平原型生物阻隔带构建方法

1.本发明涉及森林防火技术领域，具体的是一种平原型生物阻隔带构建方法。


背景技术：

2.森林火灾是突发性强，危害性大，补救处置难度极大的自然灾害。森林火灾中，次数仅占 5％的特大森林大火，其损失却占全部森林火灾损失的 95％以上，特大森林火灾不但毁坏大量森林资源，带来严重的环境污染，而且整个生态系统的恢复也需要几十年甚至上百年的时间，因此，森林防火最主要任务是预防、控制、扑灭特大森林火灾。当前，我国森林防火工作正在由扑救型向预防型转变，生物性防火林带作为阻止林火蔓延、预防控制森林大火发生的有效生态方法，变被动防火为主动防火的积极手段，正在被广泛推广应用。
3.但现有技术中，防火阻隔带一般为单条，通常建立在人员聚集区与森林之间，当发生火灾并存在刮风天气下，阻隔带无法对林冠火起到有效的阻隔，仍然存在一定的风险性。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是提供一种平原型生物阻隔带构建方法，以多道沟槽与堆垛形成起伏的隔火区与阻火区，并考虑实际所处地带风力影响，精准控制沟槽与堆垛的设计尺寸，起到最优的阻隔效果。
5.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种平原型生物阻隔带构建方法，其特征在于包括以下步骤：1）在拟建设生物阻隔带的地段进行杂树清理，土层翻新，土地平整，清理阻隔带上新翻出的树根及碎石等杂质；2）开挖多道沟槽，并在多道沟槽之间形成堆垛；3）在堆垛上种植乔灌木，在沟槽内种植草本植物。
6.优选的方案中，构建方法还包括沟槽宽度的计算，具体为：1）风力在0-1级时的沟槽宽度：林冠火的飞火蔓延距离的计算公式为：z=2.699
×
10-7xy其中z为飞火传播的距离（m），x为火强度（w），y为风速（m/s）；当风力在0-1级，即风速在0.0-1.5m/s时，飞火的传播距离范围在：0.27m-12.15m；此时，沟槽的宽度为0.27m-12.15m；2）风力在2-3级时的沟槽宽度：根据步骤1）中林冠火飞火蔓延距离的计算公式，风力在2-3级，即风速在1.6-5.4m/s时，沟槽的宽度为4.32-43.72m；3）风力在4-5级时沟槽的宽度：根据步骤1）中林冠火飞火蔓延距离的计算公式，风力在4-5级，即风速在5.5-10.7m/s时，沟槽的宽度为14.84-86.64m；
4）风力在6-7级时沟槽的宽度根据步骤1）中林冠火飞火蔓延距离的计算公式，风力在6-7级，即风速在10.8-17.1m/s时，沟槽的宽度为29.15-138.46m。
7.优选的方案中，所述沟槽深度的计算，具体为：沟槽的深度h2根据沟槽中种植的草本植物的生长高度h1来确定，沟槽的深度h2为生长高度h1的2-3倍。
8.优选的方案中，所述堆垛宽度的计算方法，具体为：阻隔带中所有堆垛的宽度之和占阻隔带总宽度的2/3以上；所开沟槽的宽度呈递增式的增加。
9.优选的方案中，所述的草本植物选用三叶草、麦冬、马蹄金、葱莲中至少一种。
10.本发明所提供的一种平原型生物阻隔带构建方法，通过采用上述方法，具有以下有益效果：（1）以连续起伏的堆垛和沟槽形成多道隔火区与阻火区，实现了森林火灾的有效阻隔目的，并针对不同地带的风力平均值设计适合的沟槽及堆垛宽度，以适应于不同地带的防火需求；（2）考虑了林冠火焰受风力影响所导致的火势蔓延情况针对性确定沟槽及堆垛宽度，且沟槽在雨季进行蓄水并能够进一步提高隔火效果。
附图说明
11.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：图1为本发明的整体结构示意图。
12.图2为本发明的不同火强度下风速与飞火蔓延距离的关系图。
13.图3为本发明的不同风速下火强度与飞火蔓延距离的关系图。
14.图4为本发明的火强度、风速和飞火蔓延距离的三维关系图。
15.图5为飞火传播过程中的示意图。
16.图中：堆垛1，沟槽2，乔灌木3，草本植物4。
具体实施方式
17.实施例1：一种平原型生物阻隔带构建方法，其特征在于包括以下步骤：1）在拟建设生物阻隔带的地段进行杂树清理，土层翻新，土地平整，清理阻隔带上新翻出的树根及碎石等杂质；2）开挖多道沟槽2，并在多道沟槽2之间形成堆垛1；3）在堆垛1上种植乔灌木3，在沟槽2内种植草本植物4。
18.实施例2：所述实施例1中构建方法还包括沟槽2宽度的计算；结合说明书附图2-4，具体为：1）风力在0-1级时的沟槽宽度：林冠火的飞火蔓延距离的计算公式为：
z=2.699
×
10-7xy其中z为飞火传播的距离（m），x为火强度（w），y为风速（m/s）；当风力在0-1级，即风速在0.0-1.5m/s时，飞火的传播距离范围在：0.27m-12.15m；此时，沟槽的宽度为0.27m-12.15m；2）风力在2-3级时的沟槽宽度：根据步骤1）中林冠火飞火蔓延距离的计算公式，风力在2-3级，即风速在1.6-5.4m/s时，沟槽的宽度为4.32-43.72m；3）风力在4-5级时沟槽的宽度：根据步骤1）中林冠火飞火蔓延距离的计算公式，风力在4-5级，即风速在5.5-10.7m/s时，沟槽的宽度为14.84-86.64m；4）风力在6-7级时沟槽的宽度根据步骤1）中林冠火飞火蔓延距离的计算公式，风力在6-7级，即风速在10.8-17.1m/s时，沟槽的宽度为29.15-138.46m。
19.实施例2：所述实施例1中构建方法还包括沟槽2深度的计算，具体为：沟槽2的深度h2根据沟槽2中种植的草本植物的生长高度h1来确定，沟槽2的深度h2为生长高度h1的2-3倍。
20.在实际应用中，环境条件允许的情况下，一般沟槽2的取值为草本植物4高度的3倍。
21.结合下述实施例5中所选耐火草本植物的生长特点可知，沟槽2的适宜深度在0.3-1.2m，当采用多种草本植物同时种植时，以不同植物种植情况下的沟槽2最大设计深度为标准进行沟槽2的开挖。
22.实施例3：所述实施例1中构建方法还包括堆垛1宽度的计算方法，具体为：阻隔带中所有堆垛1的宽度之和占阻隔带总宽度的2/3以上；所开沟槽2的宽度呈递增式的增加。
23.以阻隔带总宽度为100米为例，则阻火区（堆垛1）的高度n可为10米，阻火区（堆垛1）总宽度为70米。
24.若所开沟槽距离相等，则所开沟槽的宽度x1-x6可均为5米，根据飞火蔓延距离的规律，所开沟槽的宽度也可呈递增式的增加，即可依次开为2米、3米、4米、5米、7米、9米或3米、3米、5米、5米、7米、7米。
25.实施例5：在实施例1的基础上所述的草本植物4选用三叶草、麦冬、马蹄金、葱莲中至少一种。
26.其中：三叶草是多种拥有三出指状复叶的草本植物的通称，主要包括三类：豆科的车轴草属和苜蓿属、酢浆草科的酢浆草属中的某些类。生物阻隔带中所用到的三叶草主要为白车轴草或红车轴草。三叶草植株不高，一般能长到0.1-0.3m，若在光线非常充足的地区，植株的高
度会更矮一些。三叶草的生长不挑剔土壤，而且非常耐寒。当种植三叶草时，沟槽的2适宜深度在0.3-0.9m。
27.麦冬麦冬别名麦门冬、沿阶草，栽种时按行距15-20厘米横向开沟，深5厘米左右，按株距8-10厘米栽苗3株。不能栽得过深或过浅。过深，难于发苗，且易产生高脚苗，产量低；过浅，根露在外面，易晒死或倒伏，影响成活率。麦冬通常生长的高度是0.1-0.4米，当沟槽里种植麦冬时，沟槽的2适宜深度在0.3-1.2米。
28.蹄金马蹄金有既喜光照又耐荫蔽的生长习性。不但适应性强，竞争力和侵占性强，生命力旺盛，而且具有一定的耐践踏能力。多集群生长，片状分布。在整好的沟槽上按行距10-12厘米开浅沟，按株距5-6厘米，每穴插2穗，把扦插扦入浅沟内，覆土至插穗留出地面1/3处压实，浇足水。马蹄金的生长高度通常在0.1-0.3米，当沟槽里种植马蹄金时，沟槽2的适宜深度在0.3-0.9米。
29.葱莲葱莲是石蒜科葱莲属多年生草本植物，又名玉帘、葱兰等。叶狭线形，肥厚，亮绿色，长20-30厘米。栽种前施足底肥，然后在沟槽里按3厘米
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3厘米等距离挖坑,每个穴坑栽种3-4个鳞茎,种下后覆土2-3cm,用手压实土壤,浇灌一次透水即可。当沟槽里种植葱莲时，沟槽2的适宜深度在0.6-0.9米。

技术特征：
1.一种平原型生物阻隔带构建方法，其特征在于包括以下步骤：1）在拟建设生物阻隔带的地段进行杂树清理，土层翻新，土地平整，清理阻隔带上新翻出的树根及碎石等杂质；2）开挖多道沟槽（2），并在多道沟槽（2）之间形成堆垛（1）；3）在堆垛（1）上种植乔灌木（3），在沟槽（2）内种植草本植物（4）。2.根据权利要求1所述的一种平原型生物阻隔带构建方法，其特征在于还包括沟槽（2）宽度的计算，具体为：1）风力在0-1级时的沟槽宽度：林冠火的飞火蔓延距离的计算公式为：z=2.699
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10-7xy其中z为飞火传播的距离（m），x为火强度（w），y为风速（m/s）；当风力在0-1级，即风速在0.0-1.5m/s时，飞火的传播距离范围在：0.27m-12.15m；此时，沟槽的宽度为0.27m-12.15m；2）风力在2-3级时的沟槽宽度：根据步骤1）中林冠火飞火蔓延距离的计算公式，风力在2-3级，即风速在1.6-5.4m/s时，沟槽的宽度为4.32-43.72m；3）风力在4-5级时沟槽的宽度：根据步骤1）中林冠火飞火蔓延距离的计算公式，风力在4-5级，即风速在5.5-10.7m/s时，沟槽的宽度为14.84-86.64m；4）风力在6-7级时沟槽的宽度根据步骤1）中林冠火飞火蔓延距离的计算公式，风力在6-7级，即风速在10.8-17.1m/s时，沟槽的宽度为29.15-138.46m。3.根据权利要求1所述的一种平原型生物阻隔带构建方法，其特征在于还包括沟槽（2）深度的计算，具体为：沟槽（2）的深度h2根据沟槽（2）中种植的草本植物的生长高度h1来确定，沟槽（2）的深度h2为生长高度h1的2-3倍。4.根据权利要求1所述的一种平原型生物阻隔带构建方法，其特征在于还包括堆垛（1）宽度的计算方法，具体为：阻隔带中所有堆垛（1）的宽度之和占阻隔带总宽度的2/3以上；所开沟槽（2）的宽度呈递增式的增加。5.根据权利要求1所述的一种平原型生物阻隔带构建方法，其特征在于：所述的草本植物（4）选用三叶草、麦冬、马蹄金、葱莲中至少一种。

技术总结
一种平原型生物阻隔带构建方法，包括以下步骤：1）在拟建设生物阻隔带的地段进行杂树清理，土层翻新，土地平整，清理阻隔带上新翻出的树根及碎石等杂质；2）开挖多道沟槽，并在多道沟槽之间形成堆垛；3）在堆垛上种植乔灌木，在沟槽内种植草本植物。本发明采用上述方法，以多道沟槽与堆垛形成起伏的隔火区与阻火区，并考虑实际所处地带风力影响，精准控制沟槽与堆垛的设计尺寸，起到最优的阻隔效果。起到最优的阻隔效果。起到最优的阻隔效果。


技术研发人员：祝文娟 胡晓双 郭宇航 马明华 邹远涛 王建柱
受保护的技术使用者：三峡大学
技术研发日：2023.06.13
技术公布日：2023/9/9