普通消防站运水供水方面的研究

朱佳轩 冯石刚 张明晖

摘要：運水供水是火场供水的一种方式。目前运水供水计算公式并不适用于消防站独立作战的计算。从运水供水计算公式入手，结合消防站实际，分析在已知消防车数目的情况下影响运水供水能力的因素，并以南京市消防站为例，对普通消防站运水供水能力和方法进行分析。

关键词：消防;运水供水;普通消防站;影响因素

运水供水是火场供水的一种方式，当火场附近1km范围内无水源时，长距离供水又不能保证连续性和供水效率[1]，需要消防车寻找就近的水源补水，随后为前方输水。运水供水的情况常见于北方地区[2]，南方地区相对水源充足，运水供水的情况较为罕见。在火场供水这一学科中针对运水供水有专门的公式进行计算，但利用该公式计算出来的是满足火场供水不间断所需的运水供水的消防车数。且该公式适用于多个消防站参战的大型火场计算，不适用于普通消防站独立处置火情的计算。而大部分基层指挥员在面临这种火场时没有供水思路，盲目采用远距离供水、惯性思维部署力量[3]，消防站战斗编成设置不合理[4]，造成火场出水中断现象时有发生。

本文从运水供水计算公式入手，结合消防站实际，分析在已知消防车数目的情况下影响运水供水能力的因素，并以南京市消防站建设实际为例，对普通消防站运水供水能力和方法进行分析。

1  运水供水公式的推导与分析

消防车利用水罐将水源地的水运送到火场输送给战斗车的过程称为运水供水[5]。火场前方消防车出水，供水车供水是一个动态的过程，战斗车出枪情况、供水车相关性能以及往返路程等因素对运水供水均有影响，这些因素的内在关系可以用时间串联起来。目前运水供水常用的计算公式有两种，式（1）为已知运水距离计算运水消防车数量，其中，n运为运水消防车数量，S为运水行驶往返路程，Q为向战斗车输水流量，V平均为消防车平均行驶速度，G平均为运水消防车水罐平均容量：

式（2）为已知运水消防车数量计算运水距离S单程：

普通消防站配备车辆通常为四台，其中3台水罐车，1台抢险救援车。在单一消防站灭火作战中，如果除去战斗车，运水供水车为2台，式（2）等式便不成立。而式（1）中计算结果需要向上取整，也就是说计算得出最少运水供水车的值也是3台，同样不符合单一普通消防站灭火作战实际。

根据已有公式可以看出：运水供水能力取决于运水供水车数量、取水时间、供水时间、往返行驶时间以及战斗车前方出水时间，对于单一消防站来说，水罐车载水总容量是确定的，运水供水消防车数量是确定的，可以结合式（1）进行推导，得出式（3），其中消防站总载水量为G总，运水车水罐容积为G运，战斗车水罐容积为G战，运水车每分钟吸水流量为q入，运水车每分钟输水流量为q输，战斗车每分钟出水流量为q出，S为往返里程，V为行驶速度。其中，流量单位为L/s，速度单位为m/s，里程单位为m。从时间关系入手，将运水车吸水时间、路程行驶时间以及输水时间的总和比上战斗车在前方出水的时间，得到的结果即为运水供水车数量：

在式（3）的基础上进一步优化和推导。结合我们需要评定的普通消防站独立作战运水供水能力实际，式中n运、运水车性能、作战车性能及前方出水情况是已知或可以测定的，那么通过计算S，即可反映出普通消防站最大运水供水能力。由此得出式（4）：

根据推导结果，我们要首先测定好运水车、供水车输转流量、吸水流量，确定好前方战斗车出水流量、行驶速度，代入式（4）中进行计算。若计算出S小于0，那么说明如果采用运水供水方式，火场供水一定会发生中断。如果S大于0，那么S值越大，消防站应对无临近水源火场能力越强。通过利用该公式，我们也可以确定在需要运水供水的火场哪台车作为主战车，哪些车作为运水车。需要注意的是，计算出来的S值是往返里程。

2  普通消防站运水供水分析

2.1 相关数据测定情况

以南京市消防救援支队消防站为例，结合推导出来的运水供水能力计算公式，测定计算所需的相关数据。

为了便于建立战斗编成体系、完善战勤保障体系，南京支队已经开展了多年的消防站车辆轮换与统型工作。除特勤站外，全支队近30个普通站满足最低3台水罐车1台抢险车的配置，基本实现泡沫水罐车轻型、中型和重型搭配的作战体系，且各部车型号基本统一。轻型水罐车配备为广东永强的MAN城市主战车，载水3.5t;中型水罐车配备为斯堪尼亚泡沫水罐车或奔驰泡沫水罐车，载水8t;三部车配备为永强MAN重型泡沫水罐车，载水15t，G战和G运值得到确定。以南京市东山消防救援站为例，其车辆泡沫水罐车车辆配置如图1所示。

运水供水吸水流量分为利用市政消火栓吸水流量和利用天然水源吸水流量。利用市政消火栓吸水流量计算通过测定消防车利用KGK150型吸水管从消火栓补水由空罐至满罐使用时间，随后利用水罐容积除以补水时间得出，用于吸水的市政消火栓利用测压水枪测得出水压力为2.5MPa。经测试和计算，当利用市政消火栓供水时，头车吸水流量约为13.73L/s、二部车吸水流量约为14.49L/s、三部车吸水流量约为11.43L/s

天然水源吸水供水流量测试在南京市东山消防救援站辖区内佘山水库进行。消防车同样利用KGK150型吸水管从天然水源汲水，通过测定由空罐补水至满罐时间，结合罐容积计算得出。经测定和计算，从天然水源取水时，头车吸水流量约为25.75L/s、二部车吸水流量约为32.78L/s、三部车吸水流量约为38.26L/s。

输转流量计算通过测定供水车满罐状态下向前方战斗车供水至空罐的时间，结合罐容积确定。为了贴合实战，供水车和战斗车采用双干线方式进行供水作业，各干线铺设一条80mm水带，出口压力统一设定为4MPa。经测定，头车供水流量约为41.7L/s、二部车供水流量约为62.5L/s、三部车供水流量为52.6L/s。

戰斗车出水流量想定为主战车出单干线两支水枪，消防站配备的万里达多功能水枪按最大流量8L/s进行计算，因此战斗车出水流量为16L/s。

运水供水火场一般出现在郊区、高速。因此消防车行驶速度可以略高于城区行驶速度，这里按单车行驶速度60km/h进行计算。

为了便于计算、简化难度，供水管铺设、撤收时间，供水干线铺设、撤收时间均不进行考虑。

2.2  数据处理

结合前期测定数据，为了便于计算和最不利情况想定，消防车吸水、输水流量取测定性能最低值，即利用市政消火栓供水时，消防车吸水流量值统一为11.43L/s;利用天然水源取水时，消防车吸水流量值统一为25.75L/s;采用双干线供水时，消防车供水流量值统一为41.7L/s。消防站总载水量为26.5t。

将上述数据代入式（4）进一步优化，得出一个针对南京各普通消防站均通用的运水供水能力计算公式（5）、公式（6），其中S1为消防车从消火栓取水时运水供水能力，S2为消防车从天然水源取水时运水供水能力：

当头部车作为主战车时，其战斗吨位G战为3.5t，代入公式（5）、公式（6）中进行计算：

同理，分别将头部车、二部车、三部车作为主战车，代入式（5）、式（6），得出结果如表1所示。

由计算结果可以看出，当采用消火栓作为水源时，头部车、二部车分别作为主战车时无法实现供水不间断，仅载水量最大的三部车作为主战车时可以实现运水供水，且水源要满足在火场周围10km范围内。当采用天然水源作为水源时，3台车作为主战车理论上均可实现运水供水，但从实际角度考虑，当头部车作为主战车时，临近700m范围内要有天然水源才能保证运水供水不间断，消防站运水供水能力较弱，意义不大。载水量越大，运水供水能力相应越强，适应供水不足火场环境能力越强。但是鉴于部分时间出于计算需要忽略不计，实际供水能力建议按计算结果80%到85%进行参考。

2.3  运水供水分析

结合式（4）与消防站计算实例进行分析，我们可以得出一些结论。

首先在当消防站总载水量、运水车数量、运水车吸水流量、供水流量以及行驶速度确定时，运水供水能力与主战车载水量成正比，与前方出水流量成反比。即主战车载水吨位越大，前方出水越少，运水供水能力越强。

在运水供水车辆数量确定的情况下，后方运水车单位时间内吸水、供水能力越强，前方战斗车吨位越大，战斗出水流量相对较小，可以使运水供水往返里程越大，应对临近地区无水源情况下的火场能力越强。车辆往返行驶中在保证安全前提下提高车速，缩短往返路程行驶时间一定程度上可以增加运水供水能力。

因此，若使运水供水能力S增大，对于运水车而言要尽可能减少路途行驶、吸水、供水时间，对于战斗车而言要尽可能增加出水时间。

对于普通消防站来说，若要保证一定运水供水能力，在邻近地区无水源的火场，指挥员应及时调整部署，采用载水吨位最大的消防车作为战斗车，并适当控制出枪数量和单枪出水流量，增加出水时间。消防车间供水时，可以适当增加泵压从而增大流量，缩短供水时间。同时在日常训练中也要加强战斗员、驾驶员双干线供水、吸水管铺设训练，驾驶员车辆取水、供水操作训练，减少不必要的时间浪费。

当战斗车水罐内的水较为充足时，供水车供水时可能不会一次性供完罐内的水，相应在火场上作业的时间增加。因此提高运水供水能力也可以通过架设水囊或寻找其他合适的取水中间介质，即运水车不直接向战斗车供水，而是向水囊等取水中间介质里供水，战斗车从中取水。这样就避免了供水车等战斗车的情况，供水车机动性进一步加强，运水供水能力相应也得到提升。

不可否认的是，本文实验中采用的吸水、供水方式还存在一定局限性，采用吸水管、双干线向车注水口供水时连接时间比较长，且效率不高。在吸水、供水上可以采用连接好线路后直接往车顶注水口灌水，进一步缩短吸水、供水时间。

经常接触需要运水供水火场的队站指挥员平时更要结合研究辖区地图、实地走访等形式对辖区天然水源、市政消火栓水源位置和实际可利用情况摸排清楚。并在各预案中标明第一时间要利用的水源，确定好主战车、供水车。特别要结合历年火灾发生频次、作战情况和周边水源情况标注出辖区火灾高风险区。队站在日常训练中要组织开展基于多种装备的多种形式的供水训练，熟练掌握各种单车、车辆间供水方法，加强号员间分工熟悉和协同配合能力。特别要根据研判的辖区火灾高风险区有针对性开展实战性演练，检验运水供水火场作战能力，为实战打下良好的基础。

3  结语

本文结合运水公式进行分析。认为运水供水的两种公式适用于多个消防站参战的大型火场，并不适用于普通消防站作战情况。随后由现有运水供水公式进行推导得出一个符合消防站实际的运水供水能力公式。并结合南京消防建设实际得出一个适用于该支队的消防站运水供水能力计算公式。

通过公式理论分析、实践应用得出以下结论：一是运水车辆吸水、供水能力越强，运水供水能力越强;二是对于消防站独立作战情况来说，主战车可以适当调整为大吨位水罐车，保证运水供水能力与火场出水不间断;三是可以通过增大供水时泵压、减少前方出水流量或架设水囊等方式增强运水供水能力;四是可以优化吸水、供水方法，即直接向水罐车车顶注水口灌水作业节约时间。

但是本文简化了一些情况，因此仍存在一定不足：一是本文为简化计算，选择将吸水管铺设时间、供水干线铺设时间忽略;二是为了便于计算，将消防车行驶速度统一设定为60km/h，并取所有测定的吸水流量、供水流量中最小值计算。因此消防站实际运水供水能力建议按评估结果80%～85%进行计算;三是由于本文作者所在的南方区域没有消防水鹤，消防车吸水方式局限于利用天然水源取水和利用室外消火栓取水。建议北方地区消防队站指挥员要组织各车进行消防水鹤供水时间测试，再结合公式进行运水供水能力评估。

對于消防站指挥员来说，可以通过组织对本站车辆性能进行一次系统的测试，结合本文推导的公式从而对本站运水供水能力有初步掌握，并根据评估结果和辖区实际调整预案，确定运水供水情况下的主战车、作战方案，有针对性地开展供水训练和想定作业训练，更好地为实战进行服务。

参考文献：

[1]俞祚福，赖克光.城市缺水区域灭火救援应急供水能力量化研究——以深圳市龙岗区为例[J].安全，2021，42（5）：24-28.

[2]王钰森.简析农村火灾中如何强化扑救时的火场供水[J].消防界（电子版），2017（7）：87.

[3]吴进城，颜太平.加强和改进火场灭火作战供水技术思考[C]//.2018中国消防协会科学技术年会论文集，2018：468-470.

[4]刘保安，王青战，高鸿钰.重特大火灾灭火救援作战供水保障问题研究[J].武警学院学报，2014，30（4）：19-23.

[5]李本利，杨素芳，等.火场供水[M].北京：中国人民公安大学出版社，2017.

Research on transporting water

and supplying water in ordinary fire stations

Zhu Jiaxuan，Feng Shigang，Zhang Minghui

（Combat Training Office of Nanjing Municipal Fire and Rescue Brigade，Jiangsu Province，Jiangsu  Nanjing 210000）

Abstract：Transporting water and supplying water is a way of water supply to fire sites. The current calculation formula of transporting water and supplying water is not suitable for the calculation of the independent operation of the fire station. Based on the actual situation of fire stations， starting from the calculation formula of transporting water and supplying water， the paper analyzes the factors that affect the capacity of transporting water and supplying water when the number of fire trucks is known. Taking the Nanjing fire station as an example， the capacity and method of transporting water and supplying water in ordinary fire stations are analyzed.

Keywords：fire protection; transporting water and supplying water; ordinary fire station; influencing factor