林火行為與森林火災(zāi)撲救安全

張惠蓮

（南京森林警察學(xué)院，江蘇 南京 210023）

林火行為是指森林可燃物從點(diǎn)燃開(kāi)始至林火熄滅的全過(guò)程中著火、蔓延、能量釋放、火強(qiáng)度、火災(zāi)種類等各種特征的綜合。研究林火行為就是研究森林火災(zāi)的發(fā)展規(guī)律。森林火災(zāi)是極其復(fù)雜的燃燒現(xiàn)象，林火行為受氣象、可燃物、地形條件的制約和控制。在森林火災(zāi)發(fā)生蔓延過(guò)程中，林火行為會(huì)發(fā)生變化，當(dāng)火蔓延到危險(xiǎn)環(huán)境時(shí)（危險(xiǎn)地形、易燃可燃物分布區(qū)、惡劣氣象條件），林火行為可能會(huì)瞬息萬(wàn)變，極易形成復(fù)雜的火行為，對(duì)滅火隊(duì)員極其不利。如果滅火指揮員對(duì)危險(xiǎn)環(huán)境中林火行為變化不能做出正確判斷和預(yù)測(cè)，就會(huì)導(dǎo)致指揮失誤，使撲火隊(duì)員陷入危險(xiǎn)境地，極有可能發(fā)生傷亡，甚至發(fā)生群死群傷事件。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前世界各地每年發(fā)生森林火災(zāi)達(dá)20多萬(wàn)次，每年撲救森林火災(zāi)傷亡人數(shù)達(dá)萬(wàn)人，撲火安全問(wèn)題已經(jīng)引起了世界各國(guó)的關(guān)注，2003年第4次國(guó)際林火大會(huì)就是以撲火安全為主題的。

因此，在森林火災(zāi)撲救過(guò)程中，不管是在接近火場(chǎng)，還是在火災(zāi)撲救中，不僅要求滅火指揮員要有豐富的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，更重要的是能夠根據(jù)地形、可燃物分布和氣象條件的變化，正確判斷林火行為的變化和預(yù)測(cè)森林火災(zāi)發(fā)生蔓延狀況及趨勢(shì)，這對(duì)于指揮員正確指揮，有效組織撲救工作、確保撲火安全，減少火災(zāi)損失具有非常重要的意義。

1 影響林火行為的主要因素

1.1 氣象條件

森林火災(zāi)在某種程度上也屬于森林氣象災(zāi)害。氣象條件對(duì)林火行為有很大影響，主要的影響因子有風(fēng)、氣溫、空氣濕度、降水。

1.1.1 風(fēng)

在森林可燃物干燥的情況下，風(fēng)是影響林火行為最主要的因子之一，是制約林火蔓延速度、林火強(qiáng)度、火災(zāi)面積和撲救難易程度的決定性因素?！盎鸾栾L(fēng)勢(shì)、風(fēng)助火威”形象地說(shuō)明了風(fēng)與火的關(guān)系。一般情況下，四級(jí)以下大風(fēng)天氣，即便有火，也容易控制，但五級(jí)以上的大風(fēng)天氣，一旦發(fā)生火災(zāi)，由于風(fēng)速大空氣亂流強(qiáng)，很容易發(fā)生火旋風(fēng)和飛火，火向上空竄，地表火就易發(fā)展為樹(shù)冠火，蔓延速度很快，撲救困難，往往容易造成重大、特別重大森林火災(zāi)。而突然改變的風(fēng)向，往往會(huì)將撲救人員處于非常危險(xiǎn)的境地，極易造成人員的傷亡。2006年5月下旬黑龍江、內(nèi)蒙古等地火場(chǎng)地區(qū)持續(xù)發(fā)生五至六級(jí)大風(fēng)，部分時(shí)段達(dá)到七至八級(jí)，陣風(fēng)九至十級(jí)，而且風(fēng)向多變，導(dǎo)致火災(zāi)撲救異常艱難[1]。

1.1.2 氣溫

氣溫越高，可燃物溫度就越高，水分含量就越少，林火蔓延起來(lái)，消耗的熱量減少，有助于加快林火的蔓延。研究表明隨著氣溫升高，可燃物初始蔓延速度迅速加快[2]。在高溫大風(fēng)天氣，可使粗大和高含水量的可燃物在短時(shí)間變干燥，加快燃燒速度，并使火焰由垂直發(fā)展改變?yōu)閮A斜或水平發(fā)展，增強(qiáng)輻射和對(duì)流傳熱作用，同時(shí)將燃燒余燼帶到火焰前方形成新的火源，常常引起極端的林火行為[3]。

1.1.3 空氣濕度

空氣濕度與森林火災(zāi)的關(guān)系密切。相對(duì)濕度低于40%時(shí)，森林火災(zāi)就會(huì)大幅度增多，而當(dāng)相對(duì)濕度大于70%時(shí)，不易發(fā)生森林火災(zāi)?？諝庀鄬?duì)濕度越小，可燃物就越干燥，林火蔓延速度越快，發(fā)熱量值越大。

1.1.4 降水

降水對(duì)林火行為的影響主要是降水量和降水間隔期（干旱期）。降雨量大小及干旱期是確定森林火險(xiǎn)等級(jí)的重要因子，雨量大小是決定林火能否蔓延的重要因素。降水多的話，一般不容易發(fā)生森林火災(zāi)，即使發(fā)生火災(zāi)，也極易撲滅。降雨量小，干旱期長(zhǎng)，火災(zāi)愈易蔓延[2]。長(zhǎng)期的干旱也常常導(dǎo)致極端火險(xiǎn)天氣的出現(xiàn)，一旦發(fā)生森林火災(zāi)，火蔓延速度快、強(qiáng)度高，不易撲救，容易發(fā)展成為森林大火[4]。實(shí)踐表明，森林大火多是在連續(xù)干旱和大風(fēng)天氣條件下引發(fā)的，有時(shí)會(huì)形成地表火、地下火和樹(shù)冠火同時(shí)發(fā)生的立體燃燒，火強(qiáng)度大、蔓延迅速，滅火人員難以接近。

1.2 森林可燃物

森林可燃物是森林燃燒的物質(zhì)基礎(chǔ)，是林火行為的主體，它的類型、特征、分布決定著火災(zāi)發(fā)生后表現(xiàn)出來(lái)的各種火行為特征。

1.2.1 可燃物類型

森林可燃物類型是指占據(jù)一定空間，并在一定時(shí)間內(nèi)保持相對(duì)穩(wěn)定的相似林分的復(fù)合林。不同類型的可燃物的燃燒性有很大區(qū)別。易燃可燃物往往是森林火災(zāi)引火物。按照發(fā)生學(xué)的觀點(diǎn)和森林燃燒環(huán)的產(chǎn)生過(guò)程，對(duì)易燃可燃物的理化性質(zhì)與林火行為關(guān)系的研究很有必要。陽(yáng)山草坡、針葉幼林、易燃灌叢和陽(yáng)性雜草等易燃性強(qiáng)的地段，會(huì)突然增加林火蔓延速度，改變林火燃燒方向，產(chǎn)生高強(qiáng)度的林火。

1.2.2 可燃物特征

可燃物的特征主要包括含水量、載量、密實(shí)度、化學(xué)成分等?？扇嘉锖看笮∈怯绊懥只鸢l(fā)生發(fā)展最重要的因子之一，對(duì)林火的蔓延速度和發(fā)熱量影響很大。美國(guó)人Deeming將森林可燃物分為活可燃物和死可燃物兩大類。死可燃物根據(jù)含水率的恢復(fù)時(shí)間又分為 1h、10h、100h、1000h時(shí)滯的可燃物[5]，不同時(shí)滯的可燃物表現(xiàn)出的火行為有很大區(qū)別。可燃物載量指單位林地面積上所有可燃物的絕干質(zhì)量?？扇嘉镙d量的大小直接影響著著火、蔓延和火強(qiáng)度。據(jù)研究，若可燃物的載量大于2.5t/hm2時(shí)，難以維持正常燃燒，當(dāng)有效可燃物載量每增加1倍，火蔓延速度增加1倍，火強(qiáng)度增加為原來(lái)的4倍[6]。研究表明，森林地表可燃物載量平均達(dá)到20～30t/hm2可產(chǎn)生高強(qiáng)度火，平均達(dá)到30t/hm2以上易發(fā)生森林大火[7]。可燃物的密實(shí)度對(duì)林火行為也有很大的影響。對(duì)于個(gè)體比較細(xì)薄的可燃物，疏松分布的比緊密分布的更有利于燃燒；對(duì)于個(gè)體比較粗大的可燃物，可燃物分布相對(duì)緊湊更有利于熱量的傳播，林火的蔓延?？扇嘉锏挠椭]發(fā)油、灰分等含量的大小不同，也表現(xiàn)出不同的火行為。

1.2.3 可燃物分布

可燃物水平和垂直分布狀況影響著林火行為的變化。尤其是當(dāng)可燃物垂直分布連續(xù)時(shí)，地表火易發(fā)展為速度極快的樹(shù)冠火，形成立體燃燒的特殊林火行為，撲救十分困難，對(duì)林木的危害極大。當(dāng)?shù)孛媾c樹(shù)冠明顯分離時(shí)，地表火轉(zhuǎn)變?yōu)闃?shù)冠火的可能性就會(huì)小。

總之，可燃物是形成森林火災(zāi)撲救中危險(xiǎn)林火行為的重要條件。在火災(zāi)撲救中，特別要對(duì)梯形可燃物分布、大載量可燃物分布、針葉幼林和易燃可燃物分布區(qū)林火行為做出正確判斷。

1.3 地形

地形對(duì)森林火災(zāi)的影響十分明顯。地形的起伏變化，形成了局地的小氣候，影響著可燃物類型和分布，使火環(huán)境有明顯的差異，直接影響熱量的傳播、林火蔓延和火強(qiáng)度。因山地條件而形成的山谷風(fēng)、越山氣流等對(duì)火蔓延速度和方向有很大影響，容易造成“風(fēng)無(wú)定向，火無(wú)定勢(shì)”現(xiàn)象。坡度和不同坡位對(duì)林火影響也很大，坡度越大，上山火蔓延速度越快，下山火蔓延速度越慢。對(duì)于不同坡位，坡底容易著火，而且林火的日變化大，坡頂不易著火，若著起火來(lái)林火的日變化小。

還有一些特殊地形對(duì)林火行為也有很大影響。窄谷、狹窄草塘溝和閉塞的山谷河道會(huì)增加熱空氣的傳導(dǎo)速率，容易產(chǎn)生新火點(diǎn)和火爆。窄山脊線（拱脊）是很危險(xiǎn)的地方，著火時(shí)林火行為瞬息萬(wàn)變，難以預(yù)測(cè)，往往會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的熱輻射和熱傳導(dǎo)，溫度極高，人無(wú)法忍受。鞍狀山谷里經(jīng)常是溫度極高和濃煙滾滾的險(xiǎn)地。陡坡會(huì)自然地改變林火行為，尤其是林火的蔓延速度。還有具有破碎特征的地形，如凸起的山巖，往往產(chǎn)生強(qiáng)烈的空氣渦流，林火在渦流的作用下，容易產(chǎn)生許多分散的、方向飄忽不定的火頭。這些特殊地形形成的復(fù)雜林火行為，對(duì)滅火隊(duì)員極其不利，容易造成撲火人員傷亡。2003年陜西省佛坪撲救森林火災(zāi)中，因在上山火蔓延的前方開(kāi)設(shè)隔離帶，大火形成空氣渦流而產(chǎn)生火旋風(fēng)，造成死亡10人和燒傷8人的悲慘后果。

2 如何正確判斷林火行為

2.1 根據(jù)氣象條件、地形、可燃物的變化正確判斷林火行為變化

森林火災(zāi)在發(fā)生發(fā)展過(guò)程中，林火行為變化無(wú)常，因此，火災(zāi)撲救中滅火指揮員時(shí)刻面臨著嚴(yán)峻考驗(yàn)。指揮員要正確判斷林火行為，就必須具有較高的素質(zhì)和豐富的滅火指揮經(jīng)驗(yàn)，熟悉火場(chǎng)及周邊的地形和可燃物分布，準(zhǔn)確掌握在不同氣象條件、地形、可燃物下林火行為變化規(guī)律，正確判斷林火行為變化。撲火指揮員判斷林火行為的主要方法有下面幾種。（1）分析法。撲火指揮員根據(jù)自己掌握的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)自然條件（氣象條件、地形、可燃物）的變化對(duì)火場(chǎng)蔓延中出現(xiàn)的林火行為作出判斷和預(yù)測(cè)，能夠有效防范出現(xiàn)的危險(xiǎn)。（2）觀察法。撲火指揮員對(duì)整個(gè)火場(chǎng)、局部火線、某一地段林火行為變化情況等進(jìn)行全程觀察，根據(jù)自然條件（氣象條件、地形、可燃物）的變化對(duì)林火行為進(jìn)行分析判斷，提供準(zhǔn)確信息的基本方法。這兩種方法可以單獨(dú)運(yùn)用，也可以綜合運(yùn)用[8]。

2.2 充分利用Google Earth

Google Earth免費(fèi)開(kāi)放給全球用戶，利用Google Earth代替原來(lái)利用地形圖確定坐標(biāo)，速度快而且精度高。把Google Earth應(yīng)用到森林火災(zāi)撲救方面，撲火指揮員可迅速、準(zhǔn)確、安全地指揮火場(chǎng)撲救?；饒?chǎng)一般發(fā)現(xiàn)是通過(guò)森林火災(zāi)氣象監(jiān)測(cè)衛(wèi)星和人工肉眼發(fā)現(xiàn)，反饋到地方防火指揮部的信息是經(jīng)緯度坐標(biāo)。在Google Earth軟件中輸入經(jīng)緯度坐標(biāo)，可很快準(zhǔn)確定位火場(chǎng)。Google Earth地圖坐標(biāo)、結(jié)合到各林業(yè)局的數(shù)字地圖，借助地形圖編輯軟件ArcGis，迅速掌握火場(chǎng)的位置，準(zhǔn)確弄清火場(chǎng)及周邊地形和林相[9-10]。滅火指揮員，可以根據(jù)Google Earth反映出來(lái)的林相特點(diǎn)、地形特點(diǎn)、結(jié)合當(dāng)時(shí)的氣象條件，制定出一套行之有效的撲救方案。更為重要的是，可以正確預(yù)測(cè)出火頭的發(fā)展方向等林火行為，當(dāng)林火行為對(duì)滅火隊(duì)員不利時(shí)，可及時(shí)采取防范措施。

3 正確判斷林火行為，確保森林火災(zāi)撲救安全

撲救森林火災(zāi)具有極高的危險(xiǎn)性。美國(guó)、加拿大等發(fā)達(dá)國(guó)家都在積極尋找對(duì)策，他們非常重視森林火災(zāi)撲救安全對(duì)策的制定和實(shí)施，嚴(yán)格有效地實(shí)施指揮員培訓(xùn)體系以及建立高效嚴(yán)密的火場(chǎng)指揮系統(tǒng)，而且在應(yīng)對(duì)森林火災(zāi)時(shí)，大都采用飛機(jī)和大型消防車輛實(shí)施滅火，開(kāi)設(shè)隔離帶，避免人員與火的直接接觸，以此來(lái)確保撲火隊(duì)員人身安全。我國(guó)對(duì)撲火安全工作一直也非常重視。2009年1月1日頒布的新修訂的《森林防火條例》中對(duì)森林火災(zāi)種類的劃分依據(jù)中增加了重傷和死亡人數(shù)，強(qiáng)調(diào)了“以人為本”的基本原則。姚樹(shù)人和滿秀玲[11]、張勇[12]、姜偉和付志超[13]、門玉中[14]等學(xué)者從撲火安全的重要性和必要性，發(fā)生險(xiǎn)情的林火特征，發(fā)生傷亡的主要原因，做好撲火安全的基本原則等方面進(jìn)行了研究。李東斌[15]研究了撲火中的安全防范措施。楊錫梅[16]從傷亡發(fā)生率最高的接近火場(chǎng)這一重要環(huán)節(jié)入手深入研究了森林防火安全對(duì)策。韓煥金[17]從安全防護(hù)設(shè)備、防護(hù)裝備的使用、安全培訓(xùn)等方面進(jìn)行了較為細(xì)致地研究。

從我國(guó)目前撲救森林火災(zāi)的實(shí)際來(lái)看，我們的撲救手段還比較落后，很多時(shí)候都還處于撲火隊(duì)員直接滅火，危險(xiǎn)性很大，傷亡時(shí)有發(fā)生。發(fā)生傷亡最主要的原因就是不能對(duì)林火行為做出正確判斷，導(dǎo)致盲目進(jìn)攻，陷入危險(xiǎn)境地，采取錯(cuò)誤逃生方式等。2010年12月四川省甘孜州道孚縣草原火災(zāi)，在處理余火時(shí)突起大風(fēng)，導(dǎo)致火災(zāi)加劇，致使22人遇難。

因此，在森林火災(zāi)撲救中，滅火指揮員正確判斷和預(yù)測(cè)火場(chǎng)及周邊可能出現(xiàn)的林火行為變化，特別是當(dāng)出現(xiàn)不利氣象條件、復(fù)雜地形、易燃可燃物時(shí)，就能夠保持頭腦清醒，提高警惕，當(dāng)機(jī)立斷，立即主動(dòng)采取正確的撲救方式和避險(xiǎn)措施，避開(kāi)危險(xiǎn)風(fēng)向、危險(xiǎn)地形、危險(xiǎn)可燃物，迅速轉(zhuǎn)移到安全區(qū)域，有效避免各類傷亡事故的發(fā)生，確保撲救安全。2011年2月28日5時(shí)左右，云南省麗江市玉龍納西族自治縣黃山鎮(zhèn)發(fā)生森林大火。林火發(fā)生后，麗江森林防火部門迅速組織了400多人參加滅火，開(kāi)挖了一些隔離帶。但由于28日當(dāng)?shù)匾恢惫沃呒?jí)大風(fēng)，火勢(shì)較大，加之發(fā)生火災(zāi)林區(qū)山勢(shì)較陡不便操作，滅火指揮部決定停止作業(yè)，并將滅火人員撤至安全地帶，待3月1日4時(shí)后風(fēng)力小時(shí)再集中行動(dòng)。對(duì)于這次滅火，滅火指揮員能夠根據(jù)當(dāng)時(shí)氣象條件和地形對(duì)林火行為做出正確的判斷，指揮正確，確保了人身安全。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)以上的分析，氣象條件、地形和可燃物是影響林火行為的三大主要因素。滅火指揮員只要能夠?qū)Σ煌瑮l件下可能表現(xiàn)出來(lái)的林火行為做出正確判斷和預(yù)測(cè)，就能夠準(zhǔn)確掌握火場(chǎng)的發(fā)展變化，進(jìn)而采取正確的滅火手段和避險(xiǎn)措施，使森林火災(zāi)撲救工作安全、有效地進(jìn)行。

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