王娟 郭琳 田建华
陕西省林业调查规划院 西安 710082
飞播造林具有速度快、规模大,成本低的特点,特别适合交通不便的偏远山区、人力难以企及的高山沟壑,飞播造林以其独特优势成为解决人工造林难以实现的一种有效造林模式。陕西飞播造林自1958年开始,从无到有,由小到大,经历了初试、扩大试验、大面积推广和天保等重点生态工程建设四个阶段,经过几十年来坚持不懈的飞播造林,取得了明显的经济、生态和社会效益。在长江主要支流的汉江、嘉陵江和丹江源头地区飞播成林形成了集中连片的防护型用材林基地。在北部毛乌素沙地最活跃的前沿,飞播成林使滚滚流沙变成固定或半固定沙地。在黄土丘陵沟壑区,给干旱少雨的黄土地披上了绿装。飞播造林加快了陕西荒山绿化的步伐。仅飞播造林一项,使全省森林覆盖率增加了3.24个百分点;全省飞播林年生长量45万立方米,年立木增值1.5亿元,林木总蓄积量1500万立方米,林木价值45亿元。
随着飞播造林面积的不断扩大,森林覆盖率逐步提高,森林生态、社会和经济效益越来越明显。通过多年的造林绿化,我省宜播地的结构和分布发生较大变化,大面积、集中连片的宜播地已基本完成飞播,剩下的多为小面积、片段化的干热河谷区、土壤植被稀少的陡坡山地等小面积地形破碎区域。为进一步提高飞播效率,对困难立地精准飞播造林,近年来我省试验引进法国空客AS350小松鼠直升机进行飞播造林。本文就运-五型飞机和直升机在飞播中的应用进行对比。
1、运-五型飞机和直升机
1.1运-五型飞机和空客AS350小松鼠直升机参数
机型 飞行速度(km/h) 最高速度(km/h) 标转时间 (s) 起降时间 (min) 最大航程 (km) 有效载重 (t) 起飞距离 (m) 着陆距离 (m)
运五 156 257 100 6-10 1560 1.5 150 170
直升机 120 259 45 1-5 665 1 0 0
运-五型飞机,即运-5运输机,是中国第一种自行制造的轻型运输机,飞行稳定、运行费用低廉,故障率低,至今仍是中国最常见的运输机。运-五型飞机的另一个优点就是它可以以非常低的速度稳定飞行,目前运-五型飞机广泛应用在训练、跳伞、体育、运输和农业任务中。机内空间及载重比直升机和一些固定翼通航飞机更大,飞行成本也低得多。
直升机是典型的军民两用产品,近年来广泛应用在运输、巡逻、旅游、搜救等多个领域。直升机的突出特点是可以做低空、低速和机头方向不变的机动飞行,特别是可在下面积场地垂直起降。当前直升机相对固定翼飞机而言,振动和噪声较高、维护检修工作量较大、使用成本较高,速度较低,航程较短。法国空客AS350小松鼠直升机,是法国宇航公司为取代“云雀”Ⅱ直升机而研制的轻型多用途直升机。
1.2飞行条件
基于运-五型飞机的特点,飞播播区的地形高差不能太大,播区周围必须开阔,飞机有进入转弯和退出的余地,要有方便的机场,播区距离机场位置,运-五型飞机最好在90公里以内,不宜超过120公里,对飞行净空条件和机场条件要求较高,所以运-五型飞机需要有专门的机场。
空客AS350小松鼠直升机垂直起飞离地一定高度后稍作悬停,则转入斜爬升前飞。不需跑道、大机场等配套硬件设施要求,可以将临时起降点选择在离播区较近、交通方便,地形开阔的场地进行平整、三七土压实后进行施工作业。
2、运-五型飞机和直升机在飞播中的应用
我省2018年首次采用空客A350小松鼠直升机在渭南地区及延安北部3个县进行飞播造林施工作业;延安的南部3个县依然是采用传统的运-五型飞机进行施工作业。后陆续在宝鸡、铜川等地市也开始使用空客A350小松鼠直升机进行飞播造林施工作业。
2.1播区距离与飞行时间
播区距离与飞行时间
名称 年度 县区名称 播区名称 飞机类型 机场至播区距离(km) 机场至播区 飞行作业时间(h)
渭南市 2017 合计 运-五型 飞机 164.4 16.37
白水县 支肥 32.7 1.51
雷牙河 41.7 3.71
华阴市 秦峪 90.2 11.16
2018 合计 直 升 机 23.1 3.6
白水县 王家峁 7 0.98
岳家 7.8 0.75
蒲城县 永平 4.1 0.62
华州区 五龙山 4.2 1.25
2019 合计 直 升 机 19.4 4.11
白水县 鹿角 3.4 0.54
悦耳 6.3 0.97
蒲城县 九娘峪 2.7 1.1
华州区 涧峪 7 1.5
延安市 2018 小计 运-五型 飞机 126.9 12.19
富县 旧城 33.1 3.55
洛川县 铁炉 25.87 2.91
黄龙县 风口 67.93 5.73
小计 直 升 机 14.38 2.5
子长县 十里铺 9.68 1.74
安塞区 山王河 3.3 0.51
宜川县 后峪沟 1.4 0.25
宝鸡市 2019 合计 运-五型 飞机 278.4 25.01
陇县 杨家寺 62.9 5.64
麟游县 北站沟 47.5 4.25
凤翔县 玄武山 36.6 3.42
岐山县 槐树岭 49.2 4.38
凤县 梁家沟 82.2 7.32
2020 合计 直 升 机 44.6 7.67
麟游 桑坪 2.7 1.46
凤翔 烂泥沟 12.5 1.31
岐山 东坪 5.3 1.71
陈仓 甘沟 7.4 0.88
石湾子 2.1 0.85
凤县 芦花沟 14.6 1.46
运五型飞机飞播,渭南使用的大荔机场;延安市使用黄陵侯庄机场,机场为飞播造林专用机场;宝鸡使用陵塬机场。这些固定机场平均距离播区50公里左右,相对比较远,播区距机场平均需飞行4-5小时,时间较长,最远的机场距离播区甚至需要11.16小时飞行时间。
使用空客A350小松鼠直升机,起降点均选择在播区附近,平均距离播区6-7公里,播区距机场一般需飞行1小时左右,飞行时间较短。
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2.2飞行架次与飞行时间
运-五型飞机装种量一架次最多不超过800公斤,空客A350小松鼠直升机装种量一架次最多不超过400公斤。
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运-五型飞机载重量用于大面积播区施工有优势,单次作业时间较长,同样面积的播区,运五飞行架次要比直升机减少一半。根据统计,运五型飞机平均每万亩需飞行作业5.41小时,直升机平均每万亩需飞行作业2.36小时。
2.3对播期的影响
安康、商洛、汉中等地区存在共用飞机的情况,因为运-五型飞机飞行条件要求高,受航空管制和航路气候等多方面因素影响,遇上气候条件不好的情况,如大风、降雨天气较多,就会影响施工进度,大大延长施工作业时间,不能按时调机。有时恰逢调机时间,却因为航路影响,航空管制问题推迟调机,播期滞后,下一地市进行飞播作业施工时,因为错过适宜种子发芽的雨季而迎来干旱天气,进而影响种子发芽与出苗数量,甚至导致整个播区失败。
直升机灵活方便,距离播区很近,受航路和小气候影响很小,能够如期完成施工作业任务,这是提高种子出苗率的必要条件。
2.4工作成本
为了保障飞播施工的顺利进行,林业部门和飞行部门会抽调15-20名工作人员来参与施工。有飞行人员,管理、技术及后勤保障人员等工作人员。飞行作业前,负责气象测报的工作人员,应及时提供机场、航路和播区的天气情况,就云高、云量、能见度、风向、风速以及天气变化趋势等有关飞行因子做出准确测报。飞行单位应进行空中和地面视察,熟悉航路、播区范围、地形地物,检测通讯设备,并拟定作业方案。按设计要求压标作业,地形起伏高差较大时,可适当提高飞行高度,但必须保持航向,并根据风向、风速和地面落种情况及时调整播种器开关,确保落种准确、均匀。这就需要地面工作人员和飞行人员大量的工作和配合,及时传递播种质量信息,修正气象因素或其他因素。
运-五型飞机对飞行条件要求较高,能见度小于5公里,侧风大于5米/秒,顺风大于8米/秒的情况下,应停止作业。所以经常会出现机场至播区途中受小气候的影响停止施工作业的情况,使前期准备工作前功尽弃,增加了工作量和飞行成本。
直升机能见度小于3公里,侧风大于5米/秒,侧风大于8米/秒的情况下,应停止作业。所以直升机比较灵活机动、调机方便、受航空管制和航路气候因素影响较小,大幅度的缩短了施工时间,工作量和工作时间。
小结
运-五型飞机有航程远,载重大等优势,更适合大面积远距离播区飞播造林作业使用。
经过多年的造林,大面积连片的宜播地越来越少,飞播造林难度逐渐增加,以前那种几万亩的播区在我省已经不复存在了,取而代之的是一万亩左右甚至是五六千亩,两三千亩的小面积破碎地块。直升机在载重能够满足目前播区面积相对较小的工作需要的情况下,离播区更近,受影响因素减少,还减少了多个工作环节的耗时和劳动力,不但保证飞播作业施工在预期时间内按期完成,保障了播期,而且节约了大量的施工时间,提高了施工精度和工作效率,为飞播造林成苗的效果提供了有力保障,节约了人力资源和工作成本,相比起运-五型飞机在满足飞播造林资源优化配置方面具有一定的优势。可能在今后一段时期,直升机将是担任我省飞播造林施工作业的主要机型。
参考文献
[1] 中华人民共和国国家标准GB/T 15162—2005飞播造林技术规程.北京:中国标准出版社,2005