森林火災應急救援裝備技術現狀與發展

高敏

（山東省煙臺市應急救援保障服務中心，山東 煙臺 265500）

在全球氣候變暖背景下，我國森林火災呈現高發態勢。據統計，截至2020年，我國森林面積為2.2億公頃，同時很多地區森林火災頻發。隨著科技發展，人們對森林火災的認識不斷加深，已經研制出許多防火設備，更多先進技術也被引入森林防火、救火領域。

1 森林火災應急救援裝備技術現狀

1.1 單兵裝備

由于森林火災單兵防火裝備結構較為簡單，方便攜帶，可以有效撲滅強度較低的地表火，所以被廣泛應用到森林火災中的地面撲火中。其中單兵防護裝備主要包含消防頭盔、阻燃服、手套、防火鞋、阻燃帳篷、阻燃睡袋、防火面罩等。單兵滅火裝備包含撲火耙、風力滅火機和水槍等。隨著科技的發展，我國上述這些裝備已經實現配套生產，而且工藝較為先進，結實耐用。我國森林火災中經常使用的滅火裝備有三號工具、水槍、風力滅火機和滅火炮。

三號工具的外表和掃把類似，有著攜帶方便的特點，此種單兵裝備成本較低，通常在撲打低強度地表火中使用。

森林火災單兵裝備中的水槍也可以稱為滅火水槍，該裝備多數是背負式，單次可以裝20kg左右的水，射程在5m左右，通常用于制作水澆防火線和清理低強度地表火。

風力滅火機的動力來源是小型二沖程汽油機，在其出風口2.5m左右，風力為30m/s左右，和自然環境中的9級風力相當。通常使用在低于2m左右的林火中，但該裝備在撲滅暗火方面較為吃力。另一方面，經過特殊設計后的風力滅火機可以和干粉盒或者水帶連接，從而達到提升滅火效率的目的。

滅火炮的外形和迫擊炮較為相似，原理是利用高壓將空氣當作炮彈打出，高壓空氣內包裹著滅火粉。此裝備對撲滅近距離山火非常有效。目前基于火箭炮基礎上研發出的滅火炮可以一輪齊射多個含有滅火粉的火箭彈，而且還可以精準控制其落點。

1.2 森林消防車

當前使用的森林消防車大多數都是以軍用車或者工程車改裝而成。所以森林消防車通常具有極強的越野性能和防護性能，不但能給森林消防人員提供良好的機動性，還能提供較高的安全保障。根據森林火災的實際情況可以在森林消防車上安裝不同的設備。以噴灑水為主的消防車其中裝有大容量容器以及噴灑系統，滅火劑以水為主，在一些特殊情況下為提升滅火效率，會在容器內適當添加化學滅火劑。就以我國531森林消防車為例，該消防車是以裝甲車為基礎改裝而成，最大載水量為2t，噴水距離最高可達30m，不但保留了裝甲車的原有性能，還加裝了大容量容器。而專門用于噴灑滅火劑的森林消防車，原理是利用炮射系統準確地將滅火劑拋撒至火場中，其有著機動性強、準確度高、拋撒距離遠的特點，所以該種森林消防車是較為理想的滅火裝備，該拋射系統是利用軍用裝置的發射原理，所以拋射滅火劑的森林消防車很多都是直接由軍用裝備為基礎進行改裝。輔助型的森林消防車主要包括滅火救援車、火場工程車等，其中滅火救援車可以給消防員的生命安全提供保障，還可以在火場之中穿梭執行任務。火場工程車的作用為幫助消防員制作防火道，清除森林中的雜草和樹木等。

我國森林消防車的發展時間較短，主要是以引進國外消防車型為主，或者是參照其功能進行改進和設計。但隨著我國經濟的不斷發展，在森林消防車方面不斷加大科研力度，現在已經有很多屬于我們自己的森林消防車。從20世紀80年代開始，就已經不斷的有森林消防車被研發出來，比如北京林業大學主導研發的CGL25/5森林消防車，該型號和原本消防車相比較在系統參數和設備配置方面有著很大提升和創新，該車型使用的是6輪驅動，所以其具備著良好的越野性能，消防車不僅具備著消防泵，還有配備了手抬機動泵等滅火機具，該設備可以實現對外部環境中自然水源的直接利用，通常該型號森林消防車被廣泛應用到各個林區城鎮，在撲救中等強度森林火災和建設林火控制線方面有著良好的表現。由哈爾濱林業機械研究所主導研制的SX兩輪式森林消防車也是目前應用較為廣泛的森林消防車，該型號森林消防車有著極強的越野性能，并在主機位置特殊安裝了消防設備，最大爬坡角度為25°，在撲救森林火災和應急救援方面有著良好的表現。6MX系列森林消防車有著可拆卸消防設備的特點，在該系列森林消防車型中可以隨意安裝水箱、消防泵、射水槍和管道系統，其滅火劑主要采用水，也可以適當在水箱中添加化學滅火劑。

目前在森林防火領域中性能較好的森林消防車除上述CGL25/5、SX、6MX系列外，BFC804在森林火災中也有著良好的表現。該型號森林消防車又被叫做履帶式消防車，有著極為強大的水陸兩棲越野性能和滅火功能，當其在滿載狀態下時，質量高達14500kg，爬坡角度高達32°，轉彎半徑最小為1.5m，在水面可漂浮，車速最高可達50km/h，消防水箱為3000kg，水槍揚程為80m，射程為25m，而且還能實現點射和噴射。通過上述可以發現，該森林消防車性能強大，曾被稱為世界上性能最強的消防車，但其制造技術較難且成本過高，所以普及率不高。總而言之，我國當前森林消防車種類較為單一，通常都是以小型水罐車為主，具有泡沫滅火功能的森林消防車不多。這是因為小型水罐車的機動性較強，對林區這種地形復雜的區域適應性較強。

1.3 森林滅火劑

該種應急救援裝備的作用主要是對森林火災的蔓延起到阻隔作用，一些特殊的滅火劑甚至還可以起到撲滅和防止其復燃的作用。以作用為標準通常將森林滅火劑分為3種，阻燃劑、水增強劑和A類泡沫劑。

其中阻燃劑也可以稱為長效滅火劑，其主要成分為硫酸銨鹽，通常使用在火焰前方還未開始燃燒的可燃物表面，以間接的方式實現阻隔火焰，即使當長效滅火劑中的水分蒸發完后，還可以通過硫酸銨鹽來改變其燃燒過程，從而達到阻燃的目的，該效果在常溫常壓條件下甚至長達數月，所以阻燃劑被稱為長效滅火劑。在20世紀80年代，我國各省份的研究所合作研制出了704型、75型、地面75型、704黏性型和82-3型用于森林火災的滅火劑。在90年代初期，東北林業大學主導研制了適用于航空噴灑的滅火劑，由于硫酸銨價格較為低廉，所以被當作主劑，再利用淀粉接枝丙烯酰胺和復配磷酸氫二銨，以此兩種為輔劑，從而達到長效阻燃的目的。當前長效滅火劑在森林火災中應用較為廣泛，通常都是采用現用現配的方法，并在實際撲救森林火災中取得了較為良好的成效。

水增強劑當前的主要品種有水凝膠滅火劑，此種滅火劑的性能和覆蓋在燃料表面的厚度有直接關系，覆蓋的水凝膠層厚度越高，其阻燃性和抗燃燒性能就越好，由于其水分較大，所以在森林火災中通常也用于直接滅火。潤濕劑也是水增強劑中較為重要的一種，其滲透能力較強，在滅火方面有著非常良好的表現，潤濕劑可以大幅度降低水體表面的張力，從而達到增加和可燃物接觸面積的目的，可以有效提升水體的潤濕性能，可以快速撲滅火災。目前該種水增強劑在我國森林消防應急救援中配備的較為廣泛，甚至在一些應急隊伍中還配備著進口水凝膠滅火劑，該種滅火劑可以吸收100～1000倍質量的水，有著極強的空投性能和流體性能，而且其粘附性也較強，通常和應急救援隊伍中的單兵背負滅火裝備結合使用，不但可以直接撲滅森林火災，還可以進行后續的火場清理，在實戰中表現較為良好。

A類泡沫劑的應用范圍極為廣泛，可用于所有固體火災，將其作為森林滅火劑只是其中用途之一，該種滅火劑的特點是利用碳氫表面活性劑來改變水體的物理形態，從而形成滅火泡沫，以此種方式大幅度提高水體的粘附性和滯留性，最終達到快速降低可燃物溫度的目的。另一方面，A類泡沫劑的直接覆蓋還能起到阻隔作用，和普通水體相比加入A類泡沫劑的水體有著更高的滅火性能。但目前該種技術已應用到了森林消防車中，而且由于其價格較高，配備率不是很理想，所以其具體應用方案和參數性能有待明確。

1.4 航空滅火裝備

航空滅火裝備是森林火災應急救援裝備中最為重要的組成部分，由于森林地形復雜，單單依靠消防車難以及時進行支援，所以在森林中采用飛機進行巡航和林火的撲救可以直接解決上述問題。航空巡航滅火有著不受地形限制的特點，機動性極強，支援迅速，可以直接精準打擊火場，所以，航空滅火一定是未來森林火災撲救的發展趨勢。就我國目前對航空滅火裝備的應用情況來看，真正用于滅火的直升機數量不多，并且主要分布在航空護林總站中，并且機型大部分都為中小型飛機。即便森林火災應急裝備如此，仍舊在一些重大的森林火災中發揮了重要作用。比如在前幾年某市的林區火災救援行動中，利用6架直升機進行作戰，4晝夜內灑水超過1000t，最后成功撲滅森林火災。森林火災火勢較大，一旦燃起會造成極大損失，并且短時間內很難將其撲滅，通過利用直升機，可以在短短4天之內就將其撲滅，由此可見，航空滅火裝備在森林火災應急救援中的地位。在我國多數重大森林火災案例中，航空飛機都發揮了決定性作用。但由于我國目前直接應用到滅火中的固定翼飛機數量不多，而直升機在滅火過程中有很強的局限性，很容易受到火場氣流影響無法懸停，也會被高海拔天氣所影響。在此種條件下，相關部門和研究人員越來越重視無人機滅火技術，但在實際中卻很少有應用案例。

2 森林火災應急救援裝備技術展望

2.1 滅火劑環保方向

金山銀山不如綠水青山，隨著我國經濟的不斷發展，生態環保相關問題已經受到廣泛關注。而森林火災中應用的滅火劑其中有著大量化學元素，而且在應用過程中所使用的數量也較大，很多情況下雖然能夠順利撲滅森林火災，但也會對林區的生態環境造成一定破壞，主要體現在對森林水源、水體中有機物富營養化方面，所以森林滅火劑的未來發展方向應當是環保方向。我國目前在滅火劑環保方向的研究處于空白狀態，但在21世紀初期有不少學者開展了森林滅火劑對水體生物的影響研究，比如水中的甲殼類生物、水藻類生物、魚類等，通過活體試驗發現，森林滅火劑在軟水和硬水中對有機物的傷害有著較大差異，并且在有機物生長的不同階段森林滅火劑對其的影響程度也有很大不同，其中有機物在幼體階段森林滅火劑對其影響較小。此類研究成果在國外也有案例，研究成果指出，森林火災滅火劑中的長效阻燃滅火劑對森林中地面植物造成的破壞較為嚴重，而A類泡沫劑的使用會給森林中的水體生態系統帶來較大破壞。雖然森林滅火劑對森林生態環境會造成一定影響，但在實際應用中卻不能減少使用，只能從提升其使用效率入手，盡可能減少使用數量，經過綜合考量后，由于增加防火隔離帶的生態成本過高，如果能將森林滅火劑和航空滅火結合使用可以大幅度提升使用效率，最大限度減少森林滅火劑的使用，而且此種滅火辦法也是目前最為適宜撲救森林火災的方案。

2.2 高效滅火裝備的研發

在森林火災應急救援裝備中，森林消防車所用的滅火彈也應當是日后發展方向之一，滅火彈可以有效提升森林滅火效率，但我國目前滅火彈的造價較高，所以售價較貴，1枚5kg的干粉滅火彈售價高達3000元，而且森林滅火彈在實際使用過程中通常都需要規模化，利用森林消防車進行齊射，對火場進行大面積壓制，從而實現控制火勢的目的。正是由于其價格因素，所以進行大規模推廣難度較高。另一方面，干粉滅火彈在實際應用過程中很容易受到外界環境中風力的影響，而水基型滅火彈又因為其內核為液體，在拋射過程中很容易受到重心變化的影響降低準確度。

在森林消防車方面，我國目前在森林火災應急救援方面所使用的消防車大多是進口，而且其動力和越野性能有所欠缺，在應用過程中很容易受到地形的影響。在森林應急救援滅火裝備方面的發展中，應當降低干粉滅火彈的造價，提高水基型滅火彈的準確程度，加強對森林消防車方面的研究，使其具備更為優秀的越野性能和動力性能，還應當具備自我保護系統，從而給森林火災救援人員提供完善的生命安全保障。

3 結語

綜上所述，對森林火災進行撲救是世界性難題，而對森林火災應急裝備技術開展研究是一項長期工作，這就需要煙臺應急救援保障服務中心在日后工作中加強對應急裝備技術的研發力度，設法實現技術方面創新，更好為煙臺市森林火災防治保駕護航。