美國林火消防員安全管理及對我國的啟示

郭新彬,馬鴻偉,姚順彬,陳國富,陳 偉,郭福濤

(1.國家林業(yè)和草原局華東調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院,杭州 310000；2.福建農(nóng)林大學(xué) 林學(xué)院,福州 350002)

近年來,全球重特大森林火災(zāi)頻發(fā),對生態(tài)系統(tǒng)、大氣環(huán)境和人類健康帶來重大影響。持續(xù)上升的林火高發(fā)趨勢導(dǎo)致對林火消防員的數(shù)量需求不斷增加,同時(shí),復(fù)雜的林火環(huán)境也給消防員安全帶來嚴(yán)重威脅[1-3]。2013年6月,美國亞利桑那州發(fā)生森林火災(zāi),造成19名受過頂級培訓(xùn)的林火消防員集體死亡[4]。2019年3月,我國四川涼山木里縣發(fā)生森林火災(zāi),導(dǎo)致27名林火消防員犧牲。同年9月,澳大利亞東南部爆發(fā)叢林大火,造成至少8名林火消防員死亡[5]。在林火高發(fā)的新常態(tài)情境下,如何有效地保障消防員生命安全是全世界林火管理部門和科研機(jī)構(gòu)面臨的重要課題,亟待解決。

美國森林資源豐富,森林覆蓋率為33%,占地面積約2.9億hm2[6]。受氣候變化和人為活動影響,近年來美國也成為全球林火高發(fā)區(qū)[7]。自1872年美國第1個(gè)國家公園建立起,森林火災(zāi)撲救工作便由官方組織實(shí)施。經(jīng)過1個(gè)多世紀(jì)的撲救實(shí)戰(zhàn),美國在林火撲救安全管理方面積累了很多經(jīng)驗(yàn),關(guān)于消防員安全方面的基礎(chǔ)研究已取得了一些進(jìn)展,形成了一定的林火安全管理規(guī)范,值得世界其他林火高發(fā)國家參考借鑒。近年來,我國森林火災(zāi)造成人員傷亡情況較為嚴(yán)重[8],林火消防員死傷事件發(fā)生頻繁,單次死傷人數(shù)呈上升趨勢,對美國林火消防員安全問題進(jìn)行綜合分析,總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、發(fā)現(xiàn)不足,這有助于我國林火消防員安全建設(shè)能力的提升。

1 美國林火管理

近年來,美國林火發(fā)生頻率和強(qiáng)度呈增加趨勢,美國林火撲救費(fèi)用也相應(yīng)大幅度提高[9]。據(jù)統(tǒng)計(jì),林務(wù)局(FS)、內(nèi)政部(DOI)平均每年用于林火管理的撥款總額分別為54億、8.881億美元,約占各自可自由支配撥款總額的52%和8%[10]。

美國林火管理工作組織體系較為完備,建立了“3層次組織結(jié)構(gòu)和撲火資源供給系統(tǒng)”。1)國家層面是由國家野火協(xié)調(diào)小組(NWCG)在全國范圍內(nèi)發(fā)揮領(lǐng)導(dǎo)作用,協(xié)調(diào)聯(lián)邦、州、地方、部落和地區(qū)機(jī)構(gòu)之間的林火消防行動[11]。2)聯(lián)邦層面的林火撲救管理機(jī)構(gòu)是國家跨部門消防中心(NIFC),該中心由美國林務(wù)局(USFS)、土地管理局(BLM)、國家氣象局(NWS)、國家公園管理局(NPS)、印第安事務(wù)局(BIA)、美國魚類和野生動物管理局(USFWS)、美國消防局(USFA)以及聯(lián)邦緊急事務(wù)管理署(FEMA)等多個(gè)機(jī)構(gòu)和組織聯(lián)合成立[12]。主要職責(zé)為管理、維護(hù)相關(guān)野火系統(tǒng)；向州和地方政府提供消防援助；制定和實(shí)施野火防護(hù)計(jì)劃等[13]。3)在州層面,位于NIFC的國家跨部門協(xié)調(diào)中心(NICC)通過10個(gè)地理區(qū)域協(xié)調(diào)中心協(xié)調(diào)調(diào)動各州的消防資源[14],各地理區(qū)域協(xié)調(diào)中心主要職能為協(xié)調(diào)調(diào)動該地理區(qū)域內(nèi)的消防和其他資源；提供預(yù)測信息及相關(guān)產(chǎn)品；制定野火和事故管理決策。

此外,美國林火消防還有事件指揮系統(tǒng)(ICS),可高效快速地為緊急林火事件整合資源。ICS主要由指揮部、行動部、規(guī)劃部、后勤部和財(cái)務(wù)部5個(gè)部分組成,其主要職能包括確定管理目標(biāo)和撲救策略；制定和發(fā)布任務(wù)、計(jì)劃、程序和協(xié)議等,旨在通過快速整合設(shè)施、人員、程序和通信設(shè)備來實(shí)現(xiàn)高效的林火管理[15]。

2 林火消防員概況

由于雇傭單位多樣,準(zhǔn)確的職業(yè)林火消防員數(shù)量暫不可知。根據(jù)美國農(nóng)業(yè)部數(shù)據(jù),美國林務(wù)局的職業(yè)林火消防員數(shù)量約為1萬名[16]。另外,據(jù)美國國家消防協(xié)會(NFPA)估算,在全美26 000個(gè)消防部門中有超過110萬名消防員,其中86%的消防部門有林火撲救職責(zé),且多數(shù)消防部門的主要工作人員是志愿消防員[17]。盡管如此,美國消防員數(shù)量依舊不足,美國內(nèi)政部和林務(wù)局每年還會雇用數(shù)萬名聯(lián)邦工作人員撲救森林火災(zāi)[18-20]。

2.1 人員組成

美國的林火消防員主要由聯(lián)邦、州和地方土地管理機(jī)構(gòu)雇用,主要職責(zé)是預(yù)防、控制和撲救聯(lián)邦、州和私人土地上的森林火災(zāi)[21]。根據(jù)受雇的消防組織種類不同,林火消防員一般分為志愿、聯(lián)邦、州、承包商、縣/農(nóng)村、軍隊(duì)以及私人機(jī)構(gòu)林火消防員等7大類[22]。根據(jù)工作職能不同,又分為林火消防管理員、護(hù)林員、護(hù)林技術(shù)員、林火消防技術(shù)員、野地消防員、林火消防督察和預(yù)防專家[23]。根據(jù)所接受訓(xùn)練的類型,職業(yè)林火消防員會被分配到不同的崗位,包括直升機(jī)組、空降組(Smokejumpers)、機(jī)動車組、手動組以及巡邏偵查組等。

2.2 裝備組成

1)個(gè)人防護(hù)裝備。美國林火消防員執(zhí)行消防任務(wù)時(shí)必備的個(gè)人防護(hù)裝備包括防護(hù)服、防護(hù)手套、防護(hù)鞋、安全帽、護(hù)目鏡、聽力裝置、避火罩和急救箱等,此外還有其他一些可選防護(hù)裝備,包括高硬度頭盔、帳篷、防火襯衫等。2)手持工具。為了便于執(zhí)行任務(wù),消防隊(duì)員使用的手動工具必須高效、多功能、便攜、易于維護(hù),包括:鍬背單刃手斧、麥?zhǔn)箱z耙、消防鏟、消防斧、滴液點(diǎn)火器等裝備。3)空中消防?？罩邢朗敲绹只饟渚鹊奶厣?指利用飛機(jī)和其他空中資源撲滅火災(zāi)。林火撲救任務(wù)中,美國常用的空中消防設(shè)備有直升機(jī)、空中加油機(jī)、引導(dǎo)飛機(jī)、紅外飛機(jī)[24-25]。

2.3 薪資待遇

根據(jù)美國勞工統(tǒng)計(jì)局(BLS)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)[26],2019年林火消防員的平均年薪為54 650美元,聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)的林火消防員平均年薪為52 500美元,即每小時(shí)25.24美元,入門級林火消防員的薪水在26 940～35 850美元之間,每小時(shí)的收入在13～17美元之間。

3 林火消防員傷亡情況

3.1 消防員傷亡現(xiàn)狀

據(jù)統(tǒng)計(jì),在美國2007—2016年的撲火行動中,共發(fā)生127起林火消防員死亡事件,170名林火消防員喪生。4種主要死亡原因?yàn)椋盒呐K疾病、交通事故、飛機(jī)事故和火場被困,來自志愿消防員、市/縣/農(nóng)村、聯(lián)邦政府以及州政府的消防員死亡最多[22]。

由于林火撲救受火行為影響大且易發(fā)生集體性安全事故,因此,火場被困分析一直是美國消防員安全研究的重點(diǎn)[27]。對此美國建立了消防員被困數(shù)據(jù)庫(https://www.wfas.net/entrap/),記錄和存儲消防員被困信息,包括事故時(shí)間、被困地點(diǎn)、火源位置、所屬機(jī)構(gòu)、被困人數(shù)、死亡人數(shù)、避火罩布置數(shù)量等22項(xiàng)指標(biāo)。經(jīng)統(tǒng)計(jì),2001—2019年共發(fā)生176起消防員被困火場的事件,其中存在26起被困致死事故[28]。以此推算,2001年以來大約發(fā)生了1700起未遂事件(即僥幸脫險(xiǎn)),存在約17 000次不安全行為或情況。

3.2 發(fā)生安全事故的環(huán)境特征

1) 輕質(zhì)可燃物會急劇加速火行為,增加消防員發(fā)生意外的可能性[29-30]。相較于更大直徑的“重”可燃物,輕質(zhì)可燃物(例如雜草或灌木叢)孔隙率高,火線蔓延速度和火強(qiáng)度都易快速增加,增加了消防員發(fā)生意外的可能性[31-32]。此外,受地區(qū)氣候和地形的影響,可燃物類型在空間上小尺度的變化也會導(dǎo)致火行為的激變。

2) 冷鋒、對流雷暴和焚風(fēng)造成的風(fēng)速增加和風(fēng)向變化也會威脅消防員的安全[33-34]?；鹁€蔓延速度會隨著風(fēng)速的增加而顯著增加[35]。在特定時(shí)間地點(diǎn),風(fēng)速風(fēng)向變化也可能造成重大傷亡事件,如,風(fēng)向變化造成的火頭寬度的突然增加會導(dǎo)致火頭下風(fēng)區(qū)域的火線蔓延速度和強(qiáng)度迅速增加,形成“死亡區(qū)”[33]。

3) 斜坡對火行為的影響也增加了消防人員的傷亡概率[36]。由于對流和輻射對可燃物燃燒速度的影響,一些著火的陡坡(坡度>24°)對消防員具有極大的威脅性。這種火災(zāi)具備突發(fā)性,消防員一旦反應(yīng)不夠及時(shí)就有可能發(fā)生傷亡事件。

4 林火消防員安全監(jiān)測與保障措施

4.1 安全監(jiān)測

目前,美國有多個(gè)監(jiān)測系統(tǒng)存儲和發(fā)布林火消防員傷亡信息,包括美國消防管理局(USFA)、美國國家消防協(xié)會、美國勞工統(tǒng)計(jì)局和國家野火協(xié)調(diào)小組的監(jiān)測系統(tǒng)。傷亡監(jiān)測方面使用最廣泛的數(shù)據(jù)庫是由國家野火協(xié)調(diào)小組風(fēng)險(xiǎn)管理委員會管理的數(shù)據(jù)庫。

同時(shí),由于林火撲救的高危性,美國的消防管理機(jī)構(gòu)也會成立調(diào)查組對發(fā)生的消防員安全事故進(jìn)行審查,且消防管理機(jī)構(gòu)審查標(biāo)準(zhǔn)各有不同[37]。調(diào)查組通常由一名機(jī)構(gòu)指定的領(lǐng)導(dǎo)者和若干技術(shù)專家組成,調(diào)查流程包括收集匯編證詞,撰寫安全事故報(bào)告,匯報(bào)因果關(guān)系和促成因素,最后提出意見和建議。經(jīng)過1個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展,美國林火消防員安全監(jiān)查工作已較為系統(tǒng)、全面,形成了數(shù)套撲救指南和安全準(zhǔn)則[38-46]。

4.2 保障措施

4.2.1安全性理論和安全性相關(guān)工具

火行為預(yù)測分析仍是安全性理論研究的重點(diǎn),撲救行動中消防員應(yīng)隨時(shí)了解火場信息,并根據(jù)安全情況和預(yù)期的火行為采取行動[47]。未來理論研究需:1)明確導(dǎo)致火行為激變的原因和激變因素間的相互影響；2)重點(diǎn)研究火行為模型,預(yù)測火災(zāi)蔓延速率和火強(qiáng)度突變信息；3)改進(jìn)氣象預(yù)測預(yù)報(bào)模型,提供雷暴、大風(fēng)和其他極端天氣信息,提高預(yù)測近地面風(fēng)速和風(fēng)向變化的準(zhǔn)確性。

此外,目前林火消防人員能夠在撲救行動中識別火環(huán)境或預(yù)測火行為變化的工具較少[27],大多數(shù)情況下還是依靠經(jīng)驗(yàn)[48],因此有必要使用相關(guān)工具來幫助消防員建立合理的消防目標(biāo)。相關(guān)工具應(yīng)致力于準(zhǔn)確捕獲火環(huán)境中微小的時(shí)空變化,并保證及時(shí)輸出,形成綜合系統(tǒng)[49]。

4.2.2消防員個(gè)人防護(hù)

研究表明,消防員的心肺疾病發(fā)病率普遍高于普通民眾[50]。林火撲救時(shí),消防員會通過口鼻和皮膚吸收大量化學(xué)物質(zhì),嚴(yán)重影響人體健康[51]。因此,有必要對煙氣中的化學(xué)成分進(jìn)行準(zhǔn)確評估檢測,進(jìn)而優(yōu)化衛(wèi)生措施和個(gè)人防護(hù)設(shè)備。如,通過增加防護(hù)服層數(shù)的方式減少化學(xué)物質(zhì)在皮膚上的沉積和吸收[52]。此外,林火消防員的患病風(fēng)險(xiǎn)會隨著火災(zāi)撲救時(shí)長的增加而增加[53]。因此,應(yīng)在條件允許的情況下盡可能減少與煙氣接觸。例如,如果火場條件允許,盡量進(jìn)行人員輪換,減少在火線上的逗留時(shí)間；選擇間接式、過渡性撲救搜索和救援等。

4.2.3安全事故報(bào)告管理

美國的消防管理機(jī)構(gòu)會對林火消防員安全事故進(jìn)行審查并提交安全事故報(bào)告。但目前美國的安全事故報(bào)告過于簡單,包含內(nèi)容少,缺乏基本信息(如事故發(fā)生地點(diǎn))[27],且過于關(guān)注傷亡事件,未將消防員“僥幸脫險(xiǎn)”的情況考慮在內(nèi),造成安全報(bào)告數(shù)量嚴(yán)重漏報(bào)。雖然脫險(xiǎn)事件未造成重大事故,但仍然能夠提供有價(jià)值的信息,比如脫險(xiǎn)消防員所使采用的逃生方法和路線等。為了利用起與這些事故相關(guān)的數(shù)據(jù),建議消防員和消防管理人員以同樣的方式調(diào)查和報(bào)告脫險(xiǎn)事件。

4.2.4安全數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)

美國消防員安全數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)較為多樣,基于法律法規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)以及系統(tǒng)處理事件的要求,每個(gè)系統(tǒng)的關(guān)注點(diǎn)也都不盡相同。不同的納入標(biāo)準(zhǔn)使得評估信息質(zhì)量和完整性的難度大大提升,信息之間存在大量重疊,或者缺少目標(biāo)信息。因此,建議整合開發(fā)一個(gè)綜合系統(tǒng),將事故信息全面記錄于數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng),便于數(shù)據(jù)檢索和分析。

5 啟示與建議

相較于美國,我國的林火管理工作起步較晚,還處于不斷學(xué)習(xí)的過程。通過對美國林火消防員安全問題進(jìn)行分析,對我國的林火消防員安全管理有以下啟示。

5.1 組織體系一體化

行政管理和信息系統(tǒng)一體化更有利于消防員安全管理。美國林火管理組織體系已較為完備,職責(zé)權(quán)屬明確。我國一方面應(yīng)發(fā)揮專業(yè)優(yōu)勢,繼續(xù)加強(qiáng)林火垂直體系管理,突出林業(yè)部門對林火管理工作的主導(dǎo)權(quán)和撲救指揮的領(lǐng)導(dǎo)權(quán)。另一方面,我國各類各級森林防火系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚不統(tǒng)一,導(dǎo)致系統(tǒng)互聯(lián)互通、信息共享和資源整合有較大難度。應(yīng)基于林業(yè)“一張圖”建設(shè)基礎(chǔ),制定全國森林防火數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn),加大數(shù)據(jù)數(shù)字化決策協(xié)同,實(shí)現(xiàn)森林防火與林業(yè)“一張圖”和一體化智能化公共數(shù)據(jù)平臺的標(biāo)準(zhǔn)化對接與共享,融入地區(qū)空間治理與防災(zāi)減災(zāi)應(yīng)用。

5.2 通信指揮信息化

相較于美國,我國林火信息化建設(shè)尚不完善,應(yīng)加強(qiáng)信息化建設(shè),包括利用地理信息、鐵塔AI視頻監(jiān)測和多媒體技術(shù)等實(shí)現(xiàn)信息化指揮；結(jié)合音視頻傳輸技術(shù),時(shí)刻掌握火場動態(tài),實(shí)現(xiàn)指揮中心和現(xiàn)場音視頻通話,達(dá)到實(shí)時(shí)指揮調(diào)度的目的；積極建設(shè)北斗衛(wèi)星通訊基站,滿足海量用戶終端信息交互使用；同時(shí),結(jié)合移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),使野外工作人員可以使用手機(jī)短信上報(bào)森林防火信息,以及隨時(shí)掌握撲救人員的生命體征數(shù)據(jù)等。

5.3 撲救隊(duì)伍正規(guī)化

發(fā)揮人口數(shù)量優(yōu)勢,創(chuàng)建具有我國特色的林火撲救隊(duì)伍,鼓勵各級鄉(xiāng)鎮(zhèn)探索創(chuàng)新建隊(duì)模式,聯(lián)合周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)共建共享區(qū)域防火隊(duì)伍；對撲救指揮員和消防隊(duì)員進(jìn)行有重點(diǎn)、有針對性的理論和實(shí)戰(zhàn)培訓(xùn),強(qiáng)化專業(yè)技能,保證消防員可以正確、熟練的使用應(yīng)急避險(xiǎn)工具,提高消防員的應(yīng)變能力、心理素質(zhì)以及安全風(fēng)險(xiǎn)識別能力；同時(shí),做好消防員個(gè)人防護(hù)工作,優(yōu)化個(gè)人防護(hù)設(shè)備和衛(wèi)生措施,降低慢性疾病患病風(fēng)險(xiǎn)。

5.4 事故審查系統(tǒng)化

全面審查事故類型、促成因素、環(huán)境情況等信息,通過對以往的消防員事故案例進(jìn)行分析,總結(jié)符合我國乃至當(dāng)?shù)氐氖鹿室装l(fā)特征,把握事故易發(fā)和變化規(guī)律,降低滅火風(fēng)險(xiǎn)。另外,建議整合開發(fā)類似于美國的綜合數(shù)據(jù)庫,全面具體地收集錄入事故信息,包括發(fā)生事故時(shí)的火環(huán)境、地理位置、逃生路線、安全區(qū)位置、防護(hù)裝備和照片等,輔助林火安全管理。