基于PyroSim的林区道路防火阻隔功能研究

  目的  林道网络及其宽度是林业生产、交通和旅游的需求，在发挥其最大经济效益的同时，兼顾林火巡护监测、应急救援，以及发生火灾时快速运送扑救人员和装备，阻隔森林火灾蔓延和发挥防火隔离功能。  方法  运用火灾动态仿真模拟软件PyroSim分别以坡度25°、35°、45°，风速1、2.5、4.5 m/s，林道宽度2、4.5、6 m构建云南松林微观山体模型，施加长12 m、宽1 m、热释放速率4.6 × 104 kW/m2的带状火源，模拟中等强度林火研究不同林道宽度的防火阻隔功能。  结果  林道宽度2 m无法满足防火隔离需求。林道宽度4.5 m的防火阻隔功能一般，当坡度超过35°、风速大于4.5 m/s时易失效。林道宽度6 m拥有较强的防火隔离功能，能较好阻隔中等强度的林火蔓延，可满足坡度小于45°、风速小于4.5 m/s的情况，当风速大于4.5 m/s时该林道宽度的隔离功能可能失效。中等强度的森林火灾火场中心温度在700 ~ 1 200 ℃左右，热释放功率可达3.0 × 105 ~ 9.0 × 105 kW，蔓延山坡10 m只需约1 min，可燃物燃烧速率60 s可达到40 kg/s以上。  结论  云南省云南松林区道路宽度建议设置为6 m，能够取得较好的防火效益。常年处于高风速，坡度大于45°，树种高大的林区建议增加林道宽度至8 ~ 10 m。此外本研究应用PyroSim建立火场模型仿真模拟林道阻火功能是可行的，可为林区道路建设的合理设计、确定林道密度和宽度的阻火功能指标与经济效益相适应的最大限度阈值、降低森林火灾破坏力具有一定的指导意义。      

澳大利亚桉树林火灾研究进展

森林火灾是全球范围内最严重的自然灾害和突发性公共事件之一。林火研究的主要驱动力包括植被特点（尤其是大面积人工林,如桉树林等）、火灾风险评估和火前预防、火后恢复以及林火监测的现实需求等。文中从澳大利亚桉树林的火灾发生机制、林火对生态环境的影响、林火时空格局、火管理和火监测—预警—风险评估技术与方法等方面,综述了21世纪以来澳大利亚桉树林火灾研究进展并展望了桉树林火灾未来研究的方向,以期为我国桉树人工林的可燃物管理、林火监测与预警技术等提供借鉴。     

气候变化背景下云南松林火灾害的响应规律研究

基于1990—2018年云南省云南松分布区气象数据和森林火灾数据,采用Mann-Kendall趋势检验法、对比分析法以及相关性分析研究气象指标与森林火灾的动态变化趋势和响应规律。结果表明:(1)防火期平均气温在1998—2018年达显著上升水平,年均与防火期的平均相对湿度均在1995—2018年达显著下降水平;年均及防火期的平均风速均在1995—2004年达显著下降水平,防火期平均风速在2010-2018年达显著上升水平;(2)年均气温和相对湿度、防火期降水量和平均相对湿度呈下降趋势,其他气象指标呈上升趋势;(3)各气象指标对森林火灾的影响强度为年均气温>防火期平均气温>防火期平均相对湿度>年均相对湿度,4个指标均达到极显著水平(P<0.01);(4)火灾气象指标评价得分总体呈上升趋势;(5)云南松火灾次数年际波动较大,总体呈下降趋势,1990—2010年火灾次数增加,2011—2018年明显减少。     

柞木燃烧蔓延规律及释烟特性研究

[目的]灌木林内植被生长连续、多藤蔓附生,在垂直、水平方向分布紧密,可燃物负荷量大,燃烧蔓延速率快、火强度高.柞木是云南省典型灌木林植物代表,开展燃烧蔓延及释烟特征研究可为灌木林火防治提供科学依据,减少灌木林火发生频率,保护森林资源.[方法]以云南省局部山地地形、柞木植被数据为基础,利用Fire Dynamics Simulator(FDS)建立微观山体柞木林模型,设置5种坡度(0°、15°、25°、35°、45°)、2个火源位置(火源1、2分别位于坡度15°、0°),分别模拟4种风速(0 m/s、1.5 m/s、2.5 m/s、3.5 m/s)条件下柞木林火燃烧,研究柞木林火燃烧蔓延规律、温度变化趋势、CO浓度、CO2浓度、烟气流速、烟气热辐射.[结果]微观柞木林模型燃烧约100 s趋于稳定,风速≤2.5 m/s的初始燃烧阶段,坡度15°与25°、35°与45°区域燃烧温度几乎同时达到反应温度300℃,柞木林火在以上连续坡度范围内蔓延速度更快;火源1为起火点时,25 s内,3.5 m/s风速时坡度15°区域为主要蔓延位置;平地内燃烧温度可达2000℃、烟气热辐射量为1500～1700 kW/m2、烟气流速约15 m/s,均高于其它坡度;下山火受逆风影响蔓延较为困难,风速3.5 m/s时下山火发生概率较小;在柞木林火模拟过程中,烟气流速与坡度呈负相关,坡度增加风速降低,烟气流速越小;烟气热辐射的初始上升速率较为缓慢,150 s左右数值变化趋于稳定.[结论]FDS软件模拟微观柞木林模型燃烧与实际火灾发生蔓延状况大致相同,可作为森林火灾燃烧蔓延规律及烟气释放特征研究的有力工具.模拟结果可为柞木林火预防、扑救提供科学指导,有效提高森林防火的工作效率.     

澳大利亚草地火研究进展

随着全球气候变化,尤其变暖明显,干旱天气常现,草地火频繁发生,给全球生态环境带来了巨大影响。文中从草地火形成机制、火对草地生态系统的影响、草地火时空格局及规律、草地火监测预警及预测预报、草地火管理、草地火风险评估、引燃草地火的火源等方面来阐述澳大利亚草地火研究进展,总结草地火研究存在的问题,并展望草地火未来研究的方向。研究结果能为我国草地火的预防与扑救提供参考,为我国及时调整现行草地火管理政策、改进草地火防控措施以及草地火生态、可持续经营管理提供借鉴。     

基于“11.8”加州森林火灾探析云南林区火灾防控策略

全球气候暖干化背景下世界各地森林火灾频发,美国加利福利亚州在此影响下发生了"11.8"特大森林火灾,严重干扰生态环境,造成了巨大经济损失和恶劣社会影响。从气候因素、植被条件、火源管理、消防灭火扑救力量等方面分析此次火灾成因,提出森林可燃物管理、隔火带分区划分、消防队伍力量建设、森林防火期天气监测预报和森林保险等多方面策略防控云南森林火灾,对减少云南林区火灾具有一定的理论指导意义。     

柞木燃烧蔓延规律及释烟特性研究

[目的]灌木林内植被生长连续、多藤蔓附生,在垂直、水平方向分布紧密,可燃物负荷量大,燃烧蔓延速率快、火强度高.柞木是云南省典型灌木林植物代表,开展燃烧蔓延及释烟特征研究可为灌木林火防治提供科学依据,减少灌木林火发生频率,保护森林资源.[方法]以云南省局部山地地形、柞木植被数据为基础,利用Fire Dynamics Simulator(FDS)建立微观山体柞木林模型,设置5种坡度(0°、15°、25°、35°、45°)、2个火源位置(火源1、2分别位于坡度15°、0°),分别模拟4种风速(0 m/s、1.5 m/s、2.5 m/s、3.5 m/s)条件下柞木林火燃烧,研究柞木林火燃烧蔓延规律、温度变化趋势、CO浓度、CO2浓度、烟气流速、烟气热辐射.[结果]微观柞木林模型燃烧约100 s趋于稳定,风速≤2.5 m/s的初始燃烧阶段,坡度15°与25°、35°与45°区域燃烧温度几乎同时达到反应温度300℃,柞木林火在以上连续坡度范围内蔓延速度更快;火源1为起火点时,25 s内,3.5 m/s风速时坡度15°区域为主要蔓延位置;平地内燃烧温度可达2000℃、烟气热辐射量为1500～1700 kW/m2、烟气流速约15 m/s,均高于其它坡度;下山火受逆风影响蔓延较为困难,风速3.5 m/s时下山火发生概率较小;在柞木林火模拟过程中,烟气流速与坡度呈负相关,坡度增加风速降低,烟气流速越小;烟气热辐射的初始上升速率较为缓慢,150 s左右数值变化趋于稳定.[结论]FDS软件模拟微观柞木林模型燃烧与实际火灾发生蔓延状况大致相同,可作为森林火灾燃烧蔓延规律及烟气释放特征研究的有力工具.模拟结果可为柞木林火预防、扑救提供科学指导,有效提高森林防火的工作效率.     

集雨井在森林消防中的应用研究综述

以水灭火是森林火灾首选扑救方法,水源是水灭火技术的基本条件。森林消防集雨井是在林区积蓄雨水的密闭型储水设施,发生森林火灾时可打开进行水灭火。通过收集国内外森林防火技术文献资料和实地考察,总结集雨井优势,分析其在森林消防中的利用和布设现状,提出未来森林消防集雨井应用需解决的问题,可为林火管理部门的火灾扑救工作提供一定的科学参考。