普通消防站運水供水方面的研究

朱佳軒 馮石剛 張明暉

摘要：運水供水是火場供水的一種方式。目前運水供水計算公式并不適用于消防站獨立作戰的計算。從運水供水計算公式入手，結合消防站實際，分析在已知消防車數目的情況下影響運水供水能力的因素，并以南京市消防站為例，對普通消防站運水供水能力和方法進行分析。

關鍵詞：消防;運水供水;普通消防站;影響因素

運水供水是火場供水的一種方式，當火場附近1km范圍內無水源時，長距離供水又不能保證連續性和供水效率[1]，需要消防車尋找就近的水源補水，隨后為前方輸水。運水供水的情況常見于北方地區[2]，南方地區相對水源充足，運水供水的情況較為罕見。在火場供水這一學科中針對運水供水有專門的公式進行計算，但利用該公式計算出來的是滿足火場供水不間斷所需的運水供水的消防車數。且該公式適用于多個消防站參戰的大型火場計算，不適用于普通消防站獨立處置火情的計算。而大部分基層指揮員在面臨這種火場時沒有供水思路，盲目采用遠距離供水、慣性思維部署力量[3]，消防站戰斗編成設置不合理[4]，造成火場出水中斷現象時有發生。

本文從運水供水計算公式入手，結合消防站實際，分析在已知消防車數目的情況下影響運水供水能力的因素，并以南京市消防站建設實際為例，對普通消防站運水供水能力和方法進行分析。

1? 運水供水公式的推導與分析

消防車利用水罐將水源地的水運送到火場輸送給戰斗車的過程稱為運水供水[5]。火場前方消防車出水，供水車供水是一個動態的過程，戰斗車出槍情況、供水車相關性能以及往返路程等因素對運水供水均有影響，這些因素的內在關系可以用時間串聯起來。目前運水供水常用的計算公式有兩種，式（1）為已知運水距離計算運水消防車數量，其中，n運為運水消防車數量，S為運水行駛往返路程，Q為向戰斗車輸水流量，V平均為消防車平均行駛速度，G平均為運水消防車水罐平均容量：

式（2）為已知運水消防車數量計算運水距離S單程：

普通消防站配備車輛通常為四臺，其中3臺水罐車，1臺搶險救援車。在單一消防站滅火作戰中，如果除去戰斗車，運水供水車為2臺，式（2）等式便不成立。而式（1）中計算結果需要向上取整，也就是說計算得出最少運水供水車的值也是3臺，同樣不符合單一普通消防站滅火作戰實際。

根據已有公式可以看出：運水供水能力取決于運水供水車數量、取水時間、供水時間、往返行駛時間以及戰斗車前方出水時間，對于單一消防站來說，水罐車載水總容量是確定的，運水供水消防車數量是確定的，可以結合式（1）進行推導，得出式（3），其中消防站總載水量為G總，運水車水罐容積為G運，戰斗車水罐容積為G戰，運水車每分鐘吸水流量為q入，運水車每分鐘輸水流量為q輸，戰斗車每分鐘出水流量為q出，S為往返里程，V為行駛速度。其中，流量單位為L/s，速度單位為m/s，里程單位為m。從時間關系入手，將運水車吸水時間、路程行駛時間以及輸水時間的總和比上戰斗車在前方出水的時間，得到的結果即為運水供水車數量：

在式（3）的基礎上進一步優化和推導。結合我們需要評定的普通消防站獨立作戰運水供水能力實際，式中n運、運水車性能、作戰車性能及前方出水情況是已知或可以測定的，那么通過計算S，即可反映出普通消防站最大運水供水能力。由此得出式（4）：

根據推導結果，我們要首先測定好運水車、供水車輸轉流量、吸水流量，確定好前方戰斗車出水流量、行駛速度，代入式（4）中進行計算。若計算出S小于0，那么說明如果采用運水供水方式，火場供水一定會發生中斷。如果S大于0，那么S值越大，消防站應對無臨近水源火場能力越強。通過利用該公式，我們也可以確定在需要運水供水的火場哪臺車作為主戰車，哪些車作為運水車。需要注意的是，計算出來的S值是往返里程。

2? 普通消防站運水供水分析

2.1 相關數據測定情況

以南京市消防救援支隊消防站為例，結合推導出來的運水供水能力計算公式，測定計算所需的相關數據。

為了便于建立戰斗編成體系、完善戰勤保障體系，南京支隊已經開展了多年的消防站車輛輪換與統型工作。除特勤站外，全支隊近30個普通站滿足最低3臺水罐車1臺搶險車的配置，基本實現泡沫水罐車輕型、中型和重型搭配的作戰體系，且各部車型號基本統一。輕型水罐車配備為廣東永強的MAN城市主戰車，載水3.5t;中型水罐車配備為斯堪尼亞泡沫水罐車或奔馳泡沫水罐車，載水8t;三部車配備為永強MAN重型泡沫水罐車，載水15t，G戰和G運值得到確定。以南京市東山消防救援站為例，其車輛泡沫水罐車車輛配置如圖1所示。

運水供水吸水流量分為利用市政消火栓吸水流量和利用天然水源吸水流量。利用市政消火栓吸水流量計算通過測定消防車利用KGK150型吸水管從消火栓補水由空罐至滿罐使用時間，隨后利用水罐容積除以補水時間得出，用于吸水的市政消火栓利用測壓水槍測得出水壓力為2.5MPa。經測試和計算，當利用市政消火栓供水時，頭車吸水流量約為13.73L/s、二部車吸水流量約為14.49L/s、三部車吸水流量約為11.43L/s

天然水源吸水供水流量測試在南京市東山消防救援站轄區內佘山水庫進行。消防車同樣利用KGK150型吸水管從天然水源汲水，通過測定由空罐補水至滿罐時間，結合罐容積計算得出。經測定和計算，從天然水源取水時，頭車吸水流量約為25.75L/s、二部車吸水流量約為32.78L/s、三部車吸水流量約為38.26L/s。

輸轉流量計算通過測定供水車滿罐狀態下向前方戰斗車供水至空罐的時間，結合罐容積確定。為了貼合實戰，供水車和戰斗車采用雙干線方式進行供水作業，各干線鋪設一條80mm水帶，出口壓力統一設定為4MPa。經測定，頭車供水流量約為41.7L/s、二部車供水流量約為62.5L/s、三部車供水流量為52.6L/s。

戰斗車出水流量想定為主戰車出單干線兩支水槍，消防站配備的萬里達多功能水槍按最大流量8L/s進行計算，因此戰斗車出水流量為16L/s。

運水供水火場一般出現在郊區、高速。因此消防車行駛速度可以略高于城區行駛速度，這里按單車行駛速度60km/h進行計算。

為了便于計算、簡化難度，供水管鋪設、撤收時間，供水干線鋪設、撤收時間均不進行考慮。

2.2? 數據處理

結合前期測定數據，為了便于計算和最不利情況想定，消防車吸水、輸水流量取測定性能最低值，即利用市政消火栓供水時，消防車吸水流量值統一為11.43L/s;利用天然水源取水時，消防車吸水流量值統一為25.75L/s;采用雙干線供水時，消防車供水流量值統一為41.7L/s。消防站總載水量為26.5t。

將上述數據代入式（4）進一步優化，得出一個針對南京各普通消防站均通用的運水供水能力計算公式（5）、公式（6），其中S1為消防車從消火栓取水時運水供水能力，S2為消防車從天然水源取水時運水供水能力：

當頭部車作為主戰車時，其戰斗噸位G戰為3.5t，代入公式（5）、公式（6）中進行計算：

同理，分別將頭部車、二部車、三部車作為主戰車，代入式（5）、式（6），得出結果如表1所示。

由計算結果可以看出，當采用消火栓作為水源時，頭部車、二部車分別作為主戰車時無法實現供水不間斷，僅載水量最大的三部車作為主戰車時可以實現運水供水，且水源要滿足在火場周圍10km范圍內。當采用天然水源作為水源時，3臺車作為主戰車理論上均可實現運水供水，但從實際角度考慮，當頭部車作為主戰車時，臨近700m范圍內要有天然水源才能保證運水供水不間斷，消防站運水供水能力較弱，意義不大。載水量越大，運水供水能力相應越強，適應供水不足火場環境能力越強。但是鑒于部分時間出于計算需要忽略不計，實際供水能力建議按計算結果80%到85%進行參考。

2.3? 運水供水分析

結合式（4）與消防站計算實例進行分析，我們可以得出一些結論。

首先在當消防站總載水量、運水車數量、運水車吸水流量、供水流量以及行駛速度確定時，運水供水能力與主戰車載水量成正比，與前方出水流量成反比。即主戰車載水噸位越大，前方出水越少，運水供水能力越強。

在運水供水車輛數量確定的情況下，后方運水車單位時間內吸水、供水能力越強，前方戰斗車噸位越大，戰斗出水流量相對較小，可以使運水供水往返里程越大，應對臨近地區無水源情況下的火場能力越強。車輛往返行駛中在保證安全前提下提高車速，縮短往返路程行駛時間一定程度上可以增加運水供水能力。

因此，若使運水供水能力S增大，對于運水車而言要盡可能減少路途行駛、吸水、供水時間，對于戰斗車而言要盡可能增加出水時間。

對于普通消防站來說，若要保證一定運水供水能力，在鄰近地區無水源的火場，指揮員應及時調整部署，采用載水噸位最大的消防車作為戰斗車，并適當控制出槍數量和單槍出水流量，增加出水時間。消防車間供水時，可以適當增加泵壓從而增大流量，縮短供水時間。同時在日常訓練中也要加強戰斗員、駕駛員雙干線供水、吸水管鋪設訓練，駕駛員車輛取水、供水操作訓練，減少不必要的時間浪費。

當戰斗車水罐內的水較為充足時，供水車供水時可能不會一次性供完罐內的水，相應在火場上作業的時間增加。因此提高運水供水能力也可以通過架設水囊或尋找其他合適的取水中間介質，即運水車不直接向戰斗車供水，而是向水囊等取水中間介質里供水，戰斗車從中取水。這樣就避免了供水車等戰斗車的情況，供水車機動性進一步加強，運水供水能力相應也得到提升。

不可否認的是，本文實驗中采用的吸水、供水方式還存在一定局限性，采用吸水管、雙干線向車注水口供水時連接時間比較長，且效率不高。在吸水、供水上可以采用連接好線路后直接往車頂注水口灌水，進一步縮短吸水、供水時間。

經常接觸需要運水供水火場的隊站指揮員平時更要結合研究轄區地圖、實地走訪等形式對轄區天然水源、市政消火栓水源位置和實際可利用情況摸排清楚。并在各預案中標明第一時間要利用的水源，確定好主戰車、供水車。特別要結合歷年火災發生頻次、作戰情況和周邊水源情況標注出轄區火災高風險區。隊站在日常訓練中要組織開展基于多種裝備的多種形式的供水訓練，熟練掌握各種單車、車輛間供水方法，加強號員間分工熟悉和協同配合能力。特別要根據研判的轄區火災高風險區有針對性開展實戰性演練，檢驗運水供水火場作戰能力，為實戰打下良好的基礎。

3? 結語

本文結合運水公式進行分析。認為運水供水的兩種公式適用于多個消防站參戰的大型火場，并不適用于普通消防站作戰情況。隨后由現有運水供水公式進行推導得出一個符合消防站實際的運水供水能力公式。并結合南京消防建設實際得出一個適用于該支隊的消防站運水供水能力計算公式。

通過公式理論分析、實踐應用得出以下結論：一是運水車輛吸水、供水能力越強，運水供水能力越強;二是對于消防站獨立作戰情況來說，主戰車可以適當調整為大噸位水罐車，保證運水供水能力與火場出水不間斷;三是可以通過增大供水時泵壓、減少前方出水流量或架設水囊等方式增強運水供水能力;四是可以優化吸水、供水方法，即直接向水罐車車頂注水口灌水作業節約時間。

但是本文簡化了一些情況，因此仍存在一定不足：一是本文為簡化計算，選擇將吸水管鋪設時間、供水干線鋪設時間忽略;二是為了便于計算，將消防車行駛速度統一設定為60km/h，并取所有測定的吸水流量、供水流量中最小值計算。因此消防站實際運水供水能力建議按評估結果80%～85%進行計算;三是由于本文作者所在的南方區域沒有消防水鶴，消防車吸水方式局限于利用天然水源取水和利用室外消火栓取水。建議北方地區消防隊站指揮員要組織各車進行消防水鶴供水時間測試，再結合公式進行運水供水能力評估。

對于消防站指揮員來說，可以通過組織對本站車輛性能進行一次系統的測試，結合本文推導的公式從而對本站運水供水能力有初步掌握，并根據評估結果和轄區實際調整預案，確定運水供水情況下的主戰車、作戰方案，有針對性地開展供水訓練和想定作業訓練，更好地為實戰進行服務。

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[5]李本利，楊素芳，等.火場供水[M].北京：中國人民公安大學出版社，2017.

Research on transporting water

and supplying water in ordinary fire stations

Zhu Jiaxuan，Feng Shigang，Zhang Minghui

（Combat Training Office of Nanjing Municipal Fire and Rescue Brigade，Jiangsu Province，Jiangsu? Nanjing 210000）

Abstract：Transporting water and supplying water is a way of water supply to fire sites. The current calculation formula of transporting water and supplying water is not suitable for the calculation of the independent operation of the fire station. Based on the actual situation of fire stations， starting from the calculation formula of transporting water and supplying water， the paper analyzes the factors that affect the capacity of transporting water and supplying water when the number of fire trucks is known. Taking the Nanjing fire station as an example， the capacity and method of transporting water and supplying water in ordinary fire stations are analyzed.

Keywords：fire protection; transporting water and supplying water; ordinary fire station; influencing factor