集雨型森林消防井的應用基礎研究.pdf

1、森林火災的發(fā)生有很深的自然因素和社會的因素。據(jù)統(tǒng)計，全世界平均每年森林火災的過火面積達640多萬公頃，約占全球森林總面積的1.8‰。我國是一個森林火災嚴重的國家，隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展，我國的森林防火工作也進入了一個快速發(fā)展的全新階段，隊伍設施等各方面的工作水平都有了相應的提高。但由于全球氣候變暖和人類活動增加，森林防火的任務仍十分艱巨。水是最有效的天然滅火劑，也是大多數(shù)林用化學滅火劑的主要成分，用水滅火是世界林業(yè)發(fā)展的潮流。本文將在農(nóng)業(yè)

2、領域廣泛推廣的雨水集蓄工程應用到森林防火滅火中。以云南省思茅地區(qū)沙田壩林場為研究區(qū)，主要研究過程及結(jié)果如下：
　　 1全面了解研究區(qū)內(nèi)的自然地理概況、降雨狀況、地形地貌及森林水文狀況，弄清林區(qū)內(nèi)降水分配格局。研究區(qū)圖比例尺為1：10000，用求積儀法求出研究區(qū)的總面積約為129.27hm2；公路有1條，全長約1.98Km；河流主要是龍龍河的支流，在研究區(qū)內(nèi)有五個分支，總長約4.8Km。利用研究區(qū)內(nèi)的實測降雨資料，年降水量有效頻率

3、選用75％，采用水文頻率適線法進行年降水量的計算，其年降水量約為1401.6mm；選用隨機相關解模型分析計算各時段降水量分別為：792.6mm，127.8 mm，145.51mm，339mm；利用同倍比縮放法確定各時段的次降水量如文中表5所示。通過分析研究區(qū)內(nèi)的地形、坡度等因素確定集水面的位置，在保證率為75％的情況下，選擇集水效率比較理想的混泥土作為集水面材料。計算需水量：從研究區(qū)圖中可以看出，塊3和塊4大部分被河流包圍著，剩下的三塊

4、1、2、5少部分被河流包圍著，所以在計算需水量的時候，只需計算塊1、塊2和塊5即可。這三塊的總面積為88.12hm2，假如這三塊全部著火，按照熄滅1m2的火，需大約2.5L的水計算，需水約為2203m3；即可確定出集水面面積約為2003m2，進而求出全年的集水量約為1851m3，當蓄水量不夠時，可由研究區(qū)內(nèi)的河水補給；在此基礎上，結(jié)合研究區(qū)內(nèi)的地質(zhì)狀況及時段內(nèi)的需水量，確定出其集雨井的總?cè)莘e約為443m3，復蓄次數(shù)為5次，在云南地區(qū)一般

5、井的容積為50～60m3，所以需井約9～8個，本研究區(qū)需8個。
　　 2根據(jù)森林防火阻隔網(wǎng)絡規(guī)劃的原理，將研究區(qū)劃分五個阻隔塊，每塊的控制面積分別為：塊1為25.46hm2、塊2為28.07hm2、塊3為16.59hm2、塊4為24.56hm2、塊5為34.59hm2；防火阻隔線的總長為8.56Km。各控制面積的防火線長度：塊1周邊防火線長為2614m；塊2周邊防火線長為2920m；塊3為2311m；塊4為2344m；塊5為34

6、80m。研究區(qū)內(nèi)的主要風向為西南風，主防火阻隔要與其風向垂直，本區(qū)內(nèi)防火阻隔設置均是沿山脊或地勢平緩的地方，與林區(qū)內(nèi)的河流和公路等天然防火阻隔形成網(wǎng)絡(如圖3所示)。利用最短路算法，以V5為初始點，究區(qū)內(nèi)可以得出這樣一些最短路：V5-V4-V6-V7-V8-V12； V5-V1-V2-V3； V5-V10-V11。由于研究區(qū)內(nèi)的防火阻隔線V23、V34、V37、V46、V67、V69、V78、V812、V98均是由河流組成的，所以不用再

7、在這里開設人工的防火線和布設集雨井，因為當發(fā)生森林火災時可以直接利用河里的水進行滅火。V15、V5，10、V10，11這些段是公路，可以充當防火阻隔和集雨面，在這些接點上可以布井。V12、V54、V10，9、V11，12是人工開設的防火線，也可以在這些線上適當?shù)牟季?。本研究區(qū)主要在V1、V5、V10、V11點上布設集雨井，由于V1、V5、V10之間的距離過大，在其之間各增加一個集雨井。另外，根據(jù)研究區(qū)的實際需要V1、V2間及V11、V1