? ? ? ?中圖分類號：X932；TP601? ? ? ?文獻標志碼：A

? ? ? ?文章編號：1009-0029（2022）03-0421-04

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? ? ? ?受全球氣候變暖影響，世界范圍內森林火災均呈高發態勢[1- 3]。2017 年 10 月美國加州突發森林大火，火災造成44 人死亡、8 900 棟房屋和商業建筑被燒毀，約 10 萬人緊急撤離[4]。2018 年 7 月希臘首都雅典爆發森林火災，造成91 人遇難，25 人失蹤，成為近一個多世紀以來歐洲最為致命的一場森林火災。2019 年 9 月開始的澳洲山火，持續燃燒了整整 7 個月，給澳大利亞的資源產業和農業生產帶來了嚴重損失。近年來，我國也發生過多起損失較大的森林火災，如 2020 年我國四川涼山突發森林大火，過火面積超過 1 000 hm2 ，造成 19 名滅火人員犧牲。綜合全球氣候變化情況來看，未來森林火災的防治問題更加突出且艱巨。因此，針對森林火災的科學高效防控技術日益受到重視，除精準及時的監測預警技術外，高效快速的滅火技術同樣值得關注。

? ? ? ?筆者就此多次赴國內森林火災防護重點地區開展實地調研，與一線森林消防人員座談交流，充分了解當前我國森林火災防治技術，特別是滅火產品與技術的應用配備現狀，明確目前存在的短板和難點，結合對國內外森林滅火技術裝備發展趨勢的分析研判，提出科技攻關的重點，為森林火災防治工作提供科學的參考借鑒。

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1.我國森林滅火技術裝備應用現狀

? ? ? ?目前，我國森林火災處置的滅火技術裝備除傳統的二號工具外，主要包括：森林滅火彈、單兵滅火裝備、航空滅火裝備、森林滅火消防車以及在上述裝備中使用的各類森林滅火劑。

1. 1 森林滅火彈

? ? ? ?森林滅火彈是將滅火劑充裝至特定器具中采用投擲或發射方式進行滅火。因其能實施遠距離、高效、安全的滅火作業，在國內森林消防隊伍中同樣廣泛配備。目前配備和應用最多的是投擲式滅火彈，充裝的滅火劑既有干粉滅火劑，也有水基滅火劑。其主要作用一是進攻時壓制火勢、創造戰機，二是大火臨近時用于緊急避險逃生。采用無人機投擲滅火彈的技術，近來多有研究，但據了解，因載藥量偏低等原因，應用到滅火實戰中的案例很少。發射式滅火彈源于軍工技術，既有炮車發射式，也有肩扛發射式，充裝的滅火劑均為干粉滅火劑。特別是炮車發射式滅火彈，在 2019 年山西沁源火災和 2020 年木里森林火災中均得到了應用，但受價格及滅火效能的制約，目前應用尚未普遍。部分地方專業撲火隊配備有肩扛發射式滅火彈，但因造價昂貴、訓練成本高、缺乏經驗導致命中精度不高等原因，同樣未能廣泛應用。

1. 2 單兵滅火裝備

? ? ? ?目前，國內森林消防救援隊伍常用的單兵滅火裝備主要是風力滅火機和水霧、細水霧等水力滅火機，其中風力滅火機配備最多，火場應用最為廣泛，且普遍以斯蒂爾風力滅火機為主，原因在于重量輕、人體工學設計較好，易于攜帶和使用。雖然國產風力滅火機有配備，且風量通常也比進口風力滅火機大，但由于震動幅度大，難以長時間握持使用。據了解，一種新型的超高速渦噴滅火機也在陸續列裝。雖然風力滅火機配備較為普遍，但以水滅火仍是森林火災地面處置的重要而有效的方式。特別是當火焰超過 1.5 m 高時，用常規撲打工具效果不好，只能用水力滅火方式，所以手抬機動泵（水泵）是森林消防單兵滅火裝備中非常重要的一種。而當火焰低于 1.5 m，屬于低強度火，一般用風力滅火機切斷火焰，再配合水力滅火，組合效果比較好。從實地調研的情況來看，目前我國森林消防救援隊伍普遍配備有便攜式水泵，而且部分水泵配套有背包，便于攜行。水泵揚程一般在 300 m 左右，通過多次中繼，最遠供水可達 2 km 以上。水力滅火機配備數量少于風力滅火機，但在火場供水充足的條件下，仍是重要的單兵滅火手段，相較于風力滅火手段，水力滅火具有不易復燃等顯著優勢。

1. 3 航空滅火裝備

? ? ? ?航空滅火是森林火災防護中的重要組成部分，使用飛機巡航和撲救林火具有不受地形和道路限制、機動靈活、到場迅速、可直接打擊等優勢，是國際森林火災防治的發展趨勢，而我國對航空滅火技術在森林火災中的研究和應用還遠低于國外先進水平[5-6]。據了解，目前我國用于滅火的直升機數量較少，僅有 60 架左右，主要分布在北方航空護林總站和南方航空護林總站。國內目前只有 4 架米—26，其他均為中小型飛機[7]。即便如此，航空飛機仍在一些森林火災撲救中發揮了重要甚至是決定性的作用。如2018 年 3 月 8 日大理市區南側林區火災滅火救援中，出動6 架直升機集群作戰，4 晝夜灑水超 1 000 t，成功滅火。2019 年沁源特大森林火災搶險救援和 2020 年“3 · 17”榆社森林火災搶險救災中航空飛機也同樣都發揮了較大的作用。但因我國用于滅火的固定翼飛機較少，而直升機有滅火時無法懸停以及受高海拔氣候影響較大等問題，導致直升機滅火受限很多。森林火災無人機撲救技術近來受到廣泛關注，相關研究處于較為活躍狀態，但幾乎沒有實際應用。

1. 4 森林滅火消防車

? ? ? ?森林滅火消防車是森林火災撲救的重要裝備之一。利用森林滅火消防車與空中撲救力量、地面撲救力量聯合作戰的空地一體化滅火技術是森林火災撲救的重要手段。據了解，目前國內配備的森林滅火消防車普遍以小噸位水罐消防車為主，原因是小型化消防車車身較小，機動性強，可以適應林區復雜地形。在北方地區，也部分配備有大型履帶式設計的森林滅火消防車。森林滅火消防車普遍配有水泵、手抬泵和遠程水槍等。但總體而言，我國的森林滅火消防車種類較為單一，基本為小型水罐消防車，只有部分滅火消防車具備泡沫滅火功能。

1. 5 森林滅火劑

? ? ? ?森林滅火劑是一類主要用于阻隔森林火災蔓延、撲滅森林火災或防止林火復燃的化學藥劑，一般可將其分為長效滅火劑（阻燃劑）、水添加劑（水增強劑）和 A 類泡沫滅火劑 3 種[8]。

? ? ? ?長效滅火劑主要成分為磷酸銨鹽和硫酸銨鹽，通常施加至火焰前沿未燃燒可燃物表面，以間接施加方式阻止火勢蔓延，即使水完全蒸發后，滅火劑也可通過抑制火焰燃燒，改變燃燒過程來發揮作用，亦被稱為長效阻燃劑，其效果通常可以維持數月。從 20 世紀 70 年代起，我國東北林業大學和黑龍江森林保護研究所等單位就協作研制了 704型、75 型兩種航空噴灑滅火劑，兩種滅火劑均為銨鹽類長效滅火劑。80 年代，又相繼研制了地面 75 型、黏性 704 型以及 82-3 型等森林滅火劑。1994 年，東北林業大學選擇了價格低廉的硫酸銨為主劑，通過復配磷酸氫二銨和淀粉接枝丙烯酰胺，研制了適用于航空噴灑的森林滅火劑。長效滅火劑在國內森林火災撲救中應用較多，采取現用現配方式，在多數火場中均取得了一定阻燃效果。

? ? ? ?水添加劑的主要應用品種是水凝膠滅火劑，其滅火效能取決于附著在燃料表面的厚度，通常水凝膠層越厚，其抗燒性能和阻止火焰傳播性能越優異，有時也用于直接滅火[9-10]。潤濕劑是一類潤濕、滲透能力較高的水添加劑，潤濕劑可有效降低水的表面張力，增加與可燃物的接觸面積，提高水的潤濕性能，有效阻止火焰蔓延并快速撲滅火災。水凝膠滅火劑在國內森林消防救援隊伍中配備較為廣泛，部分森林消防救援隊伍還配備進口的水凝膠滅火劑。這類滅火劑能夠吸收 100～1 000 倍自質量的水，具有良好的空投和流體性能，粘附性能同樣顯著。目前國內森林消防救援隊伍主要是將其與單兵背負式水力滅火裝置結合使用，既用來直接進攻滅火，也用來清理火場，實戰效果較好。

? ? ? ?A 類泡沫滅火劑產品在國外已經廣泛用于各類固體火災撲救[11]，作為森林滅火劑只是其眾多用途之一，其特點是含有發泡組分（碳氫表面活性劑）溶液通過改變水的物理形態形成滅火泡沫，提高水的黏附性能和滯留能力，進而達到冷卻降溫滅火目的。此外，泡沫的覆蓋還可以起到隔絕滅火作用，具有比普通水更高的滅火效能。但 A 類泡沫在國內森林消防救援隊伍中的應用，目前僅局限于森林滅火消防車中，且配備不多，滅火應用方式及其應用參數有待進一步明確。

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2 國外森林滅火技術總體狀況

? ? ? ?整體而言，國外森林消防在森林滅火技術裝備方面相對成熟，有許多值得借鑒和參考之處[12]。航空滅火是發達國家森林火災撲救的主要方式，美國從 1915 年開始就已經將航空飛機用于森林火災監測領域，截止到目前，美國用于航空護林的中小型飛機達 300 多架，大型飛機 266架，其中波音 747 滅火飛機一次能裝 70 t 滅火劑，速度超過 900 km/h。并且，美國加利福尼亞州在每片森林內都建造了專用機場，提供了強有力的航空滅火手段。俄羅斯是世界上森林面積最大的國家，其森林面積高達 776 萬km2 ，目前俄羅斯共設有 22 個航空防火基地，323 個航空防火站，有航空防滅火隊伍 1 萬多人，年均傘降撲火 7 萬多人次，機降撲火 3 萬多人次。除此之外，加拿大、法國、日本等多個國家也同樣將航空滅火手段作為森林火災的關鍵技術并投入了大量研究。加拿大開發了一種水陸兩用型森林滅火專用飛機，僅用 20 s 就能裝滿 5 t 水，從而可以快速提供水源供給。法國主要采用 DC-6 型和 CL-15型飛機撲救森林火災，DC-6 型飛機可裝載 1.2 萬 L 阻火劑，能在空中持續滅火 4～5 h[13]。

? ? ? ?在森林滅火消防車方面，美國研制的“奧什科什·不死鳥（Oshkosh Phoenix）”重達 20 t，幾乎可以在任何路面上行駛；法國研發了一款最大爬坡 60°的高機動多功能森林泡沫消防車，可在 1.2 m 深水中行駛；保加利亞采用新型抗高溫、抗輻射材料研制出一種名為“炭火舞女”的高效能履帶式森林滅火車；烏克蘭研制出一種坦克底盤多管滅火車，其可裝載液態、膠狀、黏稠、糊狀、粉狀或顆粒狀等不同形態的滅火劑；波蘭利用 T55 底盤改裝成一輛 GPG-10M-1 裝甲型消防車，其配備的消防泵額定流量可達 1600 L/min。在森林滅火劑方面，美國研究人員對不同種類添加劑的阻燃效能進行了系統研究，結果表明磷酸氫二銨（DAP）和硫酸銨(AS)最能有效降低火焰蔓延速率和熱輻射通量；早在 20 世紀 60 年代，陶氏化學生產了 一 種 新 的 聚 合 物 Gelgard，該 粉 末 狀 產 品 能 夠 吸 收100～1000 倍自質量的水從而形成凝膠，廣泛應用于美國森林火災撲救；時至今日，在美國農業部林業局合格產品清單（QPL）中，已有 8 種長效阻燃劑產品、15 種泡沫產品和 13 種水凝膠類滅火劑產品，技術成熟，應用廣泛。近期，波蘭研究人員開發了一種新型潤濕劑，滅火介質穿透疏松腐殖層的速度比水快 68 倍，且木頭對潤濕劑的吸收能力是水的 40 倍。2016 年，美國斯坦福大學利用羥乙基纖維素/甲基纖維素/膠體二氧化硅納米顆粒制備了一種自 組 裝 可 塑 水 凝 膠 ，并 將 該 產 品 與 名 為 Phos-ChekLC95A 的長效阻燃劑復配，使阻燃劑在降雨條件下更有效地附著在燃料上，提高了阻燃劑的持久附著性能。近期俄羅斯研制出一種新型硅基固化森林泡沫滅火劑，該產品利用表面活性劑與無機硅酸鹽共組裝形成雜化泡沫，并通過溶膠?凝膠轉變作用迅速固化，形成類似陶瓷泡沫的硬化結構，使泡沫的耐熱性和機械耐久性成倍提高，可以承受高達 1000 ℃的短期暴露溫度，同時產品的生物降解性也較好。

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3 我國森林滅火技術存在不足與后續發展方向

3. 1 森林滅火劑環保問題值得關注

? ? ? ?綠水青山就是金山銀山。近年來，在森林滅火劑方面，國外研究機構主要聚焦森林滅火劑的環保問題，而我國在此方面的研究基本處于空白狀態。森林滅火劑施用對環境的影響主要表現在對水源、水生有機體以及氮磷富營養化研究方面。例如，自 1990 年后，不少研究者開展了森林滅火劑對水生有機體（魚類、水藻類和甲殼類小生物）的急性毒性研究[14-16]。試驗發現，在軟水和硬水中滅火劑對水生有機體的影響有所差異，同時魚類各個生長階段藥劑的毒害作用也存在較大不同，其中在魚苗階段滅火劑的毒害作用較小。又如，澳大利亞一項研究指出長效滅火劑的使用會對陸地植物造成破壞，而泡沫的使用則會對水體生態系統造成破壞，需要定量評估長效滅火劑對自然植被以及泡沫對水體生物的影響，但同時由于防火隔離帶等傳統滅火方式的生態成本過高，采用空中施加滅火泡沫或許是最適宜撲救叢林火災的方法。2006 年，西班牙卡斯蒂利亞環境科學研究所考察了長效滅火劑 Fire Trol 934 對地表水體的影響。研究表明，滅火劑施加后會直接提高水體的營養狀態，同時間接影響 α 葉綠素、pH 值，溶解氧和水體透明度，建議有關部門應該制定完整的方案，盡可能減少對生態的破壞。而對于上述情況，在發達國家的產品標準中普遍提出了相應的技術要求。

? ? ? ?雖然近年來國內陸續開發出地面應用型長效滅火劑等產品，但仍缺乏對其他類型滅火劑的研究。除此之外，對森林滅火劑效能的評估方法及手段也較為欠缺；在標準規范方面，國內并未對森林滅火劑作出相關規范要求，對滅火效能和環保性能的評估缺乏標準試驗方法。應在今后的工作中加快對森林滅火劑的研究工作，開發環保、高效的森林滅火劑，同時還應建立系統完備的評價平臺及科學有效的評價技術手段，為森林滅火劑的性能評估市場準入提供技術支持。

3. 2 新型國產化高效滅火裝備研發和應用有待深入

? ? ? ?森林滅火彈對于減少滅火介質損失、提高滅火效率具有重要作用[17]。但目前國內炮車發射式滅火彈造價很高，一枚 5 kg 干粉滅火彈的價格在 3000 元左右。而且森林滅火彈在實際使用時，需要規模化、一次齊射多發才可能真正起到大面積壓制、控制火勢的作用，所以大規模推廣應用尚存在一定問題。另外，干粉滅火劑受風力影響大，水基型滅火彈受重心變化影響又不易控制命中精度，而且滅火準備時間過長，容易貽誤戰機。在提高滅火效能基礎上，逐步降低成本，是森林滅火彈后續發展的重要目標。在森林滅火消防車方面，我國用于森林滅火的高性能消防車大多進口，缺乏自主知識產權，且動力性能和越野能力均欠缺優勢，容易受地形限制[18-19]。應加快推進自主創新研發，根據我國南北方林區地形特點，提高當前森林消防車的爬坡能力、涉水能力、行駛安全性等性能。還應進一步完善自我保護系統和自動掃描系統，為救援人員的人身安全提供進一步保障。

? ? ? ?此外，目前航空滅火在全國范圍內的情況也不能完全令人滿意。租用通航公司的飛機滅火，價格較貴，所以一般只有大的火場才會使用航空滅火手段[20]。且航空滅火必須形成集群效應才有效果，但受限于經費、體制等因素，用于森林滅火的飛機數量較少，尤其固定翼飛機數量更少，東北地區 1 架飛機需保護超過 1 萬 km2 的林區，西南地區 1 架飛機需保護約 5.9 萬 km2 的林區，因而難以形成集群作戰[21]。應完善航空滅火手段的系統性和完備性，加快推進航空滅火手段在森林火災中廣泛應用。

4 結 語

? ? ? ?森林火災撲救是世界性難題，當前國內在森林火災防治工作中的技術成熟度及研究投入較國外仍有較大差距。對森林火災防治技術的研究是一項長期性、系統性的工作，這就需要我們在今后的工作中加大森林火災防治技術研發力度，盡快實現相關應用技術的自主創新，為我國森林火災防治和生態文明建設保駕護航。

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(來源：應急管理部消防救援局，北京 100054）