森林火灾防控中“以水灭火”是目前普遍推广的扑火技术方法,是扑火技术装备发展从半机械化向机械化的转变的必备条件。以水灭火是通过利用各类天然水库或水井、拦水坝、蓄水池、消防水箱、市政管网等森林防火储、取水水源点,逐步增加重点林区内设置消防蓄水池(箱)、敷设消防管线,设置水泵接合器、消火栓与高扬程森林消防泵、高压细水雾灭火机、水龙带、接力转运的消防水泵接合器等设备相结合,以水作为灭火介质进行扑救,使火灾能满足“打早、打小、打了”的灭火方案原则。
森林以水灭火系统的设计,目前没有针对性的规范,结合项目设计的心得,借鉴《消防设施通用规范》《建筑设计防火规范》和《消防给水及消火栓系统技术规范》做设计依据支撑。森林消防蓄水池(箱)建设是森林消防“以水灭火”方式的重要保障,一旦发生森林火情,森林消防队伍可用高压水泵、森林消防水罐车等设备就近直接从蓄水池(箱)抽水对周边进行扑救,取水时间大大缩短,为森林火情扑救争取时间。森林消防蓄水池(箱)储备水来源包括周边山泉河流、收集过滤雨水及渗流水或消防水车运水进行补充。
以水灭火具有拦截火头高效、扑灭明火迅速、清理火场彻底等特点,是现代条件下扑救森林火灾最有效的手段之一。结合市、县、乡镇级森林消防队伍实际需求,配备专业的以水灭火装备,主要包括高扬程森林消防泵、高压细水雾灭火机、风水灭火器、高压水枪、移动水池、水龙带、消火栓、水泵接合器等,并做日常维护管理。
消防系统及设计参数选择
消防给水设计压力和流量。林火种类分为地表火、地下火和树冠火,其中尤以稳进树冠火是危害森林最严重的林火,消防给水以此状态为最不利情况考虑。森林中伟乔木高达30多米,部分达到50米,结合湖北等地区的树种,设计以50米高的伟乔木的树冠起火为最不利状态,结合林火强度和火焰高度关系,当林火强度>10000KW·m-1时,火焰高度>6.0m,设计取树冠加火焰总高度以60米计算,考虑管网水损和消防水柱压力,灭火时消防末端系统出水水头所能达到的高度为设计取值。
林火扑灭时的火焰高度及树冠体型,该不利状态与60米的高层建筑起火状态类似,室外消火栓系统参数参考《消防给水及消火栓系统技术规范》中民用建筑高层的消防用水量25L/S。扑打早期火灾用水1.0小时计算储存水量。
消防系统选择。参照工业、民用、市政等建设工程的国家标准《消防设施通用规范》消防给水系统分为:临时高压、高压、低压等系统,由于林业林场地理条件等限制,设置临时高压或高压系统需要设置高位水池或稳定的增压设备,并配套供电系统,全部条件都难以达到,建议采用要求较低的低压消防给水系统。
消防水源和蓄水设施选择
消防水源是指在向水灭火设施、车载或手抬等移动消防水泵、固定消防水泵、消防水池等提供消防用水的给水设施或天然水源。
水灭火系统设计在山林之中,易发生火灾主要是农林结合带和坟场人为祭祀等带火活动场所,交通极为不方便,这有别于城市以稳定的自来水做消防水源,林场主要是乡道、机耕道、防火道路或者林火阻隔带作为水源运输的通道,中部某市的森林火灾高风险区综合治理工程建设项目中,根据地理气象条件,首选有稳定的库容的大型山塘、水库清水作为水源,交通相对便利,运水车便于取水,取水管路便于敷设。末端灭火设施中高压细水雾灭火机避免堵塞,管道淤积,所以对水质中含砂和杂质有要求,尽量选用清水为水源,山区收集的雨水设施,由于地质情况泥沙下渗,水中泥沙杂质较多,泥沙沉积,水质不佳。非特殊情况下不能作为消防水源,优先选择城市自来水、大型水库清水做为消防水源。森林消防蓄水池蓄水来源包括周边山泉河流、收集过滤雨水及渗流水做消防水车运水灭火扑救时作为应急的备用水源,配合多级翻水引水上山模式。
消防蓄水池(箱)。参照工业、民用、市政等建设工程的国家标准<<消防给水及消火栓系统技术范>>中规定消防水池(箱),供固定或移动消防水泵吸水的蓄水设施,设置在高处直接向水灭火设施重力供水的蓄水设施,设置在高处直接向水灭火设施重力供应初期火灾消防用水量的蓄水设施。以上述模拟的高度规模来确定灭火所需蓄水量和设置的标高。并保证每100公顷森林资源蓄(取)水量达500吨以上,水车取水半径不超过3公里。
《襄阳市森林防灭火规划( 2 0 2 3 - 2 0 3 0 年)》森林火灾高风险区和一般森林火险区两类,历年森林火灾受害率控制在0.9‰以内。据分析,襄阳市历史森林火灾主要集中分布在人为活动比较频繁、森林资源与农地交界等地域,发生火灾时天气往往比较干旱,火灾多为祭祀、农业生产用火等人为原因导致。
结合林业林场地理环境,设置消防蓄水池(箱)尽可能设置在山顶或者马鞍的山坡地段,交通便利,平时消防水车补水能顺利抵达,同时也能满足消防出水沿地势顺消防管路流向室外消火栓,便于起火时取用水。
消防水池(箱)的容积应能满足服务片区起火初期灭火用水量,以1小时储水量为宜,容积按100吨为宜,灭火中后期需要用消防车或消防水带接力输送。体量过大的消防水池(箱)增加建设投资,占用较大的场地。消防水池(箱)的作法建议用不锈钢材料制作,场地平整硬化后,现场拼装焊接不锈钢水箱,安装快捷,基础整体硬化防沉降。考虑山区冬季结冰影响储水效果,建议水箱做保温处理。
消防管路及消火栓选择
消防管路。消防给水应采用环状给水管网,但山区地形复杂,现场实施难以成环。布置支状管网为主,消防水池(箱)出水沿山路敷设消防管网,沿途设置室外消火栓,接近水库等水源地设置水泵接合器。管网管径大小按覆盖服务面积灭火用水量计算,一般管径不低于DN150;管材优先采用PE管,热熔连接,便于施工。
当水箱满水状态时,消防管可作为消防出水管;消防水箱缺水时,消防管可作为输水管网,需要在水箱的进出水口做阀门转换。多级翻水引水上山需配置机动柴油水泵机组,靠近水源地抽水接入水泵接合器向消防系统快速补水,水箱设置进出水转化阀门。消防管路防冻和防止动物啃伤或人为破坏,建议埋地煨砂敷设。
消火栓及水泵接合器。灭火消火栓的数量应根据林区保护覆盖范围确定,保护半径150.0m以内,每个室外消火栓的出流量不低于25L/s,重点密集林区可加密布置,满足国标的公称通径为150mm、公称压力为1.6MPa、的防撞型地上消火栓,大流量消火栓。消防水泵接合器的给水流量宜按每组不少于2个,出水量不低于25L/s。消防水泵接合器应设置在林场道路交汇处的天然水源地,应能匹配并接驳当地现有消防车或引水机动柴油水泵机组的供水流量和压力。
消火栓和水泵接合器处应设置永久性标志,用混凝土固定。由于林区冬季气温低,消火栓和水泵接合器设置在避风凹地,并做保温,防止动物和人破坏措施。
建议
首先要增设物联网。以水灭火系统可接入物联网,物联网主要通过传感器收集以水灭火系统上的基本数据并连接到云平台,供管理层日常管理,实现远程监测和控制。
主要采集的数据有,水池水箱和天然水源等的地理位置。确定主要的消防设施的坐标位置,输配水管网的路由等地理坐标信息,方便灭火时查询管网和植被生长后掩盖了灭火设施的具体位置。
水池水箱、天然水源地的水位标高信息,储存水量的大小,是否有动物或人为的破坏和损失造成水源储水流失,获得准确补水所需水量和补水时间。
输配水管网的压力数据采集,在管网上安装压力传感器,监测管网压力,并获取管网压力失效的准确时间,方便日常维护的查漏修补。
此外,还应加强专业应急人才储备及管理。以水灭火涉及的环节多,灭火水源水箱、管网、灭火的人员之间的有效配合。以水灭火涉及的储水设备、管网、出水设施、灭火机具日常的维护,巡查,检修,调试等需要专业人才负责。








