劉乃安：森林與城鎮交界域對火災更敏感

　　所幸的是，火災未蔓延到林區城鎮，并且已被撲滅。

　　“歷史經驗，特別是1987年‘5·6’大興安嶺特大火災和世界各國眾多特大火災案例表明，森林大火一旦蔓延至林區周邊城鎮，往往會對人居安全和重大基礎設施產生重大危害。這類火災在國際上稱為‘森林—城鎮交界域火災’。”中國科學技術大學火災科學國家重點實驗室副主任劉乃安在接受《科學時報》采訪時表示。

　　近20年來，世界各國的生態化城鎮建設促進了城鎮與森林交匯，形成了大面積森林—城鎮交界區域，其中建筑與植被混合分布，具有復雜的可燃物分布和地理環境，一旦發生火災，往往具有與森林火災或建筑火災相比顯著不同的火行為特征，常導致更為嚴重的危害。

　　歷史和近年來重特大火災案例表明，包括我國在內的世界各國的森林—城鎮交界區域火災（以下簡稱交界域火災）形勢日益嚴峻。

　　“2009年澳大利亞維多利亞州火災是其歷史上最為嚴重的一次自然災害，過火面積超過3900平方公里。而這次火災屬于城鎮—森林交界域火災，國際上稱為WUI火災（Wildland-Urban Interface Fire）。”劉乃安說。

　　“這個類型的火災指的是，在森林—城鎮交匯的開放空間一定的地形、植被分布和天氣條件下，森林火災引發城鎮建筑結構著火，并導致在森林—建筑非連續燃料分布條件下的大尺度火災。其中包括很多與建筑火災不同的火災現象，從防火目標方面來看也和建筑火災有很大差異。”劉乃安解釋說。

　　研究表明，在國際上，城市、城鎮森林覆蓋率的顯著提高是導致發達國家近年來呈現交界域火災頻發態勢的重要原因。

　　近年來，發達國家發生的多起交界域特大火災事故均造成巨大損失。2003年，以城市森林聞名于世的澳大利亞首都堪培拉市發生交界域火災，導致該市15%的森林面積被燒毀。2007年，美國加州交界域火災迫使近100萬人疏散；2008年，加州交界域再次發生火災，其衛星照片被媒體稱為“猶如遭到核攻擊”，5萬人被迫疏散。2007年，俄羅斯莫斯科市東南部與森林交界區域發生火災，導致莫斯科長時間被籠罩在濃煙之中，造成嚴重空氣污染。

　　劉乃安說，我國擁有大量的林業城鎮，構成我國交界域的主要分布區域。尤其在我國東北地區，林業城鎮是重要的城鎮類型，大量城鎮被森林包圍，城鎮—森林交界域火災安全形勢不容樂觀。

　　歷史上，我國林業城鎮長期受到火災的嚴重威脅。現在看1987年“5·6”大興安嶺特大火災，其實是典型的交界域火災。火災歷時27天，過火面積達130萬公頃，其中圖強、阿木爾、西林吉3個林業局所在地集鎮全部付之一炬，漠河、塔河縣分別形成面積30萬、20萬公頃的大火海，漠河縣城在火災中被夷為平地。

　　劉乃安表示，之所以認為“5·6”大興安嶺火災是典型的交界域火災，不僅僅是由于這次火災在森林—城鎮交匯地區蔓延，更是因為交界域火災特有的火蔓延形式，包括大尺度火焰輻射快速引燃建筑物、大尺度飛火和火旋風等，均在這次火災中頻繁發生，并作為主要機制推動了火災快速蔓延。資料表明，交界域火災中飛火傳播的距離可高達10多公里，遠遠超過了常規建筑防火規范中規定的安全間距。正是因為交界域火災中存在這些特殊的火蔓延方式，使得該類火災可能的危害范圍大大超出人們的想象。

　　近年來，隨著林業城鎮和城市森林的快速發展，我國的森林—城鎮交界域不斷擴大，近年來交界域火災明顯處于上升期。2005年3月，深圳大南山森林公園大火過火面積達25公頃，最近時火頭距景區和民航導航站僅數百米，一度危及深圳市城市安全。2009年，黑龍江伊南河火災則一度蔓延至我國最大的林業城市伊春市境內，危及數十個城鎮。而同年的福建沙縣高砂鎮發生森林火災，危及205國道沿線村鎮，并導致鷹廈鐵路一度停運。

　　按照規劃目標，我國至2010年將有70%的城市其森林覆蓋率達到30%，交界域火災風險不容忽視。

　　交界域火災幾乎沒有有效的撲救方法，因此防火是重點。從防火目標方面看，針對我國交界域火災的防范，劉乃安認為應重視以下幾個方面。

　　第一，合理規劃交界域區域森林和建筑的布局。要依據當地森林火災發生的時間分布和氣象特征，整體布局森林和區域的方位。例如，建筑區最好位于森林防火季節時盛行風的上風位置；還要保證建筑與森林之間保持一定的防火距離；在建筑與森林之間開辟防火通道，供應急消防使用。

　　第二，科學管理森林。加強對交界域周邊森林的日常管理工作，及時清除地面累積的枯枝落葉。對靠近建筑的植被，盡量多使用不易燃燒的樹種。

　　第三，建筑使用防火材料，增加防火設施。建筑的外墻盡量減少木材等易燃材料的使用，多使用磚混或經阻燃處理的材料。

　　建筑物窗戶等開口最好安裝鐵絲網，減少飛火進入室內的機會。對建筑物易于遭受交界域火災危害的部分，可以安裝自動水噴淋系統等消防設施。

　　第四，大力開展國際合作，加強交界域火災安全的研究。目前，各國在交界域火災研究方面都處于剛剛起步階段。美國國家標準與技術研究院建筑與火災研究實驗室具有火災模擬軟件系統及消防技術與標準研究的優勢。我國火災科學國家重點實驗室具有火災動力學演化基礎研究方面的優勢。此外，英國、日本、俄羅斯等國在該研究領域也有出色的工作。因此，必須依靠國際強強合作，推動交界域火災基礎研究和應用技術研究的發展。

　　第五，建立交界域火災防控應急反應和長效管理機制。

　　正是由于交界域火災與建筑火災或森林火災在受控機制和火行為方面均存在顯著差異，學術界將其作為一種新出現的火災類型加以研究。交界域火災從建筑外部引燃建筑體，這和建筑物內部火災的機理有很大差異。

　　劉乃安解釋說，首先，交界域火災在建筑體外蔓延的形式和建筑室內火災有很大不同。多火焰合并、樹冠火、火旋風、飛火等極端火行為容易發生并對火蔓延產生重要影響，導致交界域火災表現出非連續性和跳躍式的蔓延特性，不能用基于連續介質假設的傳統火蔓延模型來描述。

　　其次，交界域火災引燃建筑體的方式和室內火災有很大不同。在交界域火災中，建筑可以通過火焰直接接觸引燃、輻射引燃和飛火引燃而發生火災。這三種方式一般會導致建筑外部首先著火，然后發展到整體建筑的燃燒，不同于一般建筑火災從內部首先受熱的場景，給建筑結構的火災安全性能帶來新的問題。

　　再次，與建筑物內部人群疏散相比，交界域火災中的人群疏散具有不同的特點，表現為人群運動往往具有多向性，且由于使用交通方式不同而存在不同的運動速度特征，而大尺度火災煙氣對人群疏散的心理和行為造成重要影響。只有綜合考慮這些特點，才能科學揭示交界域火災中人群疏散規律，為人群疏導準則的建立提供科學依據。

　　科研人員指出，近年來，世界各國都設立專門的研究計劃對交界域火災問題進行研究。例如，美國自1986年即設立國家交界域防火規劃，美國國家標準與技術研究院建筑與火災研究實驗室自2006年起在國土安全研究領域設立交界域火災研究規劃。澳大利亞設立了Bushfire CRC計劃，加拿大設立了FireSmart計劃，歐盟則設立了FIRESTAR合作項目等。

　　劉乃安稍顯遺憾地說：“相比而言，中國目前尚未有國家層面的計劃和重點項目致力于交界域火災安全問題，相關研究明顯滯后于發達國家。在我國開展交界域火災研究，是一項具有前瞻性和緊迫性的研究課題。”