拓展川西高原林区航空直接灭火能力浅析
——以扑救雅江县“2·19”火场为例
2019-02-13杨正波
杨正波,史 磊
(应急管理部南方航空护林总站,云南 昆明 650021)
1 川西高原地理环境及航空护林沿革
1.1 川西高原地理环境及生态作用
川西高原地理位置在东经99°08′24"至104°45′28",北纬27°40′28"至35°09′08"之间,属长江上游、四川省西部,是川西地区的主要林区。其背倚青藏高原和横断山,地形复杂、地势险峻,海拔较高在4000~4500 m,相对高差在2000~3000 m。川西高原气候的特点明显,寒冷干燥、日照充足、降水量少、干湿季分明。树种以冷杉、云杉、柏、落叶松、华山松、高山松为主。天然林和成、过熟林较多,林内可燃物积累数量大。其区域自然地理环境特殊、气候条件复杂、交通运输不便、信息不畅。一旦发生森林火灾,极易形成大火,扑救极其困难,属于西南森林防火的重点地区。
川西高原作为长江上游重要水源涵养区和我国西北地区重要生态屏障,生态区位十分重要。深刻认识并做好川西高原森林防火工作是贯彻落实“绿水青山就是金山银山”生态理念的必然要求,也是保护长江上游生态屏障和推动长江经济带全局发展的重要举措。2018 年4 月26 日,习近平总书记在深入推动长江经济带发展座谈会上强调指出:“长江是中华民族的母亲河,也是中华民族发展的重要支撑。推动长江经济带发展必须从中华民族长远利益考虑,把修复长江生态环境摆在压倒性位置,共抓大保护,不搞大开发,努力把长江经济带建设成为生态更优美、交通更顺畅、经济更协调、市场更统一、机制更科学的黄金经济带,探索出一条生态优先、绿色发展新路子。”因此,做好川西高原森林防火及生态保护工作意义重大。
1.2 川西地区航空护林沿革
南方航空护林总站自1991 年起在川西高原开展航空护林工作,已近30年。由于受到川西高原特殊的地理环境、气候条件和航护飞机状况、飞行保障状况的影响,森林航空消防作业开展受到很多制约,同时也存在一些安全隐患。因此,川西高原是我国目前开展森林航空消防最难的地区。川西高原先后使用机型有M-26、M-171、H-125、EC-135等直升机,参与扑救1977年雅江木绒火场、2000 年阿坝州若尔盖求吉火场、雅江县2015 年“3·12”火场、2017 雅江木绒乡“3·12”火场、木里县博科乡“3·17”火场和2018年雅江恶古乡“2·16”以及八角楼乡“2·19”火场等多起大火。从机型和数量来看,雅江县2015年“3·12”火场为2架K-32直升机;2017雅江木绒乡“3·12”火场分别是1架Bell-412和3架K-32直升机,共计4架;2017木里县博科乡“3·17”火场分别为1架M-26、1架K-32和1架H-125直升机,共计3架,为混编机群;2018 年雅江八角楼乡“2·19”火场聚集了5 架K-32直升机作业,为单机型多架直升机机群,属于川西高原首次也是集群最多的一次。根据川西高原独特的地域特点和不同型号直升机作业分析,K-32直升机是目前较为适合高原灭火的主要机型。
2 雅江县“2·19”火场情况及航空直接灭火工作
2018 年2 月19 日,四川省甘孜州雅江县八角楼乡更觉村发生森林火灾,火场阵风7~8级,风向不定,火场海拔3000 m 以上。交通不便,扑救困难。火场投入5架K-32灭火直升机,为林火扑救起到了关键作用。
5 架参与灭火的K-32 直升机分别从四川盐源、九寨沟、云南保山和江川以及陕西省等航空护林站和基地调派,以雅江县八角楼乡一所中学篮球场地及雅砻江边狭窄空地为临时起降点,于雅砻江中段取水。据统计,截止火场扑灭,5架直升机共计飞行20 架次,30 小时13 分。其中,吊灭飞行17 架次,22 小时42 分,洒水65 桶,约130 t;侦察、指挥飞行3架次,7小时31分。
此次林火扑救是川西高原首次调集5架直升机实施灭火,且均为中型直升机,与以往2-4 架机型混编的机群数量相比,从型号、数量上、性能等方面看,K-32 直升机在川西高原这样具用独特的地域特点的高海拔林区作业更具战斗力和代表性。
3 雅江“2·19”火场航空直接灭火的特点和难点
3.1 调机难,抓有利气象、排除艰难赴火场
调机难度大。航空护林飞行一般为目视飞行,受气象条件、转场距离、海拔影响较大。5架直升机来自三省五地,调机飞行中需飞越雪山、高山草甸、高高原等气象资料、地形地貌资料缺乏的地带。飞行途中翻越雪山、天气条件恶劣、航路结冰、云多,无法目视,要求不断联系航空气象、航行情报部门,协调过站机场确保落地加油顺利,抓住可飞机会,确保任务实施;过站飞行中,要求基地快速协调航行管制、航油等部门,为过站飞机提供了便捷的过站服务和燃油加注等保障服务。
3.2 协调难,多方沟通、有力保障速灭火
此次跨战区、跨省区、跨护区调集5架直升机共同灭火,涉及的军民航保障部门较多。川西高原林区辖区调机涉及了南部战区、西部战区、民航西南地区管理局及其相关保障单位、中国航油西南公司、民航飞院、绵阳机场、新津机场;北航总站协调派出的直升机涉及中部战区、民航西北地区管理局及其相关保障单位。针对协调难,南航总站分别协调四川省森林防火指挥部、北航总站向相关保障单位发函,申请给予开放抢险救灾绿色通道,各军民航保障单位即时响应,按抢险救灾、特事特办的原则,给予调机、灭火等便利;同时要求各通航公司和机组做好航务管理、航线申报等工作,派专人了解航路气象和航行情报信息,并做好火场上空划设的临时空域管理工作。
3.3 飞行难,统一指挥、信息通畅巧配合
经多方协调,民航管理部门同意在恶古乡火场和八角楼乡火场上空为航空护林扑救划设临时空域,由现场统一指挥和调配。摆在机群灭火总指挥面前的问题是3 家通航公司的5 套机组需要协调配合,其中2 架飞机还有中韩混编机组,在火场上空灭火飞行需要相互配合,以确保安全、高效。工作组及机群灭火总指挥及时召集5架飞机责任机长和飞行观察员,连夜商讨、制定机群灭火方案和环飞航线,分别确定地面调度总负责人和空中指挥负责人,统一了航空对讲频率,确定了吊灭指令发布渠道,明确了飞行间隔和高度层,为安全、高效、有序的机群灭火创造了有利条件。
3.4 灭火难,克服高空缺氧、高寒结冰强战力
此次灭火航空护林直升机在4000 m 的高原开展航空直接灭火作业。面对高海拔林区灭火这一世界性难题,需克服高空飞行缺氧、吊桶高寒结冰、取水点和灭火点高差大、高原飞行减载的难题,为火场扑救取得的决定性胜利做出了卓越贡献。在飞行中,根据火场态势和各机组作业情况,分别采取机群围歼、分梯次放飞、观察员和机务轮换等措施有针对性地开展吊灭;面对取水点与吊灭点约1400 m的高差,各机组在环飞航线中在各转点设定了相应的高度层以掌握飞行姿态和状态,同时减少机上重物,以减少海拔升高对减载的影响;在吊桶结冰时,机务、观察员身体力行,采用锤敲、手掰、脚踢等方式将冰块剥离吊桶,以便尽快投入灭火战斗。
3.5 保障难,多方支援、因陋就简效率高
雅江至今未建设航空护林场站及飞行保障基地。因川西高原高山峡谷地形特点明显,符合机群灭火的野外起降场地极少。此次5架直升机停放分为了两个起降场,一个起降场位于雅砻江畔狭窄的空地,另一个位于学校体育场,两地所处位置都给航油加注、后勤供给、航务管理、空中管制、地空通讯等保障带来了一定难度。对这些问题,积极协调中国航油西南公司,派出了稻城供应站、康定供应站的两辆油车,分别驻守在两个起降场,航油铁军的有力保障,为航空护林直升机持续飞行奠定了基础;机群灭火指挥团队安排专人与当地防火部门保障人员对接,根据直升机灭火飞行时间,提前往起降场订送盒饭,确保飞机落地空勤人员及时补给和就餐,继续参与扑救;为保障地空通讯,指挥侦察机飞到4200 m 的高度,通过空中搭桥的方式,保持了各机组之间、机群和地面之间的通讯联系,有力地保障了空中管制、空地通讯和航务管理等工作。
4 拓展川西高原航空直接灭火能力的建议
4.1 因地制宜选择灭火机型,加大机群建设
根据各机型的性能和尺寸参数来看,M-26直升机虽然吊挂能力强,但其机身长40 m,高11.6 m,轮距宽5 m,在高山峡谷的雅江县很难找到可以停放的场地,且航油保障困难,不宜采用。M-171直升机与K-32相比,性能、停放条件基本一致,但吊挂能力却没有K-32直升机强。K-32为双发共轴式反转旋翼直升机,高原外挂可达2.5~3 t,安全性能高,在高山峡谷中取水和洒水非常灵活,灭火效果明显;加之它可在篮球场停下4架,同吨位的直升机无法停下。综合雅江县周围地形地貌和灭火需求,适应当地起降条件,能尽快参加灭火的机型就指向了K-32 直升机。因此,K-32 直升机是此次吊灭的首选机型。
但是,就目前而言,我国国内航空护林直升机机源总量不足、类型单一,适于川西、滇西等高海拔林区开展航空直接灭火的机型严重不足。因此,应加大政策扶持和机群建设力度,积极引导、鼓励通航公司引进适合高海拔林区开展航空灭火的机型及飞机数量,进一步完善航空灭火的机型结构,构建大、中、小机型相结合,预防和扑救相统一的机群模式,全面提升扑救森林火灾的能力和水平。
随着我国经济实力的提升,应急管理体系的不断完善,单一机型作业已经无法满足森林火灾的预防和扑救需求,机群作业将成为常态化和必然趋势。目前,机群作业虽然在不同火场扑救中进行过尝试,但机群的组成均为临时性调集,机型组成不同、飞行员飞行技术差异大,针对高原林区且具备快速反应能力、专业素质过硬、联动高效、能聚能散的机群作业团队仍然缺乏。应针对各省(区)森林防火需要,结合航空护林长远发展,因地制宜建立多支集侦察、预防、扑救为一体的具备综合应急救援能力的高效能航空灭火团队,作为森林防火扑救的“尖刀”力量,实现森林防火“打早、打小、打了”的目标。
4.2 科学制定灭火方案,提升吊灭科学性
为从空中最快处置林火,制定科学有效且切合实际地域特点的机群灭火方案尤为关键,特别是在川西高原这样的高山峡谷纵横展开空中直接灭火,如何最大限度发挥空中力量的绝对优势显得十分重要。高海拔林区的森林火灾实施航空直接灭火,直升机性能指标需要达到合适高原起降的要求,同时需要对火场的海拔、地形地势、水源情况,火场当时的气温、风速、风向等诸多因子进行综合分析计算才能确保扑救的安全。
在雅江火场中,针对气候晴朗风大、取水较近、火场海拔3000 m 以上等特点,制定了科学的扑救方案:一是对5 架直升机编号组队,确定1 架指挥侦察机,全面侦察火场情况及火场态势实时变化,其余4架为灭火直升机,集中力量对重大火头火线洒水;二是统一火场航空通信频率,统一灭火指挥;三是建立起降场、取水点和火场的飞行程序和航线,并设立两个盘旋等待点;四是要求各直升机确保目视飞行,并保持垂直、水平安全间隔,实时通报位置。最终高效地完成的扑救任务。
4.3 优化作业方式,提升精准吊灭能力
1)划设空域,自行管制。为最快扑灭林火,扑救中可与相关航空管制部门协商在火场划设临时空域和设置相应高度层,对火场实施管制,为快速、高效扑灭火场奠定了基础。多架直升机编队组成机群实施作业,对安全飞行要求极高,划定临时空域,自行管制,可以更加便捷地开展作业,且能够对火场上空的直升机实时调度,充分发挥和优化利用空域资源的效益,实施精准吊灭作业。
2)采用梯次放飞和不关车加油作业。《现代汉语词典》中“梯次”的含义指按照一定次序分成级或批。雅江火场灭火采用梯次放飞指的是把5架直升机分成不同批次,直升机不间断在主要火头、火线上空洒水,有效地解决了火场上空直升机多、烟雾笼罩、飞行难度大,水平、垂直安全间隔把握难度增加等问题,保证了灭火作业持续性,防止火势蔓延、扩大,避免了森林资源遭受更大损失。与此同时,为节约直升机航前航后工作时间,增加直升机持续滞空洒水时间和数量,直升机按照飞行手册实施不关车加油程序,仅用10分钟便完成加油,顺利投入灭火作业,大大节约了时间。直升机不关车加油指的是发动机在工作状态下进行燃油补给。虽然只是一个简单的科目,但在高原地区采取不关车加油却极其危险。此次为不关车加油为林火的最快扑救争分夺秒,大大提高了飞行效率和灭火效率。
3)机群齐发力,强化扑救合力。在机群灭火方案及飞行计划批复后,指挥机直飞首先火场侦察火情,采集火场最新发展态势,通报火场前指,其他直升机全部升空,由指挥机指挥机群作业,并根据商定航线进行取水,集中力量对重点火头实施机群围歼,分重点、有主次地进行作业,在5 机全力扑救下,火场扑救取得了良好的效果。
4)强化地空配合,提升应急联动能力。川西高原灭火主要依靠的是航空直接灭火。其海拔高、道路崎岖导致地面人员上山扑救十分困难,但清理火场内部细小烟点、火点则离不开地面人员的配合,因此在高原林区强化地空配合依然不可或缺。探索“大应急”下的地空配合联动机制显得更加重要。应针对各护区特点,提前召开地空配合联动会议,建立应急联动机制,形成地空有机配合。
4.4 加强航空基础设施设备能力建设,提升综合保障水平
川西高原受自然、地理、气候等条件的限制,导致森林火灾扑救中后勤保障工作难以快速跟上。一是应按照《全国森林防火规划(2016-2025年)》的总体要求,结合川西高原森林防火实际,加大高原林区直升场及野外停机坪建设,重点对火灾高发区、重点森林保护区、自然风景名胜区、偏远且航空直接灭火未覆盖区域建设倾斜,建设布局合理、点面结合的直升机场及临时起降场。二是应根据灭火需要,协调建立适于川西高原林区航空直接灭火的航油保障模式,通过积极协商,达成野外应急供油保障协议,就近对直升机航油补给,同时可依托临时起降场布局,建立航油储备库,形成高效、快速、安全的供油模式。三是应充分运用中国北斗卫星在森林防火中的应用,与相关通信部门加强技术交流,强化应急通信保障能力,真正实现火情信息快速传输,为林火扑救提供强大的科技支撑。
4.5 K-MAX和M-26直升机在川西高原开展航空灭火的展望
K-MAX直升机无尾桨,机动灵活,机体小,停放方便,对起降场地要求不高。其实用升限高,高原性能优良,减载小,理论海平面吊挂2.7 t,在4500 m 海拔仍可吊挂1.9 t。结合川西高原海拔高、山高谷深、平地少等特点,K-MAX直升机在川西地区优势明显,前景可观,建议加强K-MAX 直升机的实际应用探索,加快飞行及保障人才培养,引入川西高原开展吊灭作业。M-26 直升机具有强大的吊挂能力,建议结合《中国森林防火规划(2016-2025年)》实施方案,在川西地区合理布局事宜M-26直升机停放和作业的起降场,发挥其在航空护林及其他应急处突工作的优势。
5 讨论与结论
通过研究分析,川西高原开展航空直接灭火受气象、地形、海拔等客观因素影响,加之受飞行技术难度大、协调保障难、高原航空灭火经验不足等主观因素制约,航空直接灭火面临多方阻力。随着我国综合国力的提升,航空应急体系建设不断深入,高原航空直接灭火仍大有可为,且是世界各国航空灭火和应急救援的突破方向。
拓展川西高原航空直接灭火能力,是一项复杂的工作,需要各个方面形成合力,包括机群建设、灭火团队打造、灭火作业技术提升、航空应急基础设施设备建设、方案制定等综合多方面。本文仅仅作了一些初步探讨,希望能够为今后川西、滇西乃至其他国家高海拔航空直接灭火能力建设提供些参考。