅火需要地面的配合。飛機盡量保持超低空飛行，一般飛行真高不應(yīng)大于30 m，但要注意飛行安全，在風(fēng)速大于5 m/s,風(fēng)向與作業(yè)航向夾角45°時，應(yīng)停止作業(yè)。航空灑液作業(yè)時，要避開山谷、電線和高層建筑，不要進入濃煙和煙柱區(qū)域作業(yè)，以確保飛機安全。同時，在飛機數(shù)量、水源充足的情況下，可在火峰前方500～1000 m處對林木進行灑水作業(yè)，增加林木的含水率，使其地帶變成不能燃燒的地帶，防止燃燒的木塊落地形成新的火場。

（3）當(dāng)煙霧彌漫、能見度不好，飛機難以實施航空噴液滅火作業(yè)或不能實施點放迎面火戰(zhàn)術(shù)時，應(yīng)依托城鎮(zhèn)依水而建的特點，采用水泵編組或消防車方式進行滅火作業(yè)，用水泵編組或消防車噴水直噴向風(fēng)景林，增加森林的含水率，降低火險等級。如果能夠靠近火場實施噴水滅火作業(yè)為最佳選擇。

（4）組成若干個巡查小組，對飛火容易落腳的地帶進行巡查。同時，對于位于城鎮(zhèn)內(nèi)或周邊的加油站、液化氣站進行重點監(jiān)控，并派消防車對儲油罐、儲液罐進行噴水降溫，防止次生災(zāi)害的發(fā)生。

4 撲救城鎮(zhèn)周邊高強度森林火災(zāi)應(yīng)遵循的原則

（1）啟動應(yīng)急預(yù)案，按照分級啟動分級響應(yīng)的原則，組建一個協(xié)調(diào)有序、運轉(zhuǎn)高效的撲火組織指揮體系，落實應(yīng)急響應(yīng)機制和措施，政府各相關(guān)部門要按照預(yù)案的要求，各司其職，各盡其責(zé)。成立專家組，為撲火組織指揮提供技術(shù)科技支撐。氣象部門要及時提供氣象信息，全面掌握氣象動態(tài)和發(fā)展趨勢，并根據(jù)天氣條件適時開展人工增雨作業(yè)；電信部門要建立火場應(yīng)急通信系統(tǒng)，為撲火工作提供信息暢通保障，配備必要的通信設(shè)備和通信指揮車；財政部門要做好資金保障；鐵路、交通、民航部門要確保撲火人員、撲火機具、撲火設(shè)備及救援物資快速運輸，確保救災(zāi)物資和人員能夠及時安全到達；醫(yī)療衛(wèi)生部門要及時趕赴現(xiàn)場進行醫(yī)療救治；公安部門要維護好社會治安秩序，加強治安管理。

（2）根據(jù)火勢發(fā)展動態(tài)和災(zāi)情趨勢，適時宣布進入緊急狀態(tài)，對部分地段和主要交通要道實行交通管制，以確保消防通道的暢通。同時，公安部門要協(xié)助民政部門做好居民疏散和救災(zāi)安置工作，及時組織居民疏散、撤離受災(zāi)群眾，確保群眾生命安全。

（3）根據(jù)火場環(huán)境、氣象因素、植被類型，制訂科學(xué)合理的撲火方案，規(guī)范組織指揮程序，運用先進的、有效的撲火設(shè)備和撲火戰(zhàn)術(shù)，提高指揮決策和減災(zāi)行動效率。

（4）現(xiàn)場指揮員必須認真分析、掌握火場地理環(huán)境和火勢發(fā)展態(tài)勢，密切關(guān)注天氣和火勢的發(fā)展趨勢。堅持靠前指揮，靠前布防，協(xié)調(diào)和控制好各相關(guān)部門和各支撲火隊伍的行動，使之能夠相互配合，相互支援，相互補充，相互協(xié)作。

（5）在撲救高強度森林火災(zāi)過程中，作為實施撲火戰(zhàn)術(shù)的各支撲火隊伍指揮員，應(yīng)善于捕捉戰(zhàn)機，善于快速應(yīng)變和快速的戰(zhàn)術(shù)轉(zhuǎn)換。根據(jù)林火發(fā)展態(tài)勢和不同地形以及氣象條件在戰(zhàn)術(shù)轉(zhuǎn)換上做文章，靈活機動地采用以火攻火、打點結(jié)合、分兵合圍等戰(zhàn)術(shù)，抓住戰(zhàn)機，因地制宜，適時運用不同的作戰(zhàn)策略，靈活運用“燒、打、圍、穿、堵”等戰(zhàn)術(shù)，進而實現(xiàn)撲火全勝的目的。