新型隔离灭火技术应用分析∗——以福建省德化县为例

王玉连 黄志森

（德化县林业局，福建 泉州 362500）

森林燃烧必须同时具备3 个条件，即可燃物、火源与氧气，这三者缺一不可[1]。根据森林火灾灭火原理，只要采取有效措施消除或隔离森林火灾燃烧所需的氧气、可燃物、火源三要素中的任一要素，即能实现灭火[2]。传统常见灭火方法有人工扑打、用水、用土、用风力、爆炸等手段，以达到降温、散热、缺氧、隔离的目的，最终实现灭火。这些方法常受人力、水源、装备、运输、成本等条件限制，存在处置效率低、安全隐患大等问题。德化县属于海洋性季风气候区，冬季少雨，霜冻严重，风干物燥。境内整体海拔较高，地形复杂，风速较大[3]。十几年来，德化县针对山区地形复杂、林草茂盛、可燃物载量大、风大多变、阻隔少，森林火灾具有火势大、蔓延快、难靠近、难扑救、风险大、易伤亡等特点，汲取国内外重特大森林火灾经验教训，强化机具装备建设，探索总结一套基于隔离为基础、多法融合的“隔离+”新型灭火技术，在实践中取得显著成效。

1 革新背景浅析

随着城市化进程的不断推进，农村劳动力严重稀缺问题突显，森林火灾处置能力非常脆弱，传统依靠大量人力近火扑打的方法已难以有效处置森林火灾。随着生态保护力度的加大，人为干扰活动减少，森林植被茂密，杂草茂盛，林下可燃物载量大，遇霜冻、干旱、大风天气，易发生大火大灾，火场扑救环境越来越复杂和危险，存在严重安全隐患。当前，各种先进高效的机具、器械不断涌现，如修剪机、割灌机、油锯、履带式遥控开带机、挖掘机等具有劈草、修剪灌木、砍伐树木、开路的功能，将这些机具装备用于清理可燃物、开设隔离带、阻隔火源、降低火势，为应对复杂森林火灾打开了一个全新的视角。

2 组建精专队伍

2.1 队伍

树立精专理念，在县城组建县级专业森林消防队5支60 人，在乡镇组建12～16 人乡镇级半专业森林消防队21 支340 人，每支队伍选配一名专业带队指挥干部，全程负责火场研判、指挥扑救、安全管理，定期开展业务培训、演练、竞赛。队伍配备劈刀、油锯、修剪机、割灌机、履带式遥控开带机、挖掘机、背负式风力灭火机、电动喷雾器、超高速涡轮风水灭火水枪、脉冲高压细水雾、水泵、无人机、指挥终端、地形图、影像图、植被图、防火设施图等机具装备，使队伍兼具隔离、扑救、清理、看守、自救功能，满足不同作战需求，提高队伍灭火的科学性、有效性和安全性[4-10]。

2.2 装备

在森林灭火时，通常使用以下装备。1）劈刀。砍除隔离带上的幼树、灌木、藤条、荆棘、枯枝，为修剪机、割灌机作业清除障碍。2）油锯。砍除隔离带上的幼树、枯死木、下层针叶树、部分中层针叶树，避免地表火蔓延上树造成树冠火。3）修剪机。割除并搬离隔离带上的芒萁、五节芒等杂草，最大限度减少可燃物载量，以降低火势。4）割灌机。紧随修剪机之后，割净并搬离隔离带地表残余杂草和枯枝落叶，进一步减少可燃物载量。5）背负式风力灭火机。利用强风吹净隔离带上的杂草、枯枝落叶，增强阻隔效果；当火线靠近隔离带时，待火势降低，利用强风吹散地表火球，进一步降低火势，有效切割火源与可燃物接触，达到彻底灭火的效果。6）锄头。挖净、挖除残留余火、余星、杂草、烂树兜、腐殖层，增强阻隔效果，防止复燃。7）电动喷雾嚣。喷灭隔离带上的暗火、余星、余灰，防止复燃；产生5～6 m的条状高压水柱，可喷灭6 m以下的树冠火。8）履带式遥控开带机。该设备以柴油为动力，马力大（60 马力），一般工况每分钟推进20～30 m，高速运转（3 300 r/min）的合金刀具对线路上的枯枝落叶、杂草、灌木、树木进行破碎，同时，翻动5～6 cm的土壤，将细碎的可燃物与土壤充分混合或掩埋，发挥阻火作用。该设备最大爬坡作业角度可达60°，适用于相对平缓的山脊、山坡作业任务，采用遥控操作，大幅度提高操作员的安全性。可高效清理可燃物、开设防火隔离带、预设安全通道和安全区；可以翻土灭火、清理烟点火点、站杆倒木。9）履带式挖掘机。履带式挖掘机马力大，效率高；力臂长，工作面宽；抓地力强，爬坡性能好，不打滑；能挖生土带、清理枯枝落叶、杂草、灌木、树蔸等，阻隔效果显著。适于相对平缓的山脊、山坡清理可燃物、开设隔离带、预设安全区、以土灭火等。10）脉冲气压喷雾水枪。利用强大脉冲冲击力，对火势进行有效压制；水被高度雾化后增加吸热面积增加上千倍，达到快速降温、提高隔绝氧气效果，具有高效、节水、操作简便、机动灵活特点，适于看守火场、处置冲火、飞火，也可自救。11）超高速涡流喷射风水灭火机。利用超高速气流将水撞击成雾状的颗粒，以巨大动能，远距离、高强度、大范围地喷射出去直接灭火，细水雾粒径表面积比较一般水滴大1 700 倍，惰化介质（水蒸气）能限制火焰向外传播，并且使被“包围”的火焰窒息，以短时间控制火势。细水雾吸热效率高，冷却效果好，可使队员免受火场热辐射威胁。其可灭地表火、树冠火，灭火性能好，重量轻，携带方便，操作简单，适于灭火、清理、看守、自救。

3 战略战术与灭火方法

3.1 灭火理念

摒弃传统以人力近火追火冒险直接扑打的做法，依靠先进高效机具装备，预先开设隔离带、清理可燃物、阻断火源、降低火势，实行先隔离后扑救，灭火理念由依靠人力、被动扑救向人机结合、主动控制转变。

3.2 灭火战略

先控制后消灭，先隔离后扑救。对于不能立即扑救的森林火灾要首先控制火势的继续蔓延和扩大，在具备扑灭火灾的条件时，展开全面扑救；在扑救森林火灾时，杜绝见火就上、遇火就打，应借助先进高效机具装备，先开设隔离阻火带，降低火势后再进行扑救，确保安全、有效[11-12]。

3.3 灭火战术

低处入手、低处作战。根据林火燃烧、蔓延规律，灭火的顺序必须是由低到高，即灭火的起点必须从低处入手，才能保证灭火科学、有效；队伍灭火的位置必须是在火线的下方，即低处作战，才能保证人员安全。

3.3.1 自下而上，“捧”火上山 不管是上山火、下山火，还是侧面火，但总趋势是由低处向更高处延烧。所以，处理森林火灾必须从火场低处入手，自下而上，不断向山上抬升推进，火线逐渐向上缩短，最终实现灭火。

3.3.2 低处作战，确保安全 林火发生后，产生的火焰、热浪、烟气对上空气流进行烘烤加温，气流受热膨胀上升，而外围的冷空气开始下沉流动，形成火场局部气流。火场气流反过来对林火产生影响，形成向山上倾斜的推力，使上坡植被受到来自下坡火焰、热浪、烟气的熏蒸、烘烤，燃烧加快。无论是哪种类型的火灾，队伍应始终处于火线下方进行扑救，才能确保扑救过程安全有效[13]。应强化队伍的安全管控，杜绝从高处向低处投放兵力、队伍在火线的高处作战现象发生。

3.3.3 两翼推进，山后会合 林火总是向上、向两侧蔓延，所以，火灾扑救应从火场两侧最低处入手，队伍在火线下方两翼张开，沿着两侧火线下方由低向高抬升推进。两翼作战线路夹角应小于180°，呈倒“八”字形，且推进速度应大于火线长度的增速，确保安全有效。为避免出现人在上、火在下的被动局面，队伍应选择在火场山坡背坡会合，不得在火场山坡正面坡会合。

3.3.4 隔离为主，多法融合 火势大小受地形、植被、风向、风速等因素综合影响，要因地制宜，因情施策。对于小火、中火、大火，可分别开设宽度1、2～3、8～10 m不等的阻火隔离带，然后以风力、以水、以火等手段，分别采取直接扑打、边隔离边打、完全隔离阻火等方法将明火扑灭。应综合人力、机具装备、地形、植被、风向、风速、火势等因素，合理确定隔离宽度和扑救方法，以隔离为主，打隔结合，多法融合，灵活掌握。

3.4 灭火手段

3.4.1 风力灭火 明火靠近隔离带时，待火势降低后，利用背负式风力灭火机将余火扑灭，同时将余火余灰往火场吹送1.5 m以上，进一步清理火场。看守隔离带时，利用风力灭火机强劲的风力降低可燃物的温度，减缓燃烧速度，同时改变火焰燃烧的方向，防止产生冲火、飞火。风力灭火是实战中最常用的方法，操作简单，效率显著，机动灵活。

3.4.2 以火攻火 风向风力有利时，可采取以火攻火办法，在隔离带靠火线一侧局部点烧可燃物，拓宽隔离带，是一种辅助灭火方法。为避免产生冲火、飞火，点火要专人统一实施，按照由高到低、由远到近顺序进行，使之形成能量较小、蔓延较慢的下山火。

3.4.3 以水灭火 利用水源水泵、接力水泵、喷射水泵构成一个以水灭火系统，对隔离带边的明火进行快速、高效、安全灭火。也可以利用脉冲高压细水雾、超高速涡轮风水灭火水枪对越过隔离带的冲火、飞火点进行快速处置。对地表腐殖土、地下泥炭土进行开沟注水，防止蔓延。运水方式除水泵抽水，还有直升机、无人机、消防水车、园林水车等给予保障。

3.4.4 化学灭火 利用喷雾器、无人机、直升机等装备，装载化学灭火剂。地面与空中配合，对逼近隔离带的林火或穿越隔离带的冲火、飞火进行喷撒灭火。其灭火机理主要是通过灭火剂受热分解，生成的产物起到降温、成膜、隔离空气和稀释氧气之作用，致使林火受到控制和熄灭。

3.4.5 爆炸灭火 通过地面人工或利用无人机在空中向火场，或对人员无法到达的火点或穿越隔离带的冲火、飞火投掷灭火弹爆炸产生的强大冲击波强制剥离灭火，即让可燃物的灼热核强制剥离燃烧物质使林火熄灭。爆炸灭火能短时间内将火源消灭，迅速控制火势，阻断火势蔓延[14]。

3.5 灭火步骤

在实际灭火过程中，通常按照隔离阻火、多法融合灭火、清守火场三个步骤开展灭火。

3.5.1 隔离阻火 把清理可燃物、开设隔离带作为灭火的首要步骤，能减少可燃物，降低火势，阻断火势蔓延，提供安全逃生通道。1）隔离工具。经多年实践检验，劈刀、斧头、油锯、修剪机、割灌机、背负式风力灭火机、锄头等工具较为实用高效。如果地形地貌较为平缓，使用履带式遥控开带机、挖掘机将大幅提高清理可燃物、开设隔离带效率。2）隔离带位置、走向。按照低处入手、低处作战原则，合理选择作战起点，观察地形、植被、天气、火势等变化，不断调整隔离带走向，有效规避不利地形、易燃植被、恶劣天气、危险火势等。隔离带应始终处于火线的下方，且与火线始终保持一定的夹角，形成剪刀差，确保隔离有充裕的时间。3）隔离带宽度。小火：对于地势平坦（坡度小于15°）、植被稀疏、杂草低于50 cm、风速小（小于3 级）、火焰1.2 m以下的小火，贴近火线下方，利用隔离工具，预先全面清理可燃物，达到干净见表土的要求，形成宽度1 m的简易隔离带。中火：对于地势平缓（坡度15～25°）、植被稀疏（郁闭度0.3～0.4)、杂草高度在50～100 cm、风速较小（3～4 级）、火焰高度在1.2～1.8 m的中火，选择离火线下方5～10 m处，利用隔离工具，预先全面砍伐、清理针叶树、灌木、枯枝落叶、杂草、腐殖层等可燃物，达到干净见表土的要求，形成宽度2～3 m的阻火隔离带。大火：对于高温条件下，地形复杂、坡度较大（坡度26°以上）、植被茂密（郁闭度0.5 以上)、杂草高度在100 cm以上，遇强风、逆风、不稳定风，火焰高度1.8 m以上，易产生林冠火、爆燃火、飞火，难以正面组织扑救的大火，应依托山脊、公路、机耕路等有利地形，利用修剪机、割灌机、履带式遥控开带机、挖掘机等隔离工具，开设宽8～10 m完全阻火隔离带。

3.5.2 多法融合 依托开设的隔离带，结合本地人力、交通、水源、地形、植被、天气、装备等条件，确定最佳灭火方法，多法融合，提高灭火科学性、安全性、有效性。1）小火。依托简易隔离带（宽度1 m），利用风力灭火机、喷雾器等工具，采用风力灭火、以火攻火、以水灭火等手段相结合，直接将靠近隔离带的明火快速扑灭。2）中火。依托隔离带（宽度2～3 m），待有效降低火势后，采用风力灭火、以火攻火、以水灭火等手段相结合，实行边隔离边打方法，将余火扑灭。3）大火。依托阻火隔离带（宽度8～10 m），依据火势变化，择机采用风力灭火、以火攻火、以水灭火等手段相结合，实行完全隔离阻火方法，将明火扑灭。4）飞火。在处置大火时，有相应看守队伍，配备水泵、电动喷雾器、脉冲高压细水雾、超高速涡轮风水灭火水枪、无人机、灭火弹、灭火剂等机具装备，采用以水灭火、化学灭火、爆炸灭火等手段，对穿越隔离带的冲火、飞火进行及时、快速处置。

3.5.3 清守火场 明火扑灭后，应组织15～20 人的火场清理看守队伍，分成3～4 组，利用风力灭火机、电动喷雾器、脉冲气压喷雾水枪、超高速涡流喷射风水灭火机等机具对火场、隔离带上的余火余灰进行细致清理，并喷撒水雾，防止复燃。清理看守火场应达到无火、无烟、无汽后，队伍方可撤离。

4 结语

采用新装备、新技术后，扑火效率显著提高，从2001—2010 年与2011—2020 年两个十年森林火灾数据对比来看，平均单起受灾面积约从10.62 hm2下降到3.93 hm2，下降了63%；扑火时间从176 min下降为115 min，减少1 h；用工数从88.4 工减少为61.9 工，下降30%；无复燃现象发生[15]。由于采用了先进高效的机具装备，使队伍兼具隔离、灭火、清理、看守、自救功能，处置森林火灾能力大幅度提升，可以科学、高效、安全应对各种危难险重森林火灾，满足扑大火、救大灾的要求。基于隔离为基础，实行多法融合灭火，形成一套“隔离+”新型灭火技术，将为我国南方山区森林火灾处置提供借鉴。