地面林火蔓延的几种形式及其计算方法

研究地面林火蔓延的各种形式及其计算方法,有助于更准确地计算林火蔓延速率、火场面积及林火强度。计算林火蔓延速率,不仅可以对林火行为和火灾危害程度进行预测预报,还可以及时了解火场面积大小,为扑火指挥员作出扑火的动态决策提供科学的依据,并能确定和预报规定火烧的安全指     

森林火灾蔓延模拟现状与展望

在国内外研究林火行为的基础上,对近年来我国实现林火蔓延模拟所采用的主要方法及其选用的林火蔓延模型进行了深入阐述,并讨论了这些方法的适用范围及其优缺点,以及林火研究今后的发展趋势。     

大兴安岭林火蔓延规律的野外试验研究

大兴安岭林火蔓延规律的野外试验研究王贤祥，韩树庭，王刚，王安明，石生彩（黑龙江省森林保护研究所）为了全面、系统、深入地研究大兴安岭林火蔓延和能量释放规律，不仅要对森林火的实际火场火行为进行观测研究，还需要通过野外试验及室内试验进行研究。在我国现有条件...     

基于GIS模型的林火蔓延研究

森林火灾的扩展具有时间性和空间特征、随着人类对火灾知识的不断增长和3S空间信息技术的快速发展，利用GIS和卫星遥感技术来进行林火蔓延研究在森林防火中的作用已越来越重要。本文综合分析了林火蔓延的影响因子，着重阐述了如何运用基于GIS的林火蔓延模型来进行林火蔓延的模拟和火行为的时空格局分析。     

林火蔓延的计算机模拟与可视化研究进展

林火蔓延是林火行为的主要表现形式。本文对各种林火蔓延的计算机模拟和可视化技术的最新研究状况和发展趋势进行综述。首先,分析林火蔓延相关数学模型的类别和特点、模型发展方向与体系形成。其次,讨论基于元胞自动机的和惠更斯原理的二维林火模拟与显示技术,以及三维虚拟林火环境构建技术。最后,就林火蔓延模拟与管理信息系统的最新发展进行概括。认为林火蔓延模拟与可视化的研究与开发除向高精度与实用化等方向发展外,今后将更注重真实感环境下的多维虚拟森林景观构建、多用户参与的快速决策能力(如协同灭火)以及网络信息服务等方面。     

王正非林火蔓延模型改进研究

王正非林火蔓延模型是目前国内比较先进的森林火灾蔓延模型,但是由于林火行为的复杂性,此模型在准确率和普适性方面仍存在许多不足。本文结合已有的成果进一步改进王正非模型,增加了可燃物湿度对林火蔓延速度的影响,改进了林火初始速度的计算方式。针对各种坡度对林火蔓延行为的影响给出了一个计算公式。与改进前相比,改进后的模型使其对林火蔓延情况的预估更为精准。     

林火蔓延模型的研究与实现

以可视化开发环境Visual Basic6．0与Map Objects控件作为系统开发平台,建立以东北林业大学帽儿山实验林场为研究区域的林火蔓延可视化系统。根据影响林火行为的各项因素,将空间信息和属性数据结合在一起,并将GIS技术成功应用到系统中,实现了在栅格地形背景图上进行林火蔓延的动态模拟,获得同一燃点在不同蔓延模型下的林火蔓延扩展图像。     

基于GIS模型的林火蔓延计算机模拟

采用王正非和毛贤敏的组合模型,以Visual Studio2008作为开发平台,使用C#3.5语言实现计算机模拟运算,最终结合ArcEnginet9.3相应控件对模拟结果数据进行可视化呈现,生成林火蔓延图,实现对林火蔓延的动态模拟,可视化地表达林火的燃点位置、蔓延趋势、方向及不同时刻的燃烧状态。由于在模拟运算时对所有数据都采用IO流操作,较读写栅格数据提高效率,同时通过动态生成林火蔓延速度来更加合理的描述林火蔓延,充分发挥王正非和毛贤敏的组合模型,在风速、风向和地形上,对林火蔓延速度描述更为准确。通过对模拟结果的分析得出,在起火点位置数据合理的情况下,模拟效果很好。     

微机在立体地形图上模拟林火蔓延趋势的研究

利用微机来测算林火蔓延速度,根据实地条件,在计算机中设计程序框图,计算机即可判断火点蔓延趋势;计算出坡度影响因子,火点在t时间内蔓延半径;火点至蔓延区域内各网络点所需时间;利用求得时间数组,绘制时间等直线,亦即林火的蔓延趋势。     

林火蔓延方向的浅析

林火蔓延方向的浅析蒋礼，杨柳，周建军（中南林学院）（中国科学技术大学）在林火行为研究中、人们常把主要注意力集中于研究扑火蔓延速率上。当然．林火蔓延速率不仅在理论上有重要意义。而且在实际中更重要。但我们不能忽视林火蔓延方向。它的意义不在于林火蔓延速率。...     

林火行为和扑救技术研究进展

森林火灾会破坏森林资源,积极开展林火扑救研究对于保护森林资源具有重要意义。林火行为研究一直是林火研究领域的重点。文中针对地下火、地表火和树冠火3种类型,从火行为和扑救技术2个方面进行综述;认为通过研究林火发生与蔓延机理,建立基于燃烧物理机制的火增长模型,是发展林火扑救技术的科学基础。林火行为未来研究的重点是,探究自然条件下的地下火蔓延机制,发展地下火探测技术;完善地表火和树冠火蔓延的物理模型,确定地表火向树冠火转换的临界条件;提升火行为预报能力和开发扑救装备,增强扑救能力。     

A mathematical model of mould growth on wooden material

Summary A mathematical model for the simulation of mould fungi growth on wooden material is presented, based on previous regression models for mould growth on sapwood of pine and spruce. Quantification of mould growth in the model is based on the mould index used in the experiments for visual inspection. The model consists of differential equations describing the growth rate of the mould index in different fluctuating conditions including the effect of exposure time, temperature, relative humidity and dry periods. Temperature and humidity conditions favourable for mould growth are presented as a mathematical model. The mould index has an upper limit which depends on temperature and relative humidity. This limiting value can also be interpreted as the critical relative humidity needed for mould growth depending also on the mould growth itself. The model enables to calculate the development of mould growth on the surface of small wooden samples exposed to arbitrary fluctuating temperature and humidity conditions including dry periods. The numerical values of the parameters included in the model are fitted for pine and spruce sapwood, but the functional form of the model can be reasoned to be valid also for other wood-based materials. Received 18 May 1997     

利用Parks模型评估扑火费用的合理性

如何以最少的投入扑灭火灾,把火灾损失降至最低限,是非常关键的。对每次火灾后的扑火费用计算和评估有利于指导和优化今后的扑火工作。本文利用parks数学优化模型对相关参数进行了计算并在设定条件下对计算结果作了比较。     

Long-term effects of fire frequency on carbon storage and productivity of boreal forests: a modeling study

Climate change is predicted to shorten the fire interval in boreal forests. Many studies have recorded positive effects of fire on forest growth over a few decades, but few have modeled the long-term effects of the loss of carbon and nitrogen to the atmosphere. We used a process-based, dynamic, forest ecosystem model, which couples the carbon, nitrogen and water cycles, to simulate the effects of fire frequency on coniferous forests in the climate of Prince Albert, Saskatchewan. The model was calibrated to simulate observed forest properties. The model predicted rapid short-term recovery of net primary productivity (NPP) after fire, but in the long term, supported the hypotheses that (1) current NPP and carbon content of boreal forests are lower than they would be without periodic fire, and (2) any increase in fire frequency in the future will tend to lower NPP and carbon storage. Lower long-term NPP and carbon storage were attributable to (1) loss of carbon on combustion, equal to about 20% of NPP over a 100-200 year fire cycle, (2) loss of nitrogen by volatilization in fire, equal to about 3-4 kg N ha(-1) year(-1) over a 100-200 year fire cycle, and (3) the fact that the normal fire cycle is much shorter than the time taken for the forest (especially the soil) to reach an equilibrium carbon and nitrogen content. It was estimated that a shift in fire frequency from 200 to 100 years over 1000 Mha of boreal forest would release an average of about 0.1 Gt C year(-1) over many centuries.     

滇中地区森林火险等级预报方法的研究

经引起滇中地区森林火灾的主要细小可燃物的含水率及初始蔓延速度的大量试验数据为基础，结合大量林火历史资料，气象历史资料统计分析，找出规律，在对森林火险等级进行实测的基础上，建立数学模型和预报方法。经验证及对预报效果分析证明，本预报方法符合客观实际，是一种符合科学规律、简易、实用的预报方法，同时对引起滇中地区特大森林火灾的大气环流形势及物理量的变化作了分析，掌握了有关规律，为该地区的特大森林火险预报提     

虚拟景观下林火蔓延三维可视化研究进展

林火行为的研究与RS、GIS、GPS、林火数学模型、信息网络、数据库、计算机图形学、虚拟现实等技术密切相关,近些年来,这些技术的发展以及其集成化,使得对林火的研究从二维表达方式,再到如今的三维可视化表达,经过了一个又一个阶段.林火蔓延模拟与可视化的研究趋势是注重真实再现三维虚拟森林景观、多用户参与快速决策和网络信息服务等方面.文章以林火模型的发展、林火模拟系统的实现、以及与之相关的可视化技术的发展、林火模拟的实例几点为框架,对如今虚拟景观下林火蔓延三维可视化技术的研究状况和趋势进行了概述.     

Probability of surface fire spread in Brazilian rainforest fuels from outdoor experimental measurements

This paper describes the development of a logistic model to predict the probability of surface fire spread in Brazilian rainforest fuels from outdoor experimental measurements. Surface fires spread over litter composed mostly of dead leaves and twigs. There were 72 individual outdoor experiments in eighteen sites. The fire propagated in 49% of the experiments. In each experiment, the litter height, litter temperature, unburned litter mass, wet and dry litter mass, soil temperature, wet and dry soil mass, ambient wind velocity, ambient air temperature, ambient air relative humidity and duration of fire spread were measured. Using these data, the rate of fire spread, litter bulk density, litter and soil moisture content, litter load and litter residue fraction were determined. For the sake of analysis, experimental results were classified into two groups: one for which the fire propagated and the other one for which the fire self-extinguished. Analyses of a logistic regression model showed that the relevant parameters for fire propagation are litter height and litter moisture content. Concerning the probability of successful fire propagation, the model showed a true positive rate of 71% and a true negative rate of 84%. The outdoor experiments also served to gather data to improve the understanding of surface fires and to provide input data for future computer simulations.     

林火蔓延过程中辐射换热和点燃特性分析

【目的】基于辐射换热原理和火行为模型,从理论角度研究林火蔓延过程中火源辐射换热规律以及辐射点燃的特点。【方法】林火蔓延过程中的燃烧区为辐射源,其向火蔓延前方的热辐射等效为矩形辐射面。矩形热辐射面的长度为火焰长度,宽度对应火线宽度;环境风速的变化导致热辐射面出现不同程度的倾斜。选取枯立木和枯倒木这2类林火环境中典型可燃物作为辐射接受体,并分别设定接受体微元距地面1.5 m高和贴于地面。将林火蔓延以及至林缘后熄灭过程中对目标物的辐射换热分2个阶段计算,由此推导出接受体的瞬态辐射换热通量和累积的辐射换热量的计算式,并相应构筑辐射点燃的判据。与此同时,结合以往对林火行为规律的认识建立起林火蔓延以及至林缘衰弱熄灭过程中火行为参数间的关系式以辅助模型计算。基于火灾安全计算的有效性原则,设定火灾场景为最糟糕情形,即火焰温度赋值为1 200 K、发射率为1.0,并且一般情形下热辐射在大气中透过率为1.0。计算过程中,取火焰火宽度50 m,火焰长度变化范围为5 m～40 m,而风速变化范围则为0 m·s^-1～10 m·s^-1。【结果】针对特定野外试验工况试算结果确认,辐射换热通量计算结果与野外测量数据高度一致,由此验证了辐射换热模型的可靠性。针对若干火灾场景开展系列计算表明,无论是接受到的辐射换热通量还是累积辐射换热量,枯立木相对于枯倒木都占有优势,但这种优势随环境风速增大有所削弱。火焰蔓延至林缘后对接受体的辐射换热为其能量积累做出主要贡献,是造成辐射点燃的主要能量来源。【结论】随着接受体与林缘间距离的增大,目标物的能量积累水平迅速降低;火焰长度和环境风速则通过改变热辐射辐射换热效率和持续时间以影响辐射点燃的条件。以林缘附近枯立木作为接受体开展热辐射点燃条件的计算证实,当树冠火焰长度增至40 m,30 m以上间隔都能有效避免辐射点燃现象。如果替换成生物防火林带,该间隔则可以大大缩短。本项工作凸显生物防火林带在阻隔林火中的重要性,同时为林火阻隔系统的设计以及林区设施的保护提供特定理论指导。     

林火生态因子的时空动态

本文从林分的时空角度入手 ,着重分析了不同林分、林龄、郁闭度随时间的推移导致森林火灾危险性的变化 ,其一般规律是 :中郁闭度林分 ,年龄增加、郁闭度增加 ,林木枝下高增加快 ,从而地表火发生率降低 ,树冠火危险性增大 ;长期未郁闭的疏林 ,地表火危险长期存在 ,林分生产力低 ;灌木、草坡是地表火发生率最高 ,生产力最低的类型。所以 ,根据不同分区林分特点 ,提出了合理的营林防火措施     

人工林防火林带网络密度的研究

根据森林经济效益，建立精确计算防火林带网络最大允许密度的数学模型，以例说明在人工林防火林带网络密度的可行性评判应用，为防火林 带网络建设提供依据。