平地无风条件下蒙古栎阔叶床层的火行为Ⅲ.火线强度、可燃物消耗和燃烧效率分析及预测模型

以东北地区针阔混交林重要建群种和伴生种蒙古栎为对象,在平地无风条件下进行室内点烧试验,分析含水率、载量和厚度对蒙古栎凋落叶床层火线强度、消耗量和燃烧效率的影响,并对相关模型进行了验证.结果表明:含水率、载量和床层厚度对蒙古栎凋落叶床层火线强度、消耗量和燃烧效率均有显著影响,并且3个指标之间存在交互作用.在已有模型中,Byram模型需参数调整后方可用于本地凋落叶可燃物,其重新估计的α、β拟合值分别为98.009和1.099,得到的预测值均方根误差为8.676 kW·m-1,平均相对误差为21.0%,R2为0.745.对Albini提出的燃烧效率模型参数a、b的重新估计值分别为0.069和0.169,得到的预测值均在93.0%以上,绝大多数偏高.Consume模型适用性较强.新建立的火线强度、消耗量和燃烧效率的一般线性模型调整后的R2分别为0.82、0.73和0.53,均方根误差分别为8.266 kW·m-1、0.081 kg·m-2和0.203.在低强度地表火中,细小可燃物可能不会被完全消耗,现有一些系统中将凋落叶和细小可燃物按全部消耗处理,将高估碳的释放量.

北京西山可燃物特点及潜在火行为

以北京西山魏家村林场为研究区域,通过样地调查和森林清查数据将可燃物划分为针叶林、阔叶林、混交林和疏林地。根据样地调查和树木生物量模型计算不同类型和不同层次的可燃物载量、厚度和高度。根据2000—2006年当地气象数据,确定历史平均最大风速的平均值和主风向,在此背景下对风场进行模拟,进而对地表火和树冠火进行模拟计算,计算出不同类型火发生时火蔓延速度、火强度和火焰高度的分布图。地表火的蔓延速度为0.01～0.22m.s-1,树冠火的蔓延速度为0.12～2.25m.s-1;地表火的火线强度为144～6595kW.m-1,树冠火的火线强度为3214～189002kW.m-1;地表火的火焰高度为0.37～2.50m,树冠火的火焰高度为1.75～13.4m。通过对可燃物和火行为指标的计算,可以为防火林带规划和防火林管理提供依据,也可为可燃物管理、扑火安全防范等提供借鉴。

广西三门江松栎公益林可燃物处理前后的树冠火风险

广西三门江森林公园的松栎异龄林有着大量的地表可燃物和梯状可燃物,树冠呈连续分布,易发生树冠火。设计了5种方案来处理该区域5个样地的可燃物。处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ主要是砍除灌木和修剪小树,提升冠基高;处理Ⅳ除砍灌之外,去除了2/3的1、10h时滞可燃物;处理Ⅴ为处理Ⅰ+处理Ⅳ。针对桂中地区的气候和物候特点,设置了低、中、高3种燃烧条件。利用FCCS计算各种处理的火行为参数,参照Van Wagner树冠火模型,分析可燃物处理前后可能发生的林火的类型、强度,比较了几种可燃物处理方案在减少树冠火风险上的有效性。结果表明,就减少树冠火发生的有效性而言,处理Ⅴ>处理Ⅳ>处理Ⅲ>处理Ⅱ>处理Ⅰ。在低燃烧条件下,4种可燃物处理方案都可以将火行为降减为地表火。随着燃烧条件的提高,可燃物处理有效性下降。在高燃烧条件下,虽然可燃物处理可以降低火强度,但是,5种可燃物处理方案都不能避免树冠火的发生。

妙峰山林场针阔枯叶可燃物地表火行为影响因素研究

为了解火行为指标影响因素,采用点烧试验方法,对妙峰山林场可燃物油松和栓皮栎枯叶地表火行为进行了研究。结果显示:火焰蔓延速率、火焰长度和火线强度的显著影响因素均为风速和坡度(P<0.05);而可燃物厚度和针阔叶比例对火焰蔓延速率、火焰长度和火线强度影响较小,未达到显著性水平(P>0.05),且在风速、坡度、可燃物厚度和针阔叶混合比例4个因素中,风速是最主要影响因素。在以风速4 m/s进行试验时,最大蔓延速率、火焰长度和火线强度分别可以达到:2.357 m/min、67.329 cm和119.622 kW/m。

燃料载荷和含水率对平坡地表火蔓延影响实验研究

燃料载荷和含水率是森林火灾中地表火蔓延的重要影响因素。选取香樟叶和云南松松针作为研究对象,开展了不同燃料载荷和含水率条件下平坡地表火蔓延实验。研究结果表明:同一燃料载荷下,随含水率增大,火焰长度、火蔓延速率、火线强度和辐射热流减小,滞留时间增大;同一含水率下,燃料载荷增大,火焰长度、火蔓延速率、火线强度、辐射热流和滞留时间均增大。