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森林火灾的发生有很深的自然因素和社会的因素。据统计,全世界平均每年森林火灾的过火面积达640多万公顷,约占全球森林总面积的1.8‰。我国是一个森林火灾严重的国家,随着社会和经济的发展,我国的森林防火工作也进入了一个快速发展的全新阶段,队伍设施等各方面的工作水平都有了相应的提高。但由于全球气候变暖和人类活动增加,森林防火的任务仍十分艰巨。水是最有效的天然灭火剂,也是大多数林用化学灭火剂的主要成分,用水灭火是世界林业发展的潮流。本文将在农业领域广泛推广的雨水集蓄工程应用到森林防火灭火中。以云南省思茅地区沙田坝林场为研究区,主要研究过程及结果如下:
1全面了解研究区内的自然地理概况、降雨状况、地形地貌及森林水文状况,弄清林区内降水分配格局。研究区图比例尺为1:10000,用求积仪法求出研究区的总面积约为129.27hm2;公路有1条,全长约1.98Km;河流主要是龙龙河的支流,在研究区内有五个分支,总长约4.8Km。利用研究区内的实测降雨资料,年降水量有效频率选用75%,采用水文频率适线法进行年降水量的计算,其年降水量约为1401.6mm;选用随机相关解模型分析计算各时段降水量分别为:792.6mm,127.8 mm,145.51mm,339mm;利用同倍比缩放法确定各时段的次降水量如文中表5所示。通过分析研究区内的地形、坡度等因素确定集水面的位置,在保证率为75%的情况下,选择集水效率比较理想的混泥土作为集水面材料。计算需水量:从研究区图中可以看出,块3和块4大部分被河流包围着,剩下的三块1、2、5少部分被河流包围着,所以在计算需水量的时候,只需计算块1、块2和块5即可。这三块的总面积为88.12hm2,假如这三块全部着火,按照熄灭1m2的火,需大约2.5L的水计算,需水约为2203m3;即可确定出集水面面积约为2003m2,进而求出全年的集水量约为1851m3,当蓄水量不够时,可由研究区内的河水补给;在此基础上,结合研究区内的地质状况及时段内的需水量,确定出其集雨井的总容积约为443m3,复蓄次数为5次,在云南地区一般井的容积为50~60m3,所以需井约9~8个,本研究区需8个。
2根据森林防火阻隔网络规划的原理,将研究区划分五个阻隔块,每块的控制面积分别为:块1为25.46hm2、块2为28.07hm2、块3为16.59hm2、块4为24.56hm2、块5为34.59hm2;防火阻隔线的总长为8.56Km。各控制面积的防火线长度:块1周边防火线长为2614m;块2周边防火线长为2920m;块3为2311m;块4为2344m;块5为3480m。研究区内的主要风向为西南风,主防火阻隔要与其风向垂直,本区内防火阻隔设置均是沿山脊或地势平缓的地方,与林区内的河流和公路等天然防火阻隔形成网络(如图3所示)。利用最短路算法,以V5为初始点,究区内可以得出这样一些最短路:V5-V4-V6-V7-V8-V12; V5-V1-V2-V3; V5-V10-V11。由于研究区内的防火阻隔线V23、V34、V37、V46、V67、V69、V78、V812、V98均是由河流组成的,所以不用再在这里开设人工的防火线和布设集雨井,因为当发生森林火灾时可以直接利用河里的水进行灭火。V15、V5,10、V10,11这些段是公路,可以充当防火阻隔和集雨面,在这些接点上可以布井。V12、V54、V10,9、V11,12是人工开设的防火线,也可以在这些线上适当的布井。本研究区主要在V1、V5、V10、V11点上布设集雨井,由于V1、V5、V10之间的距离过大,在其之间各增加一个集雨井。另外,根据研究区的实际需要V1、V2间及V11、V12之间也要设一个集雨井。