森林防火預警方案范文
時間:2023-11-03 17:27:57
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篇1
關鍵字:3S技術 森林火災 預警方法 應急管理
1. 引言
森林火災是危害森林資源的主要災害。如何利用現代化科技手段和設備做好 “以防為主”的森林火災預防工作以及制定有效的應急措施,并進行統一協調的組織指揮,就成為林業防火工作中的重要問題也是林業建設管理中的重中之重。隨著社會的發展,遙感科學、地理信息系統、電子計算機、航空航天技術等科學技術的進步,加上現代科學管理的應用,為森林防火提供了先進的手段和技術條件。如森林火險監測系統、紅外線監測林火、雷達監測林火、衛星遙感監測林火以及計算機地理信息管理系統等新技術的應用,為有效地預防控制森林火災的發生,為把森林火災造成的損失降低到最低限度提供了保證。
2. 研究的背景和意義
2.1研究的背景
我國森林資源十分匾乏。然而,我國又是發生森林火災較嚴重的國家之一。我國的森林防火工作比國外發達國家起步較晚。幾十年來,在不斷總結經驗教訓的基礎上,通過不斷地探索和研究森林火災的特點,有針對性的加強管理和技術防范措施,不斷提高對森林火災的綜合控制能力,使森林火災發生次數、受災森林面積和傷亡人數有了明顯的下降。隨著國家對森林防火工作的重視和科學的進步,我國于1992年和1994年分別通過有關科研單位結合我國森林防火工作的實踐制定了《全國森林火險區劃等級》和《全國森林火險天氣等級》行業標準,并由林業局頒布實施,全國各地均做了實施的準備工作,這將使我國森林火險監測工作開始走向系統化、科學化的道路。
2.2研究的意義
森林火災位居破壞森林的三大自然災害(病害、蟲害、火災)之首。它不僅給人類的經濟建設造成巨大損失,破壞生態環境,而且還會威脅到人民生命財產安全。因此森林防火有著重要的意義:
1.森林防火是保護自然資源的需要。
2.森林防火是保護生態環境的需要。
3.森林防火是保護森林發展林業的需要。
4.森林防火是維護林區社會安定的需要。
3. 現代森林防火新技術
3.1地理信息系統
地理信息系統(GIS)是計算機科學、信息科學、空間科學、環境科學和管理科學等為一體的新興科學,是未來信息高速公路的重要組成部分。加拿大利用GIS進行森林景觀生態分析,開展自然環境規劃。泰國利用GIS進行小流域治理規劃和泰國早計劃。GIS在森林火災預警中的功能有:利用GIS強大的數據庫功能管理有關的環境信息數據庫,有效得到預警區域的環境數據,進行屬性數據和空間數據的查詢、更新和提取;利用GIS強大的空間分析功能對森林火災預警網絡進行科學設計,從而有效地表征設計項目所在地的環境信息的收集、存儲和顯示;直觀的圖形界面可以根據用戶的要求而輸出各種分析和評價結果;GIS能迅速提供快速反映決策能力,可以模擬和監測林火風險。
3.2遙感技術
遙感(RS)是指從遠距離高空以及外層空間的各種平臺上利用可見光、紅外、微波等電磁波探測儀器,通過攝影和掃描、信息遙感、傳輸和處理,從而研究地面物體的形狀、大小、位置及其環境的相互關系與變化的技術。用遙感技術研究森林火災,始于50年代的航空紅外探測,自80年代初開始,隨著地理信息系統的發展,美國、加拿大等國家也先后開展了利用衛星監測研究森林資源。到80年代末期,GPS以其精準的導航定位功能為林業工作者所使用。中國曾成功監測了1987年大興安嶺特大森林火災,并對火燒地森林植被恢復進行了動態預測。
3.3虛擬仿真技術
近年來,在信息技術發展的帶動下,用于植物形態結構研究的數據采集方法和三維數字化技術、計算機硬件水平已能夠滿足需求,構建模型所需的可視化技術、面向對象的程序設計方法等已經成熟,這為森林防火的虛擬仿真提供了條件。林火虛擬仿真包含的關鍵技術主要有三維數字化技術、可視化技術、林火蔓延的經驗模型等。
4. 森林火災預測預報方法
火險預測是指在“和平時期”對森林火災危險程度由計算模型所做出的理論預報。森林火險預測是森林防火“四網兩化”建設的一個重要內容,是實現“預防為主,積極消滅”的森林防火方針的關鍵環節。
森林火險預測過程主要有如下所示的三個環節:
4.1直接預報法
直接預報法是利用林區內可燃物濕度與氣象要素綜合分析后進行預報的方法。具體如下:
(一) 利用可燃物濕度變化與氣象要素的相關性進行林火預報的原理。
(二) 預報因子的測定。
(三) 常規觀測方法。
(四) 逐步組建成預測預報網絡。
4.2預測模型
由于自然因素和社會因素瞬息萬變,所以不可能準確預測未來森林火災的發生時間。因此,我們認為森林火災預測只能是一種趨勢預測。隨著各國學者對林火預警模型、林火蔓延模型等的進一步深入研究,以及信息技術的不斷發展,未來的基于信息技術的森林火災預防體系一定可以更有效的減輕森林火災給我們帶來的損失。
常用的林火蔓延預測模型有:
(一)澳大利亞的McArthur模型
R=0.13F (4.2)
式中,R為較平坦地面上的火蔓延速度(km/h)。對于草地,F為火險指數,有特定公式可以計算F。此模型不僅能預報火險天氣,還能定量預報一些重要的火行為參數,是撲火、用火不可缺少的工具,但它可適用的可燃物類型比較單一。對我國南方森林防火具有一定的參考價值。
(二)加拿大林火蔓延模型
加拿大林火蔓延模型是加拿大火險等級統計采用的方法。16個代表林型,通過290次觀察總結出多數可燃物蔓延速度方程(ROS)。不同類別可燃物有不同蔓延速度方程,但所有方程都是以最初蔓延指標(ISI)為獨立變數,它與細小可燃物含水量和風速有關。
以針葉林為例,ROS=a[1―c―bxISI] (4.3)
a,b,c為不同可燃物類型的參數。
此模型屬于統計模型,其優點是能方便而形象的認識火災的各個分過程和整個火災的過程,能成功預測出在參數相似情況下的火行為;缺點是這種模型不考慮任何熱傳機制,當實際火情與試驗條件不符時,它的精度就會低。
(三)王正非的林火蔓延模型
R = RαKεKω/ cosφ (4.4)
后經修正為: R = RαKεKφ Kω (4.5)
式中,Rα是初始蔓延速度;Kε是可燃物配置格局更正系數;Kω風力更正系數;Kφ是地形坡度更正系數。Kε 是訂正系數,它隨地點和時間而變。對于某時、某地來說,整個燃燒范圍和燃燒過程中,Kε 可以假定是常數。該模型適用于坡度在60℃以下的地形。
5.森林火災應急管理
5.1森林滅火救災應急響應分級與標準
參照自然災害總體分級標準,依據森林火災可能造成的危害程度、緊急程度和發展態勢,我們把森林火災預警分為四級,特別重大的是I級,重大的是Ⅱ級,嚴重的是Ⅲ級,一般的是Ⅳ級,依次用紅色、橙色、黃色和藍色表示。與之相對應,森林滅火救災應急響應分為四級。
5.2 森林滅火救災應急處置階段劃分與指揮決策
5.2.1階段劃分
森林火災應急處置是各級政府和相關部門應急管理的組成部分,屬于自然災害應急管理范疇。森林火災應急處置一般按事前、事中和事后進行分期,可分為預防與應急準備、監測與預警、應急響應與救援處置、善后與評估等階段。其中預防與應急準備、監測與應急預警屬于事前管理,應急響應與救援處置屬于事中管理,災后善后與評估屬于事后管理。
5.2.2應急指揮
應急指揮是森林火災應急處置的關鍵,不同應急響應需要啟動不同的應急指揮層次。應急指揮一般分為戰略指揮、戰役指揮和戰斗指揮。其中國家、省級指揮為戰略指揮,省、地市級指揮為戰役指揮,縣級以下特別是滅火救災一線指揮為戰斗指揮。(具體看圖5.1)
5.2.3 應急決策
決策是管理的核心。應急決策是應急響應與應急指揮的核心。森林滅火救災應急決策可分為事前決策、事中決策和事后決策,其具有可利用資源的嚴重短缺性、決策環境的高度不確定性和極其復雜性、決策目標的動態權變性、決策結果的難預測性、決策單元的核心目標直接受決策過程的影響性、決策對象發生發展的多變性等特殊特點,這要求決策者當機立斷、科學判斷和多謀善斷,也就決定了,應急決策在應急管理中的核心地位。應急決策包括決策主體、決策對象、決策目標、決策環境、決策過程和決策方案。森林滅火救災作為人與森林火災這種自然災害抗爭,必須把尊重科學、遵循規律和滅火救災人員安全放在首位。
6. 結論與建議
森林火災,是危害森林的大敵,一場火災在旦夕之間就能把大片蒼翠茂密的森林化為灰燼,給國家和集體造成嚴重損失,同時林地失去了森林的覆蓋,容易造成水土流失,容易發生水旱風沙災害,影響農業穩產高產。本文總結了火災等級劃分的標準,通過全面的分析研究提出了適合我國國情的森林火災預警方法和模型。最后研究了我國如何做到處置重、特大森林火災時反應及時、準備充分、決策科學、措施有力,把森林火災造成的損失降到最低程度。為了使森林防火工作確實做到“預防為主,防治結合”,把森林火災發生率降到最低限度,筆者提出以下五點建議:
(一) 加強組織領導。
(二) 以火源管理為中心,控制野外火源。
(三) 加大森林防火經費投入。
(四) 加強森林防火隊伍培訓。
(五) 加大森林防火執法力度。
參考文獻:
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[2] 黃偉維.張貴.基于GIS模型的林火蔓延研究.湖北林業科技,2004.
[3] 岳金柱.馮仲科.姜偉己.我國森林火災應急響應分級與處置相關問題的研究探討.森林防火,2008,9.