李滨希
(国家林业和草原局南方航空护林总站成都站,四川 成都 610081)
九寨沟,位于四川省西北部岷山山脉南段的阿坝藏族羌族自治州九寨沟县漳扎镇境内,地理位置为北纬30°35′~34°19′,东经100°30′~104°27′,属青藏高原向四川盆地过渡地带。景区地势南高北低,起伏大,景区南侧尕尔纳峰海拔最高4764 m,位于景区北侧的九寨沟沟口海拔1996 m,最大相对高度达2768 m[1]。重点林区在2800~3800 m的海拔范围进行航空护林作业时,对航空器性能要求高。景区高差大、地势复杂的情况需要机动灵活性能的航空器应对。
九寨沟高森林火险区分布在九寨沟、日则沟、扎如沟、丹祖沟、藏马龙里沟旁边的林区(图1)。其中,扎如沟分布大量油松林,林下有较厚且易燃的枯枝层[2],且沟内分布有村寨,为防火重点区。日则沟顶端分布有大面积的原始森林,也是保护的重点区域。由于九寨沟的影响力,游客密度大,且分布了大面积重点保护的珍稀植物,所以森林防火成为景区管理的重点工作。景区冬季和春季气候相对干燥,降水少,森林火险等级较高。春节、清明期间,地方上坟祭祖等习俗造成野外用火频率高,更易导致森林火灾发生。2013年,九寨沟荷叶寨森林火灾发生在春节期间。2014年,九寨沟县马家乡森林火灾也发生在春节前后。2016年,九寨沟漳扎镇永竹村森林火灾则发生在春节后不久。所以,九寨沟合理的航护时段应该以每年1月中旬到4月中旬为宜。
图1 九寨沟景区森林防火级别划分
成都航空护林站从2013年开始,使用九寨沟漳扎镇彭布直升机场,对九寨沟风景区及辐射范围内的阿坝州其他林区进行航空护林作业。2013年、2014年租用一架EC-135直升机进行空中巡护飞行、火场侦查、森林防火宣传等工作。从2015年开始使用H-125直升机在九寨沟进行护林作业。由于缺少高原直接灭火的数据和经验,仅仅利用其进行巡护、侦查、宣传、林政监察等工作。2016年,探索和使用配备机腹水箱的H-125直升机,进行了洒水实验,也通过参与扑救九寨沟漳扎镇永竹村火场,检验了其直接灭火能力。2017年使用了BELL-412中型直升机,配备吊桶及机腹水箱,同时使用两架配备吊桶设备的H-125直升机,进行九寨沟区域吊桶灭火以及多机型、机群灭火的探索。2018年开始使用K-32直升机,掌握了该机型的适用情况,加强了空中直接灭火的能力。
通过不同机型性能的推演,以及6年来在九寨沟护林飞行的数据收集、实践探索,我们发现中型飞机配合小型直升机的多架飞行器共同作业的模式,可以达到更好的航空灭火效果。中型直升机发挥其载水量大、扑救能力强的优势,实施重点火头、火线的快速扑救。小型直升机发挥其高原性能好、灵活度高、续航能力强的特点,实施火场侦查指挥,少量多次配合扑救,巩固洒水效果。
相关数据说明,小型直升机中EC-135、H-125直升机高原性能更加出色,续航能力、抗风能力都有更好的表现,且租机成本更低。中型直升机中,K-32直升机对比体型相当的BELL-412直升机,其机动性更好,载人能力也略有突出,更重要的是其吊挂能力强,单桶载水量是BELL-412直升机以及M-171直升机的2~3倍,其最大取水海拔高度也有优势,取水用时小于中型BELL-412直升机。
目前更适合九寨沟航空灭火的飞行器组合是K-32直升机搭配H-125直升机的组合,能更好地应对九寨沟区域内的地势环境,发挥航空灭火的优势。
成都航空护林站使用位于九寨沟漳扎镇的彭布直升机起降场。起降场位于北纬33°15′30″,东经103°53′00″,海拔2400 m。起降场距离九寨沟景区游客中心2.98 km,距离景区内第一个取水点火花海7.61 km,距离景区中心处诺日朗中心站12.89 km,距离最远取水点长海27.71 km。按照直升机平均的经济巡航速度180 km/h计算,从彭布直升机起降场起飞,空中到达景区游客中心仅需1分钟,到达火花海需要约2分半钟,到达诺日朗中心站4分多钟,到达长海也仅需要9分多钟。在实际护林中,采取沟谷飞行,起飞到达长海时间平均在16分钟左右。在处理九寨沟景区的突发火灾时,能够实现快速反应,迅速到达火灾发生地开展航空灭火,展示“打早、打小、打了”的空中优势。
为了在扑救森林火灾时能快速进行油料补充、机降扑火队员、运输救助伤员,我们从地面和空中实地考察了景区内适合临时起降的场地,选择了面积较大、地面平整度高且净空条件相对较好的犀牛海旁草坪区域。执行2017年九寨沟春季航空护林任务的H-125直升机、BELL-412直升机分别在此临时起降点完成机载扑火队员、吊桶洒水的训练任务。
此外,根据地面调查,诺日朗中心站停车场、静海停车场也满足应急起降点的条件,在处置森林火灾时能节约油料补充时间,就近运送扑火队员到火场前线。H-125直升机因其灵活度高,对起降点面积要求相对较低,可以在突发情况下,选择在景区道路、观景台等更狭小区域落地。在“8·8”九寨沟抗震救灾中,该类直升机落地景区道路、五花海观景台完成救援任务,体现了其灵活机动的优势。
表1 3种机型在九寨沟景区不同条件下测试的最大安全载水量
九寨沟景区内,受气候影响,防火期内风力较强。由于吊桶需要配备一定长度的吊绳,这样会增加飞行难度,所以,初期选择了配备机腹水箱的H-125直升机,进行直接灭火探索。机腹水箱设备与直升机正下方直接相连,飞行时抗风性更好,对巡航速度影响较吊桶小。但是,在取水方面,机腹水箱只能采取注水的方式,注水时间相对较长,从直升机起降场储水池通过电机水泵抽水给水箱注水,大约需要6 min时间,借助消防加水车加注,能够实现最快32 s加注完成[3]。
此外,机腹水箱每次注水、洒水完成后,需返回起降场落地并进行重新加注,灭火周期大大加长,灭火效率较低。选择在景区内的临时起降点落地,利用抽水泵在临时起降点旁的水源抽水,能相对缩短在景区内处置森林火灾时加注、洒水周期。
2017年开始,九寨沟基地首次使用配备吊桶的直升机作业,也是成都航空护林站在川西北高原地区首次进行吊桶作业。经过近两年在九寨沟景区海拔2400 m、2600 m、3200 m的3处取水点进行吊桶试验,初步掌握了3种机型在不同海拔、油量的最大安全载水量,具体结果见表1。
对比机腹水箱洒水,吊桶拥有吊绳自身长度,其垂直洒水高度距火场更近,洒水效果更好。而机腹水箱由于其长方体的设计,放水后形成水柱的速度较吊桶慢,快速洒向火灾的冲击效果有折损。载水量方面,H-125配备的机腹水箱,自重在180 kg左右,吊桶自重只有30 kg左右,同等油量及载重情况下吊桶设备能多载150 kg水量。
九寨沟景区的主要沟道内,分布着大量呈串珠状排列的大小高山湖泊118个,湖泊总面积约为2.85 km[1]。景区水源丰富,有效取水点多,水源条件非常适合利用航空灭火手段进行森林火灾的处置。湖泊的净空条件较好,适合航空器采用吊桶取水洒水,但由于海拔的影响,取水量受到一定程度限制。
吊桶取水要求水域流速缓,水域深度在2~3m以上,水源周边净空条件好[4],水中无明显障碍物,取水点海拔在机型吊挂升限海拔内。通过对九寨沟景区的地面调查,镜海、犀牛海、五花海、熊猫海、箭竹海等湖泊比较适合直升机吊桶取水,海拔最高的长海在3100 m左右,H-125直升机可以吊桶取水,但取水量明显减少。最低海拔为2300 m的犀牛海更适合直升机吊桶取水。
密切的地空协作是处置风景区森林火灾的必要环节。充分利用景区内防灾防火设施、人员,我们就能更好地发挥航空灭火手段的优势。成都航空护林站与九寨沟景区管理局防火部门,进行了多次有关航空护林手段的交流和探讨,形成了一定的合作机制。景区管理局的视频监测系统、地面巡护人员一旦发现森林火情,第一时间通知航空护林站人员,可以进行快速反应。空中侦查到的初发火情也会及时通知景区防火部门。空中对火场的准确侦查,能辅助地面指挥部进行扑火方案的制定,帮助地面扑火队员更科学安全地进行火场扑救工作,也能扫除地面扑火队员的扑救盲区,重点对火场的火头、火线进行控制,快速阻断火势蔓延。洒水后,需地面人员清理火场,避免火场死灰复燃。在利用临时起降点起降作业时,景区管理部门也要承担安保、场地清理、后勤等地面保障工作。所以,景区扑救林火的地空配合程度直接影响灭火效率。
笔者通过对九寨沟风景区区位分析、机型对比、起降点选择以及近年来在该区域内进行航空直接灭火的探索实践,分析了现有条件下适合九寨沟景区的机型组合、起降点选择、灭火手段,梳理了与景区管理部门地空配合的经验。在川西北高原的其他景区及林区的森林航空消防实践中,可利用和借鉴这些经验及结果,更好地突破和解决川西北高原森林消防的重点及难点。