■ 隋全友 黑龍江省森林消防總隊(duì)哈爾濱市支隊(duì)興隆大隊(duì)
森林火災(zāi)可對森林造成巨大影響,包括但不限于燒毀山林、破壞林木生長環(huán)境、使森林原住民受到傷害、引起土壤貧瘠等問題。因此,國家相關(guān)部門將基層森林防火提上日程,通過出臺相關(guān)政策、措施,為基層森林防火落實(shí)提供了理論依據(jù)。然而我國地大物博,林區(qū)環(huán)境復(fù)雜,且森林火災(zāi)類型較多,所以想要做到及時有效的森林防火,就需采用一定措施,并將現(xiàn)代化裝備利用起來。鑒于森林防火工作十分復(fù)雜,且保護(hù)森林資源又是當(dāng)下環(huán)境保護(hù)的重要一環(huán),所以文章就基層森林防火措施及現(xiàn)代化裝備的應(yīng)用進(jìn)行深入探討,旨在為基層森林防火工作提供參考,促進(jìn)基層森林防火工作的現(xiàn)代化、數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型,進(jìn)而切實(shí)提升基層森林防火工作的實(shí)效性。
森林資源在生物多樣性及氣候穩(wěn)定維護(hù)、大氣環(huán)境調(diào)節(jié)、保持水土等方面可發(fā)揮積極作用。同時,森林資源作為地球上的重要環(huán)境資源,能夠?yàn)槿藗兊纳?、生產(chǎn)提供木材、油氣、煤炭資源。此外,多數(shù)樹木可以結(jié)果,又能夠?yàn)槿藗兲峁┴S富的食品。因此,保護(hù)森林資源有著積極意義、重要作用。
人與自然和諧共生是當(dāng)前的發(fā)展目標(biāo)。因?yàn)樵陂L時間的實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),人類的生存、發(fā)展都離不開森林資源。因此,如果將生產(chǎn)當(dāng)作根本目標(biāo),而忽視森林資源保護(hù),就會帶來水土流失、空氣質(zhì)量變差等后果,進(jìn)而使人類的可持續(xù)發(fā)展受到制約。
近年來,各地森林火災(zāi)事故頻發(fā),已經(jīng)對森林資源造成嚴(yán)重破壞,所以亟須基層部門采用有效措施做好森林火災(zāi)的防范,加強(qiáng)森林資源保護(hù)。基于此,國家相關(guān)部門不斷結(jié)合我國情況出臺相關(guān)政策,并大肆宣傳森林防火的意義,旨在通過這些舉措樹立人們的森林資源保護(hù)意識,讓更多的人參與到森林防火工作中。
森林火災(zāi)被稱為森林最大的敵人。比如,森林火災(zāi)會燒毀大量林木,甚至對周邊原住民造成生命威脅。此外,森林火災(zāi)會破壞土壤環(huán)境,進(jìn)而影響植物生長,最終導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境失衡。
森林火災(zāi)可分為三種,一為地表火,二為樹冠火,三為地下火。地表火一般指的是在森林地表面進(jìn)行蔓延的火災(zāi),其將直接燒毀地表及地下一定深度的植被[1]。如地表1.5m以下的樹木、喬木都會受到地表火的影響。樹冠火簡單來說就是地表火在遇到強(qiáng)風(fēng)或較低植被時,使火焰燒至樹冠,從而在更大范圍進(jìn)行蔓延的一種火勢,其特點(diǎn)是與地表火共生。地下火通常是指地表下的煤炭層產(chǎn)生的自燃現(xiàn)象或由其他渠道燃燒所引起的地下火。
森林防火就是對森林火災(zāi)進(jìn)行預(yù)防,以達(dá)到保護(hù)森林資源的目的。常見的森林防火措施有設(shè)置防火道路、營造闊葉林防火帶、設(shè)置生土帶和防火溝、化學(xué)滅火、建立通訊設(shè)備等。相關(guān)工作人員在進(jìn)行森林防火時,可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行方法選擇。同時,在時代的發(fā)展下,多樣化的森林防火設(shè)備應(yīng)時而生,對森林防火工作的開展提供了極大便利。所以,基層防火隊(duì)伍需高度重視現(xiàn)代裝備在森林防火中的運(yùn)用。
發(fā)生森林火災(zāi)的原因可簡單分為兩種,一是自然原因,二是社會原因,具體如下:
自然原因通常是指氣候、地理、自然災(zāi)害等引起的變故。由于森林資源會受外界因素影響,所以自然原因會導(dǎo)致森林火災(zāi)。比如雷雨天氣,雷電與樹木接觸并使其產(chǎn)生火花,便有可能引起樹木燃燒,造成森林火災(zāi)。又如,森林中出現(xiàn)巖石大量崩塌現(xiàn)象,巖石在崩塌過程中因碰撞、擊打產(chǎn)生火花,便可能引起森林火災(zāi)。據(jù)統(tǒng)計,因自然原因引起的森林火災(zāi)僅占總量的2%,所以其具有偶然性特征[2]。
由社會原因引起的森林火災(zāi)可簡單分為兩種,一為生產(chǎn)用火引起的森林火災(zāi),二為生活用火引起的森林火災(zāi)。就生產(chǎn)用火引起的森林火災(zāi)而言,其包括輸油輸氣管線遺漏引起的火災(zāi)、高危化學(xué)品生產(chǎn)引起的火災(zāi)等。生活用火引起的森林火災(zāi)包括做飯、燃煤等所引起的火災(zāi)。此外,因吸煙者隨地亂扔煙頭所引發(fā)的森林火災(zāi)也較為常見。
就目前基層森林防火措施而言,其主要包括設(shè)置防火道路、設(shè)置生土帶和防火溝、營造闊葉林防火帶、設(shè)置瞭望臺、設(shè)立化學(xué)滅火站、建立通訊設(shè)備。具體如下:
防火道路的作用是阻止、減慢山火的蔓延,以將損失控制在一定范圍內(nèi)。其通常來說就是一條路,其可以是一條馬路,也可以是一條小徑,還可以是沒有其他功用的路。如果進(jìn)行細(xì)分,防火道路可簡單分為三種,一是林間防火隔離帶,二是林道防火隔離帶,三是林緣防火隔離帶,且其寬度多為30~40m。
生土帶通常由林地內(nèi)田翻耕形成,且為裸露土地。其寬度通常為1~2m。防火溝是一種常見的基層森林防火措施,即挖出一條溝來阻止地下火蔓延。通常而言,防火溝的溝口寬為1m,溝底寬為30cm,深度應(yīng)低于土壤礦物層下20cm[3]。
闊葉林具有抗火性強(qiáng)的特點(diǎn),所以營造闊葉林防火帶有利于預(yù)防森林火災(zāi)。就目前情況而言,用于營造闊葉林防火帶的植物主要有柳樹、楊樹、赤楊、榛樹、接骨木、椴樹、榆樹、黃櫨樹等。通過營造闊葉林防火帶,可形成復(fù)層混交林,使森林郁閉度明顯提高,從而達(dá)到預(yù)防火災(zāi)的目的。
瞭望臺具有觀測的作用,能夠使工作人員及時發(fā)現(xiàn)火災(zāi),并將火災(zāi)情況、火災(zāi)地點(diǎn)第一時間報告給相關(guān)部門,以便及時組織滅火隊(duì)進(jìn)行撲救,進(jìn)而將損失控制在可接受范圍內(nèi)。通常情況下,瞭望臺需設(shè)置在林區(qū)的制高點(diǎn)。因?yàn)樯降氐貏葑兓^大,所以只有將瞭望臺設(shè)置于制高點(diǎn)才能夠?yàn)楣ぷ魅藛T的全面觀測提供保障,為快速救火奠定良好基礎(chǔ)。
一直以來,化學(xué)滅火都在森林滅火中發(fā)揮著積極作用。所以,基層部門可在面積較大且位置較為偏遠(yuǎn)的林區(qū)建立化學(xué)滅火站,從而為森林火災(zāi)出現(xiàn)后的及時滅火提供保障。但在進(jìn)行化學(xué)滅火站的設(shè)立時,基層部門需確保其距離不能離瞭望臺、通訊臺、護(hù)林防火崗哨等過遠(yuǎn),以方便滅火站與其他設(shè)施之間的通訊。
通訊設(shè)備的應(yīng)用可對火災(zāi)情況反饋、滅火力量的組織速度產(chǎn)生直接影響。所以想要做好森林防火工作,相關(guān)部門就需高度重視現(xiàn)代通訊設(shè)備的應(yīng)用。具體而言,相關(guān)部門需在林區(qū)內(nèi)架設(shè)電話、電腦等通信設(shè)施,并保證通信設(shè)施的正常使用,以便隨時進(jìn)行通訊。
目前,撲滅地面火的主要方法有人工撲打法、水或土滅火法。具體而言,地面火蔓延時,滅火人員可利用工具以撲打的方式滅火;也可利用土以覆蓋的方式滅火。倘若火勢逐漸擴(kuò)大,滅火人員則可以建立隔離帶。一般來講,工作人員可以在火勢蔓延的前方利用生土、化學(xué)藥罐等設(shè)置寬為1~4m的臨時隔離帶。如果地面火火勢較小,則可以利用覆土法,并建立生土帶;如果地面火火勢兇猛,燃燒速度較快,已經(jīng)無法在火勢前方及時建立隔離帶,則可利用火燒法滅火?;馃ㄊ茄卦谢蚺R時開設(shè)的防火隔離帶迎著火頭前進(jìn)的方向點(diǎn)火。鑒于后面有隔離帶進(jìn)行控制,且新點(diǎn)燃的火會朝著火災(zāi)方向前進(jìn),火頭相遇便會使火災(zāi)熄滅。與其他方法相比,這種方法具有操作簡便、省時省力的優(yōu)勢,但缺點(diǎn)也很明顯,即難以掌握,如果運(yùn)用不當(dāng),將會助長森林火災(zāi)的火勢,造成更為嚴(yán)重的傷亡事故。
與其他火災(zāi)相比,樹冠火具有火力強(qiáng)、難撲滅的特點(diǎn),但并不意味著樹冠火無法撲滅。目前針對樹冠火的滅火方法主要有以下三種:第一,在火頭前方設(shè)置隔離帶。第二,將火燒法利用起來,撲滅樹冠火。第三,利用迎面火燒法,將火災(zāi)撲滅。在應(yīng)用第一種方法滅火時,滅火人員需控制防火隔離帶與火頭間的距離,同時確保在火頭到達(dá)隔離帶之前完成建設(shè)工作。而隔離帶寬度的設(shè)置一般應(yīng)為樹高的1~1.5倍。最后應(yīng)注意及時清除隔離帶上的伐倒木。
在撲滅地下火時,通常選用的方法是挖溝封鎖。但需注意溝的深度要達(dá)到礦物質(zhì)層和地下水層,且溝上的寬應(yīng)在1m左右。此外,在選擇隔離溝位置時,應(yīng)考慮到火災(zāi)蔓延情況與前進(jìn)方向。
我國森林多處于人群較少的山區(qū),由于受各種因素影響,林區(qū)通常存在山體陡峭、地勢落差較大等特點(diǎn)。在此情況下,普通裝備常常無法及時到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場,導(dǎo)致林火撲救工作的時效性受到影響。
林區(qū)內(nèi)通信不暢也是當(dāng)前基層森林防火中存在的主要問題之一。具體而言,目前通信基站中功率最大的宏蜂窩基站,其有效覆蓋距離半徑為25km,如此就導(dǎo)致信息無法實(shí)現(xiàn)及時、迅速地傳遞。
雖然我國當(dāng)前的森林基礎(chǔ)設(shè)施已得到改善,但與實(shí)際需求仍存在較大差距。其具體表現(xiàn)為林區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需要投入大量資金與時間,而部分基層地區(qū)難以保障這些投入,導(dǎo)致森林火災(zāi)無法及時撲救,增加了火災(zāi)蔓延、擴(kuò)大的可能性。
隨著時代的發(fā)展,森林防火智能監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)生了巨大變化,實(shí)現(xiàn)了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳感技術(shù)與嵌入式技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,完成了智能化監(jiān)控。這一系統(tǒng)采用無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議ZigBec進(jìn)行組網(wǎng),具有組網(wǎng)簡單、路徑信息占用存儲量較小的特點(diǎn),所以在林區(qū)監(jiān)測中可發(fā)揮積極作用,且能夠在一定程度上將系統(tǒng)能耗、系統(tǒng)成本降到最低。同時,在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),這一系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)森林區(qū)域的實(shí)時監(jiān)測,且在監(jiān)測到火情時,系統(tǒng)會自動運(yùn)用DV算法對火災(zāi)位置進(jìn)行定位,并將相關(guān)信息及時發(fā)送至相關(guān)部門,如此就有利于基層部門及時組織人員進(jìn)行火災(zāi)撲救,盡可能降低森林火災(zāi)帶來的不良影響。同時,基于無線傳感器的嵌入式森林防火智能監(jiān)測系統(tǒng)也可推動森林防火朝著數(shù)字化、智能化方向不斷發(fā)展,為林業(yè)智能數(shù)字化建設(shè)提供了理論依據(jù)和技術(shù)支撐。
基于圖像處理和定位技術(shù)的森林防火系統(tǒng)主要是通過綜合運(yùn)用兩項(xiàng)技術(shù)來對林區(qū)進(jìn)行監(jiān)控,并自主拍攝林區(qū),再經(jīng)過定期對比照片來完成火情監(jiān)測。如果發(fā)現(xiàn)異常情況,該系統(tǒng)可基于相關(guān)信息和數(shù)據(jù)做出判斷,并將信息上傳至防火指揮部,由相關(guān)工作人員基于數(shù)據(jù)和信息作出研判和部署。同時,各個基站可設(shè)置不同角度的攝像機(jī),通過可見光及紅外光聯(lián)合拍攝的方式進(jìn)行監(jiān)測。其中,可見光拍攝可進(jìn)行煙霧、火焰監(jiān)測;紅外光拍攝可進(jìn)行初期林火、地下火的監(jiān)測。
森林火情瞭望監(jiān)測系統(tǒng)簡單來說就是對森林情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測,其主要由中控系統(tǒng)、林火視頻監(jiān)控點(diǎn)、塔路、瞭望塔等組成。這一系統(tǒng)的優(yōu)勢在于能夠根據(jù)煙的顏色、形態(tài)對林火距離、種類進(jìn)行判斷,從而使防火部門采取合理手段進(jìn)行林火撲救。同時,這一系統(tǒng)的利用也有利于提高基層防火部門和防火隊(duì)伍的監(jiān)測能力、撲火裝備能力以及森林防火宣傳教育能力,使森林防火由經(jīng)驗(yàn)型轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)型,真正實(shí)現(xiàn)二十四小時的全方位林火監(jiān)測,使基層防火部門能夠及時獲取信息并根據(jù)實(shí)際情況做出迅速反應(yīng),同時進(jìn)一步提升火災(zāi)撲救的現(xiàn)場指揮能力。
綜上所述,森林火災(zāi)是森林資源的最大敵人,所以需要基層政府高度重視森林防火工作。就目前情況而言,基層森林防火工作的落實(shí)需從深入分析火災(zāi)發(fā)生原因、滅火措施和反思當(dāng)前存在的防火問題入手,并進(jìn)一步加強(qiáng)現(xiàn)代化防滅火裝備的應(yīng)用,以便在傳統(tǒng)防滅火措施如設(shè)置防火道路、設(shè)置生土帶和防火溝、營造闊葉林防火帶、設(shè)置瞭望臺、設(shè)立化學(xué)滅火站、建立通訊設(shè)備等的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)森林防滅火的現(xiàn)代化、智能化、技術(shù)化發(fā)展。