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森林防火火源管理

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森林防火火源管理

森林防火火源管理范文第1篇

【關鍵詞】林業資源;森林;防火;管理措施

1 加強森林防火管理的重要性

1.1 加強森林防火管理有助于保護生態環境

眾所周知,森林資源對于我國的林業資源保護具有重要意義,加強森林防火管理不僅是發展林業資源的需要,更是保護生態環境的需要。由于我國屬于林業資源較為匱乏的國家,加上我國本身砍伐樹木、破壞環境的現象較為嚴重,若是發生森林火災,其后果不堪設想。由此可見,加強森林防火管理是保護我國林業資源與生態環境的基礎與必要工作。

1.2 加強森林防火管理有助于和諧社會的構建

森林防火管理對于林區人民同樣具有重要意義,森林火災不僅威脅著生態環境的安全,而且嚴重威脅著林區人民的人身安全與財產安全。只有切實做好防火知識宣傳教育,加強森林防火管理,才能真正保護人民的生存環境,避免導致我國經濟建設及人民生命、財產安全受到破壞。

2 加強森林防火的管理措施分析

2.1 加強森林防火的宣傳教育

加強森林防火管理,增強林業資源的保護,首先應當大力宣傳森林防火知識,加強其防火知識重要性及管理措施的宣傳與教育。可以通過開展各類宣傳電視、廣播與新聞廣告的方式進行防火管理知識講解,或通過設置各類宣傳口號、防火宣傳單、警示標牌等方式不斷向護林人員與林區人民灌輸森林防火安全意識及意義。經過各式各樣的森林防火宣傳與教育,引導人民資源投身到森林防火工作之中來,從我做起、從小做起,從根本上解決森林防火管理的力量問題。

此外,防火管理人員可以拓展各類宣傳途徑進行防火知識講解,例如,在各類報紙、電視臺、廣播節目進行防火管理重要性及措施介紹,或通過政務信息、各類新聞媒體進行大力宣傳。還可以在附近的中小學校門口及林區范圍內進行宣傳,以黑板報、宣傳單、文藝匯演、宣傳畫冊發放等各種形式,尤其應當加大力度向游客及林區人民進行防火管理宣傳、教育。

2.2 加強火源管理

2.2.1 加強野外生產用火及生活用火的管理

2.2.1.1 加強野外生產用火管理

其一,煉山、燒荒、燒牛坡等生產用火應當選在安全防火期內進行,在進行生產用火之前,必須確保其防火線質量合格、審批手續完善,并事先準備好撲火人員與撲火器械、工具,確保余火被完全清理干凈。此外,若天氣為大風天、傍晚,或屬于高火險期,則必須避免在此類時期進行野外生產用火。

2.2.1.2 加強野外生活用火管理

護林人員應當加強野外生活用火管理,確保野營人員生火做飯后離開前已將火源、余火徹底清理、撲滅。其用火地點適宜在接近河流、道路燈較為安全的地點,并在靠森林的一邊及時設置好防火線,由專人負責用火管理。

2.2.2 加強上墳燒紙用火管理

在清明節等關鍵節日,要突擊組織宣傳巡邏隊伍開展宣傳教育和巡邏,在墳地集中的地方,組織專人看守,在通往墳地的道口設立宣傳提示牌。確保在用火前必須將用火場地周圍的可燃物全面清理干凈,用火后必須等完全熄滅后才能離開。

2.2.3 加強兒童及智力不全的人員管理

少年兒童和智力不健全人員是森林防火的重點監管對象,必須加強對家長、教師和監護人的教育,請他們嚴格對兒童和呆傻人員進行看管,并通過與監護人簽訂保證書確保其不在野外玩火。

2.3 加強森林防火工作措施的落實

2.3.1 加大力度推行森林防火責任制

加強森林防火工作的管理,根據森林防火責任制,將防火管理部門中的各個人員的職責進行分門別類,由工作人員切實做好本分工作,將責任落實到管理工作上來。

其中,護林管理部門應當重點加強防火及救火的方案設置,并加強防火指揮系統、資源共享系統的建設,以高效、快速、全面的信息傳輸方式提供相應的防火管理與撲火信息,以便確保在火災發生的第一時刻探測到相應的警報信息。此外,落實森林防火責任制,應當采用簽訂責任狀、防火公約、樹立責任標牌等形式,把火源管理的責任落實到人頭、林地。加強護林人員防火管理的責任心,嚴格按照管理法規進行日常巡查,加大森林防火的管理力度。

2.3.2 完善森林防火運行機制

完善森林防火預案和應急預案、落實與完善規章制度,啟動每日零報告制度,形成統一指揮、功能齊全、反應靈敏、運轉高效的森林防火運行機制。

通過建立健全的防火運行機制,可以全面、有效的排除各種隱患。其中,各地應當在林區及時組織力量開展森林火災隱患大排查,隱患排查要做到縱到底,橫到邊,不留死角,不留盲區,確保漏洞得到及時堵塞,及時消除隱患。

2.3.3 加強巡查

為了及時發現火情,護林人員必須每天定期定時進行巡查、巡護,尤其在防火警戒期應當加大巡查的力度,這是實現“打早、打小、打了”的第一步。巡查巡護一般由護林防火人員執行。巡護方式主要有步行、騎自行車、騎摩托、乘坐汽車等。巡護主要任務有:進行森林防火宣傳,控制野外違章用火;依法檢查和監督防火規章制度執行情況;及時發現報告火情并積極組織撲救。

2.4 加強森林消防隊伍的建設

2.4.1 提高森林消防隊伍的專業素質水平

為了提高森林消防隊伍的專業素質,加強其撲火技術的培訓,提高其撲火的效率及質量是十分必要的。

首先,應當加強消防隊的技術培訓,可以通過火災模擬、演練的方式,結合其相應的地形、風向、風速等因素,進行消防救火演練,鍛煉消防員技術水平的同時,提高其應變能力。

其次,在防火期間,消防隊伍要處于高度的臨戰狀態,消防車輛和風力滅火機加足燃料,嚴陣以待,每天堅持起動試驗,背水桶加滿水,通訊電臺和手持機落實專人使用保管,保持通訊聯絡,確保萬無一失,一聲令下,立即行動。

最后,加強消防隊員的體能訓練,提高隊員的體能,鍛煉其意志力,時刻處于高度警惕之中,加強消防安全事項的管理,選取最適宜的撲火工具及撲火策略展開消防工作。

2.4.2 加強森林消防物質、設備的建設

各種撲火機具和電臺通訊設備以及消防專業車輛,是森林消防隊不可缺少的戰斗武器,必須要嚴格管理,堅持經常保養維修,落實專人負責。消防庫房要保持清潔衛生,各種機具編號注冊,要擺放整齊。

3 小結

綜上所述,為了避免發生重大森林火災,保護我國林業資源,必須加強對火源的管理及防火隊伍的建設,從根本上杜絕火災的發生,以免給林業資源帶來巨大的經濟損失,影響我國的生態環境水平,提高林業資源防火管理質量,從而可以有效的保證林業資源的安全性,推動林業的科學化、合理化發展。

參考文獻:

[1]彭光輝.森林資源保護與森林資源開發[J].當代教育,2006(02).

[2]楊樹槐,霍立文.掌握森林防火工作的規律,保護森林資源[J].吉林林業科技,1999(06).

[3]陳進.如何做好森林防火工作[J].社會與科學,2009(06).

[4]林學概論[S].北京:中國農業出版社,2008.

[5]森林防火條例[S].北京:中國法制出版社,2008.

森林防火火源管理范文第2篇

    1 林業資源保護工作的研究

    1.1 林業資源管理的理念研究

    林業資源不僅能夠為人們的生活提供木材資源,同時也能對人們生存的生態環境進行調節,因此,在發展過程中,林業資源企業在相關的產品生產方面是存在一定的排他性的,同時,在生產過程中一定要保證其能夠為企業帶來一定的經濟效益。如果林業生產企業在經營過程中不能利用林業資源獲得經濟效益,那么就會導致企業在生產過程中出現不能更好的進行生產活動,因此,要對林業資源進行更好的管理,這樣才能更好的保證其在發展過程中獲得更好的經濟效益,同時也能更好的利用林業資源。林業資源是公共服務中非常重要的材料供應,因此,政府在這方面要采取必要的政策,這樣才能更好的保證林業企業在發展過程中獲得更好的發展。

    1.2 相應林權企業對于林業資源的所有權支配

    我國在林業資源開發過程中通常采用的方式是將開采權轉讓給采伐者,國家在林業資源采伐過程中更多的是進行宏觀調控,因此,在對林業資源進行保護的時候,要將采伐者假定成為森林資源的保護者,這樣才能更好的對林業資源進行保護,同時在進行林產品生產過程中才能更好的將社會效益和經濟效益進行結合,這樣才能更好的保證林業資源得到更好的利用。

    1.3 我國林業資源的探索道路十分坎坷

    我國在發展過程中對經濟增長和工業化水平是比較重視的,因此,在林業資源管理方面也出現了兩種不同的產權制度,將林業資源形成了人民所有和集體所有的形式,這樣就使得政府和企業形成了一個整體,在管理手段方面有了更好的發展,但是,在林業管理方面并沒有形成公有制的形式。在管理體制方面出現了委托管理的形式,很多的林業局在管理方面存在著經驗不足的情況,這樣也使得在管理方面出現了創新能力不足的情況,導致林業資源管理過程中出現了預期和實際情況相反發展的情況。

    1.4 借鑒先進理論,中國林業資源管理將獲新生

    我國在林業資源管理方面是非常落后的,為了更好保證其發展,在林業資源管理方面可以借鑒先進的理論,這樣能夠更好的保證我國林業資源管理得到更好的發展。在林業資源開發過程中,經常會出現委托的情況,在這種情況下,國家的監督通常存在著力度不足的情況,這樣就使得很多的人在開采過程中經常存在著濫砍濫伐的情況,這樣會導致生態系統出現非常嚴重的破壞,導致人們的生存環境發生很大的變化。現在,人們為了更多的獲取經濟效益,出現了越來越多破壞環境的情況,同時在發展過程中也出現了對資源進行浪費的情況,為了避免出現這種情況,對人們的資源保護意識要進行提高,這樣在林業資源保護方面才能得到更好的發展。

    2 林業資源的防火管理措施

    對于森林資源來說,火災的發生對其影響是最嚴重的,同時也是其最大的威脅。森林一旦發生火災會導致很多的資源化為灰燼,同時對很多的珍惜物種會帶來滅頂之災,因此,森林出現火災不僅僅會對資源帶來很大的影響,同時對人們的生存環境也是會帶來很大的影響的。森林對調節人們的生存環境是有很大的影響的,因此,森林出現火災對人們的影響也是非常大的。森林在發生火災的時候會導致林業資源受到影響,同時,林地的覆蓋面積會出現減小的情況,這樣會導致出現嚴重的水土流失情況,同時,對周圍的水利工程和農業發展也會帶來非常嚴重的影響。一場森林大火不僅能夠燒毀大片林木資源,并且還能夠燒毀林區的房屋以及珍貴的動植物;為了能夠快速撲救森林大火,就一定要耗費大批的人力和物力。總而言之,發生森林大火就一定給我國與人民帶來重大的損失。所以,應該嚴格加強森林的防火措施,這將關系到相應的保護森林、發展林業的關鍵性工作,同時也將關系到整個國民的經濟發展與人民的生命財產安全的關鍵性人物,一定要認真抓好并抓實。

    2.1 森林大火的預防手段和管理工作

    森林大火是森林資源面臨毀滅性傷害主要威脅。能夠引起森林大火主要有三個主要的原因:可燃物、氧氣與火源。在森林中的可燃物與氧氣是任何時候都具備的,因此是導致森林大火的關鍵原因就是火源。發生森林大火的火源通常分為自然火源和人為的火源兩大類。因此管理人員要認真地落實“預防為主、積極消滅”與“打早、打小、打了”的管理方針。從建章建制的環節入手,也要嚴格其管理工作的紀律要求,廣泛地開展保護工作的宣傳教育,增強周邊群眾的防火意識,健全相關林火的預報和撲救機制,有效加強防火的基礎性設施的建設,盡量實現不發生或者減少發生森林大火;與此同時,一旦發生了森林大火,就要立即組織撲救工作,使火災的損失降低到最低的程度,火險的預報也需要在防火期之內,對于森林的火險狀況要進行預測、預報的工作,這也是森林防火工作管理的一項關鍵性措施。

    2.2 采取有效手段,加強野外火源的管理

    野外的火源管理工作也是森林防火工作中最為基礎、最為關鍵的任務。需要將野外的火源管理工作落實到森林火災發生之前。從抓好野外環境工作中的生產與非生產用火入手,同時也要狠抓野外火源的管理工作。不斷加大力度進行巡查,以消除隱患。發生森林火災的高險期與重大節假日之際,應該重點加大巡查工作的密度。在高火險時期的中午或者傍晚也是防火措施的重點管理時間段。管理人員要確保做到中午時間段不能下山,應該死看硬守森林資源,才能夠確保萬無一失。

森林防火火源管理范文第3篇

關鍵詞:護林防火;森林資源;應用

隨著社會經濟的不斷發展,人民的生活水平與思想意識都得到了顯著提高,而人民關注的重點已經從生活問題轉移到了環境問題。森林資源作為我國自然資源的重要組成部分之一,加強森林資源的管理,不僅有利于我國人民生活質量的提高,也有利于我國森林資源持續穩定的發展。森林資源管理工作中,護林防火工作最為重要。因此,制定相應的護林防火措施,是實現我國森林資源可持續發展的必要手段。

1 森林火災發生的原因

森林火災是較為常見的森林安全事故,也是對森林資源破壞最為嚴重的災害之一,因此森林火災的預防和救援,始終是森林資源管理工作的首要任務。從森林火災發生的原因來看,引起森林火災的主要原因分為兩種,分別是自然原因和人為原因。

1.1 自然原因

首先,我國內陸林區在夏季到來之時,氣候相對干燥炎熱,草木相對干燥易燃。一旦雷雨天氣來臨,天空中的閃電落到地面后,便會產生電火花,電火花產生的高溫會將干燥的草木點燃,并逐漸向森林中蔓延,從而引發森林火災;其次,在山區,山體滑坡或者巖石的坍塌也會因摩擦而產生火花,這些火花有可能會點燃周圍的干草、樹木,引發森林火災。據有關部門的資料統計分析,由于自然原因導致的森林火災,只占所有森林火災引發原因的百分之一左右,十分罕見。

1.2 人為原因

人類的生產活動對自然資源的影響很大。人類既是自然資源的開發者,又是自然資源的破壞者。據有關部門相關數據顯示,引發森林火災最主要的原因就是人為原因,人類的生產與生活,離不開對火資源的使用,無論是野炊、駕車出行、通緝區段以及打火機等可能產生火花,一旦火花與干草木結束,就會導致森林火災的發生。除此之外,惡意的縱火破壞以及由于管護人員自身素質差,導致的火災,也是引發森林火災的重要因素之一。

2 護林防火技術在森林資源管理中的應用

為了使我國廣大林區免受森林火災的侵害,我國森林資源管理相關部門必須加強護林防火管理,結合林區的實際情況,對原有的護林防火技術進行創新與改革。通過護林防火工作的預測、阻隔、通訊等方面,實現我國護林防火技術方面的突破,為我國森林資源的安全提供可靠保障。

2.1 護林防火預測技術

在加強森林火災防治工作的過程中,強化防火預測技術是基礎。優秀的防火預測技術,可以在森林火災發生以前,對火災發生的原因、可能發生火災的地區以及可能發生火災的大小等進行準確預測,使森林資源管護工作人員可以提前做好滅火救援的準備,以免森林火災發生之時,由于準備不足,導致火勢不斷蔓延,最終造成無法挽回的巨大損失。在強化防火預測技術的過程中,可以用我國制定的相關規章制度作為參考及發展方向,制定護林防火預測方案,對于預測中發現的火災隱患要及時解決,盡可能避免森林火災的發生。

2.2 護林防火阻隔技術

在森林火災發生以前,要根據該林區森林火災的相關記錄以及林區實際情況,制定詳細的護林防火計劃與方法,并準備好相關的防火救災設備。在森林火災發生以后,切忌慌亂,要嚴格按照火災發生前制定的計劃與方法來展開森林火災救援工作。為了防止火借風勢不斷蔓延,通常使用火燒法,將發生火災的地區與周圍的林區分割開來。

2.2.1 火燒法。火燒法是通過焚燒森林火災發生地點周圍的樹木,來阻止火勢蔓延的方法。這種方法可以減少火災蔓延方向的可燃物,從而達到阻止森林火災蔓延的目的。但是這種方法在使用的過程中,一定要對空氣的濕度以及風速進行準確的測定,以免由于火勢蔓延過快導致阻隔失敗。

2.2.2 防火線。埋設防火線也是一種有效阻隔火災發生的好方法,防火效果十分顯著。但是,在使用的過程中,每年需要使用大量的資金對防火線進行維護,成本投入很大。此外,構建防火線對于林區內的土質會造成一定的影響,引發水土流失。

2.2.3 防火林。防火林在一定程度上與防火線的原理相同,最大的不同在于防火線是通過使用技術設備來達到阻隔火勢蔓延的目的。防火林則通過自身的郁閉度,降低自身的易燃程度,從而來阻擋火勢的蔓延。但是,在實際的使用當中,要根據林區的實際情況,選擇最合適的技術來使用。

2.3 護林防火通訊技術

從過往的情況來看,我國的護林防火通訊技術始終停留在衛星通訊、無線通訊等方面,對于火災現場的情況,只能通過現場拍攝來進行轉播。隨著科學技術的不斷發展,我國的護林防火通訊技術也取得了長足的進步,以遙控無人機為主的無人拍攝系統已經正式投入了護林防火工作當中,這種無人機可以攜帶測溫裝置、攝像裝置等高科技設備,對火災現場的溫度以及實際情況進行及時的反饋,為火災的撲救工作提供了依據。除此之外,網絡技術的全面發展,也為我國護林防火通訊技術提供了新的發展方向。

3 滅火撲救技術在森林資源管理中的運用

關于森林火災防范撲救技術的研究,我國起步相對較晚,技術水平也相對比較落后。因此,始終與國外先進的技術水平存在著一定的差距。近年來,我國森林火災事故頻發,國家對護林防火工作越來越重視,在開發滅火撲救技術方面投入了大量的資金,以求技術方面取得突破。

3.1 加強護林防火的預防

從過往的經驗來看,阻止火災發生的最佳手段,就是做好森林火災的預防工作,將有可能引發森林火災的安全隱患扼殺在搖籃之中,減少這些安全隱患對森林資源安全的威脅。并做好森林火災的預警工作,使森林火災發生時,護林防火相關工作人員能夠第一時間發現火災發生的地點,并對火災波及的范圍以及蔓延的方向做出正確的推斷,及時采取有效的措施,阻止火災的蔓延,并配合其他工作人員進行森林火災撲救工作,盡可能將森林火災造成的森林資源損失降到最低。

3.2 選擇合適的滅火方式

在森林火災發生的過程中,可以選擇的滅火方式只有直接撲滅和隔離撲滅方式這兩種。使用直接撲滅的方法主要是使用滅火相關的化學藥劑以及距離火災地區較近的水源來滅火;使用隔離撲滅的方法,主要就是使用火燒法、防火線以及防火林等方式,將火災地區與其他地區進行有效的隔離,以免火勢蔓延,為林區內的森林資源造成無法挽回的損失。

3.3 我國目前森林火災的撲救方案

從我國目前的技術水平來看,通常使用地面滅火、人工降雨、化學藥劑、空中滅火等方法來實現森林火災的撲滅工作。在上述的方法之中,地面滅火,是最為傳統的滅火方式之一。森林資源的管護人員,通過使用相關的滅火設備,在地面實施森林火災的撲滅工作,消耗的人力、物力巨大,存在著一定危險性。但在使用此類方法之前,必須要對滅火路線提前進行規劃,必須要選擇距離水源較近的路線,確保滅火水源的供應;人工降雨的滅火效果最好的方法,可以覆蓋火災發生的全部范圍。但是,人工降雨所需的條件比較苛刻,一旦遇到萬里無云的天氣或者云體條件與人工降雨要求不符合的情況,則無法使用。

4 結束語

綜上所述,隨著我國對森林火災撲滅技術研究的不斷深入,各種高科技技術設備的投入,使得森林火災撲滅工作的成功率越來越高,極大程度上減少了火災對森林資源安全的威脅。

參考文獻

[1]姜士平.淺談新時期森林資源管理的具體措施[J].科技致富向導,2011(08).

森林防火火源管理范文第4篇

【關鍵詞】森林火災;林火蔓延模型;離散事件

1.引言

森林火災,是指失去人為控制,在林地內自由蔓延和擴展,對森林、森林生態系統和人類帶來一定危害和損失的林火行為,其突發性強、破壞性大、處置救助較為困難,森林火災嚴重地制約著現代林業的可持續發展。森林火災會產生大量煙霧,污染環境;大量二氧化碳與水發生化學反應,嚴重污染水環境,嚴重破壞了全球的生態平衡,使已經很脆弱的地球生態環境進一步惡化。據聯合國糧農組織報告,近年來森林火災發生的頻率和規模十分反常,已遠超過自然界的自我調節范圍,對人類、環境和經濟造成了前所未有的危害。

森林火災的預測預報是森林防火工作中最重要的一環,因此加強森林火災的預測預報成為森林防火工作必須面對的一個重要問題,對各級政府做好森林消防決策,最大限度地減少森林火災造成的損失,具有極其重要的作用。

林火蔓延是一種林火行為,與火災預防、撲救等工作密切相關。林火行為是指森林可燃物在點燃后,所產生的火焰和火蔓延以及發展過程的特征,亦即是林火發生、發展,直至熄滅的全過程中著火、蔓延、能量釋放、火強度、火災種類等特征的綜合。林火蔓延模型是林火行為研究的一個主要方面,受可燃物、火環境(氣象、地形和植被)和火源條件的制約和控制,量化的林火蔓延模型多是在各種簡化條件下,運用數學方法進行處理,導出蔓延速度與各種參數,諸如可燃物的理化性質、地形、氣象因子等之間的定量關系式,供人們利用這些關系式去預測要發生的林火行為,從而指導撲火工作,進行日常的林火管理等。

根據模型建立的方法以及對林火蔓延本質的認識程度,模型可分為統計模型、半物理模型、物理模型三類[6]。

統計模型不涉及任何物理機制,純粹從統計的角度來描述火行為,該方法把有多個變量相互關系的復雜問題,在形式上作簡單的處理,因建立在大量實際森林火災和計劃火燒的資料基礎上,資料充足,有可靠的置信度,故公式計算結果與實際情況基本符合。

物理模型最先是由Fons提出來的,他的模型將燃料床理想化了,并且認為燃料達到著火的溫度即著火,使得模型與實際相距較大,且模型表達式復雜,物理參數較多又難以確定。這種模型的局限性在于它跟實際火災情況有較大的差距,但把林火蔓延抽象成一個純物理問題來研究,為人類提供了一條認識林火蔓延一般規律的途徑。

2.幾種經典的林火蔓延模型

目前比較經典的林火蔓延模型有:美國的Rothermel模型[5]、澳大利亞的McArthur模型[1]、加拿大森林火險等級系統[4]和中國的王正非模型[2][3]。

2.1 Rothermel模型

Rothermel模型遵循能量守恒定律,屬于半物理模型。主要研究的是火焰前鋒的蔓延,沒有考慮過火火場的持續燃燒。提出了“似穩態”的概念,從宏觀方面研究林火行為。它假定燃料床和地形地勢在空間上是連續分布的,并且可燃物的含水量、風速、坡度等參數是不變的。在火災蔓延過程中,考慮到了熱傳導、熱對流和熱輻射的物理機制。它建立在均一的可燃物狀態下,并且不現實的要求90%可燃物的直徑在1/8英寸,可燃物的含水量不得超過35%,對于比較大型的可燃物的影響通常忽略。

2.2 McArthur模型

McArthur模型是Noble I.R.等人對McArthur火險尺的數學描述。它是建立在多次點燃實驗上,導出的林火蔓延速度與各參數之間定量的關系式,屬于統計模型。它的優點是能預報火險天氣和一些重要的火行為參數。但是,它的適用范圍極其有限,只適合草地和桉樹林。我國南方森林預警系統可選擇性的參考應用。

2.3 CFFCRS林火蔓延模型

加拿大森林火險等級系統(CFFCRS)是以加拿大林火行為為理論基礎進行研發的。它包含四個子系統:林火行為預報系統(FBP),林火天氣指標系統(FWI),林火發生預報系統(FOP),可燃物濕度估測系統(AFM)。它是通過幾百次的實驗與觀察,導出的林火向前蔓延速度(ROS)方程,屬于統計模型。可燃物類型不同,其蔓延速度方程也不同,各方程都獨立地依賴于初始蔓延指標ISI。該模型不考慮任何熱傳機制。不過,它可以幫助人們比較簡單的認識林火行為的各個分過程和整個過程,以及揭示其作用規律。在各參數相似的條件下,可以比較準確地預測火行為。

2.4 王正非林火蔓延模型

王正非模型也是建立在大量的實驗基礎上,得出的林火蔓延速度關系式,屬于統計模型。此模型只適用于平地無風、無風上坡和順風上坡且坡度不能超過650的情況下。對于一些粗大的可燃物,如元木和大的枝干,視為無效可燃物。模型中的各個修正系數王正非都給出了相應的關系表,可直接由表查找,簡化了計算。

3.林火蔓延研究新進展

3.1 國內外最新研究進展

相比與澳大利亞、加拿大和王正非模型,Rothermel模型的適用范圍最廣,近年來,有許多學者在該模型的基礎上,提出了許多Rothermel修正模型。

在國內,景文峰[7]以Rothermel模型為藍本,結合交互窗口、字符型漢化技術及專家系統的原理,提出了用于估算特定可燃物分布狀況、變環境條件下火蔓延趨勢的專家系統。王海暉[8]參考Rothermel模型,將火場假定為橢圓面,將風速和坡度進行矢量疊加并引入折合風速的概念,通過大量室內林火實驗,提出了一整套估算地表火行為特征量的關系式。朱啟疆[9]借助地理信息系統(GIS)和遙感技術,將Rothermel半經驗模型和經驗模型相結合,分別考慮帶方向(坡度和風)和不帶方向因素對火勢蔓延的影響,并利用迷宮算法實現了林火空間蔓延動態模擬。李建微[10]以Rothermel模型為基礎,假定點火源的火場形狀為橢圓形,利用惠更斯原理,結合粒子系統方法、計算機圖形和虛擬現實技術,在不同風速、坡度下,對不同位置的林火火場蔓延行為進行三維模擬。蔡學理、張貴[11]以AroInfo為地理信息系統平臺,結合Rothermel模型,并將火場形狀假設為多邊形,提出了一種森林火災指揮撲救方案。

在國外,以Rothermel模型為基礎,所提出的應用比較廣泛的林火蔓延模型有:FARSITE[12][13]、BehavePlus[14][15]、和HFire[16]。FARSITE和BehavePlus集成了現有的地表火、樹冠火、飛火和火加速等子模型,它們都采用Rothermel模型來計算地表火蔓延速度。不過,BehavePlus是基于橢圓形來模擬二維林火蔓延趨勢,而FARSITE是采用基于惠更斯波動理論來模擬二維林火蔓延趨勢。HFire是一種基于柵格的空間直觀模型,它也采用Rothermel模型來計算林火蔓延速率,運用惠更斯理論來模擬二維林火蔓延趨勢。

3.2 基于離散事件驅動的林火蔓延研究

最近,出現了采用離散事件來模擬林火蔓延。其中,比較成熟和完善的林火蔓延模型是DEVS-FIRE模型[17]。它將森林看成是由一個個大小相同的矩形單元組成的空間,空間的尺寸由GIS來確定。每個單元代表一個DEVS原子模型。一旦著火,每個單元都利用Rothermel模型來計算一維火蔓延速度和方向,然后根據橢圓形將其分解為八個方向的二維火蔓延。在林火蔓延的過程中,采用元胞自動機模型,分解的八個方向剛好與八個相鄰的元胞方向一致。元胞之間信息的交流采用預時間表(pre_schedule)策略[18],也就是說,一旦點燃,元胞便立即同時發送八條信息給相鄰的元胞。在模擬過程中,有可能存在大量的細胞單元,然而只有一小部分細胞單元處于活動狀態。

基于內存空間問題的考慮,DEVS-FIRE采用了動態結構細胞空間模型,這使得在仿真過程中可以根據實際情況動態地創建和移除細胞單元,從而節省了大量的內存空間。由于林火蔓延過程是動態的、復雜的、非線性和非高斯的,對于數據的獲取不可能是準確無誤的,林火蔓延計算的抽象性也會帶來誤差,故DEVS-FIRE引入了動態數據驅動應用系統(DDDAS)[20],對仿真結果進行動態地調整,并結合粒子濾波算法(PF)[19]對從傳感器獲取的實時數據進行數據同化來降低這些誤差。從傳感器獲取的測量數據具有高度的空間相關性,如果將其孤立的看待,將導致原始粒子權重偏差較大,對系統狀態分布的估計正確率降低。為此,DEVS-FIRE采用一種傳感器信息相關的方法。

4.林火蔓延研究展望

目前林火蔓延模型都是針對林火的始發階段,今后對森林大火和特大火的模型研究將成為重點[1]。在DEVS-FIRE模型的基礎上,我們可以嘗試用其他方法對數據進行同化來降低估計誤差。虛擬現實地理信息系統技術(VR-GIS)的發展,為林火蔓延模型的研究向三維、立體可視化的方向發展提供了有力的技術保障。物聯網技術的興起,為林火行為的預測、監控等,向智能化方向發展提供了保障。WebGIS和OpenGIS的發展,使得林火蔓延仿真向網格化方向發展,成為一種多用戶端的系統[21]。地理信息系統(GIS)、衛星遙感(RS)和全球定位系統(GPS)的集成為獲取更全面準確的數據信息提供了保障。為此,我們在進行林火行為模擬數據采集過程中,引入其他類型的實時數據(如航空影像)。

5.結論

從已有的林火模型研究來看,目前要建立一個理想的林火蔓延模型是比較困難的,不管是物理模型還是統計模型,都要對可燃物、氣象條件和地形等因子進行統計意義上的估計[1]。而這些因子隨地域的不同而存在多樣性和不確定性。由于林火行為的復雜性,目前還沒有一個真正具有普遍適用性的林火蔓延模型誕生。我國對林火蔓延的研究多是建立在美國的Rothermel模型的基礎上,并對其進行不斷的改進,對其存在的局限性無實質性的突破。結合我國森林生態系統的實際情況和自然特點,通過大量的實地觀察與建模,獲取更全面真實的參數信息,構建適合我國的林火蔓延模型,將是今后研究的重要方向。

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項目資助:國家948項目(2014-09);湖南省科技計劃項目(2013WK3011)。

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