孙家宝 问永贤 姚庆学 于文男

（1.黑龙江省森林保护研究所，哈尔滨150040；2.西安森瑞林防设备有限公司，西安721000）

摘要：以水灭火是扑救森林火灾最有效的手段，是美国、加拿大等森林防火发达国家常用的扑救林火方法。本文对水灭火原理，以水灭火的优势及国内外现状进行了阐述。为充分发挥以水灭火的效能，参考国内外一些以水灭火的成果，结合现阶段我国森林消防实际情况，对现有的水灭火机具进行最佳配套组合进行了初步设计，建立了通用的森林消防水灭火系统，供森林消防实践参考。

关键词：森林消防通用水灭火机具水灭火系统

水灭火原理主要是直接喷到可燃物上，使燃烧物质温度降低到燃点之下，停止燃烧。同时水遇热形成水蒸气阻止空气流入燃烧区或与空气混合降低空气中的氧气浓度，使燃烧物质得不到足够的氧气而熄灭。我国火灾分类标准（GB/T 4968-2008）根据可燃物的类型和燃烧特性对火灾进行了分类。森林可燃物主要由纤维素、半纤维素和木质素等构成，其燃烧引起的森林火灾属于A类火灾：固体物质火灾。水虽然不是对扑救所有的火灾有效，但对A类火灾确是最好的灭火介质，以水灭火是最有效的手段。因此怎样发挥以水灭火优势，提高以水灭火效能，是世界各国森林消防部门一直共同面临的课题。

1 森林消防以水灭火优势及现状

1.1 以水灭火优势

以水灭火是一种高效、安全、环保、廉价的灭火手段，以水灭火具有其它常规灭火手段不可比拟的优点。一是灭火效率高。以水灭火能够达到快速、彻底扑灭林火的目的，而且相对于常规灭火方法具有不易复燃的优点。二是适用于扑救各种类型的林火，应用范围广。以水灭火对于地表火、地下火和树冠火都很有效。常规灭火机具风力灭火机，二号工具对弱、低强度地表火作用明显，但对中、高强度林火，尤其是树冠火、地下火则无能为力。地面扑火人员根本无法靠前，只能等到夜晚和早晨气温较低，相对湿度较大时间扑救。森林火灾经一个白天的自由发展，火场面积将急剧增加，需要更多的扑火人力和物力扑救。点烧迎面火时，也可利用水建立一条高含水率的难燃可燃物隔离带，从而控制林火蔓延方向，降低火势。三是安全系数高。以水灭火与风力灭火相比，具有更高的效能，不存在风力灭火的“助燃”问题，在扑救时能迅速有效地压制、扑灭林火，确保人员安全。同时，运用以水灭火，灭火人员可在距离火线外侧10m外实施灭火作业，避免了人与火的直接接触，极大地降低了灭火难度，同时还能有效保证灭火人员的安全。在紧急情况下，还可利用水泵或淋湿身体突破火线，也可喷湿可燃物建立隔离避险区，进行紧急避险自救。四是廉价环保，与化学灭火相比，水可以不计成本，同时也不会对环境造成污染。

1.2 国外以水灭火应用现状

正因为以水灭火手段具有效率高、成本低、安全系数大，灭火彻底，不留隐患，不易复燃的特点，所以在世界发达国家森林消防领域得到广泛应用，是一项主要的扑火技术手段。美国、加拿大和澳大利亚等发达国家非常重视水灭火工具的研究、生产及使用。主要产品有水枪、水泵、消防车、飞机等灭火工具，产品配套，有专门生产机构（公司）生产，历史比较久远，有出口能力。产品比较坚固耐用，工艺比较先进。在林区内河流、湖泊、池塘等水源丰富，以及火场附近用水灭火是优先选择的灭火措施，对一些水源不足的地区，也可以通过建设临时或永久型贮水池，解决灭火水源不足问题。

加拿大被称为森林灭火飞机“专业户”，在20世纪50年代就尝试用飞机洒水灭火。如今，全球各地但凡发生森林大火，总是能看到CL-215/415等加拿大研制的灭火飞机身影。1988年美国黄石公园发生森林大火，就有加拿大援助的包括125架军用直升机、12架洒水灭火飞机、8架导航飞机等参加灭火。加拿大水源丰富，非常重视发展机动水泵系统扑灭林火。如安大略省配置1000台机动水泵及1000km 水龙管带长年备用。机动泵水源主要是来自天然和人工水池、水车，将多台水泵串联，实现远距离输送喷洒。我国使用的水泵多数是由加拿大进口的WICK-250型森林消防水泵。

近年来，美国、澳大利亚、希腊等国发生的森林大火中，其主要灭火手段就是以水为介质，运用地面森林消防车、水泵直接喷水和飞机空中洒水、喷洒灭火化学制剂等实施立体灭火，最后将大火扑灭。事实证明，以水灭火是扑救重、特大森林火灾最为有效的灭火手段之一。

1.3 国内以水灭火技术现状及存在问题

目前我国以水灭火还不是扑救森林火灾的主要灭火措施，其优势还没有真正发挥出来。自从大兴安岭1987年“5.6”大火以来，森林消防车辆、大型消防设备和机具、灭火飞机等森林火灾扑救技术陆续应用，解决了一些林区的火灾扑救问题。但是我国大部分林区由于缺乏适用的消防机具，依然采用以风力灭火机和二号工具为主的扑救火灾机具，效率低下。森林航空消防载水灭火飞机数量少，不能实现机群作业，力量分散，未能形成合力，整体效益不高，空中优势未能充分发挥，是以水灭火发展缓慢的主要矛盾。近年来，武警森林部队装备相对精良，对以水灭火手段进行了一些研究和探索，运用了以水灭火战法，取得了一定的成果，但还远不能满足需要。总之，以水灭火在我国起步较晚，还存在着认识程度不高、水源利用难度大、装备数辆少，品种单一等不足。

因此，我们应借鉴国外森林消防的成功经验，积极开发运用以水灭火方法，大力发展和推广以水灭火技术，是我国紧随世界森林消防发展形势，改进灭火模式，创新灭火手段，提高灭火效益的有效途径，是适应生态文明建设客观要求的必然选择。

2 通用水灭火系统设计

针对现阶段我国以水灭火应用存在的问题，为充分发挥以水灭火的效能，参考国内外一些以水灭火的成果，结合现阶段我国森林消防实际情况，选择了一些制造和使用技术已比较成熟，并且投资少，见效快的水灭火机具进行了最佳配套组合设计，初步建立了通用的森林消防水灭火系统，供森林消防实践参考。本系统的便携式机具设备和器材重量轻、体积小，能够快速组装和拆卸，可以在林区复杂地形条件下搬运、拆装，灵活进行林火扑救作业。

2.1 系统配置

大体上，灭火机具设备包括消防车、水罐车、水泵、开顶式蓄水池、便携式储能水枪、高压细水雾灭火水枪、直流水枪及连接必须的水带连接阀等。这些配置在水灭火系统中发挥着各自不同的作用。

2.1.1 水泵

水泵灭火是借助火场附近水源，利用水泵、管带、蓄水池等设备，向火场、火线供水的灭方法。其主要特点是灭火速度快、灭火安全彻底、不易复燃等。存在的不足是受水源、地形、植被等限制，林内管带铺设困难，一定程度上影响了水泵作业的展开。

2.1.2 高压细水雾灭火水枪

高压细水雾灭火水枪灭火是以普通的水为灭火剂，采取高压直射式雾化技术，对火焰实现高冷却、窒息。是一种新型的高效能灭火机具，具有雾化高效、射程远、隔离热辐射、高稳定性和长时间连续工作性能。其主特点是节水、安全、高效、环保。

2.1.3 便携式储能水枪

是常规分队灭火作战不可缺少的工具之一。具有重量轻，携带方便，操作简便灵活，水质要求低，故障率低，易于维修保养等特点。是目前应用最广泛、使用率最高的以水灭火装备。

2.1.4 消防车和水罐车

消防车其主要特点是水炮和水枪可同时工作，具有速度快、马力大、扬程远，既可为水泵分队提供水源，也可直接灭火。水罐车主要是承载运水功能，加上水泵也可以实现直接灭火功能。二者存在的不足是受地形和道路条件限制，接近火线困难。

2.1.5 开顶式储水池

该装置特点是自撑式，不用支架；储存容易；重量轻，聚氨脂材料，耐磨，可载食用水；自浮式开口，不用充气；采用超声波高温缝合，接口紧固。.容量一到几十吨不等。完全满足接力蓄水及火场蓄水池的作用。

2.2 系统组成

系统整体包括水源、输水系统、终端蓄水装置及火场水灭火机具组合（见图1）。

2.2.1 水源

水源是以水灭火实现的关键，水源包括固定水源和移动水源。固定水源是指河流、湖泊、水库、溪流等。移动水源是指利用消防车及水罐车运水到离火场最近的路边，再利用水泵将水供到火场。在交通不便的地段需要用直升机吊桶或吊囊向火场运水，以实现以水灭火的目的。

2.2.2 输水系统

通常情况下，输水过程主要是通过水泵接力供水来实现。单泵的水平供水距离一般在1.5km左右，单泵输水主要用于小火场，水源近和初发阶段的火场。但多数情况下，由于水源较远或地形地势原因，需要多泵串联或并联驳接，将水运输到火场的蓄水池中。串联输水主要用于山高、输水距离远和水压不足时，可根据需要在铺设的水带线合适的位置上架设水泵，来增加水的压力和输水距离，通常情况下，可同时架设多台水泵进行接力输水。并联泵输水主要在同一水源或者两个不同水源各架设一台水泵，用一个“Y”形分水器（三通阀）把两台水泵的输水带连接在一起，把水输入剑主输水带，增加输水量。并串泵输水主要用于输水距离远，水压与水量同时不足时，可在架设并联泵的基础上在水带线的不同位置架设若干个水泵进行接力输水。理论上讲，通过多级水泵的串并联驳接可以将水输送到无限远的地方。

2.2.3 火场水灭火机具

包括便携式储能水枪、高压细水雾灭火水枪、直流水枪。在水源供水充足的情况下，如果是扑打高强度火头，可以将直流水枪直接接到输水管上，利用水泵的压力喷射直接灭火，也可在蓄水池蓄满水满足储能水枪和高压细水雾灭火水枪用水后使用。

2.3 系统应用

图1所提供显示的只是以水灭火系统配置组成要素及输水系统联接方式模式。在具体的实际操作中，建立以水灭火系统需要根据现场的实际情况确定水泵的数量及联接方式，灵活运用。运用中应注意两点：一是综合考虑火势发展、水源距离、地形植被等要素，合理选择水源地，保证水源充足；二是根据火线发展蔓延态势，预设管带、蓄水池，保持水泵灭火的连续性。

3 结论与建议

以水灭火是森林消防发展的必然趋势。本文设计以水灭火系统基本能够满足多数地区以水灭火的需要。上述几种主要组合方式外，还可考虑其他灵活的组合方式，不管如何组合作战,最主要是根据火场实际，充分发挥出该系统操作方便、快速灵活的优点，取得最好的扑火效果。为了更好地发挥以水灭火的技术优势，提出以下几点建议：

3.1 加强水源基础设施建设

水源是以水灭火手段得以实施的首要环节，林火管理部门应对本防区的天然水源进行现场勘察，标绘出详细的水源分布图，为实施以水灭火提供依据。对一些不满足取水条件的溪流进行拦坝蓄洪或加深加宽改造，水源不足的地段，建设临时或永久性的贮水池。同时修建防火公路，增加林区公路网密度，以满足消防车辆直接灭火及运水充当移动水源的需要。

3.2 增加水灭火机具的储备

我国现在的水灭火机具无论在已拥有的数量上，还是在覆盖面上都远不能满足森林防火实际的需要。因此应加大经费投入，增加必要的机具和设备的采购和储备，满足以水灭火的装备保障需求。同时鼓励生产厂家改进生产工艺。制定相关标准。

3.3 加强扑火队伍水灭火技战术培训与演练

以水灭火涉及环节多，任何环节出问题都无法完成灭火作业，所以对作战人员技能要求高。重点林区或有条件的省市，应成立标准化水灭火分队，配备专门水灭火机具。通过技术培训和加强实战演练，提高灭火队员素质。要求队员熟练掌握水灭火机具设备的性能、操作及简单故障排除，服从指挥、协调一致，各司其职，形成一个统一的整体，最大限度地发挥出以水灭火的优势。

(森林防火专业委员会办公室刊发此文)

参考文献

[1]乔启宇，便携式长距离山地供水系统的研究，北京林业人学学报，1995