diplom_Kanatchikov_955.docx (Анализ причин лесных пожаров и разработка мероприятий по их тушению), страница 3

Для каждого вида лесных пожаров свойственна своя скорость распространения (рисунок 1.6).

Низовой пожар имеет скорость распространения:

• слабую - до 1 м/мин (высота - до 0,5 м)

• среднюю - от 1м/мин до 3 м/мин (высота - до 1,5 м)

• сильную - свыше 3 м/мин (высота - свыше 1,5 м)

Верховой пожар имеет скорость распространения:

• слабую - до 3 м/мин,

• среднюю - до 100 м/мин,

• сильную - свыше 100 м/мин.

Сила подземного пожара определяется по глубине выгорания:

• слабым подземным пожаром считается такой, у которого глубина прогорания не превышает 25 см,

• средним — 25-50 см,

• сильным — более 50 см [2].

Рисунок 1.6 Классификация видов лесных пожаров по скорости распространения [6]

В зависимости от площади возгорания лесной пожар делится на (Приложение Г):

• загорание (огнём охвачено 0,1-2 гектара)

• малый (2-20 га)

• средний (20-200 га)

• крупный (200-2000 га)

• катастрофический (более 2000 га) [7].

Крупный лесной пожар - лесной пожар, распространившийся на площадь более 25 га в районах наземной охраны и более 200 га в районах авиационной охраны лесов от пожаров.

К крупным лесным пожарам относят пожары площадью более 200 га в Азиатской части России и более 25 га - в Европейской части России. Крупные пожары чаще всего бывают смешанными - низовыми и верховыми одновременно. Для возникновения крупных лесных пожаров с переходом в верховые необходимо большое количество действующих очагов (участков) низовых пожаров, сухая жаркая погода, усиление ветра от умеренного до сильного или штормового.

В таких условиях может происходить слияние многочисленных очагов пожара и образование обширных зон массовых пожаров площадью до сотен тысяч гектаров, создаваться непосредственная угроза уничтожения огнем населенных пунктов и объектов различного назначения, расположенных в лесных массивах или вблизи них. На развитие крупных пожаров оказывает влияние много различных фактов: климатических, человеческих, технических, природных и организационных. Они взаимосвязаны и определенные их сочетания создают те условия, когда пожар развивается в крупный. К природным факторам относятся: растительность, рельеф и погодные условия. К техническим факторам относятся: наличие или отсутствие тех или иных средств пожаротушения и условий, определяющих их применение. К организационным относятся все вопросы, связанные с охраной лесов в целом и с организацией тушения отдельных пожаров [5].

Лесные пожары в России по видам распределяются следующим образом: низовые - составляют 98% от годового количества пожаров и охватывают 81,4% площади (рис. 6), верховые- 1,5% и охватывают 18,6% площади, почвенные - 0,5%, их площадь 0,02%. В отдельные засушливые годы количество почвенных пожаров возрастает до 2%[5].

Рисунок 1.7 Виды лесных пожаров в процентах

от годового количества пожаров

Критериями чрезвычайной лесопожарной ситуации являются:

• наличие крупных лесных пожаров (25 га охваченного пожаром лесного фонда в районах наземной охраны лесов и 200 га - в районах авиационной охраны лесов);

• количество возникающих в один день и/или одновременно действующих лесных пожаров превышает средний многолетний уровень;

• наличие лесных пожаров, вышедших из-под контроля лесной охраны;

• лесной пожар на загрязненной радионуклидами территории, не потушенный в день возникновения;

• лесной пожар на загрязненной радионуклидами территории, дающий большие дымовые выбросы [8].

При разработке мер борьбы с лесным пожаром необходим единый подход к названиям отдельных элементов пожара, что обеспечит взаимопонимание в дальнейших действиях (рисунок 1.8) [8].

Рисунок 1.8 Принципиальная схема лесного пожара

Выделяют следующие формы пожара:

- округлая форма наблюдается при равномерном распространении огня в безветренную погоду при однородных горючих материалах и относительно ровной местности.

- неравномерная (разносторонняя) форма отмечается при переменном ветре, разнородных горючих материалах, пересеченной местности.

- эллиптическая (вытянутая) форма наблюдается при ветре, относительно ровной местности, однородности горючих материалов.

Чаще всего лесные пожары возникают вблизи населенных пунктов, в интенсивно используемых лесопарковых зонах, а также вдоль автомобильных и железных дорог, по берегам судоходных рек. В радиусе 5 км от жилой зоны возникает от 50 до 70% пожаров, 10 км - от 80 до 93%, а за пределами 20 км - лишь от 3 до 10% пожаров [5].

В России из - за антропогенной деятельности возникает примерно 90% природных пожаров (рисунок 1.9). От огня чаще страдают наиболее привлекательные, а потому более посещаемые людьми места [9].

Следует отметить, что естественные пожары (вызванные молниями), отличаются от антропогенных (вызванных людьми) пожаров. Так, молнии, как правило, попадают в деревья на возвышенностях, и огонь, спускаясь по склону, продвигается медленно. При этом теряется сила пламени, и огонь редко распространяется на большие площади. Антропогенные же пожары чаще начинаются в низинах и распадках, что определяет более быстрое и опасное их развитие.

Отдельной проблемой стали выжигания сухой растительности на сельхозземлях (палы сухой травы), зачастую самими земледельцами. В последние годы именно от палов начинается большинство лесных пожаров[9].

Рисунок 1.9 Лесные пожары и причины

их возникновения

В настоящее время современная организация борьбы с лесными пожарами практически не позволяет эффективно бороться с ними. Меры по ликвидации пожаров зачастую начинают принимать только тогда, когда огонь "приходит" в лесной массив или угрожает населенному пункту [9].

Возникновению лесных пожаров во многом способствуют засухи. Явление засухи можно рассматривать как комплекс атмосферных процессов, когда осадки в течение 21 дня или более составляют 30% от среднемесячной нормы для данного района.

Осенне-зимний период, предшествующий пожароопасному сезону с чрезвычайной горимостью, характеризуется теплой осенью и холодной малоснежной зимой. Такие исходные погодные условия, предшествующие и сопровождающие сезоны с чрезвычайной горимостью, наблюдаются в большинстве регионах страны.

В заболоченных лесах увлажнение и высыхание напочвенных горючих материалов зависят не только от атмосферных осадков, но и от уровня стояния грунтовых вод. При определенном уровне грунтовых вод, когда прекращается подпитка напочвенного покрова грунтовыми водами, увлажнение и высыхание последнего зависит только от атмосферных осадков. В этом случае для пожарного созревания напочвенного покрова в заболоченном лесу достаточно нескольких дней без осадков [5].

Для заболоченных лесов Западной Сибири установлено, что независимо от характера участка падение уровня грунтовых вод ниже отметки 30 - 60 см является критическим и сигнализирует о чрезвычайной пожароопасности этих лесов. Уровень грунтовых вод перед сезоном с высокой горимостью понижается подряд в течение двух-трех лет.

Причиной возникновения пожаров могут стать и метеорологические условия. Погода является фактором либо способствующим, либо препятствующим распространению пожаров: жара и ветер создают прямую угрозу выгорания леса на больших площадях, затрудняют борьбу с огнем; обложные дожди, сырая, ненастная погода предотвращают лесные пожары.

От скорости и направления ветра зависит интенсивность пожара, конфигурация контура, соотношения длин частей кромки. Влияние ветра на распространение пожара выражается в двух аспектах. Это обычный процесс, проявляющийся на всех пожарах, при которых ветер действует непосредственно на горящую кромку, наклоняет пламя к горючему, ускоряя его воспламенение, и выносит за пределы фронтальной кромки горящие частицы, которые образуют новые очаги горения в нескольких метрах от фронта. Второй вариант наиболее опасный с точки зрения тушения пожара - когда развивается "пятнистая" форма распространения пожара. Она связана с поднятием горящих частиц конвективным потоком пожара на высоту 1000-2000 м, где они переносятся верхним ветром на большие расстояния, образуя очаги горения. Большое число горящих частиц в пределах 300-1000 м от фронта пожара часто создают трагические условия из-за воспламенения леса позади тушильщиков. При верховых пожарах иногда возникают огромные конвекционные потоки горячего воздуха, переносящие при усилении ветра зажженые куски коры, шишки, кусочки древесины на расстояние до нескольких километров [5]. На (рисунке 1.10) представлена зависимость вероятности возникновения лесного пожара в условиях ясного неба (а) и средней облачности (б). Кривые 1-3 соответственно отражают вероятность пожара для метеоусловий июня, июля и августа. При ясном небе лесная пожарная опасность раньше наступает в июле, затем в июне и августе, хотя суммы суммарной солнечной радиации при ясном небе в порядке убывания располагаются следующим образом: 30,16 МДж/м² в июне, 28.33 МДж/м² в июле и 22.92 МДж/м² в августе. Однако высокие температуры окружающего воздуха в июле способствуют более быстрому высыханию слоя лесных горючих материалов. При условиях средней облачности ситуация коренным образом не меняется. Увеличивается время сушки слоя лесных горючих материалов, и лесная пожарная опасность наступает позже. Распределение по месяцам аналогично, за исключением того, что кривые вероятностей ложатся чуть ближе друг к другу, что объясняется меньшим различием в суммах солнечной радиации при средних условиях облачности.

После длительной жары летние грозы часто бывают причиной загорания леса - удары молний в землю там, где есть сушняк или сухая трава, создают очаги пожара, и если ливень при грозе не потушит их, то пожар может охватить огромную площадь. Особенно опасны для леса "сухие грозы", когда разряды атмосферного электричества между облаками и землей не сопровождаются выпадением дождя. Очень часто эти явления наблюдаются в Сибири, становясь виновниками возникновения лесных пожаров.[5]

Рисунок 1.10 - Вероятность лесной пожарной опасности в условиях ясного неба (а) и средней облачности (б) [10]

На (рисунке 1.11) показаны суточный ход температуры воздуха (а) и зависимость вероятности лесной пожарной опасности (б) для июня. Кривые 1-3 отражают соответственно сценарии низкой, средней и высокой пожарной опасности. Анализ полученных результатов показывает, что более высокие температуры окружающей среды обеспечивают и более быстрое наступление лесной пожарной опасности. Закономерным результатом является и более быстрое наступление лесной пожарной опасности при сценарии высокой пожарной опасности и более медленное при сценариях средней и низкой пожарной опасности.

Рисунок 1.11 Суточный ход температуры окружающей среды (а) и вероятность лесной пожарной опасности (б) на июнь[10]

Предпосылками к чрезвычайной лесопожарной ситуации являются:

• Малоснежная зима, длительный бездождевой период (15-20 дней) с высокой ( выше средней многолетней) среднесуточной температурой воздуха и малой относительной влажностью в начале пожароопасного сезона, когда степень пожарной опасности в лесу по условиям погоды характеризуется IV, V классами пожарной опасности, длительный период с IV, V классами пожарной опасности, атмосферная засуха в любое время пожароопасного сезона.

• Наличие в лесном фонде бесконтрольных антропогенных источников огня и/или частые грозовые разряды при высокой степени пожарной опасности в лесу по условиям погоды [8].

1.3 Анализ существующих способов тушения лесных пожаров и их классификация

Своевременная ликвидация лесных пожаров, безусловно, является очень важной. Исходя из многообразия факторов, следует в первую очередь локализовать пожар и лишь после этого приступить к его ликвидации, выбрав подходящие приемы.

1.3.1 Основы тактики и приемы локализации при тушении различных видов лесных пожаров

Тактика - это выбор методов, приемов и способов ликвидации горения в зависимости от характеристики участков, охваченных пожаром и условий, существующих в момент тушения.