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文檔簡介

精品文檔-下載后可編輯不同條件下秦嶺林區(qū)森林火災蔓延速度的分析【摘要】秦嶺林區(qū)森林火災蔓延速度與時間、地形、氣象、可燃物等因子密切相關(guān),本文著力于研究不同條件下的火勢蔓延速度,找到其內(nèi)在規(guī)律性的東西。

【關(guān)鍵詞】秦嶺林區(qū);森林火災;蔓延速度

林火蔓延速度指單位時間內(nèi)火的蔓延擴展距離。林火的蔓延速度通常包括線速度、面積速度和周長速度。按其蔓延速度和對林木的危害,又可分為速進地表火和穩(wěn)進地表火。秦嶺林區(qū)一般情況下地表火蔓延速度為0.5km/h~1km/h,占火災總數(shù)的95%,上山火可達1km/h~3km/h,大風天氣達到5km/h?;牟萆?、竹林和油松飛播純林可形成急進地表火,火蔓延速度快,瞬間可達5km/h~8km/h,占火災總數(shù)的5%。當火場火蔓延速度大于5km/h,在秦嶺林區(qū),受地形限制和林木的阻礙,撲救人員被困火場基本沒有逃生的可能。在秦嶺林區(qū)每條溝都有常年河和主要為針闊混交林的限制,每天向同一個方向蔓延距離不超過3km。下面就影響林火的蔓延速度的因子做以說明:

1時間

1.1著火時間

秦嶺林區(qū)在森林火災發(fā)生著火以后,林火地表火蔓延速度較慢,據(jù)研究資料,火頭蔓延速度0.1m/s~0.7m/s,兩翼和火尾為0.1m/s~0.4m/s,經(jīng)15min~20min后,蔓延面僅為0.01hm2。如繼續(xù)發(fā)展,其火頭速度可增加到10m/s~15m/s,即每小時可蔓延0.5km~1km左右,這時是撲救森林火災的最佳時機。在計劃燒除時,應盡量避免大面積連續(xù)火燒,將所要燒除的林地分割成若干小塊,分塊點燒,以降低火蔓延速度,從而可以減少日用火不慎所造成的人為森林火災。在森林火災撲救時,也應把火場通過圍、堵、割等方法分成若干個小塊,以降低火蔓延速度和火強度,從而達到滅火的目的。

1.2燃燒時間

在上午10時至下午3時這段時間內(nèi)最易發(fā)生火災,因為在這段時間內(nèi)氣溫上升,陽光充足,使地表可燃物附近熱流達最大值,每天12時到14時是火蔓延速度最快之時,通常采用打防火線的辦法進行撲救,不主張直接撲打火頭。5時到7時是火火蔓延速度幾乎接近于零,火場燃燒程度最小,通常采用水澆土埋的打余火辦法進行撲救,有效把握這段時間以最小的代價殲滅火災。一般地講,白天林火蔓延快,夜間蔓延速度減慢,就松林而言,白天林火蔓延速度為0.85km/h,傍晚或早晨為70m/h,夜間則為0。

2地形

雖然地形對火的強度及其它火行為現(xiàn)象有影響,但它主要影響火的蔓延方向和速度。

2.1坡度

燃燒物質(zhì)向著太陽和風時,易干燥。實踐已經(jīng)確認陽坡易引起火災并傳播速度快,陰坡則正好相反。坡度大小影響可燃溫度的變化,坡度大可燃物易干燥。很明顯,當坡度大時,一個燃燒中心所產(chǎn)生向上的對流柱越靠近燃燒物質(zhì),這時物質(zhì)受到對流和輻射熱量的加熱從而加快干燥和燃燒。上山火燃燒強度傳播速度快,同時由于存在斜坡,燃燒物可能滑動滾下,從而點燃新的燃燒點。下山火燃燒較緩慢,有利撲救。當火從山上向山下蔓延至山腳后,再向上蔓延,會形成幾處火頭,擴大燃燒面積。撲火時,應盡可能把蔓延火控制在山腿前撲救。坡度主要影響火的蔓延速度。當坡度為18°時,火的蔓延速度是平地火蔓延速度的1倍,撲火人員行進速度降低1倍,火場表現(xiàn)為穩(wěn)進地表火,采用直接撲打法。當坡度為36°時,火的蔓延速度又增加1倍,撲火人員行進速度再降低1倍。當坡度為40°~70°時,火的蔓延速度是40°中等坡度的1倍,撲火人員不安全。如果坡度增至70°~100°,則火的蔓延速度將會再增加1倍,撲火人員幾乎無法到達,通常采用打防火線的辦法。

2.2海拔

海拔高度能影響防火期長短和可燃物量。山地隨著海拔高度的增加,氣溫逐漸下降,一般海拔每升高100m,氣溫要降低0.6℃,海拔越高,氣溫越低,相對濕度越大,地被物含水量也越大,降水量也有明顯增加,一般不易發(fā)生火災,但海拔高度大的山崗,風速也大,一旦發(fā)生火災,蔓延速度也就較快。

2.3峽谷

狹窄的通道,如凹形或V形的窄峽谷,對燃燒的火起到像煙囪似的疏導熱量作用,與寬闊的峽谷或?qū)掗煹陌夹蔚匦蜗啾?,其輻射更易使火沿山坡蔓延,火蔓延的速度比預計的在一般情況下的火蔓延速度要快。

2.4坡向

燃燒物質(zhì)向著太陽和風時,易干燥。實踐已經(jīng)確認陽坡易引起火災并傳播速度快,陰坡則正好相反。陽坡的火蔓延速度是陰坡的1.5倍。

2.5坡位

坡位不同,地被物多少及干旱程度不同,火災蔓延速度不同,低凹地多草叢,火燃燒猛烈。山頂及陡坡巖石處,可燃物稀少,不易燃燒,火燒到自滅,但山頂部燃燒的球果、枝條下滑后,又能引起新的著火點。

3氣象

3.1風

風增加燃燒區(qū)內(nèi)的空氣,使火焰溫度降低,但帶來了大量的氧氣,火焰被風吹后發(fā)生變化,不僅加大火焰長度,加劇了輻射和對流傳熱作用,使火燃燒得更加旺盛。在風速35m/s的情況下,火場周長各部分火蔓延范圍占周長總長的百分率分別為:順風火頭50%,側(cè)方40%,逆風火頭10%。無風時其百分率為:順風火頭25%,側(cè)方50%,逆風火頭25%。秦嶺林區(qū),風力在4級以下時,除荒草山而外,一般的地表火表現(xiàn)為穩(wěn)進地表火;在風力4級~5級時,即風速5.5m/s~9.8m/s,蔓延速度達到137hm2/h~173hm2/h,火場演變?yōu)榧边M地表火;風速度在3級以下時,上坡的風在山頂會回頭,形成反山氣流。因此,火在山脊和初下山位置時,一般火勢較弱,蔓延速度慢。所以,在火的山脊位置開辟防火線,營造防火林帶可發(fā)揮較好的阻火、滅火、防火效益。如果出現(xiàn)4級以上的風,則反山氣流消失,產(chǎn)生越山氣流,在山脊開辟防火線,在山的背部守候撲打下山火很不安全,蔓延速度加快,常在背坡20m范圍外開設(shè)防火線。風速對火蔓延速度的影響十分明顯,對可燃物水平連續(xù)性的影響程度大于坡度。

3.2溫度

干枯雜草燃點為150℃~200℃,木材為250℃~300℃。溫度升高7℃,林地可燃物含水率急劇減少,林火蔓延速度增大1倍。陽性雜草和易燃灌木地段,會突然增加林火蔓延速度,改變林火燃燒方向,產(chǎn)生高強度的林火。

4可燃物

4.1可燃物含水率

可燃物的形狀、結(jié)構(gòu)、大小、含水量不同,則蔓延快慢也不同,如矮小干枯的雜草、灌木燃點低、蔓延快;濕潤、粗大的枯枝、倒木不易燃,蔓延慢。森林可燃物是森林火災的基礎(chǔ)因素,其含水率的多少與火災的強度、蔓延速度密切相關(guān)。森林可燃物的含水率、相對濕度等氣象要素與林火之間的關(guān)系,通過實驗發(fā)現(xiàn),含水率小于5%極易燃,含水率6%~10%很易燃,含水率11%~20%易燃,含水率2l%~30%難燃或可燃,含水率大于30%不燃??扇嘉锖蕸Q定其火蔓延速度,含水率大,火蔓延速度慢,每提高3%點,蔓延速度降低1倍。林內(nèi)草本植物含水率較低、燃點較低、生長茂密,最易著火,首先著火,火蔓延速度快、火勢不大。林內(nèi)的木本植物含水率稍高、燃點較高、在草木的引燃下著火,火蔓延速度慢、火勢大。

4.2林分類別。

雜草、枯枝落葉,枝丫和采伐剩余物等構(gòu)成的地表火,蔓延速度快,是泥炭、腐殖質(zhì)和腐朽木等構(gòu)成地下火的13倍~14倍。一般林分形成的地表火,火頭前進速度小于2m/min,大風天氣、上山火形成的中速火的火頭前進速度在2.1m/min~20m/min,荒草山、竹林、油松飛播純林等快速火的火頭前進速度大于20m/min。針葉林的枝葉

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