林火扑救优效组合技术研究

【摘要】： 森林火灾是对森林资源和人类生存环境危害极大的自然灾害,完全杜绝森林火灾是不可能的,但可以采取有效手段积极消灭。结合当前中国国情,广泛采用国内外先进技术,研究探讨高效实用的森林消防技术具有重大现实意义。 本文围绕林火扑救技术为主题,结合北京地区森林消防实际状况,以房山区作为重点试验区,运用精准林业理论,以计算机信息管理技术以及3S应用技术等为平台,重点开展了以下研究工作;为使林火扑救系统运转更加有效,对林火监测系统进行适当改建,增添林火数据采集项目并进行相关分析,研建林火模型,对林火扑救装备配置量进行优化评价,深入研究林火扑救装备配置组合,以及林火扑救装备管理系统,实现以GPS为关键技术的林火扑救快速定位导航系统,结合上述研究进行实地校验,获得研究结果。 本研究的主要成果包括; (1)结合国内外森林防火装备发展状况,主要研究分析了北京地区森林消防状况及水源分布、地形地势及森林分布、林火发生分布状况等,北京林地主要分布在远郊区,其中以房山区最有代表性,林地面积广,森林资源80%分布在山区和丘陵地区,定为重点森林防火区。应用3S技术,在房山区改进林火监测系统,进行实地勘测、校验、寻访,获得较高精度的林火数据。通过矢量化方法制作房山区森林消防专用数字地图。运用获得的林火数据进行林火蔓延相关分析,在王正非林火蔓延模型基础上,进行调整和修正。应用数学建模理论建立了适合本地区的林火扑救模型。上述研究为林火扑救提供理论依据。 (2)本文对林火扑救技术与装备进行深入研究,确定以水灭火技术为主的最优灭火组合方案,即使用便携式长距离山地供水系统为主,同时与森林消防车、手动器具等配套使用,进而与航空灭火结合。论文根据林火管理特点,应用计算机数据库管理,改进房山区林火管理系统。研建林火扑救装备管理系统,该系统可实现森林消防设备信息查询,日常管理,并针对林火模型反映的不同地形条件、林火类型等因素快速确定林火扑救装备组合方案。 (3)在上述研究成果基础上,以GPS为关键技术,通过地理坐标转换,林火扑救专用电子地图制作等,实现房山区林火扑救定位导航,采集扑火航迹路线,进而决策林火发生时最佳的扑救路径,引导扑火力量到达火场,安全实施灭火。 本研究在实地校验了GPS定位导航结合高效水灭火方案在林火发生时的灭火效果。结果表明在林火发生时,GPS定位导航可快速实现引导灭火力量准确到达火场,应用自主设计的便携式长距离山地供水系统,每套系统可从水源连续提供喷头射程大于20m和流量不小于2.51/s的灭火用水。上述研究最终实现了快速高效扑灭森林火灾的目标。 本研究在以下几个方面具有一定创新; (1)通过大量林火相关数据分析整理,研建林火扑救模型,为林火扑救装备配置有效实施林火扑救奠定理论基础,模型具有开放性,随着计算机数据采集的延续,可进一步得到修正; (2)以水灭火技术为主,研建便携式山地供水灭火系统,形成高效组合灭火装备组合方案; (3)从森林消防目的出发,建立综合性较强森林消防装备管理系统; (4)以GPS为关键技术,制作林火扑救专用数字地图,并与GPS进行匹配,通过软件编程得出林火扑救最佳路径计算选择,运用航迹管理功能,实现林火扑救路线引导。