Ny forskning om brandbegrænsning adresserer risiko og sikkerhed

Som 2020 har vist, frekvens af skovbrande, størrelse og sværhedsgrad truer samfund og naturressourcer i det vestlige USA. der er stor efterspørgsel efter beslutningstagning for at mindske risikoen, forbedre brandmandssikkerheden og øge brandbegrænsningseffektiviteten.

Colorado Forest Restoration Institute (CFRI) ved Colorado State University har arbejdet sammen med USDA Forest Service Rocky Mountain Research Station (RMRS) for at imødekomme disse indbyrdes forbundne behov inden for brand- og jordforvaltning. Tre nylige publikationer fra forskerholdet omhandler nye måder at vurdere risici og evaluere brandslukningseffektiviteten på.

"Ledere træffer svære beslutninger om, hvordan man skal begrænse og kontrollere brande med begrænset tid og information, " sagde Ben Gannon, CFRI-forsker og hovedforfatter på to af undersøgelserne. "Denne forskning er fokuseret på at støtte udviklingen af ​​risikoorienterede brandhåndteringsstrategier med en bedre forståelse af brandeffekter og muligheder for brandmænd til sikkert og effektivt at undertrykke brand."

De tre publikationer dækker emner lige fra, hvad der sker før og under en brand til efter-hændelse gennemgang af effektiviteten af ​​indeslutning. Forskere sagde, at de håber, at dette voksende partnerskab åbner nye studier inden for brandhåndtering.

Definition af potentielle operationelle afgrænsninger

Potentiel brand Operationelle afgrænsninger, eller POD'er, er rumlige brandstyringsenheder afgrænset af kontrolfunktioner såsom veje, floder og brændstoftyper. Indeholdelse af naturbrande med allerede eksisterende kontrolfunktioner er en langvarig praksis inden for brandstyring, men at identificere disse enheder til planlægning før brand er et relativt nyt koncept.

Matt Thompson med RMRS Wildfire Risk Management Science Team er hovedforfatteren af ​​undersøgelsen, der introducerer en beslutningsstøtteprototype, der hjælper brand- og jordforvaltere med hurtigt at indsamle en bred vifte af information for at vejlede udviklingen af ​​undertrykkelsesstrategi på POD-skalaen. Han sagde, at de værktøjer, hans team skabte, skulle hjælpe ledere med at skræddersy brandbekæmpelsesreaktioner til lokale forhold.

"POD-resuméet og atlasset er virkelig på den forberedende fase, eller ideen om at tænde ilden, før den starter, Thompson sagde. "Intentionerne er at reducere tidspres og usikkerheder, og udvide mulighederne for beslutninger om hændelsesvar."

Beslutningsstøtteværktøjerne vil hjælpe med at organisere information om økologiske og sociale faktorer, som ledere skal være opmærksomme på, såsom vandforsyninger, dyrelivs habitat, kulturelle ressourcer, brændstofbelastninger og landfunktioner. Holdet konstruerede atlasset til at være visuelt og kortbaseret, så brandledere hurtigt kan tilpasse sig på jorden. Medvirkende forfatter Mike Caggiano sagde, at kraften i værktøjet findes i dets evne til at håndtere kompleksiteter.

"Det økologiske, sociale og politiske lag, som vi mener ikke er eksklusive for hinanden, " sagde Caggiano, også en CFRI-forsker. "Brand er et så komplekst ledelsesspørgsmål, og vi får indpas med dette værktøj og planlægningsramme, fordi vi løser problemet med den rette mængde kompleksitet."

Tidlige brugere af POD-rammen inkluderer nationale skove i Californien og Arizona. CFRI og RMRS arbejder på at bringe POD-processen og relaterede beslutningsstøtteprodukter til flere landskaber i Colorado og Intermountain West.

POD-størrelse kunne beskytte vandkvaliteten

Erosion fra store og alvorlige naturbrande kan skade vandforsyningen, en begrænset ressource i vest. I den anden publikation, Gannon førte et forsøg på at modellere potentialet for et etableret Potential Fire Operational Delineation-netværk i Colorado for at afbøde naturbrands indvirkning på vandkvaliteten ved at begrænse brandstørrelserne.

"Vi ved, at brandstørrelse påvirker sværhedsgraden af ​​påvirkninger for mange ressourcer, men vi er først for nylig begyndt at behandle det i en risikovurdering af naturbrande, "Gannon sagde. "Forståelse af, hvordan brandstørrelse påvirker vandkvaliteten i forskellige dele af landskabet, kan hjælpe ledere med at skræddersy POD-størrelser for at afbøde påvirkninger."

Gannon modellerede, hvordan tidlig indeslutning af skovbrande i POD'er kunne påvirke vandkvaliteten ved en kommunal omledning i Colorado. Holdets resultater tyder på, at begrænsning af brande til POD-oprindelsen kan reducere det brændte område med op til 59 procent og sedimentbelastninger fra erosion efter brand med op til 55 procent. I modsætning, begrænsning af brandstørrelser med det nuværende POD-netværk forventes at reducere hyppigheden af ​​overskridelse af vandkvalitetstærskler for kommunal vandbehandling med kun 13 til 34 procent, afhængig af nedbør efter brand. Nogle POD'er er ikke små nok til at begrænse brandstørrelser til under skadelige niveauer.

Dette tyder på, at der er behov for bestræbelser på strategisk at opdele højrisiko-POD'er i mindre enheder for at opnå større beskyttelsesniveauer.

Brandledningseffektivitet

Nylig arkivering af data om naturbrandoperationer giver mulighed for at undersøge, hvor meget brandledning der er konstrueret, og hvordan den bidrager til brandinddæmning. I den tredje publikation, holdet analyserede brandlinjer fra 33 store naturbrande, der opstod i det vestlige USA mellem 2017-2018 for at kvantificere, hvor meget brandlinje brændte over, holdt eller ikke var involveret i brande.

Andelen af ​​brandledninger, der engagerede sig i ild og holdt i gennemsnit kun 33 procent på tværs af de undersøgte hændelser. I nogle tilfælde, ild brændte over linjer, men mange hændelser havde store dele af brandlinjen, der ikke engagerede sig i ilden.

Brandlinjens ydeevne varierede meget på tværs af hændelser på grund af en individuel brands uventede vækst eller brandstopplacering. Brandlinjekonstruktion skilte sig ud i mere befolkede områder. Til tider blev der konstrueret to til tre gange mere brandlinje sammenlignet med endelige brandomkredse. I modsætning, brandlinjeproduktion var kun en lille del af perimeterlængden for mange brande på fjerntliggende steder. Dette tyder på, at ledere tilpasser deres strategier baseret på risikoværdier.

Gannon sagde, at den største værdi af undersøgelsen er at demonstrere, hvordan eksisterende data kan bruges til at overvåge og vurdere brandslukningseffektiviteten for at fremme adaptiv styring i brandledelsesorganisationer.

"Denne ramme for evaluering af brandlinjens ydeevne giver et groft filter til at identificere høj- og lavtydende brande, " tilføjede han. "Et dybere dyk er nødvendigt for at diagnosticere årsagerne til ineffektivitet og hvordan man kan forbedre ledelsesstrategier."

Som mere detaljeret brandprogression, optegnelser om adfærd og undertrykkelse bliver tilgængelige, Gannon og andre forskere vil udforske dette emne for at forstå, hvilke brandlinje- og miljøegenskaber, der påvirker sandsynligheden for vellykket indeslutning.

Forskere vil bruge nye data fra 2020-brandsæsonen i Colorado - som viser sig at være alvorlig og igangværende - til at udvikle anvendte forskningslinjer om naturbrandrisiko og sikkerhedsfaktorer. Forskerholdet håber at fremme både brandvidenskaben og dens anvendelse inden for brand- og landforvaltning for at hjælpe med indsatsforberedelser til fremtidige naturbrande.