Поражающие факторы лесных пожаров

Основными поражающими факторами лесных пожаров являются:

  • - теплофизический, проявляющийся в виде пламени, нагрева тепловым потоком, теплового удара;
  • - химический, проявляющийся в виде загрязнения атмосферы, почвы, гидросферы.

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 то же время требует дополнительных исходных данных.

Метеорологические условия относятся к одним из главных факторов вероятности возникновения пожаров в природе. Количественным отражением данной вероятности, официально принятым в России, является комплексный показатель пожароопасности (К) по метеорологическим условиям, разработанный В. Г. Нестеровым еще в сороковые годы прошлого столетия и применяемый на практике до сих пор, в некоторых регионах с небольшими модификациями [13].

Показатель Нестерова К отражает баланс иссушающих и увлажняющих факторов соотношением

К Х1 (^ВОЗД ?росы) ' ^возд

(31) или для дней с постоянным температурным режимом:

К = п • (t

возд

  • ?росы ^ВОЗД ’
  • (31а)

где tB03a - температура воздуха в 12 часов по местному времени, °С; tpocbi точка росы в 12 часов по местному времени, °С; п - число дней после последнего дождя.

Чем ниже влажность, тем точка росы ниже фактической температуры. Чем выше влажность, тем точка росы ближе к фактической температуре или выше ее. Если относительная влажность составляет 100 %, то точка росы совпадает с фактической температурой. За факт выпадения осадков принимаются любые значения начинаяс 3 мм за 24 ч, осадки меньше 3 мм не учитываются.

Указанный показатель пожарной опасности может изменяться от единицы до нескольких тысяч, а в периоды устойчивой сухой и жаркой погоды превышать 10000. Для характеристики степени пожарной опасности (ПО) весь диапазон значений делится на пять интервалов - классовпожарной опасности в лесу по условиям погоды (табл. 4.1) [13]. Каждому типу лесного массива соответствует свое значение комплексного показателя К, при котором возможно возгорание (табл. 4.2).

Таблица 4.1

Шкала классов пожарной опасности в лесу по условиям погоды

Класс пожарной опасности по условиям погоды

Значение комплексного показателя,К

Степень пожарной опасности

I

До 300

Отсутствие ПО

П

От 301 до 1000

Малая

III

От 1001 до 4000

Средняя

IV

От 4001 до 10 000

Высокая

V

Более 10 000

Чрезвычайная

Таблица 4.2

Значения комплексного показателя пожарной опасности, при которых возможно возгорание леса

Тип лесного массива

Комплексный показатель К

Сосняки - брусничники

301

Ельники - брусничники

500

Сосняки

550

Смешанные

800

Лиственные

900

Березняки - черничники

900

Травяные насаждения

5000

Для России по загораемости может быть выделено три основные группы древесных пород [14]:

  • 1) типы лесов, характеризующиеся наибольшей загораемостью (хвойные молодняки, сосняки с наличием соснового подростка, брусничники, смешанные);
  • 2) типы лесов умеренной загораемости (сосняки, ельники, кедровники);
  • 3) типы лесов трудно загорающиеся (березняки, осинники, ольховники и другие лиственные породы).

У распространяющегося лесного низового пожара различают фронт, тыл и фланги, имеющие различные линейные скорости распространения (Уф, VT и Уфл). Зависимость линейной скорости распространения низового пожара от скорости ветра VB (м/с) для 1 группы древесных пород по загораемости отражены на рис. 4.1.

Приращение периметра пожара АП (м) за время распространения т (ч) можно определить по формуле

АП = 3,3 ? Уф ? т, (32)

где Уф - скорость распространения фронта пожара, м/с.

Зависимость линейной скорости распространения низового пожара от скорости ветра

Рис. 4.1 Зависимость линейной скорости распространения низового пожара от скорости ветра

(II, III-V- классы пожарной опасности погоды)

Если начальный периметр пожара По (м) известен (задан), то через время с начала пожара т (ч) периметр будет равен

П — Пд + ДП .

(33)

Площадь пожара S (га) может быть рассчитана по формуле

  • S = 4- 10’6- П2 .
  • (34)

Доля непригодной к реализации древесины после верхового пожара может быть определена по табл. 4.3.

Таблица 4.3

Доля непригодной к реализации древесины по видам после верховых пожаров,%

Вид пожара

Сосна

Кедр

Ель, пихта

Верховой устойчивый

50

30

70

Верховой беглый

30

20

60

Примеры решения задач

Задача 1. На лесной территории площадью 1000 гас хвойными насаждениями (сосна) установилась жаркая сухая погода с температурой в 12 часов дня 1В03Д = 25 °С. Принимая, что точка росы равна tpocw = 21 °С, определить, через сколько дней после установления жаркой погоды возникает пожароопасная обстановка. Определить последствия верхового устойчивого пожара через 24 часа после его возникновения, если начальный периметр низового пожара По = 10 000 м, а скорость ветра - 4 м/с.

Решение:

1. Из формулы (31а) с учетом данных табл. 4.2. найдем количество дней, через которое возникнет пожароопасная обстановка при условии, ЧТО В ЭТИ ДНИ 1В03д= const; tpocbi=const.

Из формулы (31а) определяем количество дней, через которое возможно возникновение пожароопасной обстановки (и):

К ft ' {^возд їросьі) ‘ ^возд •

По условиям примера сосна, относится по табл. 4.2 к типу лесного массива - сосняки, поэтому комплексный показатель К = 550. Тогда

п = 550/[(25 - 21) • 25] = 5,5 дн.

  • 2. С учетом того, что сосняки относятся к первой группе по загораемости, для скорости ветра VB = 4 м/с и II класса пожарной опасности (300 < К < 1000 - см. табл. 4.1) по графику на рис. 4.1 линейная скорость фронта низового пожара равна Уф ~ 28 м/ч, а линейные скорости распространения флангов (Уфл) и тыла (Ут), соответственно Уфл~ 18 м/ч;Ут~ 10 м/ч.
  • 3. Приращение периметра ДП за т = 24 ч найдем по формуле
  • (32) :

ДП = 3,3 ? Уф • т = 3,3 • 28 • 24 = 2217,6 м.

  • 4. Периметр пожара П через 24 ч после загорания по формуле
  • (33) будет равен

П = По+ ДП= 10000 + 2217,6 = 12217,6 м.

  • 5. Площадь пожара через 24 ч после начала в соответствии с
  • (34) будет равна
  • S = 4- 10’6- П2= 4- 10'6- (12217,6)2 = 597 га.

Таким образом, пожар не охватит территорию леса площадью 1000 га до окончания суток.

6. Определим время, за которое пожар охватит весь лесной массив площадью So = 1000 га, используя формулы (34) - (32). Приняв S = So, получим

т ~ 69 ч.

7. Согласно табл. 4.3 в случае возникновения верхового устойчивого пожара 50 % леса окажется непригодным к реализации.

Задача 2, На лесной территории площадью So =300 га с хвойными насаждениями (ельники-брусничники) установилась жаркая сухая погода с температурой в 12 часов дня 1В03Д = 27 °С. При этом точка росы tp0CbI = 16 °С.

Определить коэффициент пожарной опасности К и последствия через трое суток после возможного возникновения верхового беглого пожара, если начальный периметр низового пожара принять По равным 400 м, а скорость ветра - 1 м/с.

Решение:

1. Из формулы (31а) с учетом данных табл. 4.2 найдем коэффициент пожарной опасности К при условии, что в эти дни te03d и tp0Cbl не менялись.

Из формулы (31 а) определяем количество дней, через которое возможно возникновение пожароопасной обстановки и:

К П • (tgO5<) ^росьі) ‘ t-возд •

По условиям примера ельники-брусничники, по табл. 4.2 комплексный показатель К = 500. Тогда

п = 500/[(27 - 16) • 25] = 1,8 дн.

  • 2. С учетом того, что рассматриваемый лесной массив относится к первой группе по загораемости, для скорости ветра VB = 1 м/с и II класса пожарной опасности (301 < К < 1000 см. табл. 4.1), по графику на рис. 4.1, находим, что линейная скорость фронта низового пожара равна Уф ~ 15м/ч, а линейные скорости распространения флангов (Уфл) и тыла (Ут), соответственно Уфл = 12м/ч; Ут = 6м/ч.
  • 3. Приращение периметра ДП за т0 = 72 ч найдем по формуле
  • (32) :

ДП = 3,3 ? Уф ? т = 3,3 • 15 • 72 = 3564 м.

  • 4. Периметр пожара П через 72 ч после загорания по формуле
  • (33) будет равен

П =П0 + ДП= 400 + 3564 = 3964 м.

  • 5. Площадь пожара через 72 ч после начала согласно (34) будет:
    • S = 4- 10'6 • П2 = 4- 10'6 • (3964)2 = 62,8 га,

т.е. пожар не достигнет границ леса до окончания расчетного периода.

6. Определим время, за которое пожар охватит весь лесной массив площадью So = 300 га, используя формулы (34) - (32). Приняв S = So, получим

т =167 ч (~ 7 сут).

7. Согласно табл. 4.3 в случае возникновения верхового беглого пожара 30 % леса окажется непригодным к реализации.

Задача для самостоятельного решения. Определить последствия верхового пожара через т0 (ч) после его возникновения, если начальный периметр низового пожара составлял По (м), а скорость ветра - VB (м/с).

Вычислить площадь пожара S (га) черезт» (ч) после его возникновения; количество дней п, через которое возможно возникновение пожароопасной обстановки; времят (ч), за которое пожар охватит весь лесной массив площадью S и долю (%) непригодной к реализации после верхового пожара древесины. На рассматриваемый период в течение «дней стояла жаркая сухая погода с температурой в 12 часов дня 1В03Л °С с точкой росы tpocbi °С. Лесная территория имеет хвойные насаждения первой группы.

Исходные данные приведены в табл. 4.4.

Таблица 4.4

Исходные данные для самостоятельного решения задач по оценке последствий лесного пожара_______________________________

Варианты

Наименование участка леса

Площадь леса So, га

Начальный периметр пожара По, м

Скорость ветра Ve, м/с

Продолжительность пожара, т0, сут

Вид пожара

Температура воздуха в 12 часов дня te03d,QC

Точка росы tpocbl, °С

1

Смешанные

1000

600

3,0

2,0

Устойчивый

27

13

2

Ельники -брусничники

600

400

1,0

2.0

Беглый

30

16

3

Сосняки

2000

500

5,0

1,0

Устойчивый

26

10

4

Смешанные

300

100

0,5

1,0

Устойчивый

26

12

5

Сосняки

1200

800

1,0

2,0

Устойчивый

28

14

6

Смешанные

1600

300

1,0

4,0

Устойчивый

29

13

7

Сосняки

800

200

0,3

1,0

Устойчивый

30

16

8

Смешанные

1200

800

3,0

3,5

Беглый

30

17

9

Ельники -брусничники

1600

100

4,0

1,0

Беглый

26

10

10

Сосняки

800

50

1,0

2.0

Устойчивый

28

8

11

Смешанные

2000

700

5,0

4,0

Устойчивый

29

15

12

Сосняки

300

100

0,5

2,0

Устойчивый

30

14

13

Ельники -брусничники

1200

600

1,0

3.5

Беглый

30

14

14

Сосняки

1700

400

1,0

1,0

Устойчивый

27

12

15

Смешанные

2400

900

3,0

4,0

Беглый

25

1 1

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >