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张运林 《东北林业大学学报》2021,49(3):67-73
森林地表不同层可燃物含水率对林火的垂直蔓延和地下火的发生具有重要影响。加拿大火险等级系统是目前使用最广泛的火险等级系统,其中3个湿度码模块分别代表不同层可燃物湿度。研究地表不同层可燃物含水率动态变化,使用湿度码预测不同层可燃物含水率,并对其适用性进行分析,对可燃物含水率预测及火险预报研究有重要意义。以黑龙江省老爷岭生态定位站的蒙古栎-红松针阔混交林和白桦林内凋落物、半腐殖质、腐殖质为研究对象,在春季防火期以日为步长,连续监测3层可燃物含水率动态变化,计算得到3个湿度码:细小可燃物湿度码(FFMC)、腐殖质湿度码(DMC)、干旱码(DC),并进行可燃物含水率预测适用性分析。结果表明:蒙古栎-红松针阔混交林、白桦林内凋落物含水率动态变化与FFMC、DMC呈显著相关;半腐殖质与3个湿度码都呈显著相关;腐殖质仅与DC呈极显著相关。使用湿度码进行凋落物含水率预测时,使用非降雨数据预测效果优于使用全部数据,使用降雨数据预测效果最差;对于半腐殖质,使用湿度码进行预测时,是否区分降雨对预测精度没有显著影响;对于腐殖质,使用降雨数据无法建立与湿度码之间的线性关系。湿度码法预测可燃物含水率精度略低于气象要素回归法,但在含水率较低时,湿度码预测效果更符合实际火险需要。以后研究中,应从湿度码尺度模型、机理对湿度码进行修正。提高地表不同层含水率预测精度,对可燃物含水率研究和火险预报具有重要意义。 相似文献
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【目的】研究Rothermel林火蔓延速率预测模型及另外2种以Rothermel模型为核心的蔓延速率预测模型对南方8种典型森林地表死可燃物的适用性,为林火蔓延速率预测提供理论支撑和指导。【方法】以南方地区8种典型速率地表死可燃物为对象,根据研究对象的野外实际条件,在东北林业大学帽儿山实验林场风洞实验室内,构建不同可燃物床层含水率、载量及高度的可燃物床层,每种可燃物在平地无风条件下进行36次点烧试验,共288次点烧,记录每种可燃物类型不同配比条件下的蔓延速率。通过直接使用Rothermel模型、重新估计Rothermel模型参数、对Rothermel模型形式改进后自建模型的对比,得到最合适的预测模型。【结果】 1)平地无风条件下,南方8种典型森林地表死可燃物床层最大蔓延速率为0.55 m ·min -1 ,平均蔓延速率由大到小依次为:华山松、云南松、毛竹、柳杉、杉木、马尾松、麻栎及青冈栎。2)直接使用Rothermel模型预测的林火蔓延速率误差较大,平均绝对误差为0.18 m ·min -1 ,平均相对误差为70.0%。3)重新估计参数后的Rothermel模型及自建模型,预测的可燃物蔓延速率精度显著提高,平均绝对误差分别为0.04、0.037 m ·min -1 ,平均相对误差分别<18%、16.45%。4)重新估计参数的Rothermel模型与自建模型的预测误差的差异不显著,其中自建模型的预测值与实测值的 R 2 变化在0.71~0.90,平均为0.80。【结论】对南方8种典型森林的地表死可燃物类型,在平地无风条件下,重新估计参数的Rothermel模型及自建模型的预测精度相近,但自建模型可能更简单易用,可预测平地无风条件下可燃物地表火蔓延速率。 相似文献
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风是森林火险预报中必不可少的因子,会加快降低可燃物含水率,使可燃物更容易被引燃。雨后不燃变为可燃所需的时间和其后使蔓延速率倍增所需的时间是火险预报需要提供的。这两个时间受风速影响很大,但现有研究还没有给出直接的答案。因此,在室内条件下控制温度和相对湿度不变,在不同风速条件下研究蒙古栎床层失水时间的变化,结果表明,风速对蒙古栎阔叶床层失水速率有显著的影响。在温度近20℃,湿度近0.2 g·g~(-1)的条件下,风可以改变可燃物雨后从不燃到可燃及林火蔓延速率倍增的时间。风速超过2 m·s-1可使一般条件下可燃物以后不燃变为可燃所需时间缩短一半,使蔓延速率倍增所需时间减少1/2以上。失水时间受风速的影响可用二次抛物线来表征。 相似文献
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森林消防方式多元化早已成为发展趋势。当前我国消防手段单一,消防车辆大多数利用简单机械覆盖来起到以水灭火的作用。这种方式水利用率低,可持续灭火时间短,难以快速控制火势。脉冲灭火水枪利用脉冲气流和水枪喷射能迅速降低温度隔绝空气,灭火效果良好。在基层林业消防中,两者均能起到重要作用。本研究选择北极星全地形越野车为运载底盘,加装脉冲灭火水枪,将以水灭火、机车合一有机的结合起来,并对改装后的装备进行了测试,结果表明:改装后满载的森林消防车能够顺利通过25°坡地及泥泞地,其一次性可以打300枪;对于地表火及树冠火都可以达到扑灭林火的效果,符合目标要求;将脉冲灭火水枪脱离消防车后也可以达到扑火效果;气瓶容量越大,充气速度有所下降,平均充气速度为0.95 L·min-1。其在打水、吸水及吸水测试中均达到了预期改装的目标,提高水利用率,达到了可持续灭火的目的,充分发挥了消防车与灭火水枪结合的优势。 相似文献
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巢湖秋冬季水体生物光学特性对比研究 总被引：2，自引：0，他引：2
基于2002-2003年秋、冬2季原位水下光场观测资料，分析了巢湖不同湖区水体的生物光学特性，探讨了水下辐照度光谱分布，光衰减系数的光谱分布、季节变化及湖区分布，影响光衰减系数的主要因子。结果表明，水表面光谱最强出现在550-560nm绿光波段，水下光谱在紫光波段衰减最强烈，其次是蓝、绿光，红光衰减最弱，随着深度增加，绿、红光在整个光谱成分中比例越来越高；秋季360-750nm波段衰减系数在1．29—11．66m^-1间变化，冬季在1．56—18．01m^-1间变化；光衰减系数的空间分布是位于巢湖东部的C4点要好于中西部的C1—C3；光学衰减系数随着波长的增加大致呈下降趋势，但到近红外又有所增加；衰减系数跟悬浮物的相关性最好，平均相关系数平方为0．55，其次是溶解性有机碳，为0．32，跟叶绿素a的相关性最弱，仅为0．27，衰减系数与悬浮物、溶解性有机碳、叶绿素a的多元线性回归在短波部分要好于长波部分。 相似文献
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为了研究2种不同采样方法对细小可燃物含水率预测模型精度的影响,对2010年春、秋季大兴安岭地区盘古林场樟子松、兴安落叶松、白桦林分下细小可燃物含水率进行连续的观测。结果表明:春季,3种林分破坏性采样和非破坏性采样的平均绝对误差和平均相对误差差异均不显著(P0.05),而秋季非破坏性采样的平均绝对误差和平均相对误差极显著低于破坏性采样(P0.01),这表明2种采样方式对预测模型精度有很大的影响;春季2种采样法差异不显著,预测效果相近,而在秋季使用非破坏采样更好。此研究结果对提高我国利用气象要素回归法预测细小可燃物含水率模型精度具有重要的理论意义和实践指导价值。 相似文献
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根据中国林业信息网提供的2001-2017年西南地区森林火灾数据,计算森林火灾发生次数、火灾面积、受害森林面积、人员伤亡和火源类型等森林火灾指标的年际和空间变化,得到各指标之间的相关性,分析西南5省市森林火灾特点和规律,并根据火源引起森林火灾次数和方差分析,确定西南地区主要火源和不同省市之间的差异。结果表明:1）2001-2017年,西南地区年均森林火灾次数1 977次,年均过火面积2.43万hm2,年均过火森林面积0.50万hm2,年均成林蓄积损失15.68万m3,年均人员伤亡29人,年均投入扑火车辆2.24万辆,均呈逐年下降趋势;2）火灾次数、火灾面积和受害森林面积等在不同省市和空间差异显著,火灾面积对伤亡人数、扑火经费、出动车辆和飞机数量等都有显著影响;3）人为火源占已查明火源的96%以上,其中烧荒烧炭（38.98%）和上坟烧纸（15.39%）分别是最主要的生产性火源和非生产性火源;4）近几年,烧荒烧炭、炼山造林、上坟烧纸、野外吸烟和电线引火是西南地区主要火源,不同省市间人为火起因差异显著。研究结果表明:西南地区森林火灾绝大多数都是人为,与人类活动密切相关,建议在掌握研究区各省市森林火灾时空分布和火源特征基础上,加强基层防火宣传与教育,加大烧荒烧炭及上坟烧纸等火源的管控力度,是减少该地区森林火灾的重要措施。研究能够为西南地区各省市林火预测和林火管理防治提供科学依据。 相似文献
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通过对2010年春、秋季大兴安岭地区盘古林场樟子松林、兴安落叶松林、白桦林林下细小可燃物含水率的连续观测并构建外推模型。结果表明:春季模型的外推效果好于秋季,模型的平均绝对误差降低了6.6%,平均相对误差降低了62.46%,白桦林的外推精度最高,破坏性取样的外推效果最好(平均相对误差349.83%);秋季樟子松林的外推精度最高,非破坏林荫下的外推精度最好(平均绝对误差较非破坏林空和破坏分别降低了13.7%和47.44%,平均相对误差分别降低了34.86%和83.30%)。模型外推虽不能减少误差,但有助于提高利用少量或仅有的几套含水率模型进行更大地区模型预测精度的工作加强关于模型参数和方程类型等的研究,以提高外推预测可燃物含水率的准确性。 相似文献
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以红松针叶床层为例,研究风速对其失水系数的影响,为在更多的可燃物类型、更多样的可燃物床层结构和更大的风速范围研究风速对可燃物失水系数的影响提供支持。以当年凋落的红松针叶为材料,设置不同的风速和床层密实度,在实验室内近恒温湿条件下,每隔0.5 h测定一次针叶床层的含水率,获得含水率动态数据。根据Simard平衡含水率模型,计算各床层的失水系数。利用方差分析研究风速和密实度对失水系数的影响,确定影响因子。以密实度为分类条件,拟合红松针叶床层失水系数和风速之间的关系,建立相应模型,分析风速对失水系数的影响。结果表明:不同风速时红松针叶床层失水速率的差异随床层含水率的下降而减少。不同风速、不同密实度时红松针叶床层的失水系数在0.2到1.2 h-1之间。失水系数与风速呈非单调形式:无风时失水系数均值在0.4 h-1左右,从无风到有风,失水系数增加,在风速2 m·s-1或3 m·s-1时达到极值,极值均值在0.9 h-1左右,然后随风速增加而下降。随着密实度增加,失水系数有降低趋势。风速、密实度及其两者的交互作用都对红松针叶床层的失水系数有极显著影响。所得最佳模型形式为k=a+bw/w3+cw2+dw+e,不同密实度的红松针叶床层的平均绝对误差分别为0.002 0、0.057 4、0.734 0 h-1,平均相对误差分别为0.6%、8.1%、10.6%。风速对红松针叶床层失水速率具有极显著影响,该影响在高含水率阶段大于低含水率阶段。红松针叶床层失水系数随风速先增后降,变化幅度与床层密实度有关,用风速的一次多项式和三次多项式之商拟合效果最好。 相似文献