Лесная пирология

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

ФГБОУ ВПО

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СЕВЕРНОГО ЗАУРАЛЬЯ»

МЕХАНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Кафедра «Лесное хозяйство, деревообработка и прикладная механика»

Контрольная работа

«Лесная пирология»

Выполнил студен 3 курса группы ЛБЛХ31з.с.

Филатов И. В.

Руководитель проекта

Преподаватель

Касторнова А.В.

Тюмень - 2015

Содержание

Ведение

1. Наиболее пожароопасные типы хвойных лесов

2. Что такое пожарный максимум

3. В какой период он обычно наблюдается в лишайниково-мшистых и в травяных типах леса

Заключение

Литература

Введение

ЛЕСНАЯ ПИРОЛОГИЯ

(от греч. руг - огонь и logos- слово учение), наука о природе лесных пожаров, их влиянии на лесную среду, наносимом ущербе, разработке мер по их предупреждению и борьбе с ними, использовании положительной роли огня в лесном хозяйстве. Сформировалась в 50-е годы XX в. Наибольшее развитие лесная пирология получила в США, Канаде, России и др. странах, где леса часто страдают от лесных пожаров. Еще в конце XIX и начале XX вв. в лесоводственной литературе стала освещаться полезная составляющая лесных пожаров, их влияние на возобновление и смену древесных пород. Научные разработки борьбы с лесными пожарами в России заняли ведущее место в исследованиях, проводимых в 30-е годы XX в. в зоне таежных лесов. К 50-м годам были изучены основные закономерности природы лесных пожаров и их последствий, что позволило наметить пути совершенствования борьбы с ними как в теории, так и на практике. Ведущими организациями в вопросах лесной пирологии являются СПбНИИЛХ, ВНИИ ПОМ лесхоз, Центральная база авиационной охраны лесов, Росгипролес, ДальНИИЛХ и др.

1. Наиболее пожароопасные типы хвойных лесов

Хвойный лес - самый полезный, в нем столько антибактериальных веществ, что любая операционная может только позавидовать. Вот только и пожары любят его больше других. Сухая хвоя - лесной бензин - загорается даже быстрее березовой коры. Особенно горючи иглы лиственницы. Не намного меньше опасность загореться у соснового и елового леса. С корой деревьев все наоборот: стволы ели и лиственницы загораются хуже всего, в то время как все виды сосны вспыхивают как факел.

Пожар чаще всего начинается снизу от рук человека. Кора от молний загорается крайне редко. Вспыхивает не только еловая подстилка, но и мхи, и лишайники, растущие в таежных сосновых лесах. Сухие кусты болотных ягод, например черники и голубики горят не так активно. Зато багульник быстро поддается огню.

Главная функция лесов - выделение кислорода. Но чем дышать, если и так из труб машин выделяется нечто, на чем проживёт разве что плесень и тараканы, а лесов становится все меньше.

Лесные пожары очень опасны. Они повреждают или полностью уничтожают лес вместе с подлеском и почвенным покровом на больших площадях. Наряду с древесиной пожары уничтожают места поселений лесных животных. Бонн негативно влияют на восстановление леса и продуктивности насаждений.

Лесные пожары в основном возникают в хвойных лесах, особенно летом. Одной из главных причин их есть небрежное обращение людей с огнем в лесу: оставление непогашенных костров, окурков, спичек, тлеющих охотничьих пыжей и III. Лесные пожары могут возникнуть от искры паровозов и других установок, действующих в лесу, от молний и самовозгорание органического вещества. И более 80% пожаров - результат неосторожного поводу обращения с огнем в лесу. Бережное отношение людей к лесу может свести появление пожаров к минимуму. В лесах возникают пожары чаще весной (в апреле-мае), до появления травы, а также в сентябре - октябре, после подсыхания травяного покрова. Леса занимаются и горят также в зависимости от метрологических условий, от типа леса, возраста, полноты насаждения и рельефа местности. Меньше горят лиственные леса, больше - хвойные на очень сухих почвах. Влияет также почвенный покров. Травяная растительность загорается и приводит к пожару только после продолжительной засухи. Распространение огня в лесу зависит также от влажности в 1 подстилки.

В лесной практике установлено следующую классификацию лесных пожаров: низовые, или наземные; верховые, или вершинные; подземные, или грунтовые; стволовые и пеньковые. При низовых пожарах горит живой и мертвый почвенный покров. Чем больше захламленность и чем толще о покров подстилки, тем больше пожар и выше пламени. Огонь распространяется по направлению ветра со скоростью 1 - г. 5 км в час. В безветренную погоду низовой пожар продвигается медленно, а против ветра совсем не распространяется.

Верховой пожар отличается от наземного тем, что горит не только почвенный покров, но и кроны деревьев.

При устойчивой поверхностной пожара горит подстилка, кроны, продвигается по ветру со скоростью 5-8 км в час.

При быстром верховом пожаре от горящих крон образуется сплошной огневой вал. Пламя продвигается по верхушкам деревьев в направлении ветра с скоростью 8-25км в час. В это время горит и почвенный покров. При подземном или грунтовом, пожаре горит торфяной слой почвы и сухого навоза. Вместе с торфом горит и корни деревьев. Пламя местами проникает на поверхность. Высота пламени зависит от величины мертвого покрова и торфяного слоя. Пожар распространяется медленно, достигает нескольких сот метров в сутки, приобретая различной формы.

Во время стволовых и пеньковых пожаров, кроме подстилки, горят стволы деревьев и пни. В лесах бывшего СССР распространены низовые пожары. Наибольшие убытки наносят устойчивые лесные пожары, когда сгорает весь запас древесины. Лесные пожары продолжаются несколько дней, а иногда и несколько недель.

Изменение скорости распространения пожара связана с порой года, суток, относительной влажностью воздуха, видом и влажностью горючего материала, по состоянию подстилки, типом леса и скоростью ветра. Самые стойкие насаждения в возрасте спелости. Особенно большой ущерб пожары наносят молодым насаждениям.

Против лесных пожаров применяют меры, устанавливающие дозорно-сторожевую службу и, непосредственно борются с ними.

Особенно большое значение для лесного хозяйства имеют предупредительные противопожарные мероприятия.

Закладывая лесные культуры, предусматривают и учитывают их пожаростойкость. В древостоях своевременно проводят рубки ухода и очистки насаждений от захламленности.

Места всех видов рубок немедленно очищают от всех срубленных остатков. Вокруг лесохозяйственных зданий и складских помещений, вдоль линий связи с электропередач и дорог в лесу создают защитные разрывные противопожарные полосы. Особенно важны противопожарные рвы и разрывные полосы вдоль железных дорог, где в основном могут возникать пожары.

Важным мерой пресечения является также противопожарная пропаганда среди населения; лекции, беседы, керосин.

Различают следующие ландшафтные пожары: степные (травяные), лесные, болотные (торфяные), тундровые, маревые, камышовые и полевые (созревшие хлеба). Основные причины возникновения природных пожаров: антропогенный фактор (неосторожное обращение с огнем в лесу) ~ 40-50%; из-за разрядов молнии ~ 30%; сельхозпалы, которые проводятся с целью уничтожения прошлогодней сухой травы и обогащения почвы зольными элементами ~ 8%; лесозаготовки, при очистке лесосек огневым способом - сжиганием порубочных остатков; в результате самовозгорания. Наибольшие масштабы и, как следствие, ущерб наносят лесные пожары. Ежегодно на территории РФ происходит от 10 до 30 тыс. природных пожаров, при этом леса сгорают на площади свыше полумиллиона гектаров, а в отдельные годы - до 2 и более миллионов. По Красноярскому краю за 2001 год зарегистрировано 968 лесных пожаров на общей площади 18 034,9 га. Ущерб от них составил > 46,8 млн. рублей; затраты на тушение составили 4 811,9 тыс. рублей. В зависимости от того, в каких элементах леса распространяется огонь, пожары подразделяют на: низовые (распространяются только по напочвенному покрову, горит трава, лишайник, лесная подстилка, валежник, кустарник и т. п.); верховые (огонь движется сплошной стеной от напочвенного покрова до крон деревьев или только по кронам деревьев со скоростью до 8 км/ч); подземные (почвенные) - возникают на участках с торфяными почвами или имеющих мощный слой подстилки. По скорости распространения и высоте (глубине) пламени пожары разделяются на три категории: сильные, средней силы и слабые. НИЗОВЫЕ ВЕРХОВЫЕ ПОДЗЕМНЫЕ А-слабые; Б-средние; В-сильные

Чаще других наблюдаются низовые пожары - около 90% от их общего числа. Низовые пожары подразделяются на беглые и устойчивые. При низовом беглом пожаре сгорает живой и мертвый надпочвенный покров, самосев леса, опавшие листья и хвоя, обгорают кора нижней части деревьев и обнаженные корни, хвойный подрост и подлесок. Такой пожар распространяется с большой скоростью, обходя места с повышенной влажностью покрова, поэтому часть площади остается незатронутой огнем. Беглые пожары чаще всего происходят весной, когда просыхает лишь самый верхний слой мелких горючих материалов. При устойчивом низовом пожаре прогорает подстилка, сильно обгорают корни и кора деревьев, полностью сгорают подрост и подлесок. Обычно устойчивые пожары начинаются с середины лета, когда просыхает подстилка. При низовом беглом пожаре преобладает пламенный тип горения, при устойчивом - беспламенный. При подземных пожарах горит торф, залегающий под лесными массивами.

Возникновение и распространение подземных пожаров обычно связано с низовыми лесными пожарами, при которых огонь (отдельными очагами) заглубляется в слой торфа на наиболее подсохших участках, чаще всего у стволов деревьев, а затем постепенно распространяется в стороны. Подземные пожары начинаются, в основном, во второй половине лета. Их частота возрастает в засушливые годы, когда достаточно просыхают торфяные слои, расположенные под лесом. Верховые пожары характеризуются распространением огня по надпочвенному покрову и по кронам деревьев. При этом сгорают хвоя, листья, мелкие, а иногда и крупные ветви. Переход низового пожара на полог древостоя происходит в насаждениях с низко опущенными кронами, в разновозрастных насаждениях, а также при обильном хвойном подросте. Древостой после верхового пожара, как правило, полностью погибает. Чаще всего верховые пожары возникают в горных лесах при распространении огня вверх по крутым склонам. В значительной мере их возникновению способствует сильный ветер.

Различают верховой устойчивый и верховой беглый пожары. При верховом устойчивом пожаре огонь распространяется по кронам по мере продвижения кромки низового пожара. При верховом беглом пожаре, который начинается при сильном ветре, огонь продвигается обычно по пологу "скачками", иногда значительно опережая фронт низового пожара. Такое распространение огня объясняется тем, что тепло от горящих крон, поднимаясь наклонно по ветру, лишь частично попадает на соседние кроны, и его оказывается недостаточно для подогрева и подготовки их к воспламенению.

При продвижении огня по кронам ветер разносит искры, горящие ветви и хвою, которые создают новые очаги низовых пожаров за несколько десятков, а иногда и сотен метров впереди основного очага. Во время скачка пламя разносится по кронам со скоростью 15-20 км/ч. Особенно большой ущерб наносят верховые пожары, когда горят кроны деревьев верхнего яруса. Беглые верховые пожары характерны как для первой, так и для второй половины лета. Лесной пожар, охвативший большую площадь, чаще всего сочетает в себе элементы низового, беглого и других видов пожаров.

При этом часть территории может быть не подвержена огню - пожар обходит участки, где нет горючих материалов или где такие материалы не способны гореть в данных условиях. Нередко кромка пожара разбивается на участки, которые можно принять за самостоятельные очаги. Пламя распространяется с разной скоростью и неоднократно меняет направление в зависимости от изменения направления ветра и наличия горючих материалов. Конфигурация кромки пожара сложная и неопределенная, в результате чего трудно выделить основные элементы пожара - фронт, тыл и фланги.

По охвату площади лесные пожары имеют следующие зоны:

а) зона отдельных пожаров - возникает при незначительном количестве отдельных пожаров, рассредоточенных по площади;

б) зона массовых пожаров - совокупность отдельных пожаров, возникающих одновременно;

в) зона сплошных пожаров - формируется при быстром развитии и распространении пожаров при наличии высокой температуры, задымленности и загазованности, опасной для жизни людей и животных;

г) огненный шторм - особо интенсивный пожар в зоне сплошного пожара, в центре которого возникает восходящая конвекционная колонна в виде огненного вихревого столба, к которой с периферии устремлены сильные ветровые потоки. Потушить огненный шторм практически невозможно! По площади, охваченной огнем, лесные пожары подразделяются на шесть классов.

Анализируя причины возникновения и процесс развития лесных пожаров, нетрудно заметить, что пожарная опасность в лесах существенно зависит от погодных условий, для прогнозирования которых в настоящее время имеются достаточно совершенные методы. Наибольшая вероятность возникновения лесных пожаров в пожароопасный сезон. Пожароопасный сезон - период с момента таяния снегового покрова в лесу до наступления устойчивой дождливой осенней погоды или образования снегового покрова (апрель - ноябрь). Пожароопасный сезон разделяют на пожароопасные периоды и периоды отсутствия пожарной опасности, которые возникают после выпадения осадков (более 3 мм). К наиболее пожароопасным лесным насаждениям относятся: сосновые, лиственные и кедровые леса, лишайники, брусничники, можжевельники, багульники. В период, когда на деревьях зеленая листва, она является преградой для распространения верховых пожаров хвойных пород древостоя.

В насаждениях на сухих песчаных почвах пожары возникают наиболее часто и быстро распространяются, но они не носят устойчивого характера и тушить их относительно легко. В хвойных лесах с толстым слоем из опавших листьев, сучьев, травы в засушливый год пожары принимают опасные формы (верховые и подземные) и наносят большой ущерб. В летний период (июль - август) количество пожаров в лесу становится максимальным, поэтому в это время года необходимо сосредоточить силы и средства для ликвидации возникающих в лесу пожаров. Наибольшее влияние на пожарную опасность в лесу оказывают: осадки, температура воздуха и его влажность, ветер и облачность.

Прогнозирование лесных пожаров осуществляется на основе суммирования коэффициентов, учитывающих температурные, погодные, географические, статистические и другие условия. В настоящее время для поиска и своевременного обнаружения скрытых и вновь начавшихся и тем самым прогнозирования угрозы возникновения или возобновления лесных пожаров широко используется инфракрасная аппаратура, вычислительная техника с использованием искусственных спутников земли и авиации.

Также для оценки состояния пожарной опасности в лесу используется комплексный показатель (К), который учитывает основные факторы, влияющие на пожарную опасность лесных горючих материалов. В зависимости от значения К существуют следующие классы пожарной опасности погоды: I (К<300); II (300<К<1000); III (1000<К<4000); IV (4000<К< 12000); V (К>12000). Комплексный показатель прогнозирования пожароопасных условий, когда следует прекратить всякую работу в лесу, равен 5000 (в период массовых лесных пожаров он достигает 20 000). По комплексному показателю определяется очередность возгорания различных лесных участков и травяного покрова. В целях определения возможности возникновения лесных пожаров используют шкалу оценки лесных участков по степени опасности возникновения в них пожаров

Для ликвидации лесных пожаров по данным разведки необходимо провести оценку пожарной обстановки, на основании которой принимают решения по: Эвакуации населения и животных из посёлков попадающих в зоны поражения. Спасению людей и животных с отрезанной огнём территории. Ограничению въезда в пожароопасные районы. Привлечению необходимого количества сил и средств для спасения людей и ликвидации пожара. Ликвидация пожара состоит из следующих этапов: остановка пожара (прекращение пламенного горения), локализация, дотушивание (тушение всех очагов горения внутри пожарища) и окарауливание.

Способы ликвидации лесного пожара зависят от его вида, силы и размеров, метеорологических условий, характера местности, наличия сил и средств пожаротушения. Существуют следующие основные способы тушения: захлестывание или забрасывание грунтом кромки пожара, устройство заградительных и минерализованных полос и канав, тушение пожара водой или растворами огнетушащих химикатов, отжиг (пуск встречного огня). Если пожар возник. Что делать? Захлестывание кромки пожара - самый простой и вместе с тем достаточно эффективный способ тушения слабых и средних пожаров. Для этого используют пучки ветвей длиной 1-2 м или небольшие деревья, преимущественно лиственных пород. Группа из 3-5 человек за 40-50 мин может погасить захлестыванием кромку пожара протяженностью до 1000 м (см. рис.). Рис. Тушение кромки огня лесного пожара. В тех случаях, когда захлестывание огня не дает должного эффекта, можно забрасывать кромку пожара рыхлым грунтом. Безусловно, лучше, когда это делается с помощью техники. Для того чтобы огонь не распространялся дальше, на пути его движения устраивают земляные полосы и широкие канавы.

Когда огонь доходит до такого препятствия, он останавливается: ему некуда больше распространяться. Не исключено, что огонь все больше и больше приближается к деревне или другому населенному пункту, расположенному в лесу. Что предпринять? Главное - эвакуировать основную часть населения, особенно детей, женщин и стариков. Вывод или вывоз людей производят в направлении, перпендикулярном распространению огня. Двигаться следует не только по дорогам, а также вдоль рек и ручьёв, а порой и по самой воде. Рот и нос желательно прикрыть мокрой ватно-марлевой повязкой, платком, полотенцем. Не забудьте взять с собой документы, деньги и крайне необходимые вещи. ТОРФЯНЫЕ ПОЖАРЫ

Торф - это молодое геологическое образование, зарождающееся в результате отмирания болотной растительности при избыточном количестве влаги и недостаточном доступе воздуха. По внешнему виду он представляет собой волокнистую (при малой степени разложения) массу коричневого или черного цвета и в естественном состоянии содержит большое количество воды. Скопление торфа на определенной площади в виде однородных или различных по характеру и мощности слоев называется торфяной залежью. Средняя мощность торфяных залежей в нашей стране составляет около двух метров. Однако встречаются торфяники мощностью пласта 8-13 метров. В зависимости от водно-минералогических условий различают три типа торфа: низинный, переходный и верховой. Под воздействием температуры, влажности окружающей среды, биологической структуры растений торфообразователей и ряда других причин торф постепенно разлагается. Чем выше степень разложения торфа, тем больше подвержен он возгоранию, так как такой торф имеет меньшую влажность, большую среднюю плотность и теплоемкость.

Скорость выгорания торфа в безветренную погоду или при слабом ветре составляет 0,18 кг/м2. При скорости ветра 3 м/сек и более не редко происходит разбрасывание горящих торфяных частиц по ветру на значительные расстояния. Искры, попадая на слой подсушенного торфа, находящегося на поверхности, поджигают этот слой и образуют новые очаги горения. Происходит распространение пожара по направлению ветра. Перемещение огня по поверхности сплошной линией без учета очагов, образуемых разбрасываемыми ветром искрами, принято называть скоростью продвижения огня, а скорость перемещения огня с учетом очагов, образуемых от искр, - скоростью распространения пожара. В зависимости от скорости продвижения огня различают четыре фронта торфяного пожара (рис. 1.13): - головной (основной), движущийся по направлению ветра с наибольшей скоростью; -два боковых (фланговых), движущихся в стороны от головного фронта и с меньшей скоростью; - тыльный, движущийся в сторону, противоположную направлению ветра (навстречу ветру), и с наименьшей скоростью. Рис. 1.13. Форма распространения пожара на торфополе: 1-площадь тушения; 2-площадь пожара; 3-ширина площади пожара; 4-площадь, где торф выгорел; 5-место возникновения пожара Большое влияние на развитие пожара на торфяниках оказывают время года и суток, а также метеорологические факторы (количество осадков, температура воздуха и солнечная радиация). Особенно быстро развивается пожар днем. Объясняется это тем, что в результате солнечной радиации верхние слои торфа интенсивно высыхают, и по мере их нагревания часть влаги уходит в нижние слои залежи, а другая часть испаряется. Ночью пожар развивается медленнее, так как температура поверхности торфа ниже температуры залежи, и вследствие этого влага поднимается в ее верхние слои. Кроме того, обычно ночью утихает ветер и выпадает роса. На поверхности полей торф, как правило, сгорает не полностью, что приводит к задымленности значительной территории. Развитие торфяных пожаров можно разделить на три периода. Первый - начальный - загорание торфа. Характеризуется малой (несколько квадратных метров) площадью очага, небольшой скоростью горения, сравнительно низкой температурой и слабой задымленностью в зоне горения. Продолжительность периода загорания торфа колеблется от нескольких минут до нескольких часов и зависит от влажности торфа, скорости ветра, температуры и относительной влажности воздуха. Второй период характеризуется интенсивным горением с нарастанием его скорости и температуры. Искры разбрасываются ветром, в результате чего очень быстро увеличивается площадь пожара, достигая нередко нескольких тысяч квадратных метров. Повышается температура окружающей среды, на большое расстояние распространяется дым. Во время третьего периода пожар распространяется наиболее интенсивно и на весьма большой площади, исчисляемой несколькими гектарами. Пожар характеризуется высокой температурой в зоне горения и сильной задымленностью прилегающего района.

2. Что такое пожарный максимум?

Пожарный максимум горимости лесов, период пожароопасного сезона, в течение которого количество лесных пожаров и площадь, охваченная огнем, достигают максимальной величины по данному району, региону, округу, лесхозу, управлению и т. п. В условиях лесной зоны Европейско-Уральской части России пожарный максимум по числу лесных пожаров, исходя из многолетних данных, приходится на июнь, т. е. горимость, начиная с наступления пожароопасного сезона (апрель, май), постепенно возрастает, достигая максимальной величины к концу июня, а затем снижается до минимальной величины в сентябре - начале октября.

Подобная тенденция наступления пожарного максимума горимости наблюдается и в лесной зоне средней тайги Сибири и Дальнего Востока. В южной части лесной зоны Восточной Сибири и Дальнего Востока в пожароопасный сезон (март-ноябрь) наблюдается 2 максимума горимости: первый в конце мая - начале июня, второй, несколько меньший, - в начале сентября. Пожарный максимум горимости иногда отождествляют с «пиком горимости». Однако пик горимости лесов определяется как максимальное количество лесных пожаров, возникающее в пожарный максимум горимости, превышающие средне-максимальные многолетние показатели по количеству и площади лесных пожаров.

3. В какой период он обычно наблюдается в лишайниково-мшистых и в травяных типах лесах

В рекомендациях предлагается новый метод расчета природной пожарной опасности в лесу. Данные о природной пожарной опасности в лесу необходимы для оперативной работы при борьбе с лесными пожарами, планирования и размещения комплекса противопожарных мероприятий, разработки и усовершенствования средств и способов борьбы с огнем и целому ряду вопросов охраны леса от пожаров.

Сущность метода заключается в том, что он дает возможность расчетным путем устанавливать влажность напочвенного покрова (мшисто-лишайникового яруса) и опада, подстилки под ними и верхнего слоя торфа в насаждениях различных типов леса. Это позволяет определять возможность возникновения низовых и почвенных - подстилочно-гумусовых и торфяных пожаров, а также рассчитывать их параметры при распространении по площади. При помощи комплексного показателя В.Г. Нестерова определить влажность напочвенного покрова можно со значительными погрешностями, а определить влажность подстилки и торфа - невозможно.

Применение указанного метода расчета позволяет оценить и прогнозировать высокую и чрезвычайную природную пожарную опасность на лесной территории, т.е. условия, когда огонь не только распространяется по площади, но начинает заглубляться в подстилку и торф.

Существующий сейчас за рубежом метод определения природной пожарной опасности в лесу разработан принципиально с таким же подходом, т.е. дается раздельно оценка влажности напочвенного покрова и подстилки.

В основу предлагаемого метода заложены длительные исследования, проводившиеся в течение 10 лет по изучению послойного изменения влажности лесных горючих материалов в зависимости от хода погоды. Исследования, проведенные за последние годы аспирантом ЛенНИИЛХ В.И. Корбутом о влажности и загораемости лесной подстилки, позволили дополнить и уточнить имеющиеся в первом издании брошюры данные. Материалы собирались в лесах Северо-Запада европейской территории Союза. пожар хвойный лес подземный

Для вычисления новых показателей использованы те же метеорологические элементы, которыми пользуется Гидрометеослужба для расчета существующего комплексного показателя горимости: температура воздуха (t), дефицит точки росы (t) и количество осадков за сутки [3].

Методика оценки пожарной опасности в лесу по условиям погоды на основе показателей влажности ПВ-1 и ПВ-2 реализуется при решении задач оперативного планирования работы авиаотделений в рамках первой очереди автоматизированной системы управления охраной лесов от пожаров.

Принципы и методы экспериментальных исследований при разработке ПВ-1 и ПВ-2

Показатели ПВ-1 и ПВ-2 разработаны на основе экспериментальных исследований изменений послойной влажности лесных горючих материалов в зависимости от метеорологических факторов, обусловливающих эти изменения. Из множества факторов были выбраны ведущие. Факторами, определяющими увлажнение лесных горючих материалов были признаны - осадки (мм), а испарения влаги - величина t (t - t) по замерам в дневные часы. Обоснованием использования еt (t - t) как фактора, обеспечивающего испарение влаги, содержащейся в лесных горючих материалах, явилась выявленная связь, еt (t - t) с суммой радиационного баланса кал/см² сутки. Коэффициент корреляции i = 0,985. Значение радиационного баланса как энергии, обеспечивающей процесс испарения влаги, содержащейся в субстрате, установлено рядом исследователей [1, 4, 8].

При обработке экспериментальных данных прослеживалась, по насаждениям различных типов леса, динамика изменения влажности лесных горючих материалов:

- доминирующего лесного напочвенного покрова, определяющего возможность возникновения и распространения низовых пожаров;

- подстилки и верхнего слоя торфа, от влажности которых зависит возможность развития подстилочно-гумусовых и торфяных пожаров.

Изменение влажности горючих материалов в зависимости от метеорологических факторов, определяющих их увлажнение и высыхание, изучалось отдельно. Особо исследовалось влияние величины осадков на увлажнение лесного напочвенного покрова и подстилки при различной их исходной влажности до выпадения дождя [5]. В периоды без осадков изучалось влияние температуры и влажности воздуха в дневные часы [t (t - t) и еt (t - t)] на потерю влаги напочвенным покровом и подстилкой (торфом) на один и несколько дней. Исследования проводились при разной исходной влажности горючих материалов.

На основе математической обработки данных были построены кривые изменений влажности раздельно для напочвенного покрова и подстилки в зависимости от величины осадков (по градациям осадков и предшествующей осадкам влажности горючих материалов). Так же были построены раздельно кривые изменения влажности напочвенного покрова и подстилки в период без осадков, характеризующие изменение их влажности от максимальной до равновесной. Под равновесной влажностью принимается влажность, соответствующая воздушно-сухому состоянию; она изменяется в зависимости от влажности воздуха в небольших пределах. Изменения влажности воздушно-сухого напочвенного покрова и опада в зависимости от влажности и температуры воздуха могут быть учтены отдельно (см. табл. 3 - приложения).

Проведенные исследования показали, что характер увлажнения и высыхания напочвенного покрова резко отличается от характера увлажнения и высыхания подстилки. Последняя значительно медленнее высыхает, а для ее увлажнения, по сравнению с напочвенным покровом, требуется значительно большее количество осадков. Это вызвало необходимость построения таблиц для определения показателей влажности с раздельным учетом осадков для напочвенного покрова и подстилки. Кривые изменения влажности напочвенного покрова и подстилки, при выпадении осадков, явились материалом для построения таблиц, по которым определяются изменения значений показателей влажности покрова (ПВ-1) и подстилки (ПВ-2) после выпадения осадков разной величины (табл. 1 и 2 приложения).

Влияние осадков разной величины изучалось для напочвенного покрова и подстилки насаждений разных типов леса [5]. Однако для построения табл. 1 и 2 приложения использованы только кривые изменения влажности напочвенного покрова и подстилки в сосняках черничных дренированных. Это обусловлено тем, что эти данные оказались средними и незначительно отклонялись от кривых изменений влажности напочвенного покрова и подстилки в других типах леса. Такой метод несколько округляет полученные данные о влажности напочвенного покрова и подстилки после осадков, но значительно упрощает метод расчета показателей влажности ПВ-1 и ПВ-2.

Сопоставление расчетных данных влажности по показателям ПВ-1 и ПВ-2 с экспериментальными данными, полученными для разных групп типов леса, показало, что отклонения влажностей находятся в пределах «естественного» варьирования. Для напочвенного покрова - отклонения влажности - 5 - 6 %; для подстилки - 10 - 15 %.

Размерность величины е (t - t) выражается (°C)² , но по своей сущности величина (t - t) отражает недостаток насыщения воздуха влагой. Поэтому учитывая условность размерности величины еt (t - t), в приведенных значениях показателей влажности покрова и подстилки ПВ-1 и ПВ-2 размерность не указывается.

Построение местных шкал природной пожарной опасности насаждений на основе данных показателя влажности покрова (ПВ-1)

В системе мероприятий по охране от пожаров лесной территории и организации борьбы с пожарами важно выделить лесные участки, в которых низовые пожары могут возникать наиболее часто, менее часто, редко; т.е. распределить насаждения различных групп типов леса по степени их природной пожарной опасности. Это распределение обычно проводится на основе данных по очередности загораемости насаждений различных групп типов леса, связанной с величиной метеорологического показателя.

В табл. 4 представлено распределение групп типов леса по классам природной пожарной опасности насаждений, полученное на основе данных табл. 1 (связи влажности напочвенного покрова в разных типах леса с величиной ПВ-1).

При соответствии планов противопожарных мероприятий выделенные классы природной пожарной опасности наносятся на карту.

Для каждого конкретного объекта данные табл. 4 дополняются сведениями о распределении его площади по классам природной пожарной опасности.

В табл. 2 влажность подстилки в сосняках и ельниках с избыточным увлажнением (колонки 6 и 7) приведена для микроповышений, расположенных под кронами деревьев. От этих мест, в засушливый период, начинается развитие подстилочно-гумусовых пожаров. Заглубление огня в подстилку зависит не только от ее влажности, но и от влажности напочвенного покрова. Загорается подстилка при полном прогорании напочвенного покрова, когда его влажностьЈ 20 %.

В табл. 3 представлены значения верхнего слоя влажности сфагнума в зависимости от сочетания величин показателей ПВ-1 и ПВ-2. Подчеркнута влажность, при которой возможно распространение огня по покрову.

В табл. 4 представлены наименьшие значения ПВ-2,определяющие начало заглубления огня в подстилку, развитие подстилочно-гумусовых пожаров и торфяных в насаждениях различных классов пожарной опасности. По сочетанию величин ПВ-1 и ПВ-2 можно судить не только о возможности возникновения низового или почвенного пожаров различной интенсивности горения, но и о сложности борьбы и методах локализации лесных пожаров.

Таблица 4

Шкала природной пожарной опасности насаждений

Примечание: для I, II, III и IV классов пожарной опасности древостоев характерны подстилочно-гумусовые, для II* и V - торфяные пожары.

Класс пожарной опасности древостоев II* характеризует сосняки на осушенных торфяниках.

Приведенные величины показателей ПВ-1 и ПВ-2 (табл. 4 графы 3 и 4) получены в результате исследований, проведенных в лесах Северо-Запада европейской части ССОР. Для условий других географических районов аналогичных экспериментальных данных не имеется.

В табл. 4 (графы 5 - 8) приведено ориентировочное распределение насаждений по классам пожарной опасности в соответствии с описаниями травяно-кустарничкового и мохово-лишайникового напочвенного покрова различных типов лесов Сибири с учетом приуроченности древостоев к тем или иным формам рельефа [7, 9].

Полагаем, что по мере накопления сбора данных о возникновении и развитии лесных пожаров в насаждениях различных типов леса в дни с разными значениями ПВ-1 и ПВ-2 будут составлены местные шкалы пожарной опасности древостоев для других географических районов.

Составление местных шкал природной пожарной опасности в лесу по данным значений ПВ-1 и ПВ-2

По вычисленным значениям показателей влажности ПВ-1 и ПВ-2 можно судить, когда и в насаждениях каких групп типов леса возможны пожары и, что особенно важно, определить время возникновения почвенных пожаров. Известно, что в этих ситуациях требуются большие усилия по борьбе с пожарами.

Возможность возникновения и характер развития пожаров, в зависимости от величин показателей ПВ-1 и ПВ-2, в группах типов леса, объединенных в классы пожарной опасности насаждений, представлена в таблице 5.

По предлагаемой ниже шкале оценка природной пожарной опасности в лесу производится одновременно по двум входам по показателям влажности покрова ПВ-1 и подстилки ПВ-2 (табл. 5).

Заключение

Лесная пирология, в моем понимании, должна включать учение о природе лесных пожаров и вызываемых ими многообразных изменений в лесу, разрабатывать методы борьбы слезными пожар ми, определять пути борьбы с отрицательными последствиями их и давать основные направления по использованию положительной роли огня в лесном хозяйстве.

В лесной пирологии принято классическое определение пожарной опасности - угроза возникновения пожара, выражаемая его вероятностью. Однако в последнее время термин пожарная опасность приобретает новое значение в виде угрозы нанесения ущерба в результате деятельности неуправляемых лесных пожаров. Такое определение существенно повышает информативность показателя пожарной опасности, но, в тоже время, требует дополнительных исходных данных.

В лесной пирологии принято классическое определение пожарной опасности - угроза возникновения пожара, выражаемая его вероятностью.

Значит, с точки зрения лесной пирологии, полезно учитывать не только динамику в поселении того или иного основного растения в определенных условиях местообитания, даже не только образование того или иного производного типа ( представляя его в общем виде), но и динамику возможных в напочвенном покрове сочетаний, которые могут быть то более, то менее опасными в пожарном отношении.

Литература

1. Залесов С.В. Лесная пирология [Текст]: учеб. пособие. Екатеринбург: УГЛТА, 2006. 303 с.

2. Матвеев П.М., Матвеев А.М. Лесная пирология [Текст]: учеб. пособие. Красноярск: СТИ, 1993. 92 с.

3. Мелехов И.С. Лесная пирология [Текст]: учеб. пособие. М.:МЛТИ, 1978?1980, 1982, 1985. Вып. 1?5.

Научная литература

1. Валендик Э.Н., Матвеев П.М., Сафронов М.А. Крупные лесные пожары [Текст]. М.: Наука, 1979. 197 с.

2. Коровин Г.Н., Андреев Н.А. Авиационная охрана лесов [Текст]. М.: Агропромиздат, 1988. 223 с.Размещено на Allbest.ru