DB23-T 3730-2024雷击引燃森林可燃物风险的试验方法

ICS65.020.01ICS65.020.01CCSB04黑 龙 江 省 地 方 标 准DB23/T3730—2024雷击引燃森林可燃物风险的试验方法20242024083020240929黑龙江省市场监督管理局发布前 言GB/T《标准化工作导则第本文件由黑龙江省森林草原防火标准化技术委员会归口。本文件起草单位：东北林业大学。本文件主要起草人：孙龙、于宏洲、杨光、蔡慧颖、胡同欣、宁吉彬、娄虎、张宇婧。雷击引燃森林可燃物风险的试验方法范围本文件提供了雷击引燃森林可燃物风险试验方法的仪器设备及数据收集、试验样品处理及试验结果的计算。本文件适用于黑龙江省森林地表细小死可燃物雷击引燃风险的试验方法及概率计算。本文件没有规范性引用文件。下列术语和定义适用于本文件。森林地表细小死可燃物森林地表小于等于1h时滞的枯枝、落叶和枯草。可燃物密实度可燃物密实度可燃物床层中可燃物颗粒自然状态下堆放的紧密程度，由可燃物容积密度和可燃物基本密度相除获得。可燃物容积密度容器内可燃物质量与可燃物容积比值。可燃物基本密度可燃物在没有空隙的条件下单位体积的绝干质量。4仪器设备及数据收集仪器设备可产生与感应雷（电流波形8/20μs）和直击雷（电流波形10/350μs）相同冲击电流的测试仪器。数据收集林地内采集森林地表细小死可燃物。1d4.2.3闪电数据采集1d将采集可燃物放入水中浸泡8h，使用烘干箱对浸泡后的可燃物进行烘干，烘干至含水率为5%~30%。测量可燃物厚度和质量，计算得出可燃物密实度。同时测量待测样品灰分含量及干重。10/350μs8/20μs2mm3 =1−(1−(1)式中：𝑃L𝐶𝐶——雷电监测网络中所有被监测到的闪电出现长持续时间电流的风险指数；𝑃%L𝐶𝐶——给定极性的一次闪电的长持续时间电流概率；𝑃𝐷𝐸——雷电监测网络中单个闪电被检测到的概率。𝐸𝑐，由公式(2) =∫𝑈𝐼𝑑𝑡···········································································(2)式中：𝑈——电压降，单位为伏特(V)；𝐼——电流，单位为安(A)。将可燃物被引燃所需能量记为𝐸𝑖𝑔，由公式(3)计算： =𝜌𝜋𝑟2ℎ{𝑐𝑝(𝑇𝑖𝑔−)+−+ℎ𝑖𝑔]} (3)式中：𝜌——可燃物床层密实度，单位为千克每立方米(kg/m3)；𝑟——电流通道半径，单位为米(m)；ℎ——可燃物厚度，单位为米(m)；𝑐𝑝——可燃物比热，单位为焦耳每千克摄氏度(J/kg•℃)；𝑇𝑖𝑔——可燃物被引燃时的温度，单位为摄氏度(℃)；𝑇𝑜——实验进行时的环境温度，单位为摄氏度(℃)；𝑀——可燃物含水率；𝑐𝑝𝑙——水比热，为常数，取4.2×103J/kg•℃；𝑇𝑠——水沸点温度，为常数，取100℃；ℎ𝑖𝑔——水潜热，为常数，取4.18×(100-𝑇𝑜+540)J/kg。当引燃发生时𝐸𝑐>𝐸𝑖𝑔，闪电导致可燃物引燃风险指数为1，否则为0。根据引燃试验中设备不同参数下不同可燃物含水率、可燃物厚度的引燃情况，使用𝐸𝑐和𝐸𝑖𝑔建立的可燃物引燃回归模型和回归系数，用于计算引燃后发生明火风险指数和引燃后发生阴燃火维持风险指数。如果选择用可燃物含水率计算，可由公式(4)计算： =𝑖×𝑒𝑥𝑝(𝑗×𝑀)······························································(4)式中：𝑃𝑖𝑔𝑛𝑖𝑡𝑖𝑜𝑛——引燃后发生明火风险指数；𝑖、𝑗——可燃物含水率与引燃概率关系回归系数，通过可燃物引燃试验建立可燃物参数与点燃发生回归模型获得；𝑀——可燃物含水率。如果选用可燃物厚度计算，可由公式(5)计算： =(𝑒𝑥𝑝(𝑎±𝑏×𝛿)±𝑐)±𝑛·······················································(5)式中：𝑃𝑖𝑔𝑛𝑖𝑡𝑖𝑜𝑛——引燃后发生明火风险指数；𝑎、𝑏、𝑐、𝑛——可燃物厚度与引燃概率关系回归系数；𝛿——可燃物厚度，单位为厘米(cm)。(6 =𝑚/[𝑘±𝑒𝑥𝑝(𝑎×±𝑏×±𝑐×±𝑑)]··········································(6)式中：𝑃𝐹——引燃发生后阴燃火维持风险指数；𝑚、𝑘、𝑎、𝑏、𝑐、𝑑——可燃物含水率、可燃物密实度、可燃物灰分与引燃概率关系系数，通过可燃物引燃试验建立可燃物参数与点燃发生回归模型获得；𝑅𝐼——可燃物灰分与可燃物干重减去可燃物灰分的比值，由公式(6-1)计算；𝜌𝐼——可燃物灰分密实度，单位为克每立方厘米(g/m3)，由公式(6-2)计算；𝑅�——可燃物水分与可燃物有机物质质量的比值，由公式(6-3)计算。 =𝑓/(1−𝑓)····································································(6-1)式中：𝑓——可燃物灰分与可燃物干重的比值。 =𝜌𝐵𝑅𝐼/(𝑅𝐼+1)································································(6-2)式中：𝜌𝐵——可燃物密实度，单位为克每立方厘米(g/m3)。 =𝑀×𝜌𝐵/𝜌𝑜···································································(6-3)式中：𝑀——可燃物含水率；𝜌𝑜——可燃物除去灰分部分密实度，单位为克每立方厘米(g/m3)，可通过混合物质密度计算获得。标事件同时发生时才可以符合雷击引燃森林可燃物条件，所以各风险指数乘积即可作为雷击引燃森林可燃物风险试验指数，由公式(7)计算：标事件同时发生时才可以符合雷击引燃森林可燃物条件，所以各风险指数乘积即可作为雷击引燃森林可燃物风险试验指数，由公式(7)计算： =××(7)式中：𝑃𝐹——雷击引燃森林可燃物风险试验指数。参考文献AndersonK.Amodeltopredictlightning-causedfireoccurrences[J].Internationaljournalofwildlandfire,2002,11(4):163-172.FuquayDM,TaylorAR,HaweG,etal.Lightningdischargesthatcausedforestfires[J].JournalofGeophysicalResearch,1972,77(12):2156-2158.HartfordA.Smolderingcombustionlimitsinpeatasinfluencedbymoisturemineralcontentandorganicbulkdensity[D].1993.FuquayDM.Amodelforpredictingl