新型隔離滅火技術(shù)應(yīng)用分析?
——以福建省德化縣為例

王玉連 黃志森

（德化縣林業(yè)局，福建 泉州 362500）

森林燃燒必須同時(shí)具備3 個(gè)條件，即可燃物、火源與氧氣，這三者缺一不可[1]。根據(jù)森林火災(zāi)滅火原理，只要采取有效措施消除或隔離森林火災(zāi)燃燒所需的氧氣、可燃物、火源三要素中的任一要素，即能實(shí)現(xiàn)滅火[2]。傳統(tǒng)常見(jiàn)滅火方法有人工撲打、用水、用土、用風(fēng)力、爆炸等手段，以達(dá)到降溫、散熱、缺氧、隔離的目的，最終實(shí)現(xiàn)滅火。這些方法常受人力、水源、裝備、運(yùn)輸、成本等條件限制，存在處置效率低、安全隱患大等問(wèn)題。德化縣屬于海洋性季風(fēng)氣候區(qū)，冬季少雨，霜凍嚴(yán)重，風(fēng)干物燥。境內(nèi)整體海拔較高，地形復(fù)雜，風(fēng)速較大[3]。十幾年來(lái)，德化縣針對(duì)山區(qū)地形復(fù)雜、林草茂盛、可燃物載量大、風(fēng)大多變、阻隔少，森林火災(zāi)具有火勢(shì)大、蔓延快、難靠近、難撲救、風(fēng)險(xiǎn)大、易傷亡等特點(diǎn)，汲取國(guó)內(nèi)外重特大森林火災(zāi)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，強(qiáng)化機(jī)具裝備建設(shè)，探索總結(jié)一套基于隔離為基礎(chǔ)、多法融合的“隔離+”新型滅火技術(shù)，在實(shí)踐中取得顯著成效。

1 革新背景淺析

隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，農(nóng)村勞動(dòng)力嚴(yán)重稀缺問(wèn)題突顯，森林火災(zāi)處置能力非常脆弱，傳統(tǒng)依靠大量人力近火撲打的方法已難以有效處置森林火災(zāi)。隨著生態(tài)保護(hù)力度的加大，人為干擾活動(dòng)減少，森林植被茂密，雜草茂盛，林下可燃物載量大，遇霜凍、干旱、大風(fēng)天氣，易發(fā)生大火大災(zāi)，火場(chǎng)撲救環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜和危險(xiǎn)，存在嚴(yán)重安全隱患。當(dāng)前，各種先進(jìn)高效的機(jī)具、器械不斷涌現(xiàn)，如修剪機(jī)、割灌機(jī)、油鋸、履帶式遙控開(kāi)帶機(jī)、挖掘機(jī)等具有劈草、修剪灌木、砍伐樹(shù)木、開(kāi)路的功能，將這些機(jī)具裝備用于清理可燃物、開(kāi)設(shè)隔離帶、阻隔火源、降低火勢(shì)，為應(yīng)對(duì)復(fù)雜森林火災(zāi)打開(kāi)了一個(gè)全新的視角。

2 組建精專隊(duì)伍

2.1 隊(duì)伍

樹(shù)立精專理念，在縣城組建縣級(jí)專業(yè)森林消防隊(duì)5支60 人，在鄉(xiāng)鎮(zhèn)組建12～16 人鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)半專業(yè)森林消防隊(duì)21 支340 人，每支隊(duì)伍選配一名專業(yè)帶隊(duì)指揮干部，全程負(fù)責(zé)火場(chǎng)研判、指揮撲救、安全管理，定期開(kāi)展業(yè)務(wù)培訓(xùn)、演練、競(jìng)賽。隊(duì)伍配備劈刀、油鋸、修剪機(jī)、割灌機(jī)、履帶式遙控開(kāi)帶機(jī)、挖掘機(jī)、背負(fù)式風(fēng)力滅火機(jī)、電動(dòng)噴霧器、超高速渦輪風(fēng)水滅火水槍、脈沖高壓細(xì)水霧、水泵、無(wú)人機(jī)、指揮終端、地形圖、影像圖、植被圖、防火設(shè)施圖等機(jī)具裝備，使隊(duì)伍兼具隔離、撲救、清理、看守、自救功能，滿足不同作戰(zhàn)需求，提高隊(duì)伍滅火的科學(xué)性、有效性和安全性[4-10]。

2.2 裝備

在森林滅火時(shí)，通常使用以下裝備。1）劈刀?？吵綦x帶上的幼樹(shù)、灌木、藤條、荊棘、枯枝，為修剪機(jī)、割灌機(jī)作業(yè)清除障礙。2）油鋸?？吵綦x帶上的幼樹(shù)、枯死木、下層針葉樹(shù)、部分中層針葉樹(shù)，避免地表火蔓延上樹(shù)造成樹(shù)冠火。3）修剪機(jī)。割除并搬離隔離帶上的芒萁、五節(jié)芒等雜草，最大限度減少可燃物載量，以降低火勢(shì)。4）割灌機(jī)。緊隨修剪機(jī)之后，割凈并搬離隔離帶地表殘余雜草和枯枝落葉，進(jìn)一步減少可燃物載量。5）背負(fù)式風(fēng)力滅火機(jī)。利用強(qiáng)風(fēng)吹凈隔離帶上的雜草、枯枝落葉，增強(qiáng)阻隔效果；當(dāng)火線靠近隔離帶時(shí)，待火勢(shì)降低，利用強(qiáng)風(fēng)吹散地表火球，進(jìn)一步降低火勢(shì)，有效切割火源與可燃物接觸，達(dá)到徹底滅火的效果。6）鋤頭。挖凈、挖除殘留余火、余星、雜草、爛樹(shù)兜、腐殖層，增強(qiáng)阻隔效果，防止復(fù)燃。7）電動(dòng)噴霧囂。噴滅隔離帶上的暗火、余星、余灰，防止復(fù)燃；產(chǎn)生5～6 m的條狀高壓水柱，可噴滅6 m以下的樹(shù)冠火。8）履帶式遙控開(kāi)帶機(jī)。該設(shè)備以柴油為動(dòng)力，馬力大（60 馬力），一般工況每分鐘推進(jìn)20～30 m，高速運(yùn)轉(zhuǎn)（3 300 r/min）的合金刀具對(duì)線路上的枯枝落葉、雜草、灌木、樹(shù)木進(jìn)行破碎，同時(shí)，翻動(dòng)5～6 cm的土壤，將細(xì)碎的可燃物與土壤充分混合或掩埋，發(fā)揮阻火作用。該設(shè)備最大爬坡作業(yè)角度可達(dá)60°，適用于相對(duì)平緩的山脊、山坡作業(yè)任務(wù)，采用遙控操作，大幅度提高操作員的安全性?？筛咝謇砜扇嘉铩㈤_(kāi)設(shè)防火隔離帶、預(yù)設(shè)安全通道和安全區(qū)；可以翻土滅火、清理煙點(diǎn)火點(diǎn)、站桿倒木。9）履帶式挖掘機(jī)。履帶式挖掘機(jī)馬力大，效率高；力臂長(zhǎng)，工作面寬；抓地力強(qiáng)，爬坡性能好，不打滑；能挖生土帶、清理枯枝落葉、雜草、灌木、樹(shù)蔸等，阻隔效果顯著。適于相對(duì)平緩的山脊、山坡清理可燃物、開(kāi)設(shè)隔離帶、預(yù)設(shè)安全區(qū)、以土滅火等。10）脈沖氣壓噴霧水槍。利用強(qiáng)大脈沖沖擊力，對(duì)火勢(shì)進(jìn)行有效壓制；水被高度霧化后增加吸熱面積增加上千倍，達(dá)到快速降溫、提高隔絕氧氣效果，具有高效、節(jié)水、操作簡(jiǎn)便、機(jī)動(dòng)靈活特點(diǎn)，適于看守火場(chǎng)、處置沖火、飛火，也可自救。11）超高速渦流噴射風(fēng)水滅火機(jī)。利用超高速氣流將水撞擊成霧狀的顆粒，以巨大動(dòng)能，遠(yuǎn)距離、高強(qiáng)度、大范圍地噴射出去直接滅火，細(xì)水霧粒徑表面積比較一般水滴大1 700 倍，惰化介質(zhì)（水蒸氣）能限制火焰向外傳播，并且使被“包圍”的火焰窒息，以短時(shí)間控制火勢(shì)。細(xì)水霧吸熱效率高，冷卻效果好，可使隊(duì)員免受火場(chǎng)熱輻射威脅。其可滅地表火、樹(shù)冠火，滅火性能好，重量輕，攜帶方便，操作簡(jiǎn)單，適于滅火、清理、看守、自救。

3 戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)與滅火方法

3.1 滅火理念

摒棄傳統(tǒng)以人力近火追火冒險(xiǎn)直接撲打的做法，依靠先進(jìn)高效機(jī)具裝備，預(yù)先開(kāi)設(shè)隔離帶、清理可燃物、阻斷火源、降低火勢(shì)，實(shí)行先隔離后撲救，滅火理念由依靠人力、被動(dòng)撲救向人機(jī)結(jié)合、主動(dòng)控制轉(zhuǎn)變。

3.2 滅火戰(zhàn)略

先控制后消滅，先隔離后撲救。對(duì)于不能立即撲救的森林火災(zāi)要首先控制火勢(shì)的繼續(xù)蔓延和擴(kuò)大，在具備撲滅火災(zāi)的條件時(shí)，展開(kāi)全面撲救；在撲救森林火災(zāi)時(shí)，杜絕見(jiàn)火就上、遇火就打，應(yīng)借助先進(jìn)高效機(jī)具裝備，先開(kāi)設(shè)隔離阻火帶，降低火勢(shì)后再進(jìn)行撲救，確保安全、有效[11-12]。

3.3 滅火戰(zhàn)術(shù)

低處入手、低處作戰(zhàn)。根據(jù)林火燃燒、蔓延規(guī)律，滅火的順序必須是由低到高，即滅火的起點(diǎn)必須從低處入手，才能保證滅火科學(xué)、有效；隊(duì)伍滅火的位置必須是在火線的下方，即低處作戰(zhàn)，才能保證人員安全。

3.3.1 自下而上，“捧”火上山 不管是上山火、下山火，還是側(cè)面火，但總趨勢(shì)是由低處向更高處延燒。所以，處理森林火災(zāi)必須從火場(chǎng)低處入手，自下而上，不斷向山上抬升推進(jìn)，火線逐漸向上縮短，最終實(shí)現(xiàn)滅火。

3.3.2 低處作戰(zhàn)，確保安全 林火發(fā)生后，產(chǎn)生的火焰、熱浪、煙氣對(duì)上空氣流進(jìn)行烘烤加溫，氣流受熱膨脹上升，而外圍的冷空氣開(kāi)始下沉流動(dòng)，形成火場(chǎng)局部氣流?；饒?chǎng)氣流反過(guò)來(lái)對(duì)林火產(chǎn)生影響，形成向山上傾斜的推力，使上坡植被受到來(lái)自下坡火焰、熱浪、煙氣的熏蒸、烘烤，燃燒加快。無(wú)論是哪種類型的火災(zāi)，隊(duì)伍應(yīng)始終處于火線下方進(jìn)行撲救，才能確保撲救過(guò)程安全有效[13]。應(yīng)強(qiáng)化隊(duì)伍的安全管控，杜絕從高處向低處投放兵力、隊(duì)伍在火線的高處作戰(zhàn)現(xiàn)象發(fā)生。

3.3.3 兩翼推進(jìn)，山后會(huì)合 林火總是向上、向兩側(cè)蔓延，所以，火災(zāi)撲救應(yīng)從火場(chǎng)兩側(cè)最低處入手，隊(duì)伍在火線下方兩翼張開(kāi)，沿著兩側(cè)火線下方由低向高抬升推進(jìn)。兩翼作戰(zhàn)線路夾角應(yīng)小于180°，呈倒“八”字形，且推進(jìn)速度應(yīng)大于火線長(zhǎng)度的增速，確保安全有效。為避免出現(xiàn)人在上、火在下的被動(dòng)局面，隊(duì)伍應(yīng)選擇在火場(chǎng)山坡背坡會(huì)合，不得在火場(chǎng)山坡正面坡會(huì)合。

3.3.4 隔離為主，多法融合 火勢(shì)大小受地形、植被、風(fēng)向、風(fēng)速等因素綜合影響，要因地制宜，因情施策。對(duì)于小火、中火、大火，可分別開(kāi)設(shè)寬度1、2～3、8～10 m不等的阻火隔離帶，然后以風(fēng)力、以水、以火等手段，分別采取直接撲打、邊隔離邊打、完全隔離阻火等方法將明火撲滅。應(yīng)綜合人力、機(jī)具裝備、地形、植被、風(fēng)向、風(fēng)速、火勢(shì)等因素，合理確定隔離寬度和撲救方法，以隔離為主，打隔結(jié)合，多法融合，靈活掌握。

3.4 滅火手段

3.4.1 風(fēng)力滅火 明火靠近隔離帶時(shí)，待火勢(shì)降低后，利用背負(fù)式風(fēng)力滅火機(jī)將余火撲滅，同時(shí)將余火余灰往火場(chǎng)吹送1.5 m以上，進(jìn)一步清理火場(chǎng)。看守隔離帶時(shí)，利用風(fēng)力滅火機(jī)強(qiáng)勁的風(fēng)力降低可燃物的溫度，減緩燃燒速度，同時(shí)改變火焰燃燒的方向，防止產(chǎn)生沖火、飛火。風(fēng)力滅火是實(shí)戰(zhàn)中最常用的方法，操作簡(jiǎn)單，效率顯著，機(jī)動(dòng)靈活。

3.4.2 以火攻火 風(fēng)向風(fēng)力有利時(shí)，可采取以火攻火辦法，在隔離帶靠火線一側(cè)局部點(diǎn)燒可燃物，拓寬隔離帶，是一種輔助滅火方法。為避免產(chǎn)生沖火、飛火，點(diǎn)火要專人統(tǒng)一實(shí)施，按照由高到低、由遠(yuǎn)到近順序進(jìn)行，使之形成能量較小、蔓延較慢的下山火。

3.4.3 以水滅火 利用水源水泵、接力水泵、噴射水泵構(gòu)成一個(gè)以水滅火系統(tǒng)，對(duì)隔離帶邊的明火進(jìn)行快速、高效、安全滅火。也可以利用脈沖高壓細(xì)水霧、超高速渦輪風(fēng)水滅火水槍對(duì)越過(guò)隔離帶的沖火、飛火點(diǎn)進(jìn)行快速處置。對(duì)地表腐殖土、地下泥炭土進(jìn)行開(kāi)溝注水，防止蔓延。運(yùn)水方式除水泵抽水，還有直升機(jī)、無(wú)人機(jī)、消防水車、園林水車等給予保障。

3.4.4 化學(xué)滅火 利用噴霧器、無(wú)人機(jī)、直升機(jī)等裝備，裝載化學(xué)滅火劑。地面與空中配合，對(duì)逼近隔離帶的林火或穿越隔離帶的沖火、飛火進(jìn)行噴撒滅火。其滅火機(jī)理主要是通過(guò)滅火劑受熱分解，生成的產(chǎn)物起到降溫、成膜、隔離空氣和稀釋氧氣之作用，致使林火受到控制和熄滅。

3.4.5 爆炸滅火 通過(guò)地面人工或利用無(wú)人機(jī)在空中向火場(chǎng)，或?qū)θ藛T無(wú)法到達(dá)的火點(diǎn)或穿越隔離帶的沖火、飛火投擲滅火彈爆炸產(chǎn)生的強(qiáng)大沖擊波強(qiáng)制剝離滅火，即讓可燃物的灼熱核強(qiáng)制剝離燃燒物質(zhì)使林火熄滅。爆炸滅火能短時(shí)間內(nèi)將火源消滅，迅速控制火勢(shì)，阻斷火勢(shì)蔓延[14]。

3.5 滅火步驟

在實(shí)際滅火過(guò)程中，通常按照隔離阻火、多法融合滅火、清守火場(chǎng)三個(gè)步驟開(kāi)展滅火。

3.5.1 隔離阻火 把清理可燃物、開(kāi)設(shè)隔離帶作為滅火的首要步驟，能減少可燃物，降低火勢(shì)，阻斷火勢(shì)蔓延，提供安全逃生通道。1）隔離工具。經(jīng)多年實(shí)踐檢驗(yàn)，劈刀、斧頭、油鋸、修剪機(jī)、割灌機(jī)、背負(fù)式風(fēng)力滅火機(jī)、鋤頭等工具較為實(shí)用高效。如果地形地貌較為平緩，使用履帶式遙控開(kāi)帶機(jī)、挖掘機(jī)將大幅提高清理可燃物、開(kāi)設(shè)隔離帶效率。2）隔離帶位置、走向。按照低處入手、低處作戰(zhàn)原則，合理選擇作戰(zhàn)起點(diǎn)，觀察地形、植被、天氣、火勢(shì)等變化，不斷調(diào)整隔離帶走向，有效規(guī)避不利地形、易燃植被、惡劣天氣、危險(xiǎn)火勢(shì)等。隔離帶應(yīng)始終處于火線的下方，且與火線始終保持一定的夾角，形成剪刀差，確保隔離有充裕的時(shí)間。3）隔離帶寬度。小火：對(duì)于地勢(shì)平坦（坡度小于15°）、植被稀疏、雜草低于50 cm、風(fēng)速?。ㄐ∮? 級(jí)）、火焰1.2 m以下的小火，貼近火線下方，利用隔離工具，預(yù)先全面清理可燃物，達(dá)到干凈見(jiàn)表土的要求，形成寬度1 m的簡(jiǎn)易隔離帶。中火：對(duì)于地勢(shì)平緩（坡度15～25°）、植被稀疏（郁閉度0.3～0.4)、雜草高度在50～100 cm、風(fēng)速較?。?～4 級(jí)）、火焰高度在1.2～1.8 m的中火，選擇離火線下方5～10 m處，利用隔離工具，預(yù)先全面砍伐、清理針葉樹(shù)、灌木、枯枝落葉、雜草、腐殖層等可燃物，達(dá)到干凈見(jiàn)表土的要求，形成寬度2～3 m的阻火隔離帶。大火：對(duì)于高溫條件下，地形復(fù)雜、坡度較大（坡度26°以上）、植被茂密（郁閉度0.5 以上)、雜草高度在100 cm以上，遇強(qiáng)風(fēng)、逆風(fēng)、不穩(wěn)定風(fēng)，火焰高度1.8 m以上，易產(chǎn)生林冠火、爆燃火、飛火，難以正面組織撲救的大火，應(yīng)依托山脊、公路、機(jī)耕路等有利地形，利用修剪機(jī)、割灌機(jī)、履帶式遙控開(kāi)帶機(jī)、挖掘機(jī)等隔離工具，開(kāi)設(shè)寬8～10 m完全阻火隔離帶。

3.5.2 多法融合 依托開(kāi)設(shè)的隔離帶，結(jié)合本地人力、交通、水源、地形、植被、天氣、裝備等條件，確定最佳滅火方法，多法融合，提高滅火科學(xué)性、安全性、有效性。1）小火。依托簡(jiǎn)易隔離帶（寬度1 m），利用風(fēng)力滅火機(jī)、噴霧器等工具，采用風(fēng)力滅火、以火攻火、以水滅火等手段相結(jié)合，直接將靠近隔離帶的明火快速撲滅。2）中火。依托隔離帶（寬度2～3 m），待有效降低火勢(shì)后，采用風(fēng)力滅火、以火攻火、以水滅火等手段相結(jié)合，實(shí)行邊隔離邊打方法，將余火撲滅。3）大火。依托阻火隔離帶（寬度8～10 m），依據(jù)火勢(shì)變化，擇機(jī)采用風(fēng)力滅火、以火攻火、以水滅火等手段相結(jié)合，實(shí)行完全隔離阻火方法，將明火撲滅。4）飛火。在處置大火時(shí)，有相應(yīng)看守隊(duì)伍，配備水泵、電動(dòng)噴霧器、脈沖高壓細(xì)水霧、超高速渦輪風(fēng)水滅火水槍、無(wú)人機(jī)、滅火彈、滅火劑等機(jī)具裝備，采用以水滅火、化學(xué)滅火、爆炸滅火等手段，對(duì)穿越隔離帶的沖火、飛火進(jìn)行及時(shí)、快速處置。

3.5.3 清守火場(chǎng) 明火撲滅后，應(yīng)組織15～20 人的火場(chǎng)清理看守隊(duì)伍，分成3～4 組，利用風(fēng)力滅火機(jī)、電動(dòng)噴霧器、脈沖氣壓噴霧水槍、超高速渦流噴射風(fēng)水滅火機(jī)等機(jī)具對(duì)火場(chǎng)、隔離帶上的余火余灰進(jìn)行細(xì)致清理，并噴撒水霧，防止復(fù)燃。清理看守火場(chǎng)應(yīng)達(dá)到無(wú)火、無(wú)煙、無(wú)汽后，隊(duì)伍方可撤離。

4 結(jié)語(yǔ)

采用新裝備、新技術(shù)后，撲火效率顯著提高，從2001—2010 年與2011—2020 年兩個(gè)十年森林火災(zāi)數(shù)據(jù)對(duì)比來(lái)看，平均單起受災(zāi)面積約從10.62 hm2下降到3.93 hm2，下降了63%；撲火時(shí)間從176 min下降為115 min，減少1 h；用工數(shù)從88.4 工減少為61.9 工，下降30%；無(wú)復(fù)燃現(xiàn)象發(fā)生[15]。由于采用了先進(jìn)高效的機(jī)具裝備，使隊(duì)伍兼具隔離、滅火、清理、看守、自救功能，處置森林火災(zāi)能力大幅度提升，可以科學(xué)、高效、安全應(yīng)對(duì)各種危難險(xiǎn)重森林火災(zāi)，滿足撲大火、救大災(zāi)的要求。基于隔離為基礎(chǔ)，實(shí)行多法融合滅火，形成一套“隔離+”新型滅火技術(shù)，將為我國(guó)南方山區(qū)森林火災(zāi)處置提供借鑒。