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平地无风条件下红松蒙古栎混合可燃物地表火行为研究

张吉利  
【摘要】:本文以帽儿山地区红松、蒙古栎林下地表凋落叶可燃物为室内点烧材料,进行不同含水率、载量和混合比例条件下的室内平地无风点烧实验,观测得到蔓延速率、驻留时间、反应强度、火线强度和火焰长度,分析了含水率、载量和混合比例对这几个火行为指标的影响,将火行为指标观测值与采用表面积加权法和载量加权法的广义Rothermel模型预测值进行比较,分析这两种加权方法对预测精度的影响差异是否显著,还分析了用两种可燃物单体的直接加权模型间的差异。结果表明:含水率对火行为指标的影响均显著(P0.05),除驻留时间外均呈负相关;载量对驻留时间的影响不显著(P0.05),对其它的火行为指标的影响均显著(P0.05),并呈正相关;混合比例对火行为指标的影响均显著(P0.05),除驻留时间外均呈负相关。广义Rothermel模型对红松、蒙古栎林下地表混合可燃物的林火蔓延速率、反应强度的预测平均绝对误差分别为0.04m·min-1、77kW·m-2,预测平均相对误差分别为16%、22%,对驻留时间、火线强度和火焰长度的预测偏低,预测平均绝对误差分别为15.5s、17.21kW·m-1和9.7cm,预测平均相对误差分别为55.5%、48.5%和24%。这些误差可以看成是用该模型预测同类可燃物相应火行为的误差下限,可为模型使用者在野外相似条件下使用该模型进行火行为预测时提供重要参考。总体上,两种加权算法对模型预测精度影响差异不大,当红松可燃物所占比重较小时,表面积加权法得到的蔓延速率和反应强度预测值精度较高,载量加权法得到的火线强度和火焰长度预测值精度较高;当红松可燃物所占比重较大时,结果相反。除驻留时间外,两种可燃物单体的直接加权模型应用于混合可燃物各火行为指标后差异并不显著(P0.05)。


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