西南林區(qū)森林防火分區(qū)技術(shù)探討

李世友，袁俊杰，楊 林，王秋華，蘇文靜

（1.西南林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院，云南 昆明 650224；2.云南省森林災(zāi)害預(yù)警與控制重點實驗室，云南 昆明 650224；3.南方航空護(hù)林總站，云南 昆明 650021）

西南林區(qū)森林防火分區(qū)技術(shù)探討

李世友1，2，袁俊杰3，楊 林3，王秋華1，蘇文靜1

（1.西南林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院，云南 昆明 650224；2.云南省森林災(zāi)害預(yù)警與控制重點實驗室，云南 昆明 650224；3.南方航空護(hù)林總站，云南 昆明 650021）

在介紹建筑防火分區(qū)的定義、作用和建筑防火分隔技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了借鑒建筑防火分區(qū)方法、防火分隔技術(shù)探索森林防火分區(qū)方法的思路，初步探討了西南林區(qū)森林防火分區(qū)面積確定方法和消防水系統(tǒng)、生土隔火帶、生物防火帶等常用阻火帶的建設(shè)技術(shù)。

西南林區(qū)；防火分區(qū)；防火分隔；阻火帶

西南林區(qū)大多山高坡陡、地形復(fù)雜、交通不便，干濕季分明、氣候干燥，可燃物類型復(fù)雜，火源種類多樣，是我國森林火災(zāi)的多發(fā)區(qū)、重災(zāi)區(qū)。對于這種復(fù)雜地形、氣象、植被條件下的高強度森林火災(zāi)，滅火方法和手段極其有限，滅火安全事故頻發(fā)。如2009年2月2日云南省晉寧縣防火辦主任李昆朋滅火時犧牲，2010年5月22日云南省寧蒗縣森林火災(zāi)致12名撲火隊員犧牲，2010年12月5日四川省道孚縣草原火災(zāi)致22人遇難，2011年3 月2日云南大理州劍川縣森林火災(zāi)造成9人犧牲、7人受傷。2002-2007年，西南地區(qū)（云南、貴州、廣西、四川、重慶等省、市）年均發(fā)生森林火災(zāi)769起、過火面積9830 hm2，平均每年森林火災(zāi)造成7人死亡、9人受傷[1]。研究西南林區(qū)森林防火分區(qū)建設(shè)技術(shù)對于探索新的森林消防道路具有重要的意義。

1 防火分區(qū)

防火分區(qū)常用于建筑物，是指采用防火分隔措施劃分出的、能在一定時間內(nèi)防止火災(zāi)向同一建筑的其余部分蔓延的局部區(qū)域（空間單元）。建筑內(nèi)設(shè)置防火分區(qū)的意義在于：建筑某部位起火后，能夠?qū)⒒饎菹薅ㄔ谝欢ǖ姆秶?，使其不至于迅速蔓延，避免建筑物?nèi)火災(zāi)發(fā)生轟燃，并為人員、物資疏散和救援工作贏得時間，進(jìn)而減少和控制火災(zāi)所造成的損失。防火分區(qū)既是控制火災(zāi)蔓延的區(qū)域，同時也是人員安全疏散和展開消防撲救的區(qū)域，因為對起火區(qū)域來講，未起火區(qū)域（防火分區(qū)）是相對安全的區(qū)域。防火分隔設(shè)施是指能在一定時間內(nèi)阻止火勢蔓延，且能把建筑內(nèi)部空間分隔成若干較小防火空間的設(shè)施，它在火場中要起到防火分隔的作用，必須達(dá)到一定的耐火極限，需要承受熱輻射、熱對流作用以及熱氣流沖擊的機械力作用。按照防止火災(zāi)向防火分區(qū)以外擴大蔓延的功能，可將防火分區(qū)分為兩類：一是豎向防火分區(qū)，用以防止多層或高層建筑物層與層之間豎向發(fā)生火災(zāi)蔓延；二是水平防火分區(qū)，用以防止火災(zāi)在水平方向擴大蔓延。在我國現(xiàn)行的消防設(shè)計規(guī)范中，常用的水平防火分隔設(shè)施是指防火墻和防火門、防火卷簾、防火水幕、防火閥以及排煙防火閥等建筑構(gòu)件。用于建筑防火分隔的建筑構(gòu)件主要包括防火墻、不燃燒體分隔物，防火門（窗）、防火閥、防火卷簾或水幕、防火封堵等。從防火角度看，防火分區(qū)劃分得越小，越有利于保證建筑物安全。但如果劃分得過小，則會影響建筑物的使用功能，這樣做顯然是行不通的。確定防火分區(qū)面積大小要考慮建筑物的使用性質(zhì)、重要性、火災(zāi)危險性、高度、消防撲救能力以及火災(zāi)蔓延的速度等因素。相關(guān)規(guī)范規(guī)定了不同耐火等級建筑的防火分區(qū)最大允許建筑面積。

森林防火分區(qū)的研究和應(yīng)用較少，李世友提出了借鑒建筑防火分區(qū)技術(shù)進(jìn)行森林防火分區(qū)[2]；文娟將廣西全區(qū)森林防火劃分為5大區(qū)域并提出了相應(yīng)的分區(qū)治理措施[3]；王愛軍將張家口市分為3類森林防火區(qū)域，并提出了相應(yīng)的森林火災(zāi)預(yù)防和撲救對策[4]；張思玉論述了森林火災(zāi)分區(qū)分類施治的基本內(nèi)涵、必要性、意義，認(rèn)為分區(qū)分類施治是適合我國國情的森林防火的重要手段[5-7]。后3者均為大尺度分區(qū)，為廣義的火險區(qū)劃范疇，本文擬探討小尺度分區(qū)技術(shù)，即針對具體的山頭地塊、林分進(jìn)行森林防火分區(qū)阻隔的方法和技術(shù)。

2 適合西南林區(qū)的森林防火分隔技術(shù)

2.1 防火分區(qū)面積

防火分區(qū)面積大小由森林的燃燒性、主要樹種的阻火和耐火性能、森林價值、立地條件、氣候特點、消防資源和撲救能力、當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和社會發(fā)展水平、防火目標(biāo)以及潛在的林火行為、火災(zāi)危險性等因素決定?？梢詤⒄战ㄖ锏姆阑鸱謪^(qū)最大允許面積確定方法，結(jié)合現(xiàn)有各種森林火險區(qū)劃方法，綜合考慮以上各相關(guān)要素，制定森林防火分區(qū)面積確定方法，為森林防火分區(qū)技術(shù)應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

2.2 防火阻隔網(wǎng)建設(shè)技術(shù)

2.1.1 消防水系統(tǒng)

以水滅火是世界各國重要的林火撲救方法。我國開發(fā)了多種移動式以水滅火裝備和設(shè)備，如飛機吊桶滅火、飛機灑水滅火、消防水車、消防泵、接力水泵滅火系統(tǒng)、風(fēng)水滅火機、動力噴水滅火機、高壓細(xì)水霧滅火機、移動火箱、滅火水槍等，林區(qū)建設(shè)了消防水窖、蓄水池等固定滅火設(shè)施，這些都在西南林區(qū)森林消防中得到不同程度的應(yīng)用。云南蒼山[8-9]、山東蒙山[10]、江蘇虞山[11]、安徽黃山[12]等景區(qū)修建了消防水池、消防管網(wǎng)等以水滅火固定設(shè)施。

蒼山是大理蒼山洱海國家級風(fēng)景名勝區(qū)和國家級自然保護(hù)區(qū)的主體構(gòu)成部分，蒼山國家地質(zhì)公園是我國著名的古冰川遺跡地，植被茂密、生物多樣性豐富，森林類型以易燃的云南松Pinus yunnanen?sis林、華山松Pinus armandii林為主，由于景點景區(qū)多、公墓和寺廟觀宇多、周邊村寨密集，火源管理極其困難，屬大理市森林火災(zāi)高發(fā)區(qū)域。蒼山森林消防水管網(wǎng)工程位于蒼山中下部海拔2600 m左右，沿玉帶路景區(qū)橫向鋪設(shè)，設(shè)消防水池9個，累計容積達(dá)2100 m3，輸水管道上建設(shè)有消防栓[8-9]。

蒼山由中和峰、龍泉峰、玉局峰、馬龍峰等19座海拔3074～4122 m的山峰組成，兩峰間山溝常年有清澈的水流，即使是干旱的防火期，溝下部也不斷流，具有以水滅火的天然條件。作為國家級風(fēng)景名勝區(qū)、自然保護(hù)區(qū)，任何需要破壞和改造森林的防火手段都難以在蒼山實施，如生土隔離帶、生物防火帶建設(shè)就難以在火災(zāi)危險性大的核心景區(qū)開展。由于蒼山森林連續(xù)性好，一旦發(fā)生森林火災(zāi)，除兩峰間山溝有一定的阻火作用外，幾乎沒有其他天然屏障可以利用。所以，建設(shè)和利用消防水管網(wǎng)是一項效果明顯、對景區(qū)影響小的技術(shù)手段。實地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，蒼山消防水管網(wǎng)建設(shè)工程仍有不足，需要在以下幾方面加以改進(jìn)：①沿主要上山道路建設(shè)支管系統(tǒng)和消火栓等出水設(shè)備；②建設(shè)自動噴灌系統(tǒng)，即充分利用蒼山充足的水源，沿管網(wǎng)建設(shè)帶旋轉(zhuǎn)噴頭的自動噴灌網(wǎng)，在防火期利用夜間沒有游人的時段，對林地進(jìn)行噴灌，不僅可以增加可燃物含水率，還可以使旱季干枯的植物和落葉植物提前返青，發(fā)揮管網(wǎng)帶自身的阻火作用和生物防火作用；③在管網(wǎng)帶沿線隱蔽場所放置消防水帶、接扣、水槍、專用扳手等滅火設(shè)備和工具；④儲備環(huán)保型滅火劑。由于蒼山下部易著火部位具有發(fā)生針葉林高強度樹冠火的條件，對上山火的撲救難度極大，玉帶路管網(wǎng)上部又無險可守，一旦玉帶路失守，處置難度成倍增加，可以儲備環(huán)保型水溶性滅火劑，大幅度提高水滅火效率，以確保蒼山森林安全。

水管網(wǎng)滅火系統(tǒng)對森林影響小，利用周期長，使用成本低廉，值得大力推廣應(yīng)用。西南林區(qū)有不少森林火災(zāi)風(fēng)險大、保護(hù)價值高、具備良好以水滅火條件的名山，可以建設(shè)水滅火系統(tǒng)。作為一種新型森林消防方式，技術(shù)上不是很成熟，經(jīng)過實踐檢驗、可供參考的成功案例極少。當(dāng)前需要進(jìn)一步研究的內(nèi)容有：①不同條件下的消防需水量計算方法；②消火栓和噴頭密度、最不利點的出水流量和壓力等關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)的確定方法；③對系統(tǒng)在低溫條件下的保護(hù)技術(shù)；④遠(yuǎn)程控制技術(shù)；⑤與化學(xué)滅火、航空滅火、以火滅火等其他滅火手段的配合使用方法。

2.1.2 生土隔火帶

生土隔火帶可以阻止低強度地表火或腐殖質(zhì)火的蔓延，有的還可以作為運送撲火隊員和撲火物資的通道。開設(shè)地段多為山脊、林緣、村屯和庫房周圍、道路和河流兩側(cè)，也可在大片林區(qū)內(nèi)通過開設(shè)生土帶連接河流、道路、農(nóng)地、湖泊和其他自然、人工障礙物形成封閉的阻火網(wǎng)。西南地區(qū)修建了大量生土隔火帶，大量開設(shè)生土隔火帶會造成一定的水土流失、破壞森林景觀，而且維護(hù)成本高，還能造成易燃植物紫莖澤蘭Eupatorium adenopho?rum、地盤松Pinus yunnanensis var.pygmaea大量生長，在紫莖澤蘭入侵區(qū)應(yīng)慎修生土隔火帶[13-15]。

2.1.3 生物防火帶

西南林區(qū)物種豐富，可供利用的防火植物較多。但在云南、四川的部分重點火險區(qū)，旱季較長，可供利用的防火樹種相對較少，可以營造經(jīng)濟(jì)林防火帶、防火草帶、藤本植物防火帶，慎造銀荊Acacia dealbata等外來生物防火林帶?？晒├玫慕?jīng)濟(jì)林樹種有東魁楊梅Myrica rubra var.typica Tsen、荸薺楊梅 Myrica rubra var.atropurpurea Tsen、油茶Camcllia aleifera等[16-17]；白三葉Trifoli?um repens L.、馬蹄金Dichondra repens Forst可以用于營造防火草帶，中華常春藤Hedara nepalensis Koch var.sinensis（Tobler）Rehd等藤本、草本植物可以用于生物防火[18-19]。

通過嫁接、林下種植牧草和經(jīng)濟(jì)作物等措施可以降低森林燃燒性，如將野生的矮楊梅Myrica nana Cheval、大樹楊梅Myrica esculenta嫁接成荸薺楊梅、東魁楊梅。川梨Pyrus pashia、野核桃Jug? lans cathayensis、野八角Illicium simonsii等也可嫁接成經(jīng)濟(jì)樹種；在林下種植白三葉Trrifolium re?pens、紅三葉Trifolium pratense、雜三葉Trifolium Hybridum等優(yōu)良牧草不僅可以降低地表可燃物的燃燒性，而且可以提高土壤肥力，通過動物的采食活動，還可以破壞林下可燃物的連續(xù)性[14]，防火、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益明顯。林下種植草果Amomum tsaoko等經(jīng)濟(jì)作物也可以起到一定的阻火效果。

集體林權(quán)制度改革后，在集體林地上新建沒有直接經(jīng)濟(jì)效益的防火道路、生土隔火帶，可能會受到來自林地經(jīng)營者的阻力。為解決新的隔火帶建設(shè)的問題，可以將規(guī)劃用于防火道路、生土阻火帶建設(shè)的林地向林農(nóng)開放，并允許林農(nóng)在不大面積破壞原森林的情況下，自主種植經(jīng)濟(jì)林防火植物、牧草、野生蔬菜、食用菌或其他有經(jīng)濟(jì)價值的植物。

2.1.4 阻火山溝

李世友調(diào)查發(fā)現(xiàn)云南安寧2006年“3·29”森林火災(zāi)火燒跡地79條較長山溝均具有一定的阻火作用，總結(jié)了山溝的阻火特性[20]。由山溝改造成的免修、半免修防火林帶具有阻火效能高、成本低的優(yōu)點[21-23]。山溝的防火作用一旦形成，基本不用維護(hù)即可長久發(fā)揮作用，生態(tài)、經(jīng)濟(jì)效益顯著。西南林區(qū)山高坡陡、溝壑眾多，不少山溝中下部防火期濕度大、難燃植物較多，是天然的阻火帶，可以充分利用山溝的阻火作用，按“兩坡夾一溝”的模式對山體進(jìn)行縱向防火分區(qū)。

2.1.5 滅火時臨時開設(shè)阻火帶

在滅火過程中，可以采用砍伐易燃植物、點燒易燃可燃物、搬離可燃物、噴灑水和化學(xué)滅火劑、開挖生土隔離帶等多種方式形成阻火帶。在砍設(shè)阻火帶時，盡可能保留云南油杉Keteleeria evelyni?ana、栓皮櫟Quercus variabilis等耐火植物的主干，即只伐除其易燃樹冠，保留難燃樹干和大枝，為災(zāi)后快速恢復(fù)森林環(huán)境保留必要的條件。通過點燒形成阻火帶時，要盡可能保護(hù)耐火性差、火后恢復(fù)慢、保護(hù)價值大的植物和森林類型。在滅火階段臨時開設(shè)阻火帶時，應(yīng)優(yōu)先采用灑水和搬、燒、砍等對森林影響相對較小、火后恢復(fù)快的手段，而開挖生土阻火帶特別是利用大型機械開挖生土阻火帶只在人力不足、災(zāi)后能作為林區(qū)公路使用的條件下才使用。

2.1.6 其他

林區(qū)道路、河流、湖泊、農(nóng)地、不能過火的懸崖峭壁均是可以利用的人工和自然障礙物。近年來，西南地區(qū)修建了不少風(fēng)力發(fā)電設(shè)施，相應(yīng)的道路也修建了不少。這些道路多位于山脊，具有較好的阻火作用，在進(jìn)行綠化時要盡可能選用難燃灌木、藤本植物、草本植物，特別是常綠植物。此外，利用森林可燃物制炭，可以大量消耗可燃物，形成條狀、塊狀難燃森林，防火作用明顯，建議有關(guān)部門將制炭機具納入農(nóng)機補貼范圍，以便大力推廣應(yīng)用。

3 結(jié)語

與南方其他林區(qū)相比，西南林區(qū)森林火災(zāi)具有樹冠火比例高、處置難度大、災(zāi)后森林恢復(fù)慢等特點。在有些條件下，依靠阻火帶阻火是最佳甚至唯一的滅火手段。森林消防水系統(tǒng)、生土隔火帶、生物防火帶、林區(qū)道路等多種類型阻火帶均在西南林區(qū)不同程度應(yīng)用，但遠(yuǎn)未形成封閉網(wǎng)絡(luò)，密度也遠(yuǎn)未能滿足實際需求，阻火帶建設(shè)任重道遠(yuǎn)?？梢越梃b建筑防火分區(qū)方法、防火分隔技術(shù)，繼續(xù)探索森林防火分區(qū)面積確定方法、阻火帶建設(shè)技術(shù)，為保護(hù)西南林區(qū)寶貴的森林資源奠定基礎(chǔ)。

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（責(zé)任編輯：陳小華）

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2016-12-07