森林消防水泵在森林滅火中的應(yīng)用研究

摘要：為了探究消防水泵在森林滅火中的應(yīng)用方法，文章首先闡述森林消防水泵使用的必要性，闡述基本消防水泵滅火方法，為相關(guān)從業(yè)者提供可借鑒性經(jīng)驗。關(guān)鍵詞：森林滅火;消防泵;滅火方法;應(yīng)用受到氣候和林相的雙重影響，部分地區(qū)可能引發(fā)森林火災(zāi)，火災(zāi)發(fā)生之后，必須及時對火勢進(jìn)行控制，降低災(zāi)害蔓延速度，減少森林火災(zāi)對生態(tài)環(huán)境的威脅，因此必須利用消防水泵，對火勢作出相應(yīng)壓制。利用周圍存在的水源進(jìn)行滅火，該種滅火方法與風(fēng)力滅火、化學(xué)滅火相比，更加高效實用。但是水泵滅火應(yīng)用技術(shù)還不成熟，因此如何提升森林水泵滅火應(yīng)用效率，已經(jīng)成為撲救森林火災(zāi)的核心課題。一、森林滅火泵的必要性受到氣候和林相影響，部分地區(qū)在春夏季節(jié)容易引發(fā)森林火災(zāi)[1]。再加之地球溫室效應(yīng)逐漸凸顯，更增加了極端氣象發(fā)生天數(shù)，森林火險發(fā)生率提高。其次，隨著低產(chǎn)林改造、荒山造林、退耕還林等政策的實施，我國森林覆蓋率逐年提升，森林資源占有率越來越高，這也為森林防火工作增加了一定難度。尤其是幼齡林，抗火災(zāi)能力較差，在日常撫育過程中，如果營林技術(shù)人員不能對森林內(nèi)可燃物進(jìn)行充分排查，極容易引發(fā)森林火災(zāi)。從這一層面來講，加大森林滅火泵的使用，提高森林火災(zāi)撲救作戰(zhàn)技術(shù)，是非常重要且必要的，可以維護(hù)生態(tài)安全，提高滅火效率，降低自然災(zāi)害發(fā)生率，減少人員傷亡，最終促進(jìn)森林資源可持續(xù)發(fā)展。二、森林消防水泵滅火方法森林火災(zāi)撲救本身屬于高危作業(yè)[2]。由于林火立體化燃燒，火災(zāi)蔓延速度較快，尤其是高山林地區(qū)，由于海拔落差較大，火頭較多，可能引發(fā)二次燃燒，并且火情變化快，不易通視，險情多，因此在選擇滅火泵和滅火方式時，應(yīng)該根據(jù)火災(zāi)、火情、火場、火勢特點靈活選擇滅火方法，確保國家森林資源安全，降低人員傷亡。主要滅火方式分為以下兩種：（一）多泵接力滅火多泵接力滅火從本質(zhì)上講，就是指利用串并聯(lián)方式，將遠(yuǎn)距離水源運輸?shù)交饒?，實施滅火，采用多點用泵、分段撲救方法，利用水泵輸水距離遠(yuǎn)、輸水量大的優(yōu)勢，一次性直接打火、撲滅明火，但是搶險人員也應(yīng)該注意到，該種滅火措施必須掌握好水泵供水性能和海拔高度之間的關(guān)系。分析水泵在不同坡度情況下的供水能力，一般來講，坡度小于等于30度，海拔高度在2000～3800m之間時，可以利用串聯(lián)方法，當(dāng)海拔高度在2500～3800m時，坡度在30度至45度之間，可以利用多泵并聯(lián)或者串聯(lián)，一旦海拔超過3800m，坡度在45度至75度之間，只能使用多泵并串聯(lián)方式來撲滅明火。提前預(yù)設(shè)兩個蓄水池，在火勢較強的情況下加大出水壓力和出水量，采取“一點突破+兩翼推進(jìn)”的方法，將水源向火場縱深化延伸，提高輸水距離，強行壓制火頭，效果較為明顯，可以應(yīng)對惡劣且復(fù)雜的作戰(zhàn)環(huán)境，通過快攻猛打，4個水泵分隊可以利用1個小時時間撲滅8km火線，滅火效果顯著。（二）泵車一體滅火部分森林火場條件特殊，比如某些高山林區(qū)，火場離天然水源距離較遠(yuǎn)，僅靠單人作業(yè)無法將水泵直接提供到火場，因此多數(shù)情況下需要消防車和用水車的加持，比如一臺森林消防車可以保證單泵連續(xù)作業(yè)40～45分鐘，載水量達(dá)到4噸，水車可以保證單泵連續(xù)作業(yè)120～130分鐘，載水量達(dá)到13噸，在火場道路便于車輛通行時，可以充分發(fā)揮消防車和水車的載水功能，利用水車高壓水泡直接滅火，機動性更強。如果車輛不能直接進(jìn)入火場，可以將車輛停留在離火源較近位置，通過單人背負(fù)方法利用水泵進(jìn)行撲救，而消防車和水車為水泵提供移動水源，可以在短時間內(nèi)控制火勢，將水泵延伸到火線，加大滅火半徑，保證持續(xù)供水。三、森林消防水泵的具體應(yīng)用為了探究森林消防水泵具體應(yīng)用方法，文章以石湖林場為例，該林場水熱資源豐富，林場內(nèi)群峰疊嶂，以山地地形為主，山高200～300m，最高峰海拔1600m，位于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，夏季高溫多雨，但是在春秋兩季較為干燥，遇到極端天氣，可能引發(fā)森林山火，再加之部分營林技術(shù)人員和林場管理者安全意識松懈，在日常檢修和巡視過程中不能及時發(fā)現(xiàn)安全隱患，導(dǎo)致山間明火，而該林場森林覆蓋率高達(dá)86%，存在大量中幼齡林，對火災(zāi)抵御能力較低，一旦出現(xiàn)明火，將直接引發(fā)森林火災(zāi)。因此可以利用水泵串并聯(lián)技術(shù)，文章就從設(shè)備類型、技術(shù)應(yīng)用、人員配置這三個方面，總結(jié)水泵滅火優(yōu)勢，為相關(guān)從業(yè)人員帶來可借鑒性經(jīng)驗。（一）設(shè)備類型我國出產(chǎn)的水泵揚程一般在30～60m之間，在石湖林場森林火災(zāi)爆發(fā)時，水泵隨著坡度增加揚程不斷降低，因此要想提高森林火災(zāi)撲火效率，首先應(yīng)該解決揚程問題，通過水泵串并聯(lián)技術(shù)，引水上山，以此滿足山區(qū)森林撲火用水需要。水泵類型可以使用進(jìn)口三缸柱塞液壓隔膜泵，保證水泵在高壓作業(yè)中不會出現(xiàn)螺絲脫落、泵體斷裂等問題。此外，撲救人員也可以利用擴大水泵揚程的方式[4]。通過水泵串聯(lián)，實現(xiàn)森林滅火撲火效果，這一技術(shù)的主要特點為：通過科學(xué)合理的水泵布置，可以將不同規(guī)格、不同型號、不同生產(chǎn)廠家的水泵進(jìn)行串并聯(lián)，在不浪費現(xiàn)有資源的條件下，改裝水泵口徑，使得水泵間可以快速連接，外接水泵變徑，以此達(dá)到“以水滅火”的目的;同時相關(guān)撲救人員還應(yīng)該掌握坡度和揚程距離變化之間的關(guān)系，以28m揚程標(biāo)準(zhǔn)水泵為例，在水泵串并聯(lián)技術(shù)應(yīng)用下，每臺泵可以串聯(lián)5根水帶，水帶為標(biāo)準(zhǔn)長度30m，泵與泵之間的輸水距離為150m，如果山坡地同時啟動水泵作業(yè)，多臺水泵先鋪設(shè)水帶，三根末端水槍射程15m，如果坡地度數(shù)為10度至30度，最大可以輸送水距離為12m;如果坡度在30度至50度之間，末端水槍射程10m，最大輸水距離為4.5m。因此，要想提高消防水泵在滅火中的使用效率，可以通過水泵變徑，將揚程大的水泵放在末端，將揚程小的水泵放在前端，通過水泵串并聯(lián)技術(shù)，有效撲滅火情，降低火勢，提高滅火速度。（二）技術(shù)應(yīng)用在選擇好設(shè)備類型之后，防火部門和撲火隊伍還應(yīng)該把握好水泵滅火的各個作業(yè)環(huán)節(jié)，在作業(yè)前、作業(yè)中、作業(yè)后這三個階段，始終保持設(shè)備處于最佳狀態(tài)。1.作業(yè)前在滅火作業(yè)前做好裝備檢查，確保滅火作業(yè)可以順利實施，對實戰(zhàn)之前最主要配件和設(shè)備進(jìn)行仔細(xì)檢查，尤其是水帶和水泵，重點把握水泵是否處于良好狀態(tài)，水帶數(shù)量和種類能否滿足本次作業(yè)要求，這直接關(guān)系到滅火任務(wù)是否可以成功完成。其次判斷貯水池是否完好，保證充足的水源供應(yīng)，根據(jù)不同作業(yè)環(huán)境，有時森林滅火可能需要裝備輸水，或者當(dāng)裝備輸水不能滿足作業(yè)條件時，可以直接就地取材，選擇森林中的河流、湖泊、溝渠等自然水源。選擇合適的水泵架設(shè)方式，除了上文中提到的串并聯(lián)架設(shè)法，還可以利用單泵架設(shè)、并聯(lián)架設(shè)和串聯(lián)架設(shè)這三種方法，根據(jù)實際條件的不同，選擇具體滅火方式，相關(guān)管理者和組織者還應(yīng)該根據(jù)火場地形情況，及時對火場進(jìn)行勘查，尤其是植被種類、植株密度、火場風(fēng)力、風(fēng)向、溫濕度、風(fēng)速等氣象情況，掌握本次火災(zāi)發(fā)展態(tài)勢，從而確定后續(xù)水帶、水泵等滅火裝備供應(yīng)量，科學(xué)選擇鋪設(shè)路線。其次，要想提高森林消防水泵應(yīng)用效果，除了技術(shù)方面，相關(guān)部門和管理人員還應(yīng)該重視滅火隊伍人員配置，比如在石湖林場2021年發(fā)生的森林火災(zāi)中，在救援之前：共配備20名消防人員，其中火災(zāi)信息員1名、水槍助手2名、水槍手2名、安全員1名、油料手1名、隊長1名、每臺水泵配備3人、每個滅火隊員配備4臺水泵、水帶手2人、水泵手1人。其中隊長負(fù)責(zé)確定具體取水點，做好現(xiàn)場指揮，指定各個水泵設(shè)立位置，采取合適地段進(jìn)行滅火撲救;火場信息員主要搜集信息，比如撲火進(jìn)度、火災(zāi)發(fā)生趨勢、火場氣象情況等，并且按照規(guī)定進(jìn)行上報;安全員主要負(fù)責(zé)發(fā)現(xiàn)火場安全隱患，并降低隱患發(fā)生率，做好現(xiàn)場指揮，及時做出撲救合理化建議;油料手主要更換水泵配件，負(fù)責(zé)備用油量;水帶手主要協(xié)助水泵手進(jìn)行運送，負(fù)責(zé)水帶的攜帶和鋪設(shè);水泵手主要觀察水泵運行情況，排除水泵故障。消防滅火隊伍人員各司其職，可提高森林滅火速度，使得水泵應(yīng)用效率最大化。2.作業(yè)中在滅火作業(yè)中，首先，高壓水泵和便攜式水泵放置時應(yīng)該選擇地勢平坦區(qū)域，最好靠近水源，靠近雜草較少的地方。固定水泵支架，避免在運行中由于自身震動而發(fā)生位移，影響水泵正常工作，或者使得水泵翻轉(zhuǎn)滑入水中。其次，對吸水管進(jìn)行定位，距離水面距離不能小于200mm，如果是浮挺泵，泵底與水面距離不能小于250mm。同時，應(yīng)檢查底閥彈簧是否可以正常復(fù)位，擰緊外螺紋接口，在吸水管連接到水泵入水口之前，灌滿水，當(dāng)連接之后，上下抽動吸水管底端，以此達(dá)到滿水目的。在水泵運行過程中，應(yīng)該配備專業(yè)人員進(jìn)行看守，避免砂石雜物吸入泵體，突然導(dǎo)致停機問題，如果必須要穿越火燒跡地，應(yīng)該使用滲水帶，防止水帶燒壞，如果出現(xiàn)水壓減小或斷流，應(yīng)遵循鋪設(shè)路線原路返回檢查。在更換水槍或者是撤收水帶時，時間應(yīng)該控制在兩分鐘之內(nèi)，止水鉗夾帶時間不能過長，以防由于長時間不工作而導(dǎo)致負(fù)壓急劇遞增，損傷泵體。再次，在作業(yè)時，撲救人員應(yīng)該及時根據(jù)火場環(huán)境變化，轉(zhuǎn)變滅火作業(yè)方式，由于水泵滅火作業(yè)本身具有一定局限性，因此，指揮員應(yīng)該根據(jù)火勢大小、風(fēng)向突變、火線蔓延方向等多種情況，對現(xiàn)場安全隱患和危機進(jìn)行指揮和預(yù)判，避免造成人員傷亡。同時也應(yīng)該注意到，在鋪設(shè)水帶時，應(yīng)該防止地面有堅硬物體，以免發(fā)生漏水現(xiàn)象，供水之后應(yīng)對水帶進(jìn)行巡查，如果存在漏水現(xiàn)象，應(yīng)該及時補套。最后，在實施水泵滅火時，為了防止供水中斷后火勢失控，應(yīng)該建立安全區(qū)域，如果水帶要橫跨公路，必須開設(shè)安全槽，避免車輛碾壓而沖壓水泵。3.作業(yè)后在每次作業(yè)之后，應(yīng)該及時檢查水泵是否出現(xiàn)故障，比如進(jìn)口引水管濾網(wǎng)堵塞、機封損壞、漏水、進(jìn)口漏氣、葉輪葉片堵塞等，尤其是背負(fù)式消防泵，葉輪多為單級閉式葉輪，大直徑，窄出口，更加容易造成阻塞，因此，在使用之后，應(yīng)該對濾網(wǎng)沉底情況進(jìn)行檢查，防止濾網(wǎng)進(jìn)口阻塞，吸入泥沙、水草等，保證濾網(wǎng)過水面積始終大于進(jìn)口面積