第五章 强风情况下火灾扑救
张国建
强风情况下火灾是指风力达到6级或6级以上情况下发生的火灾。强风情况下发生火灾,在高速气流的作用下,会增大火场空气的供应量,助长火势,加快可燃物燃烧,促进火势迅速蔓延;特别是露天堆垛、车站码头货场、林业储木场、易燃建筑区等,在强风情况下,火势发展的速度很快,火灾的危险性也更为严重。
第一节 强风的基本特点
强风能引起风灾,摧毁建筑,沙化农田,污染环境,还可以形成洪涝灾害,造成重大财产损失和人员伤亡。
一、风的分类
空气的水平运动称为风。风是地球上大气运动的一种形式。风向指的是水平气流的来向,在地面气象观测中常用16个地理方位来表示,也可以用角度来表示,以正北为基准,顺时针方向旋
转,依次为东风90°、南风180°、西风270°、北风360°。风速定义为单位时间里空气所经过的距离,单位是m/s或者km/h。风级用来表示风速的大小。
1.风力等级划分
(1)蒲福风力等级
1805年英国人蒲福(Frincis Beanfort)把风力定为13个等级,最小为0级,最大为12级。蒲福创立的风级,具有科学、精确、通俗、适用等特点,已为各国气象界及整个科学界认可并采用。蒲福之后,“蒲福风力等级”几经修订补充,现已扩展为18个等级,见表9-5-1。
表9-5-1 蒲福风力等级
风级 | 名称 | 平地上离地10m处的风速 | 陆地地面物象 | 海面波浪 | 平均浪高(m) | ||
m/s | km/h | 海里/h | |||||
0 | 无风 | 0.0~0.2 | <1 | <1 | 静,烟直上 | 平静 | 0.0 |
1 | 软风 | 0.3~1.5 | 1~5 | 1~3 | 烟示风向 | 微波峰无飞沫 | 0.1 |
2 | 轻风 | 1.6~3.3 | 6~11 | 4~6 | 感觉有风 | 小波峰未破碎 | 0.2 |
3 | 微风 | 3.4~5.4 | 12~19 | 7~10 | 旌旗展开 | 小波峰顶破裂 | 0.6 |
4 | 和风 | 5.5~7.9 | 20~28 | 11~16 | 吹起尘土 | 小浪白沫波峰 | 1.0 |
5 | 劲风 | 8.0~10.7 | 29~38 | 17~21 | 小树摇摆 | 中浪折沫峰 | 2.0 |
6 | 强风 | 10.8~13.8 | 39~49 | 22~27 | 电线有声 | 大浪白沫离峰 | 3.0 |
7 | 疾风 | 13.9~17.1 | 50~61 | 28~33 | 步行困难 | 破峰白沫成条 | 4.0 |
8 | 大风 | 17.2~20.7 | 62~74 | 34~40 | 折毁树枝 | 浪长高有浪花 | 5.5 |
9 | 烈风 | 20.8~24.4 | 75~88 | 41-47 | 小损房屋 | 浪峰倒卷 | 7.0 |
10 | 狂风 | 24.5~28.4 | 89~102 | 48~55 | 拔起树木 | 海浪翻滚咆哮 | 9.0 |
11 | 暴风 | 28.5~32.6 | 103~117 | 56~63 | 损毁重大 | 波峰全呈飞沫 | 11.5 |
12 | 飓风 | 32.7~36.9 | 118~133 | 64~71 | 摧毁极大 | 海浪滔天 | 14.0 |
13 | - | 37.0~41.4 | 134~149 | 72~80 | - | - | - |
14 | - | 41.5~46.1 | 150~166 | 81~89 | - | - | - |
15 | - | 46.2~50.9 | 167~183 | 90~99 | - | - | - |
16 | - | 51.0~56.0 | 184~201 | 100~108 | - | - | - |
17 | - | 56.1~61.2 | 202~220 | 109~118 | - | - | - |
(2)台风与飓风
台风和飓风都是指风速达到32.7m/s以上的热带气旋,只是因发生的地域不同,才有了不同名称。出现在西北太平洋和我国南海的强烈热带气旋被称为“台风”;发生在大西洋、加勒比海和北太平洋东部的则称“飓风”。我国台风分三个等级:
①台风。12~13级(32.7~41.4m/s)。
②强台风。14~15级(41.5~50.9m/s)。
③超强台风。16~17级(大于51.0m/s)。
(3)沙尘暴
沙尘暴是指强风将地面大量尘沙吹起,空气浑浊,水平能见度降低,强烈的沙尘暴(瞬时风速大于25m/s,风力10级以上)可能使地面水平能见度低于50m,破坏力极大。
2.我国强风的分布
我国是强风经常出现的国家,主要分布在北方地区和东南沿海。总的趋势是北方多于南方,沿海多于内陆,高山隘口多于盆地河谷。东北、华北和西北为70~100天,西南、华南和长江流域为3~25天。全国有4个地区为强风日数高值区。
①青藏高原。青藏高原因海拔高、地表亦较平坦,年强风日数高达75~100天,这是我国范围最大的强风日数高值区。强风是高原牧业生产的主要灾害之一。
②中蒙边境地区和新疆西北部。中蒙边境地区和新疆西北部均为寒潮入侵我国的门户,在中蒙边境地处阿尔泰山和大兴安岭之间的广阔山口地带,强风在此畅通无阻。这些地区年强风日数高达50~80天。
③东南沿海及岛屿。东南沿海及岛屿年强风日数高达50~150天,对农业、渔业及航海业影响较大。
④东北松辽平原。东北松辽平原处于蒙古低压发展地区,春季强风频繁,导致风沙,加剧春旱。强风日数在12~50天。
此外,各地高山都在100天以上,新疆北部的阿拉山口为166天左右。
二、强风的危害
强风有巨大的破坏作用,吹倒建筑,污染环境,给人民生命财产造成重大损失。
1.强风的危害
(1)破坏作用
①强风破坏建(构)筑物,甚至倒塌,造成财产的损失和人员的伤亡。
②强风刮倒电杆造成停水、停电,影响工农业生产。
③撕毁农民塑料温室大棚和农田地膜、摧毁农田经济作物等。
(2)刮蚀地皮
强风作用于干旱地区疏松的土壤时会将表土刮去一层,叫做风蚀。强风不仅刮走土壤中细小的黏土和有机质,而且还把带来的沙子沉积在土壤中,使土壤肥力大为降低。此外,大风夹沙粒还会把建筑物和作物表面磨去一层,叫做磨蚀,也是一种灾害。
2.台风的危害
台风给广大地区带来了充足的雨水,但台风也总是带来各种破坏,它具有突发性强、破坏力大的特点,是世界上最严重的自然灾害之一。
(1)风力强
台风是一个巨大的能量库,其风速都在32.7m/s以上,甚至在60m/s以上,携带着巨大的能量,有强大的摧毁力。
(2)暴雨
台风是非常强的降雨系统。一次台风登陆,降雨中心一天之中可降下100~300mm的大暴雨,甚至可达500~800mm。台风暴雨造成的洪涝灾害,是最具危险性的灾害。台风暴雨强度大,洪水出现频率高,波及范围广,来势凶猛,破坏性极大。
(3)风暴潮
风暴潮是指当台风移向陆地时,由于台风的强风和低气压的作用,使海水向海岸方向强力堆
积,潮位猛涨,水浪排山倒海般向海岸压去。强台风的风暴潮能使沿海水位上升5~6m。风暴潮与天文大潮高潮位相遇,产生高频率的潮位,导致潮水漫溢,海堤溃决,冲毁房屋和各类建筑设施,淹没城镇和农田,造成大量人员伤亡和财产损失。风暴潮还会造成海岸侵蚀,海水倒灌造成土地盐渍化等灾害。
3.沙尘暴的危害
沙尘暴破坏力极大,俗称“黑风”。沙尘暴天气一旦形成,会以排山倒海之势向前移动,携带砂粒的强劲气流所经之处,通过沙埋、风蚀沙割、狂风袭击、降温霜冻和污染大气等作用方式,使大片的农田或受沙埋,或受风蚀刮走沃土,或者农作物受霜冻之害而颗粒无收,加剧土地沙化,导致生态环境恶化,生存条件恶化,并对交通和供电线路产生严重影响,给人们的生命财产造成重大损失。
第二节 强风情况下的火灾特点
我国部分地区强风天气频发,每年引发许多火灾,呈现出火势蔓延迅速、火情复杂多变、产生大量飞火、影响灭火行动等特点。
一、火势蔓延迅速
可燃物一旦起火,在强风高速气流的作用下,可燃物燃烧猛烈,火势蔓延迅速,极易成灾。
①露天堆垛,车站、码头的货场,林业储木场,易燃建筑区,火势发展蔓延速度更快,易形成大面积燃烧。图9-5-1所示为强风情况下扑救大面积火灾的实景。
图9-5-1 强风情况下扑救大面积火灾实景
【例】 2002年3月19日2时许,新疆自治区棉麻公司大河沿棉麻站因飞火引发火灾。正值强风季节,火势发展迅猛。吐鲁番地区消防支队调集11辆消防车、64名消防人员前往灭火;吐哈油田专职消防队调集9辆消防车、46名消防人员前往增援;乌鲁木齐市消防支队调集5辆消防车、38名消防人员连夜赶赴火场。当地政府同时调集军、警、民近千人参加灭火救援工作,现场使用12辆翻斗车、10余辆卡车、6辆铲车抢运棉花和填埋余火。经奋力扑救,16时将火扑灭。这次火灾过火面积10000m2,烧毁各类棉花2945吨,损失1688.8万元。
②发生火灾后,若灭火力量不足或控制不力,会迅速蔓延造成“火烧连营”。如2004年6月2日,新疆维吾尔自治区吐鲁番市恰特卡勒乡村民住宅因大风天引发火灾,造成火烧连营,43户受灾,损失94万余元。
③火势蔓延的速度与风的速度有直接关系,风速越快,燃烧时间越长,火势蔓延的速度就越快,见表9-5-2。在同等风速下、同一时间内,火势蔓延的速度表现为侧风比上风快、下风比侧风快,通常为2~3倍或5~6倍。
表9-5-2 风速与火势蔓延速度
(单位:m)
时间、 风向 风速(m/s)、 风力级别 | 10min | 20min | 30min | 40min | 50min | 60min | |||||||||||||
上风 | 侧风 | 下风 | 上风 | 侧风 | 下风 | 上风 | 侧风 | 下风 | 上风 | 侧风 | 下风 | 上风 | 侧风 | 下风 | 上风 | 侧风 | 下风 | ||
2 | 2 | 5 | 5 | 10 | 10 | 15 | 20 | 15 | 20 | 30 | 25 | 35 | 45 | 30 | 45 | 55 | 40 | 55 | 65 |
3 | 3 | 5 | 5 | 10 | 10 | 15 | 20 | 15 | 25 | 35 | 25 | 35 | 45 | 30 | 50 | 60 | 40 | 60 | 70 |
4 | 5 | 5 | 10 | 10 | 15 | 35 | 20 | 25 | 55 | 25 | 40 | 75 | 35 | 50 | 100 | 45 | 65 | 120 | |
5 | 5 | 10 | 10 | 15 | 20 | 35 | 20 | 30 | 60 | 30 | 45 | 85 | 40 | 55 | 115 | 50 | 75 | 140 | |
6 | 4 | 10 | 10 | 15 | 15 | 20 | 45 | 20 | 30 | 80 | 30 | 50 | 110 | 40 | 60 | 140 | 50 | 75 | 170 |
7 | 10 | 10 | 15 | 15 | 25 | 55 | 25 | 30 | 90 | 35 | 55 | 125 | 45 | 65 | 160 | 55 | 85 | 200 | |
8 | 5 | 10 | 10 | 15 | 20 | 25 | 55 | 25 | 40 | 100 | 35 | 60 | 140 | 50 | 75 | 185 | 60 | 95 | 225 |
9 | 10 | 15 | 20 | 20 | 30 | 65 | 30 | 45 | 115 | 40 | 65 | 165 | 50 | 85 | 215 | 65 | 105 | 260 | |
10 | 10 | 15 | 20 | 25 | 35 | 75 | 35 | 50 | 130 | 45 | 70 | 180 | 55 | 95 | 235 | 70 | 115 | 290 | |
12 | 6 | 15 | 15 | 25 | 25 | 40 | 110 | 35 | 55 | 160 | 50 | 80 | 230 | 65 | 105 | 290 | 80 | 130 | 265 |
14 | 7 | 15 | 20 | 35 | 30 | 45 | 115 | 40 | 60 | 200 | 55 | 90 | 285 | 75 | 120 | 365 | 90 | 150 | 450 |
16 | 15 | 20 | 45 | 35 | 50 | 145 | 45 | 70 | 240 | 60 | 100 | 340 | 85 | 135 | 435 | 100 | 170 | 530 | |
18 | 8 | 20 | 25 | 60 | 40 | 60 | 200 | 50 | 80 | 295 | 70 | 120 | 415 | 95 | 160 | 530 | 120 | 200 | 645 |
20 | 20 | 30 | 70 | 45 | 70 | 205 | 60 | 95 | 345 | 80 | 140 | 480 | 105 | 185 | 615 | 135 | 235 | 750 | |
22 | 9 | 25 | 35 | 85 | 50 | 80 | 245 | 70 | 110 | 400 | 90 | 160 | 560 | 120 | 215 | 720 | 150 | 270 | 880 |
24 | 30 | 40 | 100 | 60 | 95 | 285 | 80 | 120 | 470 | 100 | 180 | 660 | 135 | 250 | 845 | 170 | 305 | 1030 | |
二、火情复杂多变
台风等级划分几个等级强风情况下的火灾,违背了一般火灾燃烧规律,火场上会出现“风暴”、“涡流”、“跳跃式”燃烧形式,使火情发生突变。
①由于高温和烧燃产物的作用,火场会形成小气候区,风力瞬间加大。风力为7~8级时,火场上的阵风可达9~11级,以致出现火灾“风暴”,使火势形成一条火龙,直扑下风方向。
②当强大风力遇到障碍时,便会产生“涡流”,使周围的可燃物瞬时点燃,加剧了燃烧速度。强大的“涡流”,席卷燃烧着的物质微粒、木片、火块,成团地拔地而起,借强大的风力飘落到下风和侧风方向,引起新的火点。
③由于火场上的“风暴”和热辐射的共同作用,火势可以越过低矮的建筑物,点燃较高的建筑物,出现“跳跃式”燃烧。
三、产生大量飞火
强风刮起燃烧的物质,四处飞散,造成多个起火点。
①由于强风和热气流的作用,燃烧着的可燃物质或其他火种被带到很远的下风或侧风方向的地方,造成新火点。飞火距离与风速的关系曲线如图9-5-2所示。
图9-5-2 飞火距离与风速的关系曲线
②飞火飘落的规律是由近及远,近处多,远处少。
③飞火飘落的距离与可燃物质的性质、质量、火场可燃物质的燃烧强度、热气流作用的大小有关,与风速有更大的关系。
④飞火不仅能引起下风方向露天的可燃物质、可燃结构燃烧,还能引起室内可燃物质起火。
【例】 2004年12月21日7时20分,湖南省常德市桥南市场开发总公司电子通讯城底楼发生火灾。平时常德的风力为3~4级,21日凌晨突然刮起6~7级北风,风助火势,火从北边向南边蔓延,火场上空的飞火飘到100多米远,形成多个火点,造成5200余户业主受灾,过火面积83276m2,倒塌面积10011m2,造成财产损失1.87亿元。火灾导致15名众和8名消防人员受伤。图9-5-3所示为桥南大火现场场景。
图9-5-3 桥南大火现场场景
四、影响灭火行动
强风不但助长火势,还直接影响到消防人员的灭火行动。
①风刮起的尘土、沙暴会伤害消防人员的眼睛,并且降低了能见度,不利于侦察、观察和目标识别。
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