森林火災(zāi)應(yīng)急救援裝備技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展

高敏

（山東省煙臺(tái)市應(yīng)急救援保障服務(wù)中心，山東 煙臺(tái) 265500）

在全球氣候變暖背景下，我國(guó)森林火災(zāi)呈現(xiàn)高發(fā)態(tài)勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2020年，我國(guó)森林面積為2.2億公頃，同時(shí)很多地區(qū)森林火災(zāi)頻發(fā)。隨著科技發(fā)展，人們對(duì)森林火災(zāi)的認(rèn)識(shí)不斷加深，已經(jīng)研制出許多防火設(shè)備，更多先進(jìn)技術(shù)也被引入森林防火、救火領(lǐng)域。

1 森林火災(zāi)應(yīng)急救援裝備技術(shù)現(xiàn)狀

1.1 單兵裝備

由于森林火災(zāi)單兵防火裝備結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，方便攜帶，可以有效撲滅強(qiáng)度較低的地表火，所以被廣泛應(yīng)用到森林火災(zāi)中的地面撲火中。其中單兵防護(hù)裝備主要包含消防頭盔、阻燃服、手套、防火鞋、阻燃帳篷、阻燃睡袋、防火面罩等。單兵滅火裝備包含撲火耙、風(fēng)力滅火機(jī)和水槍等。隨著科技的發(fā)展，我國(guó)上述這些裝備已經(jīng)實(shí)現(xiàn)配套生產(chǎn)，而且工藝較為先進(jìn)，結(jié)實(shí)耐用。我國(guó)森林火災(zāi)中經(jīng)常使用的滅火裝備有三號(hào)工具、水槍、風(fēng)力滅火機(jī)和滅火炮。

三號(hào)工具的外表和掃把類(lèi)似，有著攜帶方便的特點(diǎn)，此種單兵裝備成本較低，通常在撲打低強(qiáng)度地表火中使用。

森林火災(zāi)單兵裝備中的水槍也可以稱(chēng)為滅火水槍?zhuān)撗b備多數(shù)是背負(fù)式，單次可以裝20kg左右的水，射程在5m左右，通常用于制作水澆防火線和清理低強(qiáng)度地表火。

風(fēng)力滅火機(jī)的動(dòng)力來(lái)源是小型二沖程汽油機(jī)，在其出風(fēng)口2.5m左右，風(fēng)力為30m/s左右，和自然環(huán)境中的9級(jí)風(fēng)力相當(dāng)。通常使用在低于2m左右的林火中，但該裝備在撲滅暗火方面較為吃力。另一方面，經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)后的風(fēng)力滅火機(jī)可以和干粉盒或者水帶連接，從而達(dá)到提升滅火效率的目的。

滅火炮的外形和迫擊炮較為相似，原理是利用高壓將空氣當(dāng)作炮彈打出，高壓空氣內(nèi)包裹著滅火粉。此裝備對(duì)撲滅近距離山火非常有效。目前基于火箭炮基礎(chǔ)上研發(fā)出的滅火炮可以一輪齊射多個(gè)含有滅火粉的火箭彈，而且還可以精準(zhǔn)控制其落點(diǎn)。

1.2 森林消防車(chē)

當(dāng)前使用的森林消防車(chē)大多數(shù)都是以軍用車(chē)或者工程車(chē)改裝而成。所以森林消防車(chē)通常具有極強(qiáng)的越野性能和防護(hù)性能，不但能給森林消防人員提供良好的機(jī)動(dòng)性，還能提供較高的安全保障。根據(jù)森林火災(zāi)的實(shí)際情況可以在森林消防車(chē)上安裝不同的設(shè)備。以噴灑水為主的消防車(chē)其中裝有大容量容器以及噴灑系統(tǒng)，滅火劑以水為主，在一些特殊情況下為提升滅火效率，會(huì)在容器內(nèi)適當(dāng)添加化學(xué)滅火劑。就以我國(guó)531森林消防車(chē)為例，該消防車(chē)是以裝甲車(chē)為基礎(chǔ)改裝而成，最大載水量為2t，噴水距離最高可達(dá)30m，不但保留了裝甲車(chē)的原有性能，還加裝了大容量容器。而專(zhuān)門(mén)用于噴灑滅火劑的森林消防車(chē)，原理是利用炮射系統(tǒng)準(zhǔn)確地將滅火劑拋撒至火場(chǎng)中，其有著機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、準(zhǔn)確度高、拋撒距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)，所以該種森林消防車(chē)是較為理想的滅火裝備，該拋射系統(tǒng)是利用軍用裝置的發(fā)射原理，所以拋射滅火劑的森林消防車(chē)很多都是直接由軍用裝備為基礎(chǔ)進(jìn)行改裝。輔助型的森林消防車(chē)主要包括滅火救援車(chē)、火場(chǎng)工程車(chē)等，其中滅火救援車(chē)可以給消防員的生命安全提供保障，還可以在火場(chǎng)之中穿梭執(zhí)行任務(wù)?；饒?chǎng)工程車(chē)的作用為幫助消防員制作防火道，清除森林中的雜草和樹(shù)木等。

我國(guó)森林消防車(chē)的發(fā)展時(shí)間較短，主要是以引進(jìn)國(guó)外消防車(chē)型為主，或者是參照其功能進(jìn)行改進(jìn)和設(shè)計(jì)。但隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，在森林消防車(chē)方面不斷加大科研力度，現(xiàn)在已經(jīng)有很多屬于我們自己的森林消防車(chē)。從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，就已經(jīng)不斷的有森林消防車(chē)被研發(fā)出來(lái)，比如北京林業(yè)大學(xué)主導(dǎo)研發(fā)的CGL25/5森林消防車(chē)，該型號(hào)和原本消防車(chē)相比較在系統(tǒng)參數(shù)和設(shè)備配置方面有著很大提升和創(chuàng)新，該車(chē)型使用的是6輪驅(qū)動(dòng)，所以其具備著良好的越野性能，消防車(chē)不僅具備著消防泵，還有配備了手抬機(jī)動(dòng)泵等滅火機(jī)具，該設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)對(duì)外部環(huán)境中自然水源的直接利用，通常該型號(hào)森林消防車(chē)被廣泛應(yīng)用到各個(gè)林區(qū)城鎮(zhèn)，在撲救中等強(qiáng)度森林火災(zāi)和建設(shè)林火控制線方面有著良好的表現(xiàn)。由哈爾濱林業(yè)機(jī)械研究所主導(dǎo)研制的SX兩輪式森林消防車(chē)也是目前應(yīng)用較為廣泛的森林消防車(chē)，該型號(hào)森林消防車(chē)有著極強(qiáng)的越野性能，并在主機(jī)位置特殊安裝了消防設(shè)備，最大爬坡角度為25°，在撲救森林火災(zāi)和應(yīng)急救援方面有著良好的表現(xiàn)。6MX系列森林消防車(chē)有著可拆卸消防設(shè)備的特點(diǎn)，在該系列森林消防車(chē)型中可以隨意安裝水箱、消防泵、射水槍和管道系統(tǒng)，其滅火劑主要采用水，也可以適當(dāng)在水箱中添加化學(xué)滅火劑。

目前在森林防火領(lǐng)域中性能較好的森林消防車(chē)除上述CGL25/5、SX、6MX系列外，BFC804在森林火災(zāi)中也有著良好的表現(xiàn)。該型號(hào)森林消防車(chē)又被叫做履帶式消防車(chē)，有著極為強(qiáng)大的水陸兩棲越野性能和滅火功能，當(dāng)其在滿載狀態(tài)下時(shí)，質(zhì)量高達(dá)14500kg，爬坡角度高達(dá)32°，轉(zhuǎn)彎半徑最小為1.5m，在水面可漂浮，車(chē)速最高可達(dá)50km/h，消防水箱為3000kg，水槍揚(yáng)程為80m，射程為25m，而且還能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)射和噴射。通過(guò)上述可以發(fā)現(xiàn)，該森林消防車(chē)性能強(qiáng)大，曾被稱(chēng)為世界上性能最強(qiáng)的消防車(chē)，但其制造技術(shù)較難且成本過(guò)高，所以普及率不高。總而言之，我國(guó)當(dāng)前森林消防車(chē)種類(lèi)較為單一，通常都是以小型水罐車(chē)為主，具有泡沫滅火功能的森林消防車(chē)不多。這是因?yàn)樾⌒退捃?chē)的機(jī)動(dòng)性較強(qiáng)，對(duì)林區(qū)這種地形復(fù)雜的區(qū)域適應(yīng)性較強(qiáng)。

1.3 森林滅火劑

該種應(yīng)急救援裝備的作用主要是對(duì)森林火災(zāi)的蔓延起到阻隔作用，一些特殊的滅火劑甚至還可以起到撲滅和防止其復(fù)燃的作用。以作用為標(biāo)準(zhǔn)通常將森林滅火劑分為3種，阻燃劑、水增強(qiáng)劑和A類(lèi)泡沫劑。

其中阻燃劑也可以稱(chēng)為長(zhǎng)效滅火劑，其主要成分為硫酸銨鹽，通常使用在火焰前方還未開(kāi)始燃燒的可燃物表面，以間接的方式實(shí)現(xiàn)阻隔火焰，即使當(dāng)長(zhǎng)效滅火劑中的水分蒸發(fā)完后，還可以通過(guò)硫酸銨鹽來(lái)改變其燃燒過(guò)程，從而達(dá)到阻燃的目的，該效果在常溫常壓條件下甚至長(zhǎng)達(dá)數(shù)月，所以阻燃劑被稱(chēng)為長(zhǎng)效滅火劑。在20世紀(jì)80年代，我國(guó)各省份的研究所合作研制出了704型、75型、地面75型、704黏性型和82-3型用于森林火災(zāi)的滅火劑。在90年代初期，東北林業(yè)大學(xué)主導(dǎo)研制了適用于航空噴灑的滅火劑，由于硫酸銨價(jià)格較為低廉，所以被當(dāng)作主劑，再利用淀粉接枝丙烯酰胺和復(fù)配磷酸氫二銨，以此兩種為輔劑，從而達(dá)到長(zhǎng)效阻燃的目的。當(dāng)前長(zhǎng)效滅火劑在森林火災(zāi)中應(yīng)用較為廣泛，通常都是采用現(xiàn)用現(xiàn)配的方法，并在實(shí)際撲救森林火災(zāi)中取得了較為良好的成效。

水增強(qiáng)劑當(dāng)前的主要品種有水凝膠滅火劑，此種滅火劑的性能和覆蓋在燃料表面的厚度有直接關(guān)系，覆蓋的水凝膠層厚度越高，其阻燃性和抗燃燒性能就越好，由于其水分較大，所以在森林火災(zāi)中通常也用于直接滅火。潤(rùn)濕劑也是水增強(qiáng)劑中較為重要的一種，其滲透能力較強(qiáng)，在滅火方面有著非常良好的表現(xiàn)，潤(rùn)濕劑可以大幅度降低水體表面的張力，從而達(dá)到增加和可燃物接觸面積的目的，可以有效提升水體的潤(rùn)濕性能，可以快速撲滅火災(zāi)。目前該種水增強(qiáng)劑在我國(guó)森林消防應(yīng)急救援中配備的較為廣泛，甚至在一些應(yīng)急隊(duì)伍中還配備著進(jìn)口水凝膠滅火劑，該種滅火劑可以吸收100～1000倍質(zhì)量的水，有著極強(qiáng)的空投性能和流體性能，而且其粘附性也較強(qiáng)，通常和應(yīng)急救援隊(duì)伍中的單兵背負(fù)滅火裝備結(jié)合使用，不但可以直接撲滅森林火災(zāi)，還可以進(jìn)行后續(xù)的火場(chǎng)清理，在實(shí)戰(zhàn)中表現(xiàn)較為良好。

A類(lèi)泡沫劑的應(yīng)用范圍極為廣泛，可用于所有固體火災(zāi)，將其作為森林滅火劑只是其中用途之一，該種滅火劑的特點(diǎn)是利用碳?xì)浔砻婊钚詣﹣?lái)改變水體的物理形態(tài)，從而形成滅火泡沫，以此種方式大幅度提高水體的粘附性和滯留性，最終達(dá)到快速降低可燃物溫度的目的。另一方面，A類(lèi)泡沫劑的直接覆蓋還能起到阻隔作用，和普通水體相比加入A類(lèi)泡沫劑的水體有著更高的滅火性能。但目前該種技術(shù)已應(yīng)用到了森林消防車(chē)中，而且由于其價(jià)格較高，配備率不是很理想，所以其具體應(yīng)用方案和參數(shù)性能有待明確。

1.4 航空滅火裝備

航空滅火裝備是森林火災(zāi)應(yīng)急救援裝備中最為重要的組成部分，由于森林地形復(fù)雜，單單依靠消防車(chē)難以及時(shí)進(jìn)行支援，所以在森林中采用飛機(jī)進(jìn)行巡航和林火的撲救可以直接解決上述問(wèn)題。航空巡航滅火有著不受地形限制的特點(diǎn)，機(jī)動(dòng)性極強(qiáng)，支援迅速，可以直接精準(zhǔn)打擊火場(chǎng)，所以，航空滅火一定是未來(lái)森林火災(zāi)撲救的發(fā)展趨勢(shì)。就我國(guó)目前對(duì)航空滅火裝備的應(yīng)用情況來(lái)看，真正用于滅火的直升機(jī)數(shù)量不多，并且主要分布在航空護(hù)林總站中，并且機(jī)型大部分都為中小型飛機(jī)。即便森林火災(zāi)應(yīng)急裝備如此，仍舊在一些重大的森林火災(zāi)中發(fā)揮了重要作用。比如在前幾年某市的林區(qū)火災(zāi)救援行動(dòng)中，利用6架直升機(jī)進(jìn)行作戰(zhàn)，4晝夜內(nèi)灑水超過(guò)1000t，最后成功撲滅森林火災(zāi)。森林火災(zāi)火勢(shì)較大，一旦燃起會(huì)造成極大損失，并且短時(shí)間內(nèi)很難將其撲滅，通過(guò)利用直升機(jī)，可以在短短4天之內(nèi)就將其撲滅，由此可見(jiàn)，航空滅火裝備在森林火災(zāi)應(yīng)急救援中的地位。在我國(guó)多數(shù)重大森林火災(zāi)案例中，航空飛機(jī)都發(fā)揮了決定性作用。但由于我國(guó)目前直接應(yīng)用到滅火中的固定翼飛機(jī)數(shù)量不多，而直升機(jī)在滅火過(guò)程中有很強(qiáng)的局限性，很容易受到火場(chǎng)氣流影響無(wú)法懸停，也會(huì)被高海拔天氣所影響。在此種條件下，相關(guān)部門(mén)和研究人員越來(lái)越重視無(wú)人機(jī)滅火技術(shù)，但在實(shí)際中卻很少有應(yīng)用案例。

2 森林火災(zāi)應(yīng)急救援裝備技術(shù)展望

2.1 滅火劑環(huán)保方向

金山銀山不如綠水青山，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，生態(tài)環(huán)保相關(guān)問(wèn)題已經(jīng)受到廣泛關(guān)注。而森林火災(zāi)中應(yīng)用的滅火劑其中有著大量化學(xué)元素，而且在應(yīng)用過(guò)程中所使用的數(shù)量也較大，很多情況下雖然能夠順利撲滅森林火災(zāi)，但也會(huì)對(duì)林區(qū)的生態(tài)環(huán)境造成一定破壞，主要體現(xiàn)在對(duì)森林水源、水體中有機(jī)物富營(yíng)養(yǎng)化方面，所以森林滅火劑的未來(lái)發(fā)展方向應(yīng)當(dāng)是環(huán)保方向。我國(guó)目前在滅火劑環(huán)保方向的研究處于空白狀態(tài)，但在21世紀(jì)初期有不少學(xué)者開(kāi)展了森林滅火劑對(duì)水體生物的影響研究，比如水中的甲殼類(lèi)生物、水藻類(lèi)生物、魚(yú)類(lèi)等，通過(guò)活體試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，森林滅火劑在軟水和硬水中對(duì)有機(jī)物的傷害有著較大差異，并且在有機(jī)物生長(zhǎng)的不同階段森林滅火劑對(duì)其的影響程度也有很大不同，其中有機(jī)物在幼體階段森林滅火劑對(duì)其影響較小。此類(lèi)研究成果在國(guó)外也有案例，研究成果指出，森林火災(zāi)滅火劑中的長(zhǎng)效阻燃滅火劑對(duì)森林中地面植物造成的破壞較為嚴(yán)重，而A類(lèi)泡沫劑的使用會(huì)給森林中的水體生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)較大破壞。雖然森林滅火劑對(duì)森林生態(tài)環(huán)境會(huì)造成一定影響，但在實(shí)際應(yīng)用中卻不能減少使用，只能從提升其使用效率入手，盡可能減少使用數(shù)量，經(jīng)過(guò)綜合考量后，由于增加防火隔離帶的生態(tài)成本過(guò)高，如果能將森林滅火劑和航空滅火結(jié)合使用可以大幅度提升使用效率，最大限度減少森林滅火劑的使用，而且此種滅火辦法也是目前最為適宜撲救森林火災(zāi)的方案。

2.2 高效滅火裝備的研發(fā)

在森林火災(zāi)應(yīng)急救援裝備中，森林消防車(chē)所用的滅火彈也應(yīng)當(dāng)是日后發(fā)展方向之一，滅火彈可以有效提升森林滅火效率，但我國(guó)目前滅火彈的造價(jià)較高，所以售價(jià)較貴，1枚5kg的干粉滅火彈售價(jià)高達(dá)3000元，而且森林滅火彈在實(shí)際使用過(guò)程中通常都需要規(guī)?；?，利用森林消防車(chē)進(jìn)行齊射，對(duì)火場(chǎng)進(jìn)行大面積壓制，從而實(shí)現(xiàn)控制火勢(shì)的目的。正是由于其價(jià)格因素，所以進(jìn)行大規(guī)模推廣難度較高。另一方面，干粉滅火彈在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中很容易受到外界環(huán)境中風(fēng)力的影響，而水基型滅火彈又因?yàn)槠鋬?nèi)核為液體，在拋射過(guò)程中很容易受到重心變化的影響降低準(zhǔn)確度。

在森林消防車(chē)方面，我國(guó)目前在森林火災(zāi)應(yīng)急救援方面所使用的消防車(chē)大多是進(jìn)口，而且其動(dòng)力和越野性能有所欠缺，在應(yīng)用過(guò)程中很容易受到地形的影響。在森林應(yīng)急救援滅火裝備方面的發(fā)展中，應(yīng)當(dāng)降低干粉滅火彈的造價(jià)，提高水基型滅火彈的準(zhǔn)確程度，加強(qiáng)對(duì)森林消防車(chē)方面的研究，使其具備更為優(yōu)秀的越野性能和動(dòng)力性能，還應(yīng)當(dāng)具備自我保護(hù)系統(tǒng)，從而給森林火災(zāi)救援人員提供完善的生命安全保障。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)森林火災(zāi)進(jìn)行撲救是世界性難題，而對(duì)森林火災(zāi)應(yīng)急裝備技術(shù)開(kāi)展研究是一項(xiàng)長(zhǎng)期工作，這就需要煙臺(tái)應(yīng)急救援保障服務(wù)中心在日后工作中加強(qiáng)對(duì)應(yīng)急裝備技術(shù)的研發(fā)力度，設(shè)法實(shí)現(xiàn)技術(shù)方面創(chuàng)新，更好為煙臺(tái)市森林火災(zāi)防治保駕護(hù)航。