Мероприятия по обеспечению пожарной безопасности на территории лесного массива Акмолинской области

Размещено на http://allbest.ru

Размещено на http://allbest.ru

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

КОКШЕТАУСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АБАЯ МЫРЗАХМЕТОВА

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

Мероприятия по обеспечению пожарной безопасности на территории лесного массива Акмолинской области

Образовательная программа 5B073100 - «Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды»

Выполнил:

Ермеков Нурлан Сатбекович

Научный руководитель:

Акылбеков С.А.

Кокшетау, 2021



СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ

1.1 Понятие и типы лесных пожаров

1.2 Причины возникновения лесных пожаров

1.3 Способы тушения лесных пожаров

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ЛЕСНОГО ФОНДА АКМОЛИНСКОЙ ОБЛАСТИ

2.1 Основные направления деятельности

2.2 Биологическое разнообразие и оценка лесного фонда Акмолинской области

3. ПОСЛЕДСТВИЯ И ПРОФИЛАКТИКА ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ

3.1 Противопожарная безопасность в лесу

3.2 Противопожарные мероприятия

3.3 Последствия лесных пожаров на экологию и окружающую среду

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

акмолинская лесной пожар безопасность последствия



ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Лесные пожары являются мощным природным и антропогенным фактором, существенно изменяющим функционирование и состояние лесов. Лесные пожары наносят урон экологии, экономике, а часто и человеческие жизни оказываются под угрозой. Для стран, где леса занимают большую территорию, лесные пожары являются национальной проблемой, а ущерб, наносимый реальному сектору экономики, исчисляется десятками и сотнями миллионов долларов в год.

Наиболее распространенные лесные пожары приносят колоссальные убытки и порой приводят к человеческим жертвам. Лесные пожары при сухой погоде и наличии ветра охватывают значительные пространства. В 90- 97 случаях из 100 виновниками бедствия оказываются люди.

Цель исследования - изучить последствия и профилактику лесных пожаров, а также рассмотреть комплекс противопожарных мероприятий (на примере ГНПП «Бурабай»)

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи исследования:

- дать общую характеристику лесным пожарам;

- Изучить структуру лесного фонда Акмолинской области

- провести оценку последствий и профилактики лесных пожаров

Объектом исследования является лесной фонд Акмолинской области.

Предмет исследования - лесные пожары.

Методы исследования: сравнительный, аналитический, исторический и логический методы, а также системно-структурный, системно-функциональный методы и метод обобщения.

Научная новизна, практическая значимость исследования заключается в том, что полученные результаты исследования могут быть использованы для организации мероприятий по снижению пожарной опасности в лесохозяйственных учреждениях.

Структура работы: состоит из введения, трех глав, списка использованной литературы, содержит 2 таблицы, 1 рисунок.

Во введение раскрыты актуальность, цели, задачи, предмет, метод исследования, научная новизна и структура работы.

Результаты исследования обобщены в заключении. В первой главе рассматривается общая характеристика пожаров.

Во второй главе дан анализ хозяйственной деятельности.

В третьей главе проведена оценка последствий и профилактики лесных пожаров.

Результаты исследования обобщены в заключении



1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ

1.1 Понятие и типы лесных пожаров

Лесной пожар - это неуправляемое распространение огня в лесу . Причины лесных пожаров обычно делятся на естественные и техногенные пожары. Наиболее распространенными естественными причинами крупных лесных пожаров на Земле обычно бывают молнии. Размер больших по своей площади пожаров, позволяет их наблюдать из космоса.

В молодых лесах с большим озеленением зелени, вероятность возгорания от молнии значительно ниже, чем в возрастных лесах с множеством сухих и больных деревьев. Таким образом, в природе был некий баланс задолго до того, как существовал человек. Экологическая роль лесных пожаров заключалась в естественном обновлении лесов.

Сейчас доля естественных пожаров (вызванных молнией) составляет от 7 до 8%, что означает, большинство лесных пожаров связаны с деятельностью человека. Таким образом, пожарным подразделениям нужно следить за соблюдением противопожарной защиты. [1].

Существуют пожары специально вызванные искусственно. Эти пожары называются управляемыми. Целью контролируемых пожаров является: уничтожение легковоспламеняющихся горючих материалов, ликвидация отходов лесопользования, подготовка посадочных площадок для рассады, борьба с насекомыми и болезнями леса и т. д., А также, преднамеренное сжигание леса для последующей рубки [2].

Погода непосредственно влияет на поведение пожаров, при этом ветер и низкие значения влажности являются основными влияющими факторами из-за их способности быстро высушивать топливо и позволять пожарам быстро расти. Как правило, направляющие ветры на поверхности и в воздухе над центральной Монтаной весной и летом преобладают с юга на запад и являются умеренными или сильными на открытых участках с более легкими ветрами над холмистыми или горными районами. Поверхностные ветры варьируются в зависимости от метода, используемого для развития ветров, высоты, аспекта и открытости местного рельефа. Юго-западные и западные склоны более подвержены преобладающим ветрам и имеют более сухое топливо, что связано с повышенной активностью при пожаре. Пожары обычно распространяются с юго-запада на северо-восток.

Скорость ветра вызывает большую озабоченность у пожарных и сильно влияет на всю пожарную активность. Ветры обычно вызываются одним из четырех методов. Первый метод-это ветры с градиентом давления. Эти ветры вызваны ветрами, пытающимися выровнять давление между системами высокого и низкого давления. Примером этого является холодный фронтальный проход, сопровождаемый порывистыми ветрами. Эти ветры типичны для открытых травянистых участков, расположенных на больших участках региона. Второй способ генерации ветров - это суточное нагревание и охлаждение земли. Эти ветры, как правило, встречаются в горных или холмистых районах, где днем возникают ветры вверх по склону, а ночью-вниз по склону. Эти ветры обычно легче, чем ветры с градиентом давления, но могут быть преодолены сильными ветрами с градиентом давления. Третий способ получения ветра-это отток от грозовой активности. Эти ветры могут быть очень неустойчивыми, а также очень порывистыми и могут бросить вызов всем усилиям по тушению лесных пожаров и привести к проблемам безопасности пожарных, а также к потенциальному росту крупных лесных пожаров. Четвертый метод-это в первую очередь зимние явления с сильными или очень сильными подветренными ветрами [3].

Типичный сезон пожаров длится с ранней весны до осени или ранней весны или с марта по ноябрь. Весна, предшествующая озеленению, может быть временем большого роста пожаров, поскольку сухое остаточное зимнее топливо в сочетании с порывистыми ветрами создает угрозу крупных пожаров. Влага весной обеспечивает рост топлива и является временем для предписанной пожарной активности. По мере того, как сезон переходит в лето, количество влаги от гроз уменьшается, в то время как травы и кустарники начинают терять свою живую топливную влагу, топливо начинает высыхать, а пожароопасные условия обычно достигают пика к концу августа. С приближением осени условия, как правило, начинают охлаждаться, и смертоносный мороз начинает влиять на топливо. Сухие холодные фронтальные проходы становятся обычным явлением и могут способствовать экстремальному поведению огня, особенно когда они сопровождаются очень сильными ветрами. Условия поздней осени в конце октября и ноябре знаменуют переход к зиме, но опять же, сухие холода, фронтальные проходы в это время года и отсутствие снежного покрова могут привести к быстрому росту пожаров и высокой интенсивности пожаров во время ветровых явлений.

Климатические сезонные изменения также могут влиять на поведение пожаров. Зимние месяцы с декабря по февраль, как правило, не являются пожарными месяцами, но накопление снежного покрова может быть ключевым фактором потенциальной пожарной активности в любой данный пожароопасный сезон. В последней половине 20-го века весенние сезоны (с апреля по июнь), как правило, были влажными месяцами с низкой частотой пожаров. Возгорания, которые действительно произошли, привели в основном к пожарам низкой интенсивности. С 1988 года погодные условия изменились на более теплый и сухой цикл, что привело к продлению пожароопасных сезонов; весенние месяцы больше нельзя считать периодом низких пожаров в году. Длительные засушливые условия увеличили сложность пожаров [4].

Режимы влажности весной и летом можно определить в терминах следов штормов, которые обычно перемещаются по округу с юго-запада на восток. Штормовой след, влияющий на область анализа, начинается вдоль западных или южных границ региона и проходит на северо-восток через весь округ, прежде чем выйти на восточные равнины. Значительная влажность, связанная с этими грозовыми следами, будет выше в апреле и мае и будет иметь тенденцию к снижению в июне, а в июле и августе ожидаются в основном сухие грозы. Грозовая активность возможна в сентябре и начале октября, но с гораздо меньшей скоростью по сравнению с ранней весной.

Зимы в последние несколько лет были мягкими, с ярко выраженной засухой, которая затронула большую часть гор. Зимние и весенние снегопады были меньше, так как меньше снега накапливалось в горах, а ручьи и реки текли на рекордно низком уровне или вблизи него. Кроме того, подповерхностная влажность по-прежнему была недостаточной, что способствовало стрессу растительности всех типов. За последние несколько засушливых лет уничтожение насекомых распространилось на большие части Северных Скалистых гор и лесистых районов округа Каскад, обеспечивая постоянное мертвое топливо для потенциальных крупных пожаров. Зима 2019-2020 годов продолжила эту тенденцию с более теплыми, чем обычно, условиями и более сухой, чем обычно, влажностью, однако несколько весенних штормовых систем в марте и апреле 2020 года обеспечили столь необходимую широко распространенную влагу на больших участках. В то время как эта влага помогла сельскохозяйственному сообществу и помогла пополнить поверхностную и подповерхностную влагу почти нормальными потоками и резервуарами, долгосрочная засуха по-прежнему создает потенциальные большие проблемы с пожарами в более крупных видах топлива [5].

Защита от лесных пожаров обеспечивается всеми пожарными организациями под руководством окружного пожарного надзирателя с различными ресурсами по тушению пожаров по всему округу в соответствии с планом сотрудничества. Аппарат пожарной охраны диких земель стратегически расположен по всей территории региона.

Источники водоснабжения для защиты от лесных пожаров и структурной противопожарной защиты по всему округу относительно скудны. Они включают реки, ручьи, пруды с запасами и случайные точки водоснабжения и т. д. Из-за длительной засухи в округе большинство владельцев фермерских хозяйств не разрешат организациям пожарной охраны использовать свои скудные водные ресурсы для защиты от огня. В результате в течение этого продолжительного периода засухи источники водоснабжения должны быть доставлены к пожару через пожарные устройства, такие как тендеры на воду.

Программа сохранения земель заповедника и изменение методов ведения сельского хозяйства, т. е. земледелие без обработки почвы, создали значительную проблему лесных пожаров в некоторых частях округа. В регионе есть участки лесных угодий. Сосна и можжевельник являются доминирующими хвойными породами на самой большой части лесных угодий в округе. Однако районы в пределах горной местности содержат сплошные насаждения пихты, сосны и субальпийской пихты. Эти хвойные породы являются пожароопасной экосистемой, подверженной повторным лесным пожарам. Последствия этих частых пожаров могут быть весьма переменными в зависимости от значений риска.

В настоящее время пожарные управления отвечают за охрану диких земель на государственных и частных землях. Бюро по управлению земельными ресурсами и Лесная служба отвечают за обеспечение защиты от лесных пожаров на землях в регионе [6].

В течение последних нескольких пожароопасных сезонов с 2018 по 2020 год стало очевидным, что потери от пожаров на границе дикой природы и городов возросли по всей западной части. В соответствии с противопожарной политикой ожидается, что “в будущем потери будут увеличиваться”.

Граница между дикими землями и городами определяется как линия, область или зона, где структуры и другие виды человеческого развития встречаются или смешиваются с неосвоенными дикими землями или растительным топливом. Аналогичные термины являются интерфейсом дикой природы/жилого района и смешение дикой природы и городов. Для целей настоящего исследования «интерфейс между лесными массивами и городами определяется как группа домов и других сооружений с базовой инфраструктурой и услугами на государственной земле или рядом с ней; в которых условия благоприятствуют крупномасштабному пожару; и для которых существует значительная угроза жизни или имуществу людей в результате нарушения лесных пожаров»

1.2 Причины возникновения лесных пожаров

Процесс сгорания может происходить только при определенном соотношении трех элементов: свободного кислорода, горючих материалов и источника тепла. Поскольку кислород присутствует в воздухе повсюду, а горючие материалы в форме различных органических соединений в природе довольно широко распространены, только источники тепла могут служить недостающей частью для горения. Тепло необходимо для подготовки горючего материала к сгоранию, то есть для его сушки и нагревания до температуры сгорания. Источником тепла в процессе сгорания обычно является сама зона, где протекает реакция. Если тепло, которое выделяется во время сгорания частью топлива, является точно такой же, то новая часть топлива подготавливается для сгорания, зона сгорания остается стабильной. Если каждая вновь приготовленная порция топлива больше предыдущей, то размеры зоны сгорания увеличиваются. Именно это явление наблюдается во время пожаров [7].

Пожарная экология лесных и луговых типов местообитаний является неотъемлемой частью изменяющейся динамики топливных условий. Понимая роль огня в этих растительных сообществах в сочетании со знанием масштабов программы сохранения заповедников и потенциального развития подразделений, можно лучше понять современные риски [8].

Метод размещения различных типов лесных и луговых местообитаний в группы пожаров обычно используется для определения реакции растительности на огонь и пути, по которому некоторые виды проходят во время сукцессии. Группы пожаров описывают естественную роль огня, следуя последовательности от низких до высоких высотных вегетативных категорий. Они рисуют среднюю картину интенсивности и частоты пожаров и описывают естественную роль пожара до активных усилий по тушению пожара. Группы пожаров напрямую коррелируют с типами среды обитания в том, как они реагируют на нарушение пожарной безопасности, и сгруппированы в этом анализе на основе сходства растительности.

Существует ряд видов хвойных пород, которые адаптировались к экологии северного региона, причем наиболее распространенным типом древесины является сосна обыкновенная. Некоторые рассеянные древостои можно найти преимущественно в защищенных северных районах, где режимы влажности поддерживают эти хвойные породы.

Тип сосны -это адаптированная к пожарам древесная порода, которая разработала естественные механизмы для борьбы с частыми пожарами. У него толстая пробковая кора, которая изолирует камбий дерева от тепла, выделяемого лесными пожарами. Камбий является живым слоем клеток между корой и древесной частью ствола дерева и отвечает за рост как новой древесины, так и новой коры. Сосну можно найти на изолированных сухих участках, таких как те, что находятся в округе Каскад. Из-за частоты гроз в округе, по оценкам, огонь горел в большинстве естественных сосновых насаждений и под ними с интервалом в 10-20 лет и меньше, чем в некоторых районах. Из-за этой частоты загрузка топлива в насаждениях традиционно была низкой, так как во время этих пожаров расходовалась сухая древесина и игольчатый мусор. Пожары также имели тенденцию прореживать участки интенсивной регенерации, которые были результатом хороших урожаев шишек и благоприятных условий увлажнения. Пожары поддерживали плотность деревьев ниже, выборочно убивая некоторые из тонко ободранных саженцев и более мелкие отдельные деревья. Деревья, которые выжили, имели больший запас питательных веществ и воды, чтобы питать их, и были сильнее и здоровее. В отсутствие тяжелых топливных нагрузок периодические пожары низкой интенсивности не оказали бы существенного воздействия на оставшиеся старые деревья [9].

Однако с появлением противопожарной защиты ситуация значительно изменилась. Естественный мусор, образующийся с деревьев в этих насаждениях, накапливался десятилетиями. В большинстве районов на акр приходится гораздо больше деревьев, в результате чего образуются многоэтажные хвойные насаждения, чем было бы исторически. Эти многоэтажные насаждения возникают в ситуациях, когда существует непрерывное топливо от земли до крон зрелых деревьев (лестничное топливо). Это приводит к тому, что слишком много саженцев выживают и из-за интенсивной конкуренции за воду и питательные вещества образуют переполненные карманы веретенообразных деревьев. Эти деревья выживут до промежуточных высот, многие из них согнуты или сломаны снеговыми нагрузками.

Сегодня, когда происходит лесной пожар, он, скорее всего, будет иметь более серьезные негативные последствия. Более высокая интенсивность огня, вызванная большим количеством топлива, приводит к увеличению количества тепла. Это повышенное тепло может оказать неблагоприятное воздействие на почву и, как следствие, на производительность участка. Пожары с более высокой интенсивностью также труднее сдерживать от тех, кого землевладельцы и пожарные хотят защитить. Самое главное, они повышают риск для пожарных [10].

Эта группа состоит из сосновых древостоев сосны с преимущественно травянистым подлеском. Густые подлески сосны часто развиваются под рассеянными деревьями надстройки на некоторых участках Второй группы. Пожары, которые начинаются в таких насаждениях, часто энергично горят в кронах деревьев под деревьями. Следовательно, быстрое распространение, сильные пожары приводят к тому, что, несмотря на относительно легкий спад и мертвую загрузку топлива.

Многочисленные исследования истории пожаров, проведенные в сосновых лесах по всей территории северного региона, показали, что пожары были частым явлением, происходящим с интервалом от 5 до 25 лет в большинстве мест. Эти поверхностные пожары низкой интенсивности поддерживали более открытый древостой и удаляли большую часть подлеска, помогая предотвратить развитие пожара, разрушающего крону древостоя. Успешное управление огнем в течение 20-го века, несомненно, повлияло на некоторые аспекты. Основным эффектом является увеличение присутствия двухэтажных насаждений на некоторых участках, где нижний этаж представляет собой плотную насаждение деревьев размером с метр или более крупных деревьев. Когда управление огнем в конечном итоге терпит неудачу на таких стендах, часто возникают большие, сильные пожары.

Пожарные сосновые насаждения третьей группы более влажные и немного прохладнее, чем насаждения второй группы. Три группы древостоев обычно встречаются в оврагах или на северных склонах. Живое топливо в виде густых зарослей собачьей шерсти саженцев сосны пондерозы создает определенную пожароопасность в насаждениях третьей группы. Тенденция к многоэтажным насаждениям приводит к высокой вероятности возникновения коронных пожаров. Примером или представлением этой группы являются те насаждения, которые находятся в оврагах и северном аспекте в районе, прилегающем ко второй группе пожаров, но расположены в районе, где влага от снега или дождя имеет тенденцию накапливаться.

Четвертая группа состоит из типов местообитаний дугласовой пихты, где сосна пондероза обычно встречается в качестве основного ассоциата сераля или климакса, особенно на более низких высотах. Густые заросли пихты могут образовываться в периоды, свободные от огня. Чрезмерные истории становятся восприимчивыми к разрушающему корону огню, когда таким ситуациям разрешается развиваться в нижней истории. Историческая частота пожаров в четвертой группе типов местообитаний, вероятно, не сильно отличалась от таковой во второй группе - то есть от 5 до 20 или более лет между пожарами. Успешное подавление поверхностных пожаров в открытых, обслуживаемых огнем насаждениях за последние несколько десятилетий изменило места в сторону более легковоспламеняющегося состояния, что увеличило пожарный потенциал [11].

Эта группа существует на сухих участках, которые, как правило, слишком сухие для лиственницы и слишком холодные для сосны обыкновенной. В этих насаждениях в качестве второстепенных видов можно встретить можжевельник скалистых гор, гибкую сосну и субальпийскую ель. К этой группе пожаров относятся большая полынь, можжевельник обыкновенный, восковая смородина, красновато-бурая рябина, белая спирея и горная снежная ягода.

Сбитые мертвые нагрузки топлива для этой группы составляют в среднем 10 тонн/га. В то время как сбитая, мертвая древесная загрузка топлива иногда может быть значительной, живое топливо представляет меньшую проблему из-за суровых условий на месте. Этот фактор плюс обычный открытый характер этих насаждений приводит к низкой вероятности пожара кроны. Отдельные деревья часто имеют ветви близко к земле, и при наличии достаточного количества наземного топлива может произойти поджог.

1.3 Способы тушения лесных пожаров

Ликвидация пожара состоит из остановки пожара, его локализации, дотушивания и окарауливания. Ликвидацию массовых лесных и торфяных пожаров зачастую осложняют труднодоступность районов тушения и удаленность их от источников водоснабжения, нерациональность, а порой и невозможность привлечения автотранспорта для доставки воды. В то же время для осуществления противопожарных мероприятий потребность в ней может достигать нескольких тысяч тонн в сутки.

Успех борьбы с лесными и торфяными пожарами во многом зависит от их своевременного обнаружения и быстрого принятия мер по их ограничению и ликвидации [12].

В настоящее время наиболее распространенными способами тушения лесных пожаров являются подметание краев, тушение землей, водой, химикатами, а также удаление горючих материалов путем отжига, взрыва или с помощью механических средств.

Самый распространенный и самый простой способ потушить пожар - затопить огонь на краю. Чаще всего для дробления используются зеленые ветви и молодые деревья (лучше, чем хвойные). Когда они подавляют, огонь подавляется, то есть они бьют по горящей кромке резкими и скользкими ударами, пытаясь не только подавить пламя, но и подмести угли на сгоревший участок. Этот метод в случае наземного пожара достаточно эффективен.

Следующий по значению способ - тушение грунтом, потому что грунт в лесу всегда под рукой. С помощью лопат, на легких песчаных почвах, можно тушить низовой пожар даже средней силы. Попадая на кромку пожара, грунт не только сбивает пламя, но и прекращает горение, охлаждая горючие материалы и лишая их доступа кислорода. Именно такой способ тушения зачастую решает исход поединка с огнем [13].

Роль огня в этой группе пожаров четко не определена. Пожары, вероятно, происходили реже, чем в более теплых типах местообитаний пихты Дугласа. Относительно легкая топливная нагрузка, редкий подлесок и в целом открытый характер насаждений, по-видимому, благоприятствуют длительному периоду без огня. Однако исследования истории пожаров показали, что интервал между пожарами составляет от 35 до 40 лет.

Огонь играет важную роль в пользу сосны в этой группе. Без огня пихта постепенно заменит сосну. Роль огня в подготовке семенного ложа на большинстве этих участков группы пожаров осложняется трудностью регенерации после стадии рассады на этих засушливых участках из-за подлеска и чрезмерной конкуренции. Там, где происходит плотная регенерация, огонь, вероятно, играл роль прореживающего агента в насаждениях размером с саженцы и столбы. Наземный огонь, вероятно, поддерживает многие зрелые насаждения в открытом, похожем на парк состоянии. Многие древостои до поселения на самом деле были разбросанными рощами. Современное пожаротушение позволило этим рощам стать более густыми древостоями.

Возможности использования лесных пожаров в некоторых насаждениях этой группы могут быть ограничены из-за обычно разреженного топлива. Там, где имеется достаточное количество поверхностного топлива, предписанный огонь может использоваться для достижения целей управления лесом, пастбищами и дикой природой [14].

Огонь может быть использован после заготовки древесины для подготовки семенного ложа и снижения опасности лесных пожаров, связанных с уборкой урожая. Необходимо соблюдать осторожность при управлении интенсивностью пожара при предписанном сжигании в частично срезанных насаждениях. Цель снижения опасности в этих ситуациях должна заключаться только в удалении мелкодисперсного топлива. Рекомендуется сжигание во влажных условиях.

Отсутствие плотного нижнего этажа приводит к снижению пожарной опасности. Однако плотность деревьев-переростков и наличие мертвых ветвей вблизи уровня земли создают лестничное топливо, приводящее к потенциальному возгоранию кроны в тяжелых условиях горения.

Топливные условия в насаждениях, где доминирует сосна -полюс, как правило, менее опасны, чем в насаждениях, где доминирует пихта Дугласа. Лестничное топливо гораздо менее распространено, поэтому вероятность распространения огня с лесной подстилки на крону не так велика.

Тенденция к затовариванию и последующему развитию густого подлеска является основной причиной высокой опасности топливных условий во многих из этих насаждений. Накопление топлива в результате тушения пожаров, естественная смертность, поломка снега, сдувание и смертность от насекомых и болезней находятся на высоком уровне во многих лесах [14].

Исторически сложилось так, что огонь был важен как прореживающий агент и как агент замены подставки. Пожары от низкой до средней степени тяжести превратили плотные насаждения размером с шест или более крупные в довольно открытое состояние. Последующее горение света поддерживало стенды в парковых условиях. Сильные пожары, вероятно, произошли в плотных, богатых топливом стендах и привели к замене стендов. Роль огня в качестве агента для подготовки семенного ложа в этой группе менее важна, чем в сухой пихте.

Огонь оказывает очевидное влияние на среду обитания диких животных через его воздействие на пищевые растения. Сочетание вскрытия насаждений путем уничтожения деревьев с избыточной высотой, снижения конкуренции за счет удаления подлеска и омоложения прорастающих растений путем уничтожения сверху, может значительно увеличить доступность кормов.

Роль огня в качестве агента замены стенда становится более выраженной, когда естественный интервал без пожара увеличивается за счет подавления пожара, если только не происходит соответствующее сокращение топлива. Древостои в этой группе довольно изменчивы в зависимости от условий участка, истории древостоя и стадий сукцессии. Поэтому соображения по управлению огнем должны быть созвучны этому варианту. Защита от нежелательного пожара может быть важным фактором борьбы с пожарами в тех стендах, где сочетание живого и мертвого топлива приводит к серьезному потенциалу поведения при пожаре. Снижение пожарной опасности в таких насаждениях может быть трудным и непрактичным, за исключением случаев, связанных с заготовкой древесины. Планирование перед атакой в сочетании с быстрым обнаружением и первоначальной атакой может быть единственным разумным средством борьбы с этой ситуацией до тех пор, пока не будут запланированы операции по сбору урожая [15].

Густо заселенные деревья с чистыми стволами характеризуют многие зрелые насаждения с большим количеством валежника на лесной подстилке. Непосредственным источником валежника в молодом сосновом древостое является коряга, образовавшаяся в результате предыдущего пожара.

Роль огня в сосновом лесу почти исключительно как агента, который увековечивает или обновляет сосну. Без периодических нарушений теневыносливый вид заменяет сосну, потому что она плохо регенерирует на даффе или в затененных условиях. Огонь прерывает ход последовательности и увеличивает долю ложемента с каждым ожогом. В течение 50-100 лет после сильного пожара будет существовать сосновый лес, хотя кустарники и травянистый покров могут стать доминирующими сразу после пожара.



2. ХАРАКТЕРИСТИКА ЛЕСНОГО ФОНДА АКМОЛИНСКОЙ ОБЛАСТИ

2.1 Основные направления деятельности

Государственный национальный природный парк «Бурабай» создан на основании Постановления Правительства РК от 12 августа 2000 года № 1246. Национальный парк «Бурабай» является природоохранным государственным учреждением, входящим в систему особо охраняемых природных территорий республиканского значения и находится в ведении Управления делам Президента Республики Казахстан. На период создания национального парка «Бурабай» площадь составляла 83 510 га. [16].

Согласно Постановления Акимата Акмолинской области от 23 января 2007 года № А-2/22 «Об установлении охранной зоны ГНПП «Бурабай» установлена охранная зона вокруг Государственного национального природного парка «Бурабай» общей площадью - 377 166 га (рисунок 2).

Большие пожары на замещение древостоев играют определенную роль в экологии сосновых лесов. Естественный диапазон пожаров в сосновых насаждениях сосны составляет от менее 100 лет до примерно 500 лет. Интервал между любыми двумя пожарами в одном районе может составлять всего несколько лет. Повторяющиеся холодные пожары могут проредить стойку или иным образом омолодить ее, не нанося серьезного ущерба. Однако стенды старше 60-80 лет становятся все более легковоспламеняющимися из-за переполненности. В конце концов возгорание вызывает крупный пожар. В некоторых районах такой пожар может охватить тысячи гектаров. Обширные участки ложемента могут развиваться таким образом, когда серотиновые шишки открываются и осыпают ожог семенами [17].

Рисунок 1 - карта- схема Бурабайского района

Примечание - составлено автором

Исключительное доминирование сосны лоджеполя в типах сообществ в значительной степени объясняется пожарами по следующим причинам:

1. Исторические повторные лесные пожары на больших площадях могут устранить источники семян потенциальных теневыносливых конкурентов.

2. Легкие наземные пожары могут удалить вторгающихся теневыносливых конкурентов из под истории.

3. Густые древостои могут препятствовать регенерации всех хвойных деревьев в течение 200 лет при отсутствии нарушений или ухудшения состояния древостоя.

4. Участки могут быть неблагоприятными для создания других хвойных пород.

Основным соображением борьбы с пожарами в типах местообитаний этой группы является защита от нежелательных пожаров в течение длительных периодов засухи и в суровых погодных условиях. Пожары при замене древостоя в такие периоды часто заканчиваются и становятся катастрофическими, что приводит к полной гибели древостоя.

Возможности использования предписанного огня ограничены в естественных насаждениях из-за низкой термостойкости сосны, ели и субальпийской пихты. Другая проблема заключается в том, что горение в условиях, которые допускают низкую интенсивность огня, затрудняет поддержание предписанного огня в этих стендах.

Удаление подэтажных деревьев и кустарников, а также разумное прореживание и обрезка надэтажного здания с некоторым предписанным недожогом могут снизить пожарную опасность во всех этих группах пожаров на границе дикой природы и города. Пожарная экология типов лесных местообитаний предлагает стратегии управления для снижения опасности лесных пожаров в лесных экосистемах. Этот метод обработки топлива может помочь уменьшить или изменить ожидаемое поведение пожара, которое возникнет в результате пожара на дикой земле [18].

Пастбища и экология видов растений, которые занимают эти участки, имеют свое собственное отношение к лесным пожарам. Виды травы могут вносить свой вклад в поведение при пожаре, но могут быть легко изменены с помощью сельскохозяйственных методов, таких как выпас скота.

Чтобы лучше понять ранжирование опасных видов топлива, система определения, называемая «класс вегетативного состояния», является одним из подходов к определению и интерпретации важности частоты пожаров в экосистеме. Текущий «Класс состояния» определяется в областях отклонения от исторического режима огня, определяемого количеством пропущенных интервалов возврата огня. Огонь всегда был частью дикой природы, изменяя и формируя структуру и состав растительности в этом районе. Пять природных (исторических) режимов пожаров классифицируются на основе среднего количества лет между пожарами (частота пожаров) в сочетании с тяжестью (количеством замещения) пожара на доминирующей надэтажной растительности. Из - за преобладания зависящих от огня пород деревьев на этих участках огонь помогал поддерживать их. Горели поверхностные пожары низкой интенсивности, не давая наземной растительности превратиться в топливо для лестниц. Поскольку огонь стал менее важным фактором (подавление пожара) в поддержании растительности в этих районах, растительность изменилась. В результате появляется больше растительности, а также лестничного и наземного топлива (подстилка и древесный пух), которые способствуют пожарам более высокой интенсивности, чем это происходило исторически. Это привело к увеличению риска, опасностей и угроз для людей и ценностей людских ресурсов на стыке дикой природы и городов [19].

Поскольку большинство пожаров смешанной степени тяжести произошли в течение 50 лет после предыдущего пожара, вторичные ожоги, несомненно, были вызваны плотной регенерацией после пожара и уничтоженными огнем деревьями. В 2-возрастных древостоях сегодня младший возрастной класс обычно составляет менее 20% от покрытия полога надземной части, что свидетельствует о неоднородном характере недожогов, которые достигли только легкой и средней степени тяжести. Одним исключением может быть интенсивный повторный ожог во время суровой пожарной погоды; такой пожар может полностью уничтожить незрелый стенд и, таким образом, поглотить все свидетельства повторного сжигания. И наоборот, недожоги на более поздних сукцессионных стадиях часто были весьма неоднородными, поскольку живое и мертвое топливо очень редки во многих перезрелых древостоях. Такие пожары обычно оставляли шрамы на нескольких деревьях и не приводили к появлению нового класса деревьев. В целом, однако, преобладание пожаров, заменяющих древостои, четко видно по мозаике возрастных классов, в которой менее 5 процентов древостоев являются многовозрастными, и эти площади, как правило, составляют менее 100 гектаров каждая. При отсутствии повторного возгорания может пройти 2-3 столетия, прежде чем засуха, возгорание и упадок древостоя совпадут, чтобы подпитывать другой древостой, заменяющий огонь. В дополнение к молниеносным пожарам, некоторые ранние дневные пожары, как известно, были вызваны людьми.

Чтобы получить представление об относительной эффективности современного пожаротушения и его возможном влиянии на лесную сукцессию.

Исходя из этих данных, трудно интерпретировать, оказало ли подавление пожаров какое-либо существенное влияние на лесную сукцессию. На уровне стенда несколько факторов свидетельствуют о том, что на преемственность еще не оказали заметного влияния. В большинстве стендов неестественная последовательность не произошла бы за такой короткий промежуток времени, даже если бы интервал между пожарами был искусственно увеличен в относительно старой стойке. Однако последовательность все равно была бы в некоторой степени изменена, если бы пожары были подавлены, например, в незрелых древостоях, которые были склонны к повторным ожогам (например, регенерированные древостои). Поскольку большинство интервалов между пожарами были относительно длительными и были сопоставимы с теми, которые были обнаружены в других исследованиях, влияние подавления пожара на последовательность в отдельных древостоях, по-видимому, на сегодняшний день было минимальным [20].

На ландшафтном уровне долгосрочное подавление пожаров может искусственно вызвать мозаичную однородность в лесах, которые ранее содержали гетерогенную смесь классов возраста, инициированных пожарами. Потенциально серьезным следствием является то, что мозаики, которые равномерно стареют в отсутствие огня, могут быть подвержены более крупным эпидемиям насекомых или болезней, а также неестественно большим елям в будущем.

2.2 Биологическое разнообразие и оценка лесного фонда Акмолинской области

Растительный мир. Общая потенциальная флора территории национального парка составляет 840 видов высших растений, при этом наибольшее число видов сконцентрировано в лесах. По предварительным данным более 70 видов нуждаются в охране, особенно встречающиеся здесь 11 видов, занесенных в Красную книгу растений Казахстана: кладина оленья, кувшинка белая, адонис весенний, сфагнум гладкий, башмачок настоящий, башмачок крупноцветный, ольха клейкая, пион cтепной, росянка круглолистая, багульник болотный, гуперция баранец.

В настоящее время, в зависимости от приоритетности выполняемые лесами функций государственный лесной фонд области распределен по категориям ГЛФ (таблица 1). [21]

Таблица 1. - Распределение государственного лесного фонда по Акмолинской области

№ п/п	Наименование лесовладельцев	Общая площадь га	Лесные угодья, га	Покрытые лесом, га	Нелесные угодья, га
1	Акколь	41 917	25 135	22 704	16 782
2	Барап	9 916	3 746	2 946	6 170
3	Букпа	22 655	17 292	9 483	5 363
4	Больше -Тюктинское	33 264	28 250	26 721	5 014
5	Ерейментауское	16 533	10 463	9 413	6 070
6	Кенесское	35 406	18 814	14 490	16 592
7	Красноборское	41 119	21 668	19 308	19 451
8	Куйбышевское	48 819	23 706	19 621	25 113
9	Мало -Тюктинское	19 795	17 820	16 104	1 975
10	Маралдинское	24 846	23 119	22 092	1 727
11	Степногорское	25 970	8 688	5 881	17 282
12	Отрадненское	50 564	35 150	29 265	15 414
13	Урумкайское	34 468	27 006	22 589	7 462
	Итого по ГУ	405 272	260 857	220 617	144 415
Примечание - составлено автором [18]

В лесном хозяйстве нет крупных промышленных предприятий, которые могли бы негативно повлиять на состояние лесов.

За отчетный период в результате лесных пожаров было потеряно или повреждено 1504 гектара пахотных земель (таблица 2). Запасы мертвой и поврежденной древесины составляют 116,1 тыс. М3, из которых 32,9 тыс. М3 был потерян для лесного хозяйства [22].

Таблица 2- Лесные потери и потери древесины за отчетный период

№	Причины гибели	Площадь, га	Запас древесины погибших насаждений, тыс.мі
			общий	в.т.ч. спелых и перестойных
1	2	3	4	5
1	От пожаров (учтенные настоящим лесоустройством гари)	1504	116,1	-
2	От вредителей и болезней	-	-	-
3	От ветровалов и буреломов	-	-	-
4	От воздействия промышленных, сельскохозяйственных предприятий, строительства	-	-	-
5	От подтопления	-	-	-
6	По другим причинам:	-	-	-
7	Всего погибших лесов	1504	116,1	-
	Из них:	Хвойных	1180	94,4	-
		мягколиственных	324	21,7	-

Примечание -составлено автором [23]

Поведение пожара описывает, как загораются и распространяются пожары. Топография, топливные условия и погода-все это влияет на поведение пожаров и на то, как горят лесные пожары. Топливо-единственный фактор, влияющий на поведение огня, которым мы можем управлять. Следующая оценка поведения пожара показывает интенсивность пожара и скорость распространения огня в различных типах топлива-моделях. Важно понять эту информацию, чтобы определить, какие районы способствуют проблеме пожаров в регионе.

Для анализа потенциального поведения пожара использовались следующие типы-модели топлива:

Топливная модель 1: Трава, в которой преобладает короткая трава, где очень мало кустарников или древесины присутствует менее чем на трети площади. Тонкое, пористое и непрерывное топливо, которое отверждено или почти отверждено, управляет распространением огня [24].

Топливная модель 2: Трава с открытой древесной надстройкой, которая покрывает от 3-й до 3-й части площади. Эта модель представляет собой открытую траву и сосну, а также убранные участки, где остается избыток древесины. Распространение огня происходит в основном за счет поверхностного пожара через вызревающие или мертвые травы с подстилкой и мертвой древесиной из открытого кустарника или перестойной древесины, способствующей интенсивности огня. Эта топливная модель также включает в себя рассеянную полынь на лугах без зарослей сосны.

Топливная модель № 4: (Эта топливная модель более близко представляла плотные, непрерывные насаждения сосны и пихты в этом районе). Интенсивность пожаров и быстро распространяющиеся пожары включают листву и живой и мертвый мелкий древесный материал в кронах почти непрерывного подлеска сосны и пихты. Помимо легковоспламеняющейся листвы, значительный вклад в интенсивность пожара вносит мертвый древесный материал в насаждениях. Глубокий слой мусора также может препятствовать усилиям по подавлению.

Расчеты поведения пожара для этих моделей топлива были сделаны с использованием топлива, погоды и топографических условий, распространенных в регионе. Один - для нормальных условий августовского пожароопасного сезона, называемых средними, и один - для экстремальных условий августовского пожароопасного сезона, называемых экстремальными. В крайнем случае, также учитываются суровые условия засухи. Эти условия будут присутствовать в августе и сентябре, когда вся растительность вылечится и высохнет [25].

В большинстве случаев лесные пожары загораются и горят в условиях, которые не являются критическими в естественных условиях и могут быть подавлены силами по тушению лесных пожаров.

Нормальное поведение пожаров в типичных для этого района условиях обычно приводит к лесным пожарам низкой и умеренной интенсивности, которые могут быть успешно подавлены. Некоторые из этих пожаров могут демонстрировать факелы, короткие пробеги коронного огня и пятна во время дневного периода горения. Однако крупные пожары высокой интенсивности имеют некоторые общие характеристики. Они обычно происходят в условиях засухи, когда топливо отверждено и очень сухое, а также имеется постоянный источник лесного топлива. Преобладающий ветер обычно толкает эти пожары в северо-восточном направлении. Эти ветры связаны с лобными проходами. Они могут быть довольно сильными и доноситься с юга, юго-запада и запада. Это направление первичного распространения очень очевидно при всех крупных пожарах на северо-западе. Высокоинтенсивные коронные пожары обычно вызывают обнаружение на большом расстоянии, быстро горят как вверх, так и вниз по склонам, иногда как днем, так и ночью, и по существу являются "неконтролируемыми". Именно этот вид пожара больше всего беспокоит жителей и пожарных на границе дикой природы и города.

Дескрипторы поведения пожаров и интерпретации лесных пожаров были составлены для стратегии тушения пожаров, предписанного пожаротушения и долгосрочного планирования. Ключевыми дескрипторами поведения пожара являются скорость распространения, длина пламени и интенсивность линии огня.

Пожары классифицируются в соответствии с топливом, в котором они горят; наземные пожары, наземные пожары и коронные пожары. Каждый горит с разной интенсивностью и скоростью распространения в зависимости от топлива, ветра и рельефа местности. Переход от пожара, горящего на поверхности топлива на лесной подстилке, к пожару, горящему в кронах деревьев, определяется количеством доступного топлива, интенсивностью огня или длиной пламени, наличием лестничного топлива для переноса огня на стоящие деревья и ветром. Пожар может начаться с поджога одного дерева или небольшой группы деревьев. Когда в кронах деревьев возникает пожар, ветер обычно переносит огонь в кроны, создавая интенсивность огня, с которой не могут справиться силы пожаротушения [26].

Пожары в кронах обычно вызываются ветром, но сухость топлива и крон деревьев может вызвать то, что известно как пожар в кроне с преобладанием шлейфа. Коронные пожары этого типа происходят из-за сухих, взрывоопасных и кумулятивных условий засухи, присутствующих в лесу. Шлейф, в котором доминирует огонь, не обязательно нуждается в ветре, чтобы поддерживать его. Благодаря успешным усилиям по тушению пожаров в течение последних 100 лет возросший топливный комплекс во многих районах увеличивает вероятность возникновения лесных пожаров с преобладанием шлейфа.

Точечные пожары возникают из-за горящих углей, которые поднимаются ветром и столбом дыма и падают перед основным фронтом пожара. Точечные пожары нуждаются в сухом топливном слое для воспламенения, и нередко эти пожары начинаются на ј - ѕ км. впереди основного фронта огня. Эти точечные пожары создают серьезные проблемы для сил пожаротушения, пытающихся защитить жизни и имущество задолго до наступления фронта огня. Когда точечные пожары начинаются и набирают интенсивность, они могут стать такими же активными, как и основной фронт огня. Некоторые пожары распространяются так быстро благодаря сочетанию коронации и обнаружения, что у сил пожаротушения нет абсолютно никакого способа получить контроль.



3 ПОСЛЕДСТВИЯ И ПРОФИЛАКТИКА ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ

3.1 Противопожарная безопасность в лесу

Пожары в сосновых лесах Акмолинской области - основной фактор, влияющий на формирование насаждений и приносящий большой ущерб лесному хозяйству. Лесообразующей древесной породой здесь является сосна обыкновенная (Pinus silvestris), а так же бер?за (Betula pendula). Наиболее пожароопасными и горимыми являются такие типы леса: очень сухой каменисто-скальный сосняк, сухой каменисто-лишайниковый сосняк, сухой злаково-костяничный сосняк и др. Основная причина лесных пожаров - нарушение правил пожарной безопасности. Причина лишь небольшой части пожаров - молнии (10 - 15%). Хвойные лесные массивы, особенно молодняки и лесные культуры отличаются высокой горимостью, что обусловлено высокой пожарной опасностью самих хвойных насаждений, сухостью климата и наличием большого количества лесных напочвенных горючих материалов в указанных выше типах леса - от 9 до 30 тонн на 1 га. Особое и очень тщательное внимание в лесах данного региона следует уделять профилактике пожаров и регулированию рекреационной нагрузки. [23].

Чтобы остановить большие пожарные фронты, должны построить связь между другими стратегическими районами, непроходимыми для огня: скалами, водными поверхностями, другими средствами. Создание этой инфраструктуры на хребтах направлено на замедление распространения и интенсивности пожаров в этих секторах. Выбор горных хребтов, на которых будут построены эти линии обороны, основан на сценариях пожаров и стратегических вариантах тушения пожаров.

Трасса циркуляции - это ось движения, вдоль которой будут сосредоточены боевые средства. Он выбирается в соответствии с топографическими и метеорологическими характеристиками сектора.

Определяется ширина просвета подлеска с обеих сторон циркуляционной дорожки:

- В зависимости от характера растительности и топографии сектора;

- В качестве эксплуатационного минимума, позволяющего вести борьбу с огнем с трассы, а также для того, чтобы персонал и оборудование никогда не подвергались непосредственному воздействию излучения огня.

- Минимальная ширина-100 метров.

Поддержание древесного полога направлено на создание барьера, чтобы ограничить вероятность обнаружения пожара и «замедлить» ветры на исследуемой территории. Кроме того, это позволяет лучше интегрировать линию обороны в типичные ландшафтные характеристики Водоснабжение обеспечивается за счет установки закрытых металлических цистерн емкостью 30 м3 вдоль дороги примерно через каждые 700-1000 метров.

Полосы, свободные от растительности, создают полный топливный разрыв между растительностью и зоной горения. Это облегчит поддержание зоны, в которой подлесок очищается от предписанных пожаров и которая, возможно, может быть использована в качестве задней линии огня.

Доступ к зоне горения. Последним фактором успеха линии сдерживания является возможность быстрой и безопасной концентрации всех типов пожарных машин. Таким образом, необходимо иметь согласованную стратегическую дорожную сеть, которая учитывает планы тушения пожаров путем:

? интеграция любой существующей дорожной оси (главная дорога, второстепенная дорога, коммунальная дорога, трасса), если требуется дополнить новыми трассами;

? управление безопасностью персонала и оборудования (см. главу о дорогах и трассах).

Поскольку возможности хранения воды пожарных машин ограничены, необходимо включить использование искусственных или природных водных ресурсов. Эти водные ресурсы должны быть распределены в достаточном количестве, чтобы сократить транспортные расстояния.

Это крупные водные объекты, например, естественные (озера) или искусственные (водохранилища). Они должны быть расположены локально, чтобы обеспечить работу пожарных машин на земле, и очень полезны для снабжения воздушных танкеров [24].

Воздушные танкеры (самолеты-черпаки) требуют минимальной водной поверхности длиной 2000 м, шириной 100 м и глубиной 2 м.

Стационарные цистерны: построены из бетона или металла, могут быть построены под землей или на земле. Как правило, цистерны с различной емкостью от 10 до 150 м3 питаются естественным путем (родниковая вода, дождевая вода, собранная с помощью имплювия и т.д.) или искусственно. Зарядка пожарных машин должна осуществляться с помощью насосов с приводом от двигателя или с использованием рельефа местности, чтобы обеспечить достаточное давление воды. Некоторые цистерны могут быть специально оборудованы для подачи вертолетов, например, с помощью люка на верхней части цистерны для подачи аспирацией.

Мобильные цистерны: имеют гораздо меньшую вместимость, чем стационарные цистерны; эти цистерны, изготовленные из металла или иногда из непроницаемой ткани, имеют преимущество в приближении точки подачи воды к зоне тушения пожара. Плавательные бассейны могут использоваться местными службами пожаротушения для пополнения цистерны с водой и владельцами для защиты своего жилья [25].

Сеть питьевого водоснабжения. Сеть подачи питьевой воды может использоваться пожарными машинами через пожарные гидранты, которые имеют преимущество в обеспечении водой под давлением. При подаче нескольких цистерн с водой давление сильно снижается.

...