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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

【关键词】林业资源;森林;防火;管理措施

1 加强森林防火管理的重要性

1.1 加强森林防火管理有助于保护生态环境

众所周知,森林资源对于我国的林业资源保护具有重要意义,加强森林防火管理不仅是发展林业资源的需要,更是保护生态环境的需要。由于我国属于林业资源较为匮乏的国家,加上我国本身砍伐树木、破坏环境的现象较为严重,若是发生森林火灾,其后果不堪设想。由此可见,加强森林防火管理是保护我国林业资源与生态环境的基础与必要工作。

1.2 加强森林防火管理有助于和谐社会的构建

森林防火管理对于林区人民同样具有重要意义,森林火灾不仅威胁着生态环境的安全,而且严重威胁着林区人民的人身安全与财产安全。只有切实做好防火知识宣传教育,加强森林防火管理,才能真正保护人民的生存环境,避免导致我国经济建设及人民生命、财产安全受到破坏。

2 加强森林防火的管理措施分析

2.1 加强森林防火的宣传教育

加强森林防火管理,增强林业资源的保护,首先应当大力宣传森林防火知识,加强其防火知识重要性及管理措施的宣传与教育。可以通过开展各类宣传电视、广播与新闻广告的方式进行防火管理知识讲解,或通过设置各类宣传口号、防火宣传单、警示标牌等方式不断向护林人员与林区人民灌输森林防火安全意识及意义。经过各式各样的森林防火宣传与教育,引导人民资源投身到森林防火工作之中来,从我做起、从小做起,从根本上解决森林防火管理的力量问题。

此外,防火管理人员可以拓展各类宣传途径进行防火知识讲解,例如,在各类报纸、电视台、广播节目进行防火管理重要性及措施介绍,或通过政务信息、各类新闻媒体进行大力宣传。还可以在附近的中小学校门口及林区范围内进行宣传,以黑板报、宣传单、文艺汇演、宣传画册发放等各种形式,尤其应当加大力度向游客及林区人民进行防火管理宣传、教育。

2.2 加强火源管理

2.2.1 加强野外生产用火及生活用火的管理

2.2.1.1 加强野外生产用火管理

其一,炼山、烧荒、烧牛坡等生产用火应当选在安全防火期内进行,在进行生产用火之前,必须确保其防火线质量合格、审批手续完善,并事先准备好扑火人员与扑火器械、工具,确保余火被完全清理干净。此外,若天气为大风天、傍晚,或属于高火险期,则必须避免在此类时期进行野外生产用火。

2.2.1.2 加强野外生活用火管理

护林人员应当加强野外生活用火管理,确保野营人员生火做饭后离开前已将火源、余火彻底清理、扑灭。其用火地点适宜在接近河流、道路灯较为安全的地点,并在靠森林的一边及时设置好防火线,由专人负责用火管理。

2.2.2 加强上坟烧纸用火管理

在清明节等关键节日,要突击组织宣传巡逻队伍开展宣传教育和巡逻,在坟地集中的地方,组织专人看守,在通往坟地的道口设立宣传提示牌。确保在用火前必须将用火场地周围的可燃物全面清理干净,用火后必须等完全熄灭后才能离开。

2.2.3 加强儿童及智力不全的人员管理

少年儿童和智力不健全人员是森林防火的重点监管对象,必须加强对家长、教师和监护人的教育,请他们严格对儿童和呆傻人员进行看管,并通过与监护人签订保证书确保其不在野外玩火。

2.3 加强森林防火工作措施的落实

2.3.1 加大力度推行森林防火责任制

加强森林防火工作的管理,根据森林防火责任制,将防火管理部门中的各个人员的职责进行分门别类,由工作人员切实做好本分工作,将责任落实到管理工作上来。

其中,护林管理部门应当重点加强防火及救火的方案设置,并加强防火指挥系统、资源共享系统的建设,以高效、快速、全面的信息传输方式提供相应的防火管理与扑火信息,以便确保在火灾发生的第一时刻探测到相应的警报信息。此外,落实森林防火责任制,应当采用签订责任状、防火公约、树立责任标牌等形式,把火源管理的责任落实到人头、林地。加强护林人员防火管理的责任心,严格按照管理法规进行日常巡查,加大森林防火的管理力度。

2.3.2 完善森林防火运行机制

完善森林防火预案和应急预案、落实与完善规章制度,启动每日零报告制度,形成统一指挥、功能齐全、反应灵敏、运转高效的森林防火运行机制。

通过建立健全的防火运行机制,可以全面、有效的排除各种隐患。其中,各地应当在林区及时组织力量开展森林火灾隐患大排查,隐患排查要做到纵到底,横到边,不留死角,不留盲区,确保漏洞得到及时堵塞,及时消除隐患。

2.3.3 加强巡查

为了及时发现火情,护林人员必须每天定期定时进行巡查、巡护,尤其在防火警戒期应当加大巡查的力度,这是实现“打早、打小、打了”的第一步。巡查巡护一般由护林防火人员执行。巡护方式主要有步行、骑自行车、骑摩托、乘坐汽车等。巡护主要任务有:进行森林防火宣传,控制野外违章用火;依法检查和监督防火规章制度执行情况;及时发现报告火情并积极组织扑救。

2.4 加强森林消防队伍的建设

2.4.1 提高森林消防队伍的专业素质水平

为了提高森林消防队伍的专业素质,加强其扑火技术的培训,提高其扑火的效率及质量是十分必要的。

首先,应当加强消防队的技术培训,可以通过火灾模拟、演练的方式,结合其相应的地形、风向、风速等因素,进行消防救火演练,锻炼消防员技术水平的同时,提高其应变能力。

其次,在防火期间,消防队伍要处于高度的临战状态,消防车辆和风力灭火机加足燃料,严阵以待,每天坚持起动试验,背水桶加满水,通讯电台和手持机落实专人使用保管,保持通讯联络,确保万无一失,一声令下,立即行动。

最后,加强消防队员的体能训练,提高队员的体能,锻炼其意志力,时刻处于高度警惕之中,加强消防安全事项的管理,选取最适宜的扑火工具及扑火策略展开消防工作。

2.4.2 加强森林消防物质、设备的建设

各种扑火机具和电台通讯设备以及消防专业车辆,是森林消防队不可缺少的战斗武器,必须要严格管理,坚持经常保养维修,落实专人负责。消防库房要保持清洁卫生,各种机具编号注册,要摆放整齐。

3 小结

综上所述,为了避免发生重大森林火灾,保护我国林业资源,必须加强对火源的管理及防火队伍的建设,从根本上杜绝火灾的发生,以免给林业资源带来巨大的经济损失,影响我国的生态环境水平,提高林业资源防火管理质量,从而可以有效的保证林业资源的安全性,推动林业的科学化、合理化发展。

参考文献:

[1]彭光辉.森林资源保护与森林资源开发[J].当代教育,2006(02).

[2]杨树槐,霍立文.掌握森林防火工作的规律,保护森林资源[J].吉林林业科技,1999(06).

[3]陈进.如何做好森林防火工作[J].社会与科学,2009(06).

[4]林学概论[S].北京:中国农业出版社,2008.

[5]森林防火条例[S].北京:中国法制出版社,2008.

森林防火火源管理范文第2篇

    1 林业资源保护工作的研究

    1.1 林业资源管理的理念研究

    林业资源不仅能够为人们的生活提供木材资源,同时也能对人们生存的生态环境进行调节,因此,在发展过程中,林业资源企业在相关的产品生产方面是存在一定的排他性的,同时,在生产过程中一定要保证其能够为企业带来一定的经济效益。如果林业生产企业在经营过程中不能利用林业资源获得经济效益,那么就会导致企业在生产过程中出现不能更好的进行生产活动,因此,要对林业资源进行更好的管理,这样才能更好的保证其在发展过程中获得更好的经济效益,同时也能更好的利用林业资源。林业资源是公共服务中非常重要的材料供应,因此,政府在这方面要采取必要的政策,这样才能更好的保证林业企业在发展过程中获得更好的发展。

    1.2 相应林权企业对于林业资源的所有权支配

    我国在林业资源开发过程中通常采用的方式是将开采权转让给采伐者,国家在林业资源采伐过程中更多的是进行宏观调控,因此,在对林业资源进行保护的时候,要将采伐者假定成为森林资源的保护者,这样才能更好的对林业资源进行保护,同时在进行林产品生产过程中才能更好的将社会效益和经济效益进行结合,这样才能更好的保证林业资源得到更好的利用。

    1.3 我国林业资源的探索道路十分坎坷

    我国在发展过程中对经济增长和工业化水平是比较重视的,因此,在林业资源管理方面也出现了两种不同的产权制度,将林业资源形成了人民所有和集体所有的形式,这样就使得政府和企业形成了一个整体,在管理手段方面有了更好的发展,但是,在林业管理方面并没有形成公有制的形式。在管理体制方面出现了委托管理的形式,很多的林业局在管理方面存在着经验不足的情况,这样也使得在管理方面出现了创新能力不足的情况,导致林业资源管理过程中出现了预期和实际情况相反发展的情况。

    1.4 借鉴先进理论,中国林业资源管理将获新生

    我国在林业资源管理方面是非常落后的,为了更好保证其发展,在林业资源管理方面可以借鉴先进的理论,这样能够更好的保证我国林业资源管理得到更好的发展。在林业资源开发过程中,经常会出现委托的情况,在这种情况下,国家的监督通常存在着力度不足的情况,这样就使得很多的人在开采过程中经常存在着滥砍滥伐的情况,这样会导致生态系统出现非常严重的破坏,导致人们的生存环境发生很大的变化。现在,人们为了更多的获取经济效益,出现了越来越多破坏环境的情况,同时在发展过程中也出现了对资源进行浪费的情况,为了避免出现这种情况,对人们的资源保护意识要进行提高,这样在林业资源保护方面才能得到更好的发展。

    2 林业资源的防火管理措施

    对于森林资源来说,火灾的发生对其影响是最严重的,同时也是其最大的威胁。森林一旦发生火灾会导致很多的资源化为灰烬,同时对很多的珍惜物种会带来灭顶之灾,因此,森林出现火灾不仅仅会对资源带来很大的影响,同时对人们的生存环境也是会带来很大的影响的。森林对调节人们的生存环境是有很大的影响的,因此,森林出现火灾对人们的影响也是非常大的。森林在发生火灾的时候会导致林业资源受到影响,同时,林地的覆盖面积会出现减小的情况,这样会导致出现严重的水土流失情况,同时,对周围的水利工程和农业发展也会带来非常严重的影响。一场森林大火不仅能够烧毁大片林木资源,并且还能够烧毁林区的房屋以及珍贵的动植物;为了能够快速扑救森林大火,就一定要耗费大批的人力和物力。总而言之,发生森林大火就一定给我国与人民带来重大的损失。所以,应该严格加强森林的防火措施,这将关系到相应的保护森林、发展林业的关键性工作,同时也将关系到整个国民的经济发展与人民的生命财产安全的关键性人物,一定要认真抓好并抓实。

    2.1 森林大火的预防手段和管理工作

    森林大火是森林资源面临毁灭性伤害主要威胁。能够引起森林大火主要有三个主要的原因:可燃物、氧气与火源。在森林中的可燃物与氧气是任何时候都具备的,因此是导致森林大火的关键原因就是火源。发生森林大火的火源通常分为自然火源和人为的火源两大类。因此管理人员要认真地落实“预防为主、积极消灭”与“打早、打小、打了”的管理方针。从建章建制的环节入手,也要严格其管理工作的纪律要求,广泛地开展保护工作的宣传教育,增强周边群众的防火意识,健全相关林火的预报和扑救机制,有效加强防火的基础性设施的建设,尽量实现不发生或者减少发生森林大火;与此同时,一旦发生了森林大火,就要立即组织扑救工作,使火灾的损失降低到最低的程度,火险的预报也需要在防火期之内,对于森林的火险状况要进行预测、预报的工作,这也是森林防火工作管理的一项关键性措施。

    2.2 采取有效手段,加强野外火源的管理

    野外的火源管理工作也是森林防火工作中最为基础、最为关键的任务。需要将野外的火源管理工作落实到森林火灾发生之前。从抓好野外环境工作中的生产与非生产用火入手,同时也要狠抓野外火源的管理工作。不断加大力度进行巡查,以消除隐患。发生森林火灾的高险期与重大节假日之际,应该重点加大巡查工作的密度。在高火险时期的中午或者傍晚也是防火措施的重点管理时间段。管理人员要确保做到中午时间段不能下山,应该死看硬守森林资源,才能够确保万无一失。

森林防火火源管理范文第3篇

关键词:护林防火;森林资源;应用

随着社会经济的不断发展,人民的生活水平与思想意识都得到了显著提高,而人民关注的重点已经从生活问题转移到了环境问题。森林资源作为我国自然资源的重要组成部分之一,加强森林资源的管理,不仅有利于我国人民生活质量的提高,也有利于我国森林资源持续稳定的发展。森林资源管理工作中,护林防火工作最为重要。因此,制定相应的护林防火措施,是实现我国森林资源可持续发展的必要手段。

1 森林火灾发生的原因

森林火灾是较为常见的森林安全事故,也是对森林资源破坏最为严重的灾害之一,因此森林火灾的预防和救援,始终是森林资源管理工作的首要任务。从森林火灾发生的原因来看,引起森林火灾的主要原因分为两种,分别是自然原因和人为原因。

1.1 自然原因

首先,我国内陆林区在夏季到来之时,气候相对干燥炎热,草木相对干燥易燃。一旦雷雨天气来临,天空中的闪电落到地面后,便会产生电火花,电火花产生的高温会将干燥的草木点燃,并逐渐向森林中蔓延,从而引发森林火灾;其次,在山区,山体滑坡或者岩石的坍塌也会因摩擦而产生火花,这些火花有可能会点燃周围的干草、树木,引发森林火灾。据有关部门的资料统计分析,由于自然原因导致的森林火灾,只占所有森林火灾引发原因的百分之一左右,十分罕见。

1.2 人为原因

人类的生产活动对自然资源的影响很大。人类既是自然资源的开发者,又是自然资源的破坏者。据有关部门相关数据显示,引发森林火灾最主要的原因就是人为原因,人类的生产与生活,离不开对火资源的使用,无论是野炊、驾车出行、通缉区段以及打火机等可能产生火花,一旦火花与干草木结束,就会导致森林火灾的发生。除此之外,恶意的纵火破坏以及由于管护人员自身素质差,导致的火灾,也是引发森林火灾的重要因素之一。

2 护林防火技术在森林资源管理中的应用

为了使我国广大林区免受森林火灾的侵害,我国森林资源管理相关部门必须加强护林防火管理,结合林区的实际情况,对原有的护林防火技术进行创新与改革。通过护林防火工作的预测、阻隔、通讯等方面,实现我国护林防火技术方面的突破,为我国森林资源的安全提供可靠保障。

2.1 护林防火预测技术

在加强森林火灾防治工作的过程中,强化防火预测技术是基础。优秀的防火预测技术,可以在森林火灾发生以前,对火灾发生的原因、可能发生火灾的地区以及可能发生火灾的大小等进行准确预测,使森林资源管护工作人员可以提前做好灭火救援的准备,以免森林火灾发生之时,由于准备不足,导致火势不断蔓延,最终造成无法挽回的巨大损失。在强化防火预测技术的过程中,可以用我国制定的相关规章制度作为参考及发展方向,制定护林防火预测方案,对于预测中发现的火灾隐患要及时解决,尽可能避免森林火灾的发生。

2.2 护林防火阻隔技术

在森林火灾发生以前,要根据该林区森林火灾的相关记录以及林区实际情况,制定详细的护林防火计划与方法,并准备好相关的防火救灾设备。在森林火灾发生以后,切忌慌乱,要严格按照火灾发生前制定的计划与方法来展开森林火灾救援工作。为了防止火借风势不断蔓延,通常使用火烧法,将发生火灾的地区与周围的林区分割开来。

2.2.1 火烧法。火烧法是通过焚烧森林火灾发生地点周围的树木,来阻止火势蔓延的方法。这种方法可以减少火灾蔓延方向的可燃物,从而达到阻止森林火灾蔓延的目的。但是这种方法在使用的过程中,一定要对空气的湿度以及风速进行准确的测定,以免由于火势蔓延过快导致阻隔失败。

2.2.2 防火线。埋设防火线也是一种有效阻隔火灾发生的好方法,防火效果十分显著。但是,在使用的过程中,每年需要使用大量的资金对防火线进行维护,成本投入很大。此外,构建防火线对于林区内的土质会造成一定的影响,引发水土流失。

2.2.3 防火林。防火林在一定程度上与防火线的原理相同,最大的不同在于防火线是通过使用技术设备来达到阻隔火势蔓延的目的。防火林则通过自身的郁闭度,降低自身的易燃程度,从而来阻挡火势的蔓延。但是,在实际的使用当中,要根据林区的实际情况,选择最合适的技术来使用。

2.3 护林防火通讯技术

从过往的情况来看,我国的护林防火通讯技术始终停留在卫星通讯、无线通讯等方面,对于火灾现场的情况,只能通过现场拍摄来进行转播。随着科学技术的不断发展,我国的护林防火通讯技术也取得了长足的进步,以遥控无人机为主的无人拍摄系统已经正式投入了护林防火工作当中,这种无人机可以携带测温装置、摄像装置等高科技设备,对火灾现场的温度以及实际情况进行及时的反馈,为火灾的扑救工作提供了依据。除此之外,网络技术的全面发展,也为我国护林防火通讯技术提供了新的发展方向。

3 灭火扑救技术在森林资源管理中的运用

关于森林火灾防范扑救技术的研究,我国起步相对较晚,技术水平也相对比较落后。因此,始终与国外先进的技术水平存在着一定的差距。近年来,我国森林火灾事故频发,国家对护林防火工作越来越重视,在开发灭火扑救技术方面投入了大量的资金,以求技术方面取得突破。

3.1 加强护林防火的预防

从过往的经验来看,阻止火灾发生的最佳手段,就是做好森林火灾的预防工作,将有可能引发森林火灾的安全隐患扼杀在摇篮之中,减少这些安全隐患对森林资源安全的威胁。并做好森林火灾的预警工作,使森林火灾发生时,护林防火相关工作人员能够第一时间发现火灾发生的地点,并对火灾波及的范围以及蔓延的方向做出正确的推断,及时采取有效的措施,阻止火灾的蔓延,并配合其他工作人员进行森林火灾扑救工作,尽可能将森林火灾造成的森林资源损失降到最低。

3.2 选择合适的灭火方式

在森林火灾发生的过程中,可以选择的灭火方式只有直接扑灭和隔离扑灭方式这两种。使用直接扑灭的方法主要是使用灭火相关的化学药剂以及距离火灾地区较近的水源来灭火;使用隔离扑灭的方法,主要就是使用火烧法、防火线以及防火林等方式,将火灾地区与其他地区进行有效的隔离,以免火势蔓延,为林区内的森林资源造成无法挽回的损失。

3.3 我国目前森林火灾的扑救方案

从我国目前的技术水平来看,通常使用地面灭火、人工降雨、化学药剂、空中灭火等方法来实现森林火灾的扑灭工作。在上述的方法之中,地面灭火,是最为传统的灭火方式之一。森林资源的管护人员,通过使用相关的灭火设备,在地面实施森林火灾的扑灭工作,消耗的人力、物力巨大,存在着一定危险性。但在使用此类方法之前,必须要对灭火路线提前进行规划,必须要选择距离水源较近的路线,确保灭火水源的供应;人工降雨的灭火效果最好的方法,可以覆盖火灾发生的全部范围。但是,人工降雨所需的条件比较苛刻,一旦遇到万里无云的天气或者云体条件与人工降雨要求不符合的情况,则无法使用。

4 结束语

综上所述,随着我国对森林火灾扑灭技术研究的不断深入,各种高科技技术设备的投入,使得森林火灾扑灭工作的成功率越来越高,极大程度上减少了火灾对森林资源安全的威胁。

参考文献

[1]姜士平.浅谈新时期森林资源管理的具体措施[J].科技致富向导,2011(08).

森林防火火源管理范文第4篇

【关键词】森林火灾;林火蔓延模型;离散事件

1.引言

森林火灾,是指失去人为控制,在林地内自由蔓延和扩展,对森林、森林生态系统和人类带来一定危害和损失的林火行为,其突发性强、破坏性大、处置救助较为困难,森林火灾严重地制约着现代林业的可持续发展。森林火灾会产生大量烟雾,污染环境;大量二氧化碳与水发生化学反应,严重污染水环境,严重破坏了全球的生态平衡,使已经很脆弱的地球生态环境进一步恶化。据联合国粮农组织报告,近年来森林火灾发生的频率和规模十分反常,已远超过自然界的自我调节范围,对人类、环境和经济造成了前所未有的危害。

森林火灾的预测预报是森林防火工作中最重要的一环,因此加强森林火灾的预测预报成为森林防火工作必须面对的一个重要问题,对各级政府做好森林消防决策,最大限度地减少森林火灾造成的损失,具有极其重要的作用。

林火蔓延是一种林火行为,与火灾预防、扑救等工作密切相关。林火行为是指森林可燃物在点燃后,所产生的火焰和火蔓延以及发展过程的特征,亦即是林火发生、发展,直至熄灭的全过程中着火、蔓延、能量释放、火强度、火灾种类等特征的综合。林火蔓延模型是林火行为研究的一个主要方面,受可燃物、火环境(气象、地形和植被)和火源条件的制约和控制,量化的林火蔓延模型多是在各种简化条件下,运用数学方法进行处理,导出蔓延速度与各种参数,诸如可燃物的理化性质、地形、气象因子等之间的定量关系式,供人们利用这些关系式去预测要发生的林火行为,从而指导扑火工作,进行日常的林火管理等。

根据模型建立的方法以及对林火蔓延本质的认识程度,模型可分为统计模型、半物理模型、物理模型三类[6]。

统计模型不涉及任何物理机制,纯粹从统计的角度来描述火行为,该方法把有多个变量相互关系的复杂问题,在形式上作简单的处理,因建立在大量实际森林火灾和计划火烧的资料基础上,资料充足,有可靠的置信度,故公式计算结果与实际情况基本符合。

物理模型最先是由Fons提出来的,他的模型将燃料床理想化了,并且认为燃料达到着火的温度即着火,使得模型与实际相距较大,且模型表达式复杂,物理参数较多又难以确定。这种模型的局限性在于它跟实际火灾情况有较大的差距,但把林火蔓延抽象成一个纯物理问题来研究,为人类提供了一条认识林火蔓延一般规律的途径。

2.几种经典的林火蔓延模型

目前比较经典的林火蔓延模型有:美国的Rothermel模型[5]、澳大利亚的McArthur模型[1]、加拿大森林火险等级系统[4]和中国的王正非模型[2][3]。

2.1 Rothermel模型

Rothermel模型遵循能量守恒定律,属于半物理模型。主要研究的是火焰前锋的蔓延,没有考虑过火火场的持续燃烧。提出了“似稳态”的概念,从宏观方面研究林火行为。它假定燃料床和地形地势在空间上是连续分布的,并且可燃物的含水量、风速、坡度等参数是不变的。在火灾蔓延过程中,考虑到了热传导、热对流和热辐射的物理机制。它建立在均一的可燃物状态下,并且不现实的要求90%可燃物的直径在1/8英寸,可燃物的含水量不得超过35%,对于比较大型的可燃物的影响通常忽略。

2.2 McArthur模型

McArthur模型是Noble I.R.等人对McArthur火险尺的数学描述。它是建立在多次点燃实验上,导出的林火蔓延速度与各参数之间定量的关系式,属于统计模型。它的优点是能预报火险天气和一些重要的火行为参数。但是,它的适用范围极其有限,只适合草地和桉树林。我国南方森林预警系统可选择性的参考应用。

2.3 CFFCRS林火蔓延模型

加拿大森林火险等级系统(CFFCRS)是以加拿大林火行为为理论基础进行研发的。它包含四个子系统:林火行为预报系统(FBP),林火天气指标系统(FWI),林火发生预报系统(FOP),可燃物湿度估测系统(AFM)。它是通过几百次的实验与观察,导出的林火向前蔓延速度(ROS)方程,属于统计模型。可燃物类型不同,其蔓延速度方程也不同,各方程都独立地依赖于初始蔓延指标ISI。该模型不考虑任何热传机制。不过,它可以帮助人们比较简单的认识林火行为的各个分过程和整个过程,以及揭示其作用规律。在各参数相似的条件下,可以比较准确地预测火行为。

2.4 王正非林火蔓延模型

王正非模型也是建立在大量的实验基础上,得出的林火蔓延速度关系式,属于统计模型。此模型只适用于平地无风、无风上坡和顺风上坡且坡度不能超过650的情况下。对于一些粗大的可燃物,如元木和大的枝干,视为无效可燃物。模型中的各个修正系数王正非都给出了相应的关系表,可直接由表查找,简化了计算。

3.林火蔓延研究新进展

3.1 国内外最新研究进展

相比与澳大利亚、加拿大和王正非模型,Rothermel模型的适用范围最广,近年来,有许多学者在该模型的基础上,提出了许多Rothermel修正模型。

在国内,景文峰[7]以Rothermel模型为蓝本,结合交互窗口、字符型汉化技术及专家系统的原理,提出了用于估算特定可燃物分布状况、变环境条件下火蔓延趋势的专家系统。王海晖[8]参考Rothermel模型,将火场假定为椭圆面,将风速和坡度进行矢量叠加并引入折合风速的概念,通过大量室内林火实验,提出了一整套估算地表火行为特征量的关系式。朱启疆[9]借助地理信息系统(GIS)和遥感技术,将Rothermel半经验模型和经验模型相结合,分别考虑带方向(坡度和风)和不带方向因素对火势蔓延的影响,并利用迷宫算法实现了林火空间蔓延动态模拟。李建微[10]以Rothermel模型为基础,假定点火源的火场形状为椭圆形,利用惠更斯原理,结合粒子系统方法、计算机图形和虚拟现实技术,在不同风速、坡度下,对不同位置的林火火场蔓延行为进行三维模拟。蔡学理、张贵[11]以AroInfo为地理信息系统平台,结合Rothermel模型,并将火场形状假设为多边形,提出了一种森林火灾指挥扑救方案。

在国外,以Rothermel模型为基础,所提出的应用比较广泛的林火蔓延模型有:FARSITE[12][13]、BehavePlus[14][15]、和HFire[16]。FARSITE和BehavePlus集成了现有的地表火、树冠火、飞火和火加速等子模型,它们都采用Rothermel模型来计算地表火蔓延速度。不过,BehavePlus是基于椭圆形来模拟二维林火蔓延趋势,而FARSITE是采用基于惠更斯波动理论来模拟二维林火蔓延趋势。HFire是一种基于栅格的空间直观模型,它也采用Rothermel模型来计算林火蔓延速率,运用惠更斯理论来模拟二维林火蔓延趋势。

3.2 基于离散事件驱动的林火蔓延研究

最近,出现了采用离散事件来模拟林火蔓延。其中,比较成熟和完善的林火蔓延模型是DEVS-FIRE模型[17]。它将森林看成是由一个个大小相同的矩形单元组成的空间,空间的尺寸由GIS来确定。每个单元代表一个DEVS原子模型。一旦着火,每个单元都利用Rothermel模型来计算一维火蔓延速度和方向,然后根据椭圆形将其分解为八个方向的二维火蔓延。在林火蔓延的过程中,采用元胞自动机模型,分解的八个方向刚好与八个相邻的元胞方向一致。元胞之间信息的交流采用预时间表(pre_schedule)策略[18],也就是说,一旦点燃,元胞便立即同时发送八条信息给相邻的元胞。在模拟过程中,有可能存在大量的细胞单元,然而只有一小部分细胞单元处于活动状态。

基于内存空间问题的考虑,DEVS-FIRE采用了动态结构细胞空间模型,这使得在仿真过程中可以根据实际情况动态地创建和移除细胞单元,从而节省了大量的内存空间。由于林火蔓延过程是动态的、复杂的、非线性和非高斯的,对于数据的获取不可能是准确无误的,林火蔓延计算的抽象性也会带来误差,故DEVS-FIRE引入了动态数据驱动应用系统(DDDAS)[20],对仿真结果进行动态地调整,并结合粒子滤波算法(PF)[19]对从传感器获取的实时数据进行数据同化来降低这些误差。从传感器获取的测量数据具有高度的空间相关性,如果将其孤立的看待,将导致原始粒子权重偏差较大,对系统状态分布的估计正确率降低。为此,DEVS-FIRE采用一种传感器信息相关的方法。

4.林火蔓延研究展望

目前林火蔓延模型都是针对林火的始发阶段,今后对森林大火和特大火的模型研究将成为重点[1]。在DEVS-FIRE模型的基础上,我们可以尝试用其他方法对数据进行同化来降低估计误差。虚拟现实地理信息系统技术(VR-GIS)的发展,为林火蔓延模型的研究向三维、立体可视化的方向发展提供了有力的技术保障。物联网技术的兴起,为林火行为的预测、监控等,向智能化方向发展提供了保障。WebGIS和OpenGIS的发展,使得林火蔓延仿真向网格化方向发展,成为一种多用户端的系统[21]。地理信息系统(GIS)、卫星遥感(RS)和全球定位系统(GPS)的集成为获取更全面准确的数据信息提供了保障。为此,我们在进行林火行为模拟数据采集过程中,引入其他类型的实时数据(如航空影像)。

5.结论

从已有的林火模型研究来看,目前要建立一个理想的林火蔓延模型是比较困难的,不管是物理模型还是统计模型,都要对可燃物、气象条件和地形等因子进行统计意义上的估计[1]。而这些因子随地域的不同而存在多样性和不确定性。由于林火行为的复杂性,目前还没有一个真正具有普遍适用性的林火蔓延模型诞生。我国对林火蔓延的研究多是建立在美国的Rothermel模型的基础上,并对其进行不断的改进,对其存在的局限性无实质性的突破。结合我国森林生态系统的实际情况和自然特点,通过大量的实地观察与建模,获取更全面真实的参数信息,构建适合我国的林火蔓延模型,将是今后研究的重要方向。

参考文献

[1]唐晓燕.林火蔓延模型及蔓延模拟的研究进展[J].北京林业大学学报,2002,24(1):87-91.

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[3]王正非.通用森林火险等级系统[J].自然灾害学报,1992,1(3):

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项目资助:国家948项目(2014-09);湖南省科技计划项目(2013WK3011)。

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