基于BehavePlus的草地火行为模拟研究

基于春季和秋季防火期的野外调查数据,利用BehavePlus林火行为预测系统,分别对长白山风倒区春季和秋季防火季的火行为进行了模拟,研究了长白山风倒区火行为特征.结果表明:风倒区4个重要火行为指标(火蔓延速率、火线强度、火焰长度和火蔓延距离)的模拟结果春季都明显高于秋季;火行为与坡度关系较小,与风速关系较大;春季火灾非常容易达到重度火势,难以进行扑救,春季防火期火灾预防尤为重要.结合保护区的实际情况,从扑救人员和扑救物资的合理布局,改善现有扑救装置和促进风倒区林地演替等方面提出了火灾预防和扑救的建议.

基于BehavePlus的昆明西山国家森林公园潜在火行为研究

基于BehavePlus火模型系统,对昆明西山国家森林公园6个主要林型进行火行为研究。结果表明:在坡度为25、35°的情形下,单位面积热量、火线强度和火焰长度最大都是地盘松林,而最小的始终是尼泊尔桤木(旱冬瓜)林,原因是地盘松林为灌木状态,可燃物载量大,达到了4.60 kg/m2,且水平、垂直连续性好,可燃物床厚度为0.72 m,熄灭含水率高达28.51%,而尼泊尔桤木林载量最小,只有2.15 kg/m2,不连续,可燃物床厚度为0.55 m,熄灭含水率只有9.04%;麻栎林的蔓延速率最大,为23.1和26.7 m/min,滇青冈林最小,为5.4和6.3 m/min,分别约为4.3和4.2倍。

川西南森林可燃物分布调研及潜在火行为研究

以川西南地区森林为研究对象,实地调研了凉山州木里县6种植被类型不同层次的可燃物特征和空间分布,运用BehavePlus软件模拟探究不同燃烧条件下潜在火行为。研究结果表明:由于燃料床厚度较低,林下层无灌木和草本的林分可燃物模型无法形成稳定蔓延的地表火,而林下覆盖有灌木层或草本层的林分模型可燃物垂直分布连续性较好,可形成高强度地表火,同时能形成稳定燃烧的遍燃型树冠火。地表火蔓延速度、火线强度、火焰高度、树冠火转化率等潜在火行为均随风速和坡度增加而增加,且增长幅度与燃料床厚度和高度相关,树冠火蔓延速度随风速增加大体呈指数型增长。

南宁老虎岭马尾松林间伐前后的火行为

以南宁老虎岭马尾松生态公益林为例，应用BehavePlus5．0分析了间伐前后3块不同样地的火行为。结果表明：间伐处理使地表火面强度降低28％～50％，地表火反应强度降低22％～45％，树冠火火线强度降低48％～59％，大幅降低了地表火向树冠火的转化率；在间伐后干旱夏季的12种情景中，仍然有10种情景的火线强度超过手工工具扑灭范围，1种情景下火线强度超出人类使用所有机械能够控制的极限。

桂西南松栎林火行为研究及碳排放计量

利用桂西南地区不同类型马尾松和栎林的冠层可燃物、地表可燃物、立地条件和气候因子等调查数据,运用Behave Plus 5.0.5和Consume 3.0模型,分析不同林型林火行为趋势,并计算各林分过火后可燃物消耗量和含碳类气体排放量。结果表明:不同林分可燃物载量分布差异显著,马尾松纯林在风速大于15 m·s-1时,极易由地表火转化为树冠火,马尾松-红锥-潺槁树林在风速大于20 m·s-1时,极易转化为树冠火,马尾松-石栎林、石栎-马尾松林和大叶栎纯林可形成地表火,但不易发生树冠火。研究可为进一步了解森林火灾对区域气候变化的影响提供基础数据。

北京地区主要针叶林型林火行为

在八达岭林场的侧柏林(Platycladus orientalis)、油松林(Pinus tabuliformis)、华山松林(Pinus arman-dii)和华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)林内设置样地,在样地内设置小样方。采集每个小样方内的死草、活草、凋落物及1、10、100 h的地表枯枝,测定可燃物热值、抽提物质量分数、灰分质量分数及含水量,确定可燃物参数。利用Rothermel模型,对4种林分可燃物火行为的蔓延速率、单位面积发热量、火线强度、火焰长度进行了计算。根据火行为状况,制定了相应的火灾扑救对策。

基于火强度的西山国家森林公园主要可燃物类型划分

通过外业调查和室内测定,获得西山国家森林公园主要可燃物的相关参数,输入BehavePlus模型,得到潜在火行为参数,以火强度大小为主要指标划分主要可燃物类型,结果表明:在坡度分别为25°和35°情形下,高强度火的林分为地盘松林、麻栎林和云南油杉林,中强度火的林分是华山松林和滇青冈林,低强度火的林分只有旱冬瓜林。研究结果可合理划分火险等级,实施科学的火管理。

北京市十三陵林场油松林地表火行为模拟

【目的】油松林是华北地区典型针叶林分,易发生森林火灾。通过对油松林地表火行为模拟研究可以为森林可燃物管理,林火预防及扑救提供科学依据。【方法】本研究以北京市十三陵林场油松林为研究对象,通过野外调查地表枯死可燃物(1、10、100 h时滞)和灌层可燃物,记录林分因子(第1枝下高、树高、林龄和胸径)和环境因子(坡度、坡向和海拔)。结合内业实验测可燃物含水率和热值,利用火行为模拟软件Behave Plus5.0,对1 h时滞可燃物设定不同含水率和风速值,模拟所研究林分地表火蔓延速度、火线强度、火焰高度以及单位面积发热量4个重要的火行为指标。【结果】1、10、100 h时滞和灌层可燃物占总可燃物载量比分别为78%、5%、4%和13%。基于实测可燃物载量和含水率,油松林地表火蔓延速度平均值为2.1 m/min,火线强度平均值为270 k W/m,火焰高度平均值为0.95 m单位面积发热量平均值为7 139 k J/m^2。油松林1 h时滞可燃物载量显著高于10 h时滞和灌层可燃物载量。在1 h时滞可燃物含水率为6%,风速为40 km/h的强风和干旱天气条件下,油松林地表火蔓延速度平均值为15.1 m/min,火线强度平均值为3 278.5 k W/m,火焰高度平均值为3.1 m,单位面积发热量平均值为12 337.5 k J/m^2。【结论】油松林内1 h时滞细小可燃物载量高于其他类型可燃物载量。地表火蔓延速度慢,火强度低,火焰高度低于第一枝下高,在正常天气条件下容易被扑灭。模拟结果表明油松林在低含水率的条件下,风速会显著增加地表火蔓延速度,难以人为扑灭,需清理地表可燃物,降低火险。