高原森林日常防火工作的实践与思考
张继强
西藏自治区森林消防总队林芝支队 西藏林芝 860000
分布在海拔 3000 米以上山地区域的高原森林,涵盖青藏高原、云贵高原等核心区域,总面积超过 2.5 亿公顷,是我国长江、黄河等重要江河的水源涵养地与生物多样性保护关键区域,具有的调节气候、保持水土、维护区域生态平衡作用不可替代。近年全球气候变暖导致高原地区极端高温、干旱天气频发,森林火险等级持续升高,本文结合高原森林消防日常防火工作实践经验,分析当前工作难点,提出融合技术创新与场景适配的防火策略,为高原森林防火工作优化升级提供参考。
一、高原森林消防日常防火工作的实践难点
(一)监测覆盖存在盲区
地形带来的制约使高原森林监测覆盖存在明显盲区,这类森林普遍具有山地、峡谷等复杂的地形特征。固定监测站因地形造成的视线遮挡,无法满足山谷、陡坡等区域的监测需求;卫星遥感技术在雨雪天气时,会因云层遮挡出现监测精度下降的情况,难以识别处于初期阶段的小火点;人工巡逻模式受工作人员体力限度与巡逻时间安排的双重影响,针对海拔4000 米以上的高海拔区域,每月仅能完成 1-2 次巡逻,这样的巡逻频率导致该区域内的火险隐患不能被及时发现,最终形成监测覆盖的空白区域。
(二)火源管控难度大
高原地区火源管控工作的难度来自多方面因素。牧民生产生活用火具有的流动性与隐蔽性特点,会显著增加管控难度,部分牧户在迁徙途中的临时居住点使用明火做饭,若未清理周边易燃物,就容易引发火灾;高原地区常见的宗教祭祀活动中,部分群众会在林区内焚烧经幡、酥油灯,且祭祀地点多在偏远山谷,工作人员很难提前介入开展管控;雷击引发的火源具有的突发性特征,进一步加大管控难度,高原地区年均雷击次数超过 50 次 / 百平方公里,雷击导致的地下腐殖质自燃,初期没有明显火焰且仅释放少量烟雾,传统监测手段无法及时察觉这类隐蔽火源。
二、高原森林消防日常防火工作的实践路径
(一)构建“空天地”一体化监测网络,提升火险预警精度
1. 无人机低空巡查与红外热成像结合
用于解决监测盲区问题的 50 余架多旋翼无人机,由工作人员配备且搭载高清摄像头与红外热成像仪,可在海拔 5000 米以下区域飞行,续航时间达 4小时,覆盖半径 15 公里。工作人员为这些无人机设定预设航线,每日按照航线开展巡查工作,重点覆盖山谷、陡坡等存在监测盲区的区域。无人机搭载的红外热成像仪,能够识别地下腐殖质自燃产生的热量,即便处于浓烟、大雾的天气条件下,也能准确发现温度超过 50℃的火险隐患。巡查数据由无人机实时传输至地面指挥中心,指挥中心通过这些数据发现火险隐患时,可在 5 分钟内调度附近巡逻人员前往处置。
2. 卫星遥感与地面传感器联动
工作人员优化卫星遥感数据处理流程,采用多源卫星数据融合技术(如结合高分卫星与哨兵卫星数据),将火点识别精度提升至 5 米,以此提升监测精度与连续性;当卫星遥感监测受云层遮挡影响时,通过微波遥感技术进行补充监测,确保监测工作无间断开展。同时,工作人员在林区内布设 1000 余个地面温度传感器,这些被埋设在地下 30 厘米处的传感器,具备实时监测腐殖质温度的功能;当传感器监测到腐殖质温度超过 60∘C 时,会通过 LoRa 无线通信技术(通信距离可达 10 公里)向指挥中心发送预警信息,有效预防地下腐殖质自燃引发的火灾。
(二)建立“防火 + 牧户”联动机制,强化火源管控
1. 牧户防火网格员制度
200 余名从林区内选拔的牧民,担任防火网格员负责管辖范围内的火源管控工作,具体工作内容包含监督牧户野外用火行为、巡查管辖区域周边火险隐患、及时上报火情信息。工作人员为每位防火网格员配备智能防火终端,该终端具备定位、拍照、通话功能且内置离线地图,即使在无手机信号的区域,防火网格员也能通过北斗卫星发送位置与图片信息。为提高防火网格员的工作积极性,工作人员每月为其发放 500 元补贴;对于成功阻止火情或及时上报重大火险隐患的防火网格员,额外给予200-1000 元奖励。
2. 游牧用火精准指导
便携式防火灶与防火毯,由工作人员针对牧民游牧生活的特点设计而成,其中,防火灶采用不锈钢材质制作,底部设有防火托盘,能够防止火星掉落引燃地面植被;防火毯采用玻璃纤维材质制作,面积为 2 平方米,可覆盖在防火灶周边,阻断火星扩散。工作人员上门为牧户安装防火灶,年均安装数量超过1000 台,且在安装过程中现场指导牧户正确使用方法。工作人员在牧户迁徙路线上设置临时防火点,每个临时防火点都配备灭火器、水桶等灭火设备,方便牧户遇到紧急情况时使用。
(三)制定分级预警与动态巡护方案,适配极端天气
1. 分级预警机制
工作人员根据高原地区的气候特点,将森林火险等级划分为四级,各级对应的气候条件如下:一级(低火险)为气温 -10∘C 至 5∘C ,相对湿度 50%-70% ,风力小于 3 级;二级(中低火险)为气温 5℃至 15∘C ,相对湿度 40%-50% ,风力3-5 级;三级(中高火险)为气温 15∘C 至 25∘C ,相对湿度 30%-40% ,风力 5-7级;四级(高火险)为气温超过 25°C ,相对湿度低于 30% ,风力大于 7 级。不同火险等级对应不同的预警措施:达到三级火险时,将无人机巡查次数从每日1 次增至 3 次;达到四级火险时,关闭林区所有入口禁止人员进入,同时要求工作人员全员在岗待命,并提前准备好应急物资。2023 年,工作人员通过分级预警机制成功应对15 次高火险天气,确保该年度未发生重大森林火灾。
2. 动态巡护方案
工作人员依据火险等级与林区地形特点,灵活调整巡护路线与巡护频次。处于一级火险时,采用“固定路线巡护”模式,巡护人员按照预设的固定路线开展巡查,每日巡查 1 次;处于二级火险时,采用“重点区域巡护”模式,增加对牧村周边、祭祀场所等火源密集区域的巡护频次,每日巡查 2 次;处于三级火险时,采用“分片包干巡护”模式,将林区划分为 20 个片区,每个片区配备 3 名巡护人员,实行 24 小时不间断巡护;处于四级火险时,采用“空中 + 地面”联合巡护模式,无人机每 2 小时巡查 1 次,地面巡护人员携带灭火设备在重点区域值守。
结束语:
高原森林消防日常防火工作的开展,需将其定位为长期推进的复杂系统工程,结合高原地区的自然环境特点与人文社会条件,不断创新实践模式与技术手段。本文提出的“空天地”一体化监测网络、“防火 + 牧户”联动机制、分级预警与动态巡护方案,凭借技术创新与场景适配,有效解决传统防火工作中的难点问题,呈现出显著的实践效果。
参考文献:
[1] 张晖 . 无人机在消防灭火救援中的应用分析 [J] 消防界 ,2022,8(1):51-53.
[2] 刘玉洁 , 吕振义 , 刘亚京 , 等 . 无人机在林火防控中的应用 [J] 森林防火 ,2019(4):36-40.