林野火災延焼地域内の風向・風速の推定と延焼拡大予測に関する研究

森林火灾蔓延区风向风速估算及火势蔓延预测研究

• 批准号: 05660167
• 负责人: 井上 章二
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Ehime University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05660167/
• 关键词: 林野火災; 樹木の片面燃焼; 風速推定式; 燃焼速度; 延焼拡大予測

既に提案した火災時の風速推定式について、山焼きを利用した現地実験に適用し、式中のパラメータの表し方、定数値等の妥当性について検証を行った。風速推定式は、樹木の片面燃焼の(最大高-最小高)と(最大高/最小高)の積をH、樹木の直径をD、風速をU、空気の動粘性係数をνとすれば、H/D=A(U・D/ν)^Bと表される(A,Bは定数)。山口県秋吉台、福岡県平尾台の山焼きの際に、スギ丸太を実験杭として設置し、その片面燃焼痕から推定される風速と、風速計での実測値とを比較した結果、秋吉台での実測値の平均2.29m/sに対して推定値の平均は2.44m/sと近似し、平尾台においては実測値1.80m/sに対して推定風速値は1.83m/sと両者はほぼ等しく、この風速推定式が現地でも適用可能であることが検証された。次に、延焼拡大の予測をする場合に重要となる燃焼速度について、アメリカで提案された半理論式であるるRothermelの燃焼速度式について、日本で適用可能であるか否かを確かめるため、風洞を用いた燃焼実験を実施した。燃焼材料および風速を変化させた燃焼実験の結果、Rothermel式は実際の燃焼速度よりも過大な値を与えた。その原因について、非常に複雑なRothermel式そのものと実験結果を調べた結果、風速パラメータに関する部分に問題があることが判明したので、風洞実験結果を用いて、Rothermel式を修正した。この修正Rothermel式に、上記の風速推定式で求められた風速を代入し、秋吉台、平尾台での燃焼速度を計算すると実測値とよく一致することがわかった。以上のように、比較的小さな風速値の場合は、風速推定式、修正した燃焼速度式が適用可能であることが確認されたが、今後大きな風速値での検証が必要であり、さらに実際の延焼拡大予測に向けてのモデル作製が急がれる。

已经提出的火灾的风速估计公式应用于使用山燃烧的场实验，并验证了公式和恒定值中参数的有效性。风速估计方程表示为H，而树的单侧燃烧（最大最低高）和（最大高/最小）的单侧燃烧的乘积为H，树的直径为D，风速为U，风速为U，而动力学粘度系数是空气的空气为ν，H/D = A（H/D = A（u·D/a（U·d/d/n n s），当在Akiyoshidai，Yamaguchi县和Hiraodai的山燃烧期间安装雪松木对木材时，我们比较了从一侧的燃烧标记中估计的风速与实际测量值的风速。 Akiyoshidai的平均测量值的平均估计值近似于244m/s，Hiraodai的估计风速值为1.80m/s，估计在183m/s时的估计风速值几乎相同，并且已验证了该风速估计公式也适用于本地。接下来，进行了使用风洞的燃烧实验，以确定燃烧速度是否适用于在美国提出的半理论Rothermel燃烧速度公式。由于具有不同燃烧材料和风速的燃烧实验，Rothermel方程比实际的燃烧速度具有过高的值。至于原因，我们研究了极其复杂的罗瑟梅尔方程和实验结果，发现风速参数存在问题，因此我们使用风洞实验结果修改了Rothermel方程。使用上述风速估计方程式确定的风速被替换为该修改后的Rothermel方程，并计算了Akiyoshidai和Hiraodai的燃烧速度，并发现实际测量值良好。如上所述，已经证实，在相对较小的风速值的情况下，可以应用风速估计和修改的燃烧速度估计，但是有必要在将来以较大的风速值验证该值，此外，迫切需要准备一个模型来预测实际火灾的实际传播。