水泵灭火技术在森林灭火中的应用

■ 曲彬德 李勇 中国消防救援学院

21 世纪以来，森林消防队伍及国家林业部门积极学习欧美森林消防发达国家成功的扑火经验，汲取借鉴各国的先进做法，不断探索引进开发水泵灭火技术，使以水灭火技术得到了广泛应用，由过去单一的风力灭火向风水结合、以水灭火为主转变，形成了水泵、水枪、森林消防车和风水灭火机配套的以水灭火装备体系，极大地改进了灭火技术手段，提高了扑救效益。目前，便携式森林消防水泵已经成为森林火灾扑救的主战装备之一。

一、水泵灭火的基本原理

可燃物燃烧需要两个条件：达到可燃物的燃点和有充足的氧气。以水灭火一是降温( 冷却)；二是阻隔空气进入或稀释降低可燃物附近的氧气浓度。

（一）冷却可燃物。实验证明，1kg 水蒸发汽化时，要吸收539.9kcal 的热量。因而当水被喷射到炽热的可燃物时，在被加热与汽化的过程中，会吸收掉可燃物的热量，大量的热量被吸走，同时伴随着化学反应也吸收大量的热，会大大降低可燃物的温度，迫使燃烧终止。

（二）稀释空气中的含氧量。水接触到炽热的燃烧物后被汽化的过程中，会产生大量的水蒸气，水蒸气会阻止空气与可燃烧物接触，从而能稀释并且降低氧的含量，燃烧区因缺少氧气而使燃烧强度逐渐减弱。

（三）扫射火焰。通过消防泵对水加大压力之后输送到水泵枪头喷射的水流具有很大的压力，产生强大的动能和冲击力, 高压的水流对可燃物和火焰进行强烈的冲击，巨大的冲击力冲散了可燃物，使燃烧强度显著减少甚至直接熄火。

二、水泵灭火技术概述

泵的种类很多，分为叶片泵、容积泵和其他泵等。叶片泵按照获得能量方式的不同又分为离心式泵、轴流式泵和斜流式泵。容积按照工作方式的不同分为往复式和回转式两种容积泵。用于森林灭火的水泵大多为离心式泵。森林消防水泵灭火就是利用火场附近水源，通过架设水泵、连接管带、水枪等设备将远距离的水源迅速输送到预定位置，用水实施直接或间接灭火的方法。目前，我国所使用的灭火水泵主要有wick-250 型、FyrPak 型和QB260-TB 型，其中wick-250 型、FyrPak 型是进口水泵，QB260-TB 型是国产的。在水泵灭火实战中，主要采用“三段式”灭火技术：一是利用天然水源段，在火场附近寻找水源，尤其是南方火场，水源较多，可直接利用。二是远程供水段，如果火场周围没有水源，可利用森林远程供水车或消防水罐车进行供水，输送到移动贮水池中，再实施水泵灭火。三是火线灭火段，可实施水泵直接灭火，也可实施水枪和高压细水雾取水灭火。三段式水泵灭火形成一个完整的灭火系统，分工明确，运行有序。

其特点是灭火速度快、清理效果好、人员投入少、扑救质量高、不易复燃、有效射程远、灭火安全彻底，达到一次性彻底灭火的目的。2020年5月9日，云南省禄丰县发生森林火灾, 在扑救火灾过程中，水泵灭火发挥了较大作用，充分利用附近水源，发挥了水泵灭火的优势，取得了较好的灭火效果。但是受到自然水源、火场地形、植被种类、水源距离、水带渗水等情况影响，会限制水泵灭火的铺设与使用。例如，扑火距离超过4000m 时，就需铺设150 ～200 根水带，同时还需要数台水泵进行并联、串联架设，这是一项十分艰难的作业。

三、水泵灭火应用技术

（一）应用范围

水泵灭火可以用于扑救地表火、地下火、树冠火，也可用于清理火场。

（二）直接灭火应用技术

直接灭火主要指利用火场及其附近的水源或远程供水的水源，架设水泵、铺设水带、连接水枪向火场供水或射水灭火的方法。在灭火作战中，应根据火场形状、火头大小、火线长短及蔓延速度，林火种类和位置风向、风速来确定水泵架设方法和水带铺设路线。根据火强度的大小确定灭火位置。根据林火种类确定喷枪类型，分为直流水枪和开花水枪。直流水枪分为1/4 和3/8 两种，分别适用于扑打地下火和树冠火；在扑救地表火和清理火场时使用开花水枪为宜。扑救树冠火或阻截火头时，可采取多枪头集中灭火；扑救地下火时应采取“Z”字形的射水方式向腐殖质层进行注水；清理火线时水枪手应由火烧迹地的边缘开始向内逐渐清理。如果和其他机具联合作业，灭火效果会更显著。从基本应用技术区分，主要有4 种形式：

1.单泵应用（图1）。主要适用于面积较小、火势发展缓慢，火灾类型以稳进地表火为主的火场。要根据火场地形、附近水源以及火场发展具体形势进行分析判断，选择距离水源较近、主要火头或主要发展方向的火线为突破口，采取单人单泵一根水带架设和4～5 人一组六根水带架，利用水带和中继蓄水池，迅速将水输送至火线。也可正接“Y”形分水器，然后，在分水器的两个接口连接水带和水枪，实施合力攻打火头或从两翼合围灭火。

图1 单泵架设示意图

2.串联泵（接力）应用（图2）。串联连接方法就是将两台或两台以上水泵一字形直线连接。此种方法通常适用于坡度在30 度以下的地形使用。主要适用于较大火场，自然水源距火线较远，水泵供水压力不足，以稳进地表火为主的火场。选择主要火头或主要发展方向的火线为突破口，利用多泵多水带串联的架设方式，在保证水压的基础上，将水快速输送到火线，对火场主要火头或主要蔓延发展的火线进行射水扑打。当水源条件受限时，可以利用轮式森林消防车运水与水泵输水相结合的办法组织实施。

图2 串联泵架设示意图

3.并联泵应用（图3）。并联连接方法就是将两台水泵同时在水源处同时作业通过集水器中连，此种方法通常适用于坡度在45 度以下的地形使用。主要用于输水量不足，需要更强水压或远距离喷射，常常采用多机并联的架设方式，保持高水压、高射程，迅速压制火头并灭火。

图3 并联架设示意图

4.串并联泵应用（图4）。并串联连接方法就是在并联方法无法满足灭火供水需要时在适当位置再架设一台或多台水泵形成并串联。此种方法通常适用于坡度45 度以上的地形。主要用于水源离火场较远，供水水压和供水量都达不到要求时，结合串联与并联的特点，可在并联架设的基础上，在适当位置连接一台或多台水泵形成串联进行接力输水，既保证远程输水，又保证高水压、高射程，达到扑灭火灾的目的。

图4 并串联架设示意图

（三）间接灭火应用技术

水泵间接灭火是指因火场态势、周围环境、地势陡险，不能直接灭火，从而利用水泵输水，采用不同方法，阻止林火蔓延，达到灭火效果。主要有3 种应用方法：

1.以火攻火点火前建立潮湿隔离带

在扑火过程中，有时会遇到火头较大或高强度的火，无法进行直接扑打时，往往采取以火攻火的灭火战术进行拦截，点火之前需要在火线外侧选择合适位置建立依托带。这时可以利用水泵横向向可燃物喷水，建立合理范围的潮湿依托隔离带，以防点烧时跑火。

2.以火攻火点火后扑灭外线火

采取拦截战术时，可选择在距离火线前方适当位置，使用点火器横向直接点火，点燃的火线会一侧向火场内侧发展，另一线向火场外侧燃烧，当形成一定的面积时，达到安全的范围时，用水泵扑灭外线火，让内线火烧向火场。

3.提供水源配合灭火

在架设并串联泵灭火至输水距离极限时，可利用变径方法，延长输水距离，也可以利用森林消防远程供水车、消防水罐车和直升机供水，将水输送到在火场边缘预先设置的软式水池（2T—5T）中或简易蓄水池中，供灭火队员使用风水灭火机、灭火水炮、灭火水枪等装备实施扑打或清理火线。同时，还可为火场紧急避险提供可靠保证。