森林和城镇交界域火灾现状、特点与防控综述

森林和城镇交界域(Wildland-Urban Interface,WUI)主要是指荒地植被和居民生活区交汇混合的区域。该区域易发生火灾,并将造成严重经济损失和负面影响。当前,随着城市化进程加快和人工林面积增加,全球极端天气增多,易发生火灾的交界域面积持续增长,世界各国均面临交界域火灾高发的风险,森林防火形势日益严峻。我国由于生态化城镇建设步伐加快,森林和城镇交界域面积逐年增加,通过简述国内外交界域防灭火现状和研究进展,归纳交界域的主要特点,提出新形势下我国交界域火灾面临的难点、挑战和相应的防控原则,以期为我国交界域防灭火工作提供理论和技术支撑。

城镇-森林交界域火灾灾害链网络模型构建及风险分析

为确定城镇-森林交界域火灾灾害演化关系及风险特征,预防灾害事件发生,从157个火灾案例中提取43个典型灾害事件,运用灾害链和复杂网络理论,构建城镇-森林交界域火灾灾害链演化模型。使用Python工具对灾害链网络中关键节点、关键边和最短路径分析。结果表明:化工厂爆炸、加油加气站爆炸、城镇火灾、污染水质、污染空气及城市生命线损毁是关键节点,山洪-道路损毁、河流泥沙淤积-山洪、堤坝决堤-山洪、堰塞湖-山洪、森林火灾-城镇火灾是关键边。研究结果可为城镇-森林交界域火灾的防控、断链减灾提供科学依据,具有较高的现实意义。

森林—城镇交界域火灾的致灾因素分析

森林-城镇交界域火灾损害森林资源,直接威胁到人类生命财产安全。选取六个由森林火灾发展为城镇火灾的典型案例,从可燃物情况、火源因素、气象状况、地形条件、特殊火行为以及其他因素分析森林-城镇交界域火灾的致灾因素,为预防森林-城镇交界域火灾提供理论依据。

基于随机森林模型的交界域火灾风险分析

【目的】城镇森林交界域火灾频繁发生,使民生经济遭受严重危害。使用随机森林模型对省域内的城镇森林交界域火灾风险与影响因子的关系进行空间建模,探究随机森林模型在拟合、解释交界域火灾风险方面的优势,并与森林火灾风险的影响因子对比,为进一步评估城镇森林交界域火险提供依据。【方法】研究基于安徽省2002—2011年火灾历史数据,采用气候、地理环境、人类活动、社会经济等方面的9个因子作为自变量,月均火灾密度作为因变量。使用特征选择方法得到模型内不同自变量的贡献度、统计特征以及内部模型的平均表现,选择出进入最后模型中的自变量;使用随机森林模型对城镇森林交界域火灾风险进行解释,分析影响城镇森林交界域火灾风险和森林火灾风险的重要因子。【结果】关键自变量对城镇森林交界域火灾风险的影响程度大小排序依次为:道路线密度、铁路线密度、月均最高温度、归一化植被指数、人口密度以及海拔;对森林火灾风险则为:月均最高温度、归一化植被指数、道路线密度、铁路线密度、人口密度以及海拔;经过训练与计算发现随机森林模型在5个子模型的训练集与测试集的表现基本一致,拟合值与实际值的简单相关系数均达0.90以上,可见随机森林模型对交界域火灾风险和森林火灾风险表现出显著的解释能力;此外,随机森林模型在总体数据集上进行了拟合,得到城镇森林交界域火灾风险的拟合值与实际值的相关性为0.997,森林火灾风险的拟合值与实际值的相关性为0.996,表明了随机森林模型具备极强的火灾风险拟合性能。【结论】影响城镇森林交界域火灾发生的最重要自变量是道路和铁路线密度,而对森林火灾则是月均最高温度与归一化植被指数,可见城镇森林交界域火灾发生人类活动因素密切相关。随机森林算法对城镇森林交界域火灾风险和森林火灾风险都能表现出稳健的和非常准确的拟合能力,是一个非常有用的工具。

交界域森林火灾预防与人群疏散措施

美国加利福尼亚、澳大利亚和南非拥有相似的野火规律、可燃物类型以及乡村与城市交接渗透的现象。火暴能够以极强、极快的速度从野外蔓延到居民住宅区,威胁生命和财产的安全。在这些地区,火灾执法机构针对火灾发生时居民如何撤离家园,制定了各种政策。本文主要介绍美国在地方、州以及联邦政府3个不同层面机构的火灾疏散撤离办法,并举例说明了各种合法托管程序、疏散决定制定标准、火灾扑救指挥官和当地执法机构在实施疏散任务时的作用以及法律责任,以期对我国的林火扑救以及人群疏散的执行起到借鉴作用。

电气故障引发的森林火灾研究现状及展望

近年来,坐落于森林中的电力设施与其周边环境已构成一类新的“森林-城镇”交界域。输电线随风摆动,易碰撞发生短路故障,电弧的热量将导线金属熔化,形成的热金属颗粒坠落到地表时,剩余热量较高将直接引燃可燃物,造成森林火灾。热金属颗粒的引燃过程是一个连续的过程,可以基于连续性理论、质量守恒定律和能量守恒定律,通过将导线熔化所形成的热金属颗粒作为传递媒介,得到短路故障与热金属颗粒引燃形式间的关系。本文将从该角度出发,对国内外关于此类问题的相关研究进展进行梳理,总结现有的实验方法及理论建模过程。再分析现有研究中存在的不足,并借鉴相关领域的研究成果针对性地进行补充,最后对该火灾发生过程的未来研究方向进行展望。

空心与实心热颗粒点燃松针燃料床实验研究

飞火颗粒点燃森林可燃物或建筑结构是导致森林大火及森林-城镇交界域大火发生的重要潜在蔓延途径.本文通过实验探究了不同粒径及不同温度下空心和实心的惰性热颗粒对松针燃料床的点火行为,得到了不同粒径实心和空心金属颗粒在不同温度下的点燃概率,并量化了与颗粒温度、直径、能量及空心率相关的点火极限.通过对颗粒有效能量的计算,探究了能量对于点燃现象的影响.本研究有助于对飞火颗粒点火机理进一步完善,对寻找影响点火行为的参数变化、构建相关理论模型、预测临界点火条件等工作具有重要意义.

基于层次分析法的某地区林业城镇棚户区消防风险评估

通过实地调研对某地区19个林业城镇的棚户区消防现状和存在的问题进行了评估。结合实测数据采用层次分析法对各城镇的棚户区火灾风险进行了评价,对风险指数进行等级划分,结果表明:此地区林业城镇棚户区60%处于高风险级,40%处于极高风险级。依据评价结果提出了减少火灾风险的建议和改进措施,降低城镇森林火灾发生的可能性。