城市缺水區域滅火救援應急供水能力量化研究
——以深圳市龍崗區為例

俞祚福高級工程師 賴克光

(1.廣東安是一應急技術有限公司，廣東 廣州 511458；2.深圳市消防救援支隊龍崗大隊，廣東 深圳 518100)

0 引言

近年來，我國消防安全形勢持續好轉，但重大火災事故時有發生，曾接連發生多起危險化學品和易燃易爆物品重特大火災爆炸事故，如天津港“8.12”瑞海公司危險品倉庫特別重大火災爆炸事故。隨著經濟迅猛發展，深圳市部分地區出現公共消防基礎設施建設與經濟發展不協調局面，公共消防基礎設施較經濟社會發展滯后，公共消防基礎設施建設不平衡，局部區域消防基礎設施薄弱，其中龍崗區受地理環境或消防給水設施不完善的影響，存在消防水源總體性匱乏、消防應急取水困難、滅火救援應急供水保障能力不足等問題，是深圳市典型的區域性缺水區域。而這些地區一旦發生火災，由于火場應急供水問題，難以迅速有效控制火勢，容易造成嚴重的經濟損失和人員傷亡。

城市消防水源是城市消防公共基礎設施的重要組成部分，是可供滅火救援使用的水源設施，是城市消防安全的基礎設施。城市消防水源建設也是衡量一個城市防災減災能力的重要指標之一。消防水源通常分為人工水源和天然水源，人工水源可以分為市政水源和消防水池；天然水源主要分為地下水和地表水。因此，本文針對龍崗區部分地區消防用水短缺較為突出的問題，開展以典型社會單位為對象的滅火救援技術和策略研究，分析缺水地區火災撲救對于供水設備、救援裝備、人員配置、力量調度等資源的需求，從而采取積極有效措施增強防控火災的能力。

1 龍崗區滅火救援消防供水特點分析

1.1 龍崗區天然水源特點

龍崗區的天然水源具有分布廣、總水量足等特點，但往往因地理環境、取水設施等因素的限制，消防車輛不宜靠近取水，且多數天然水源水位受季節、潮汛等影響，變化較大，不能提供穩定的應急水源。龍崗區的天然水源主要包括河流、水庫以及地下水。目前龍崗區共有水庫湖泊類水源44處，河流類水源4處。針對龍崗區天然水源分布情況，開展實地調研，對龍崗區所轄天然水源情況進行分析研判。

(1)天然水源取水條件參差不齊。根據調研結果，龍崗區天然水源庫容大小不一，部分庫容較小的水庫或河流，枯水期不能滿足應急取水的條件，不能作為消防水源。同時，天然水源用途和取水條件懸殊較大，部分水庫作為生活用水或水源保護區，部分水庫水質較差，都不能作為消防水源；此外，部分水源周圍交通條件差，距離可能的火場偏遠，難以滿足消防車取水的需求。

(2)部分天然水源庫容難以保證，庫容波動大。龍崗區天然水源類型多樣，水源源頭有的依靠外部引流，有的依靠降雨，多為季節性水源。部分依靠降雨的水庫庫容難以保證，無法為滅火救援提供穩定的應急水源。

(3)多數天然水源未建立消防取水碼頭。除了不具備應急取水條件的天然水源和庫容波動較大的天然水源，龍崗區仍有一些具備應急取水改造條件的天然水源，但是水庫周邊道路情況較差，消防車行進困難，同時都沒有建立符合消防要求的取水碼頭，緊急情況下取水困難，難以滿足消防用水需求。

1.2 龍崗區應急供水特點

因城市規劃及公共消防基礎設施建設滯后等因素，龍崗區消防供水管網、消防車道、市政消火栓等公共消防設施相對匱乏。同時，由于維護保養不足，部分消火栓缺損或無法正常使用。一是老化破損，消火栓本體老化陳舊，亟需更換；二是人為破壞導致構件缺損，消火栓零配件被人為破壞，也有市政消火栓被車輛撞壞未修復，配件丟失，無水無壓等，從而造成消火栓無法使用。龍崗區局部地區存在建筑布局凌亂，規劃布局不合理；區域內部道路狹窄，易導致擁堵等問題。

(1)常規應急供水能力不足。由于公共消防基礎設施建設與城市發展不匹配，市政供水管網管徑和水壓受限，市政管網供水量往往不能滿足火場應急供水要求。此外，存在市政消火栓破損、缺失等問題，導致應急取水困難。

(2)局部區域應急運輸困難。由于受地區環境、道路條件、建筑物等情況的限制，水源距火場有較長的距離，短則1～2km，長則幾千米。采用長距離鋪設水帶供水方式，路線較長、水壓損失嚴重，供水效果差。采用大噸位消防車運輸方式時，若無合理科學運水方案，極易使供水過程時斷時續，火場應急供水不穩定。

(3)應急供水投入資源多。正是由于常規應急供水能力不足，且局部區域應急運水困難，需要投入更多的車輛裝備和人員在火場后方提供水源保障。火場后方負責供水的人員車輛往往多于前方。削弱了前方的滅火攻堅力量，影響滅火救援能力。

2 火場應急供水能力需求核算

火災撲救時需要一定的火場應急供水能力。對于不同類型火災和不同規模火災，需要的應急供水能力不同，而影響應急供水能力需求的影響因素包括火災類型、火災規模、廠區或建筑特點、同時參與滅火救援的消防車輛和人員、氣象條件等。針對不同類型和不同規模的火災，由于客觀條件不同，計算火場需要的供水量的方法也不同。

建筑或廠區設計時要求的消防用水量是理論上撲救建筑初期火災的消防用水量，但不少火場因客觀情況的變化，燃燒規模擴大，原先設計的消防用水量已不能完全滿足滅火用水需求。為客觀評估區域的應急供水能力需求，可采用滅火救援時可能存在的火場面積以及控制火勢和撲滅火災單位面積的供水強度進行核算。

2.1 火災燃燒面積估算

按照可信最不利原則，選定區域內典型火災場景。選定的火災場景能夠反應區域內最大可信火場面積。經過調研，龍崗區以某塑膠制品廠為設定火災場景。龍崗區龍城街道五聯社區連心路區域道路交通普遍擁堵，經測試，第一時間出動龍崗中隊、大運城中隊，需要15min左右才能趕到火災現場。

災情設定為第一時間出動龍崗中隊、大運城中隊，趕到該塑膠制品廠時，廠房二層全部起火、三層部分起火，起火面積約為2 700m。

2.2 火災火場實際用水量計算

火災火場實際用水量估算公式如下：

Q

=A

×

q

(1)

式中：

Q

—火場實際用水量，L /s；

A

—火場燃燒面積，m；

q

—滅火用水供給強度，L /s·m。

參照《消防給水及消火栓系統技術規范》(GB 50974-2014)中有關滅火控火用水供給強度的要求，結合實際經驗，取塑膠廠滅火用水供給強度為0.15L /s·m。由火災火場實際用水量估算式(1)可計算出塑膠制品廠廠房火災的火場用水量為405L /s。

對于選定的區域典型對象，在設定的火災場景下，火場應急供水需求為405L /s。

3 龍崗區火場應急供水能力計算分析

3.1 龍崗區火場應急供水能力現狀核算

開展火災撲救過程中，能夠提供應急供水的主要有市政管網供水系統、水罐消防車運水供水系統。

3.1.1 市政管網供水能力

塑膠制品廠附近市政供水管網管徑為DN300，DN300管道壓力為0.1～0.3MPa。管道內的流量，可按式(2)估算:

Q=

0.5

D

×12

V

(2)

式中：

Q

—管道內的流量，L /s；

D

—管道的直徑，mm；

V

—消防給水管道內水的當量流速，m /s。當

V

取1m /s時，管道內的流量

Q

為72L /s。即設定火場附近市政管網供水量約72L /s。

3.1.2 消防車運水供水能力

根據大隊實際配置力量，現場消防車蓄水總量

S

為141 800L。根據運水供水能力現場測試，可得出：

T=T

+

T

+

T

(3)

Q

=S

/

T

(4)

Q

=S

/

T

(5)

式中，

T

—每輛車單次運水所需時間，min；

T

—每輛車運輸過程用的時間，min；

T

—每輛車取水過程用的時間，min；

T

—每輛車供水過程用的時間，min；

Q

—每輛消防車的供水流量，L /s；

S

—每輛消防車蓄水量，L；

Q

—現場所有消防車的供水流量，L /s；

S

—所有消防車蓄水總量，141 800L。根據五聯地區消防水源道路情況，現場運水供水距離按5km計算，由下表可得

T

為28.4min，

Q

為83.22L /s，加上火場附近市政管網供水量為72L /s，火場總應急供水量為155.22L /s，而火場應急供水需求為405L /s，需補給火場用水為249.78L /s。

表 運水車輛利用消火栓自流取水、雙干線供水與距離、車輛之間關系Tab. Water truck using hydrant gravity water, double main water supply and distance, the relationship between vehicles

水在滅火救援中起著決定性作用，火場供水就顯得尤為重要。根據龍崗大隊實際供水能力，需要補給249.78L /s的火場供水。遠程供水系統可以提供200L /s以上的火場供水，可以大大解決火場供水不足的問題。

按照可信最不利原則，當“龍城街道五聯社區連心路地區”塑膠制品廠發生火災，過火面積為2 700m，火場需求用水量為405L /s。龍崗大隊現場供水為155.22L /s，需要補給249.78L /s的火場供水。針對龍崗區缺水地區消防取水困難的現狀，且市政消防供水、取水設施的建設周期較長，建設費用高等困難，可配備一套遠程供水系統，以確保在火災條件下火場能有充足的水源供給和連續供水保障。

消防車運水要考慮運水車輛的對接，長距離運水不能保證供水的連續性和供水效率。更換市政供水管道方案解決供水缺口具有成本高且建設周期長的問題，不是最佳解決方案。經實地調研，在保衛對象附近設置消防儲水囊，水罐消防車運水至儲水囊中作為消防取水點，遠程供水系統或主戰滅火車輛可直接從消防儲水囊中吸水，縮減消防水源與用水點之間的距離，保障供水連續性。運水消防車和主戰消防車可以高效率運轉，提高運水和滅火效率。

4 結論

為評估龍崗區應急供水能力現狀，選定龍崗區典型應急保衛對象，按照可信最不利原則，設定可能的火災場景，核算火場應急供水能力需求與現狀，調研確定供水能力缺口解決方案。

(1)核算結果表明：龍崗區火場應急供水需求為405L /s，目前火場應急供水為155.22L /s，存在一定的應急供水能力缺口。需加強應急供水能力建設，提升滅火救援能力。

(2)結合龍崗區消防水源實際情況，提出采用遠程供水系統并配套建設應急取水點的解決方案。在保衛對象附近設置消防儲水囊，水罐消防車運水至儲水囊中作為消防取水點，遠程供水系統或主戰滅火車輛可直接從消防水囊中吸水，縮減消防水源與用水點之間的距離，保障供水連續性。

(3)針對龍崗區全區相對缺水的特點，設立專門的供水中隊或供水編隊。同時，針對不同作戰任務，結合人員、車輛、器材、裝備、水源等情況，開展缺水地區火場供水研討，注重對供水編隊進行針對性訓練，提高協作能力，充分發揮作戰效能。針對全區相對缺水地區范圍內的重點保衛單位，制作較為詳細實用的火場供水方案，立足實際，貼近實戰，確保高效。