平地无风条件下红松针叶床层的火行为研究

摘要

林火行为预测是森林火险预报的重要内容,也是做好火灾扑救和预防的关键。林火行为,特别是林火蔓延速率的研究是林火科学中的重要内容,需要经过大量的野外点烧试验,室内实验,模型模拟等方法的研究来揭示林火行为发生及发展的规律。本文以东北林业大学帽儿山林场红松(Pinus koraiensis)针阔混交林林下凋落物为主要可燃物,构建了不同载量、高度和含水率的可燃物床层,共进行了100次的平地无风条件下的点烧试验,结果表明,平地无风条件下红松针叶床层的林火蔓延速率不超过0.4 m·min-1；火焰高度不超过69.3cm；驻留时间不超过0.82min；反应效率不超过0.79(无量纲)；火线强度不超过386.57Kw·m-1。红松针叶可燃物含水率、床层高度和压缩比对林火蔓延速率具有显著的影响,其中,含水率对蔓延速率的影响与可燃物床层的高度、载量等无显著关系,床层载量对红松针叶床层的蔓延速率影响不大。红松针叶可燃物含水率、床层高度和压缩比对火焰高度具有显著的影响,其中,可燃物含水率对火焰高度的影响与可燃物床层的高度、载量等无显著关系,可燃物床层高度对火焰高度的影响与可燃物含水率与载量等无显著关系,蔓延速率对火焰高度的影响显著。红松针叶可燃物含水率对驻留时间具有显著的影响作用,床层载量、床层高度和压缩比对驻留时间的影响较复杂,其中可燃物含水率、床层载量、压缩比、可燃物床层高度对驻留时间的影响也受可燃物床层特征的影响,蔓延速率对驻留时间的影响显著。红松针叶可燃物含水率、床层载量、床层高度和压缩比对反应效率具有显著的影响,其中可燃物床层高度对反应效率的影响与可燃物含水率和床层载量等无显著关系,蔓延速率、火焰高度、驻留时间对反应效率的影响显著。床层载量、压缩比对火线强度无显著关系,其中,可燃物含水率对火线强度的影响与可燃物床层的高度、床层载量等无显著关系,而可燃物床层高度和压缩比对火线强度的影响可能受可燃物床层特征的影响,需进一步研究确定。以可燃物含水率、床层高度和载量为预测因子建立各个火行为线性预测模型。其中蔓延速率、火焰高度、驻留时间、反应效率的加式模型预测效果较好,火线强度的乘式模型预测效果较好。