内蒙古森林气象火险等级数值模拟个例研究

按照中尺度模式与统计方法相结合的思路,对缺少观测资料的森林地区进行气象火险等级模拟,可以达到森林火险预警的目的.采用这一方法可以大大提高森林气象火险服务的能力,提供具有高时空分辨率的森林火险预警信息.以1997年5月2日内蒙古绰尔发生的特大森林火灾为例,利用一个三维M-γ尺度大气-土壤耦合模式,对该地火灾发生前、中、后期的气象要素场进行了模拟,并根据森林气象火险等级综合指数,最后得到了研究区域的气象火险等级时空分布状况.结果表明,该中尺度模式模拟能力强,气象要素场的模拟结果基本符合山区气候变化规律,分析的森林气象火险等级分布与实际情况符合得较好.由此可见,采用中尺度模式进行火险预警的方法,可以为森林防火提供较为可靠的指导.     

基于模糊综合判别的森林火险等级预报研究

森林火险气象因子的预报具有很大的不确定和模糊性,而依赖于气象预报因子的森林火险预报同样具有等级判别的模糊性.以海南岛森林火险气象等级预报为例建立森林火险预报模糊数学模型,研究建立森林火险预报模糊综合判别数学模型的关键技术,并分析对比模糊数学模型与其它常用森林火险预报方法模型的优劣.结果表明模糊数学模型在海南岛森林火险等级预报中显现出明显优势,它能够更好地分辨出高森林火险与低森林火险,较好反映森林火险等级与气象因子之间存在的复杂关系.     

西南山地区域森林火险综合预报模型研究——以重庆市为例

森林火灾严重破坏森林生态系统的结构和功能,针对其风险预报开展研究具有重要的理论意义和应用价值。通过融合气象、地表覆盖和人类活动等要素的方式构建森林火险综合预报模型,是西南山地区域森林火险综合预报业务化应用的重要发展方向。基于《森林火险气象等级》国家标准(GB/T 36743-2018),本文研究首先构建了重庆市森林火险气象风险预报模型。然后通过融合可燃物因素和人为因素的方式,进一步构建重庆市森林火险综合预报模型。最后利用历史火点数据针对上述两类模型的精度进行对比和分析。研究结果表明:重庆市森林火灾发生次数较多,且呈现出季节性规律;重庆市森林火灾的发生不仅受到气象条件的影响,而且受到地表覆盖和人类活动等多种要素条件的共同影响;与森林火险气象风险预报结果相比,森林火险综合预报结果在空间分布上具有更高的精细程度;森林火险综合预报模型能有效提高森林火险等级预报精度。     

气候变化背景下我国森林火灾灾害的响应特征及展望

系统阐述了气候变化对森林火灾灾害的影响,论述了当前发生的以气候变暖为主要特征的气候变化背景下,森林火灾灾害对气候变化的响应特征,重点剖析了火行为对气候变化的响应,火险天气与防火期对气候变化的响应,火周期对气候变化的响应。并提出了气候变暖背景下实现碳减排增汇效应的科学的林火管理策略与合理林火管理路径。最后对今后尚需加强的一些重点研究领域及发展方向进行了展望。     

大兴安岭森林火险季节动态特征及其气候条件分析

森林火险季节是火环境中的一个重要因子，对于森林防火实际工作具有十分重要的意义。本文利用内蒙古大兴安岭林区近30年的林火资料和临近火点的气象资料。对比分析了该地区森林火险季节的时空分布特征及其与气候条件的关系。结果表明：该地区多年平均森林火险季节长度大于200d，且20世纪80年代以来呈增长趋势；南北林区火险季节指标差异明显，南部林区比北部林区进入火险季节的时间早而结束晚；森林火险季节长度与全年无雪日数有关，起止日期与春季和秋季的日平均气温－5℃的日期相符合。     

森林火险等级分布模拟--中小尺度动力学模式

通过在地形坐标系中建立考虑森林植被影响的三维大气-土壤耦合动力学模式,对神农架林区历史上几次重大森林火灾发生期的气象要素场进行了模拟,并在此基础上计算神农架林区高分辨率的森林火险等级分布状态,揭示了林火发生的一些重要规律。     

大兴安岭林区春防期森林火险气候区划

森林火灾是森林资源的重大灾害。而林火的发生、蔓延与气候条件密切相关。此区划是按照多因子综合指标法计算的火险等级而确定的指标,用现代气候区划理论与方法完成。可为制订森林防火、灭火规划及林火气象预报提供可靠的气候依据和气候背景。     

陕西省林火特征及与关键气候因子的关系

采用趋势分析法和相关分析法,选择年均湿润系数、年均风速、年均气温日较差作为气象指标,火灾次数和受害森林面积作为火灾指标,对1954-2013年陕西省、陕北、关中和陕南不同地区的气象因子与森林火灾之间的关系进行研究,为气候变暖背景下林火防治提供理论依据。结果如下:陕西省森林火灾次数和受害森林面积与时间序列呈反曲线式下降,1950年代至1960年代前期陕西森林火灾频发,1990年代后火灾减少并趋于稳定。陕西林火每个月都有发生,89.3%的受害森林面积集中在1-5月,每天的10-12时和13-16时是火险高发时段,且火灾等级较高。陕西省火灾分布具有明显的地域特征。年均湿润系数和年均气温日较差表现出下降趋势,年均风速在21世纪以来逐渐加大。气候因子对森林火灾的影响具有地域性和滞后性,年均湿润系数、年均风速和年均气温日较差均对当年森林火灾表现出正相关。目前陕西林火逐渐减少并趋于稳定,气候变化背景下,未来森林火灾风险将进一步加剧。     

福建林火发生的驱动因子及空间格局分析

福建省是我国的林火高发区,但目前国内关于该地区林火发生特性等方面的研究还不够深入。国内外研究表明,林火的发生受到气象、植被、地形以及社会经济等因素的综合影响。运用Arcgis10.0等相关软件对林火潜在影响因子(气象、植被、地形等)进行空间信息提取,并与火点和对照点结合通过Logistic回归分析和receiver operating characteristic(ROC)检验方法分析了福建地区林火发生的驱动因子,并获得了林火预测模型。以预测模型为基础对福建地区火险进行了区划。结果显示:"点到铁路的距离","高程","人口密度","日最高地表气温"等7个因素对当地林火发生有显著的影响。此外,模型整体拟合水平和预测精度较高,对当地的林火管理工作具有一定的参考价值。     

2022年极端干旱背景下湖南森林火灾气象条件分析——以2022年湖南新田“10·17”重大森林火灾为例

基于湖南地面气象观测资料、干旱指数、CMA＿GD区域数值模式分析资料以及卫星云图和遥感数据,从大气环流、天气实况、气象物理量、卫星遥感及云图方面,结合气候背景及火场气象要素变化对2022年湖南新田“10·17”重大森林火灾期间的气象特征进行深入剖析。结果表明：新田“10·17”重大森林火灾发生前已遭遇夏秋季连旱、极端连晴天气以及高温热浪天气,造成了新田长达45 d的特旱和极高的森林火险气象等级;在火灾期间,10月18日叠加白天辐射增温、谷风发展及干冷空气爬坡后的焚风效应,加剧了火场热对流造成火势蔓延极快;在10月21日09:00—10:00,出现了环境风突然增强以及上干下湿的大气层结,其对流不稳定潜势背景有利于爆燃的发生,爆燃发生后形成的局地小尺度低压也对爆燃的维持提供了正反馈机制;卫星云图在晴空条件下对火情发展、明火面积变化具有较好的监测效果。     

城市地震次生火灾危险性分析

建议了一个城市地震次生火灾危险性分析的一般模型。利用民事火灾的统计分析结果，给出了城市地震次生火灾发生率的修正公式。在此基础上建议了地震次生火灾危险性分析方法，亲以超越概率曲线的方法表达次生火灾危险性分析的结果。结合实际工程，给出了分析实例。     

林火对土壤结构的影响

通过对大兴安岭新林林业局 2 0年内不同年数间隔的 10块火烧迹地土壤进行调查取样和室内实验分析 ,发现不同年限、不同强度的火烧迹地土壤结构变化情况如下 :低、中强度火烧对土壤密度和孔隙度的影响不大 ,对土壤分散系数有一定影响 ;高强度火烧对土壤密度、孔隙度和分散系数的影响显著。降雨能使火烧迹地的土壤密度和分散系数升高、孔隙度下降。连年火烧使土壤密度比未烧林地下降 ,而孔隙度和分散系数升高。由此可见 ,高强度火烧对土壤结构破坏严重 ,而低中强度火烧对土壤坚实度和孔隙状况影响不大 ,但对土壤的保水保肥能力有显著影响。     

隧道火灾安全疏散模拟

隧道的消防设计应以保护人员的生命安全为首要目标。为此开发了隧道火灾时的人员疏散计算机模型Tunev，该模型能计算隧道内不同火灾场景下人员疏散所需时间；与计算危险来临时间的火灾数值模拟软件FDS相结合，经两种时间的对比，可判断人员疏散的安全性，并进行疏散过程的动态演示。该模型包含了简单的火灾时人员行为数据库和隧道防火结构参数，通过定性和定量的分析计算，能发现消防设计中的不足，为人员疏散方案提供参考依据。此外，该模型还可作为辅助的消防演习工具。阐述了模型的有关概念，并对雪峰山隧道工程实例进行了疏散模拟，最后简述了Tunev模型的验证和应用。     

基于GIS的火灾安全疏散模拟

为综合描述场景的关键要素,加强模拟的真实性,基于GIS技术,针对火灾场景下的人员疏散提出了模拟模型。借助GIS缓冲区分析与拓扑分析等功能,实现了初始化场景解析、实时空间分析等流程,可以对任意模拟时间步火灾、人员、建筑环境等要素的分布特征信息进行提取。为人员模型制定了基于空间信息的疏散策略,模拟人员的环境感知能力与分析判断能力。设计并实现了GIS模型至FDS模型的转换接口,维护了GIS模型与FDS模型的一致性,提高了建模效率。在模型基础上,研制了人员疏散模拟系统。应用实例说明了模型对环境各要素的描述能力及对疏散场景的模拟能力。     

消防侦察机器人的系统集成原则

消防侦察机器人可以代替消防队员从事危险的灾情侦察任务.从灾害现场的实际要求出发,提出了消防侦察机器人需要面对的具体侦察任务和应该具备的基本功能,以及在系统的集成过程中需要遵循的原则.     

钢筋混凝土柱的耐火极限研究

编制了钢筋混凝土柱高温反应的全过程分析程序,程序的有效性得到了其他学者试验结果的验证。针对不同轴压比、截面尺寸、配筋率和荷载偏心率共480种工况进行了钢筋混凝土柱的高温反应分析,揭示了各主要参数对钢筋混凝土柱耐火极限的影响规律。在计算结果的基础上,定量给出了钢筋混凝土柱耐火极限的简化确定方法。研究结果表明:配筋率对轴压柱的耐火极限影响不大;严格控制轴压比和荷载偏心率是提高轴压柱和偏压柱耐火极限的有效措施。     

地震次生火灾动态危险性分析方法研究

提出了一个城市地震次生火灾动态危险性分析与预估的一般模型。根据地震次生火灾发生具有离散性和随机性的特点，采用泊松过程模型作为地震次生火灾发生的初始估计模型。在此基础上，按照时、场域分离的原则和贝叶斯估计原理，发展了地震次生火灾动态危险性分析与模型，建议了动态危险性分析方法，经实例验证，本文所建议的模型与方法是合理可信的。     

草原火险等级预报研究

我国草原主要分布在北方干旱、半干旱地区,频繁发生的草原火灾给畜牧业生产、人民生活及草地生态系统带来了巨大的损失,还可能引起森林火灾,使损失进一步扩大.草原火险等级预报技术可以预测和预报草原火灾的发生和发展,大大减少火灾的发生次数和带来的损失.根据我国北方草原生态和环境特点,综合影响草原火灾发生和发展的因子,选择温度、相对湿度、风速、降水量、枯草率、可燃物干重和草地连续度共7个基本指标构造了基于遥感的草原火险指数.根据计算得到的草原火险指数,将研究区域的火险状态划分为低、中、高和极高4个等级,用来预测草原火灾发生的可能性、扩展速度和扑灭难度.草原火险等级预报可以为草原火灾管理者提供有力的管理工具.     

地震火灾损失评估研究

地震火灾是一种严重的震次生灾害，历史地震资料表明，地震火灾造成的损失有时甚至超过地震的直接破坏所造成的损失，本文根据目前我国地震现场灾害的评估方法，结合我国地震结构损失评估的经验，建立了地震火灾损失的评估方法。     

火灾后钢筋混凝土梁的抗弯可靠性

利用ANSYS软件对火灾发生时钢筋混凝土梁截面的最高温度分布进行了分析,确定了火灾后钢筋混凝土梁的抗力折减系数,建立了火灾后梁的抗力模型和极限状态方程.利用改进的一次二阶矩法计算了不同温度作用下钢筋混凝土梁在承受原设计荷载时的可靠性指标,分析了不同受火时间对钢筋混凝土梁可靠性指标的影响,为火灾后钢筋混凝土构件的破损评估分析提供了理论基础.算例分析表明,不同受火时间对钢筋混凝土梁的可靠性有很大的影响,梁在受火时间超过120分钟时,需进行加固维修.