山地集雨储水设施在森林防火中的应用初探论文_张睿,刘凌波

山地集雨储水设施在森林防火中的应用初探论文_张睿,刘凌波

国家林业局北方航空护林总站

摘要:为了保证森林当中的火灾能得到有效扑救,应能了解影响森林火灾扑救的因素,并能积极的采取山地集雨等应对措施,强化森林火灾的扑救效果。本文就山地集雨蓄水系统在森林防火当中应用进行了分析。

关键词:山地;集雨;储水;森林防火

一旦在森林中发生了火灾就会给森林带来巨大的损失,并且由于森林火灾是以蔓延的趋势在森林中发展,因此发生森林火灾之后不仅会森林中的植被产生影响,同时也会对森林当中的各种生态系统造成破。因此需要通过利用山地的地形优势进行雨水收集,以保证火灾发生的时候能有充足的水源用来灭火。

1山地集雨措施以及灭火原理分析

山地往往是森林浓密的地区,但如果在山地发生的深林火灾那么消防车辆以及消防设备很难直达火灾发生地点,在缺乏充足水资源的条件下影响森林火灾的扑救。因此现代在对森林火灾进行扑救的时候也会以水资源的调度切入点,强化对于森林火灾的处理能力,而山地集雨就是其中的一个典型的应对策略。

在采用山地集雨处理方式的时候,会充分的利用山地地形特点,借助山地当中山体走势、山地沟壑特点以及山地道路的自然落差来引导降雨等水资源的流势,并且在山地集雨系统当中也会修建集水类型的水窖或者是小型水库等水利设施,这样就能将利用地势收集到的水资源充分的汇聚到一起,当做备用水资源应对火灾的发生。

在当前的山地集雨系统当中会将这种集雨方式分为两种类型,一种是天然类型给水集雨系统,另一个为人工类型集雨系统,这两种类型的集雨系统在实际的运用中存在差异,在不同的环境以及使用需求下能发挥出不同的作用。首先是天然类型山地集雨系统,这一系统充分借助山地的地势特点,在山地的山谷部分或者是山地部分修建了水库等水利设施,同时在山地当中,根据这些集水设施位置分布方面的特点,修建相应的引水沟渠,将山地当中的各种水资源都引流、汇聚到山地当中的集水装置中。这种自然类型的山地集雨系统投资相对较少,并且在这一系统运行的时候借助了重力势能,让水自然流淌入相应的集水装置当中。而这一系统的水源来源也较广泛,山地平时的自然降雨、积雪的融化以及各种水资源都能被收集到山地集雨系统当中,这样在不断的累积之下就能实现水资源储蓄量的增加。

而另一种人工山地集雨系统则是将机械设备和自然降雨联系在了一起,这种山地集雨系统一般会在山地当中的山顶部分修建蓄水装置,之后在使用强力的水泵等机械设备,将水源从山下直接吸到山顶的位置上,使山顶部分储存有大量的水资源。这种人工类型的山地集雨方式改变了过去难以在山区找到充足水资源的状况,丰富了山地水系统的当中雨水的储存形式,也提升了水系统的储水总量,使山地一旦发生了火灾就能立即找到相应的水源来进行森林火灾的扑救。

2山地集雨系统的建造

2.1集雨系统选址

山地集雨储水设施,应该选择在林区边界、林区道路两旁、靠近村庄林缘、寺庙周边等重点部位、敏感区域、易发火情的林区进行建设。分以下类型。山脊集雨窖:沿林区山脊线修建的具有防火隔离带和防火快捷通道功能的道路沿线路边沟两侧,选择在具有一定汇水面积、小地形相对平整、无整块连片巨石的地段作为集雨窖建设地点。沟底集雨窖:在林区内山谷底部、水沟旁侧,无整块连片巨石适宜开挖集雨窖的地段。山沟塘坝:在林区内沟壑两侧具有坚硬岩石、不漏水、适宜建设山谷塘坝的沟壑底部。山坡集雨窖:在林区内重点山坡部位具有汇水能力、无整块连片巨石适宜建设集雨窖的小沟壑位置。

2.2工程建设技术

(1)集雨窖建设

采用大型挖掘机作业,根据地形地势,开挖深度3~5m、长宽根据地形约为4~5m的深坑,清理好地基、四壁,底层与四周墙面一律用混凝土灌注浇制,厚度0.3m,并填充钢筋或钢丝网加固,池底、四壁再用水泥浆抹平,确保防漏、防渗。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆等砼体墙凝固干燥坚硬后,再把细土石填人砼体墙外的缝隙中,要填实,防水结冰撑涨。砼体墙高出地面0.3m,防止蓄水池四周向池内滚落沙土。

沉淀池是集雨窖建设的重要配套设施,用于沉淀雨水中携带的泥沙,阻止泥沙进入集雨窖影响有效库容。沉淀池要建在进水端一侧汇水沟内、距离集雨窖砼体墙0.5~1.0m处,开挖长宽各1.4m、深1.2m的方坑,用混凝土同样浇筑底部与四壁,建设容积为1m3的沉淀池。

(2)塘坝建设

按照水利工程项目建设质量标准进行建设,以石拱坝为主。

(3)蓄水池建设

在山顶利用大型挖掘机械,开挖大坑,容积视地形而定。采用底层与四周墙面用混泥土灌注浇制,厚度0.4m,并填充钢筋或钢丝网加固,池底、四壁再用水泥浆抹平,防漏、防渗。砼体墙凝固干燥坚硬后,再把细土石填入砼体外的缝隙中,要填实,防水结冰撑涨。砼体墙高出地面0.5m,防止蓄水池四周向池内滚落沙石。

2.3山地集雨储水设施的冬季防冻技术

山地集雨储水设施,除山沟塘坝之外,其余的山脊、沟底、山坡集雨窖以及山顶大型蓄水池均存在着严冬水面结冰撑坏水池壁现象。据试验,在水面结冰之前,向水面上投放作物秸秆捆或草把,可有效吸收冰冻产生的膨胀涨力,缓解冰冻撑涨的力度,有效保护水池安全越冬。据试验,投放密度以水面面积每lOm2投放一捆直径0.4m的草把或作物秸秆为宜。春季水面化冻后捞出投放物,保持水面清洁卫生。

3山地集雨储水设施应用技术

3.1山地集雨储水设施的串联技术

在林区较高的部位修建汇流较多的集雨窖和大型蓄水池,在林区相对较低的山脊或山坡位置,按照等高线的高低,一排排、一级级,并且互相拉开适当距离,修建与之相配套的小型蓄水池和相互连接的管道网络和调控阀门,形成一个相互关联的庞大的蓄水防火网络系统,并实行统一调配。通过管道网络和调控阀门,在前期下雨时,首先灌充山体顶部的集雨窖,山顶集雨窖蓄满雨水后,再下雨时,可以更多地灌充较远处的集雨窖。将相互关联的各个蓄水池储存的水,集中用于发生森林火灾的地方,可以让消防队员就近取水,利用喷水灭火装备,快速地将林火扑灭,使其不能蔓延发展。

3.2人力机械灭火技术

供消防队员使用的喷水灭火装备有两种:一种是可车载运输的安装在水池边上的自吸式水泵,利用空气压缩泵吸水,通过管道铺设直接向火区供水,用于扑灭火头、树冠火或地下暗火;另一种是由消防队员背负,通过人力打气筒,为盛水的密封容器中的水面施加较高气压实现喷水,主要用于扑灭火势较弱的明火或地下暗火。

4结束语

在进行森林火灾扑救的时候,其中的一个难点就是水资源的匮乏,受到山地地形特点的影响,难以将消防设备以及储存水运输到火灾发生地点,影响了火灾的扑救。而山地集雨系统则克服了这一难点,需要各地森林安全管理部门能落实这一系统。

参考文献:

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论文作者:张睿,刘凌波

论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期

论文发表时间:2018/5/23

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