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水在森林火灾灭火中的几种具体应用方法

作者: admin 时间:2017-09-02 来源:未知
摘要:1 水灭火原理 按照森林燃烧三要素原理,只要破坏或控制其中任一要素,森林火灾就能得以控制并被扑灭,达到灭火目的。森林燃烧的助燃物是空气中的氧气,当空气中氧气的浓度低于...

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1 水灭火原理
按照森林燃烧三要素原理,只要破坏或控制其中任一要素,森林火灾就能得以控制并被扑灭,达到灭火目的。森林燃烧的助燃物是空气中的氧气,当空气中氧气的浓度低于14%~18%时,燃烧现象就会停止。通过隔离燃烧空气或使空气中的氧气浓度低于维持燃烧进行的下限,即可达到灭火的目的。在可燃物上方喷洒水等降温方法,使正在燃烧的可燃物温度降到燃点以下,或使火线附近可燃物达不到燃点,使燃烧停止。
1.1 冷却作用
水受热蒸发时,可以从正在燃烧的可燃物中吸收大量的热能,使可燃物冷却,并增加可燃物的湿度,达到灭火的效果。水具有很大的热容量,1kg 水每升高1℃需要吸收4.1856kJ的热量,1kg 水在蒸发时则要吸收2217.52kJ 的汽化热。因此,水有冷却作用,能够冷却可燃物,水能从正在燃烧的可燃物中吸收大量的热量,增加可燃物湿度,增强阻燃能力。
1.2 稀释作用
水受热汽化后,可以阻止空气进入燃烧区,减少燃烧区上空的氧气含量,同时水蒸气能稀释可燃性气体,使可燃性气体浓度降到燃烧要求浓度以下,从而降低火势达到灭火目的。水受热汽化,饱和的水蒸气体积是100℃时液态体积的1700 倍,当加热到700℃时,膨胀至原液态水体积4300 倍。这些水蒸气能稀释燃烧区空气中氧气的浓度,减少燃烧时所需氧气的补充量;稀释可燃气体的浓度,使可燃气体浓度降低到燃点以下,从而达到灭火或降低火势的目的。
1.3 机械作用
使用一定的水灭火机具在压力作用下,喷出来的水柱具有一定的冲击力,这种机械作用,能够冲散正在燃烧的枯枝落叶层,使其与湿土混合,起到直接灭火的作用。用水扑灭森林火的作用是纯物理作用,主要是冷却,而不是稀释作用。同体积的水用于冷却可燃物表面的效率,相当于用于扑灭明火火焰的四倍多。以水的覆盖或机械作用去灭火,是用水的最大浪费。
在理论上,每平方厘米的木炭表面积上有0.04g的水就可以使木炭火熄灭。于是,一升水就可以扑灭2.5m2 的燃烧表面,用4 000L 水就能够完全扑灭1hm2 面积上的火。
在灼热木炭温度(850℃)时,水温必须在38℃以下,才可能与之接触,如果水温高于38℃的水滴,它根本不可能与燃烧的木炭表面接触。
从实用的观点看,如果进行大颗水滴喷洒,通常是扑灭林火行之有效的方法。在实践中,每m2大约1L或相当理论值2.5倍的水量,可望达到最好的灭火效果。用水扑灭地表火,熄灭1m火线需水0.2~0.5L,熄灭1m2的火,则需1~2.5L,枯枝落叶厚的林分,需水8L/m2。
在森林防火工作中,水起到了至关重要的作用,可以说森林火灾现在掌握了水,就掌握了主动权。喷洒水灭火方式分地面和空中两种,水灭火机具设备也分为地面和空中两种。地面的水喷洒机具主要有背负式和抽拉式灭火水枪、灭火水泵、森林消防车等;空中喷洒是利用飞机下方悬挂盛水容器和飞机直接机载盛水装置,实现喷洒水灭火的效果。加拿大、美国在森林防火装备上投资较大,灭火机具设备研发能力强,灭火能力居世界各国之首,空中采用了大型灭火飞机和直升机直接洒水灭火系统,地面上以人造水池(主要是软体容器)、天然水源为依托的人工、机动和水泵系统。
一、水灭火手动机具
主要是背负式水枪和灭火水泵。常见的是胶囊水枪灭火器,主要由胶囊和水枪两部分组成,配有背带可背负。携带很方便。胶囊(或塑料桶)可连续喷水,喷水成细柱状或线状,最远射程为10m,有效射程为4~5m。该灭火工具主要用于扑灭初发的森林火灾、弱度地表火,或者应用于清理火场和水浇防火线。
二、灭火水泵
灭火水泵型号较多,其中功率5.15kW的手抬机动水泵,不但适用于工矿企业、城乡消防,而且也适用于在林区进行森林消防。由汽油发动机、单级离心水泵、排气装置、手抬架、吸水管、水带和水枪等部分组成。机动泵水源主要是来自天然和人工水池、水车。可将多台水泵串联,实现远距离输送喷洒。如果在森林中建议使用软体容器储存水源,以备不时之需。有准备的森林火灾救灾可以起到事半功倍的效果,也是现在提倡的主要救助预防方法。
三、森林消防水车
消防水车广泛地应用于城市消防,也广泛地应用于森林消防。主要是指载水消防车,有多种类型。灭火时可用不同方法接近火线,操作简单、使用方便、灭火性能好,有驾驶员、水泵手、灭火手配合进行操作。
灭火水车的作战方式,在美国有一套完整的方法。俄罗斯在各林管区建立了机械化灭火站、化学灭火站,这些灭火站有专门的库房,保存着扑火机具、药剂、有俄罗斯国内生产的电台、对讲机,装备着俄国生产的设备齐全的适合当地使用的防火灭火设备。如履带式拖拉机、载重拖车、载水车、抽水机等等。地面灭火车辆有推土机、挖掘机、轻型坦克改装的防火车及普通汽车改装的防火车。
四、飞机水灭火
应用飞机运水喷撒灭火是20 世纪50 及60 年代期间逐渐发展起来的,飞机装水方法主要有飞过水面自动装水和基地机械装水两种。70 年代逐渐应用直升机吊桶载水灭火,有迅速取代固定翼飞机的趋向。在人烟稀少、交通不便的偏远林区,可以利用飞机作为灭火机具,进行喷洒水或喷洒化学灭火剂灭火。利用固定翼飞机或直升机装载水或化学灭火剂并进行喷洒,可以直接或间接灭火。采用飞机直接灭火,即飞机装载水或化学灭火剂后,飞临火场上空,将水或化学灭火剂直接喷洒在火头或火线上,采用飞机间接灭火,即用飞机将药剂喷洒火头或火线发展方向前一定距离的未燃地带,形成隔离带,阻隔火的蔓延。该法在用于扑灭沟塘火、灌丛火、草地和草原以及树冠火时效果较好,但在扑灭郁闭度较大的林内地表火时,由于树冠阻挡,效果不佳。
五、飞机撒水灭火
加拿大空中大型灭火飞机是加拿大研制的,当今世界上唯一的专用森林灭火水陆两用飞机。目前在地中海地区及南、北美洲广泛使用,世界上约有70 余架。飞机上的主要机构有灭火水箱,吸水和操纵部分。灭火水箱由两个玻璃纤维质的箱体构成,每个箱体下部都设有水门。吸水机构由低阻斗、导流板,单向阀和收放机构组成。操纵机构为液压控制机构,主要控制水门的开与闭和吸水收放机构。当飞机掠过水面时,靠飞行冲力将水充入水箱,单向阀可防止水的倒流。其最主要的优点是在飞行中自吸加水,飞机采用俯冲滑水方式,8s即可将10t水吸入水仓内。喷洒最大长度300m,宽度30m。几架飞机配合作业,灭火威力较大。
六、直升机吊桶吊囊灭火
直升机吊桶灭火是直升机用悬挂的吊桶自动加满河流、湖泊的水后,提到火源上空将水自动释放达到灭火目的。吊桶容量为0.5~1.8t。吊桶有两种:一种用金属板材焊接而成,自重0.5t,结构简单,价格低廉,但保存携带不方便;另一种结构是用涂塑布(PVC)内加铝合金支架(构造像折叠伞)制成,特点是可折叠打包,装在直升机货仓内,不影响直升机巡护、载人、载货作业。直升机吊桶灭火主要用于灭火头,尽管载量有限,但要求水源条件较低,只要有深度0.5m,直径1~2m 的水源,即可实现吸水作业,加满水时间2min,释放0.5min。直升机吊桶不但可直接喷酒灭火,更重要的是可向地面预设水池(折叠移动式)注水。供机动泵、水枪使用,方法简单易行,设备造价低廉,效果良好。
美国所用的灭火吊桶,均吊挂在直升飞机下。在有水源的地方取水,然后运往火场进行灭火。简便的灭火吊桶由吊挂绳、桶体和操纵机构组成。桶体主要是装载灭火液体用,有软体和硬体两种。软体吊桶多由胶布制做成折叠式,吊桶多由铝合金或玻璃纤维制做。操纵机构可控制吊桶的翻转,以实现取水或灭火。对于配有喷射泵和悬浮环的吊桶,灭火时靠泵的喷射进行,效果更好些。悬浮环的功能是控制吊桶的进水与溢出,即是带有悬浮环的灭火吊桶,取水时吊桶不必翻转,悬浮环打开后可以从吊桶的四周进水,装满水后悬浸环即关上。灭火时,悬浮环打开,吊桶即可洒水灭火。

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