Пожарная опасность лесов. Классификация лесных пожаров.

Если за пожарную опасность лесов принять совокупность благоприятных условий для возникновения и быстрого распространения лесного пожара, то ее можно охарактеризовать тремя основными факторами [55]:

- горючий материал;

- метеорологические условия;

- рельеф местности.

С учетом ярусного расположения и морфологического строения горючие материалы можно разделить на три основные группы:

- наземные;

- надземные;

- подземные.

Первая группа горючих материалов включает в себя всю органическую массу покрова расположенную на поверхности и имеющую тесный контакт с нею (мхи, лишайники, травы, кустарники, также подлесок из кустарниковых и древесных пород, не достигших верхнего яруса древостоя), то есть, все то, что обычно сгорает при низовом пожаре. Данная группа характеризуется большой гигроскопичностью, что позволяет ей быстро реагировать на все изменения погодных условий.

Вторая группа горючих материалов включает все деревья верхнего яруса и подрост, то есть стволы деревьев вместе с лишайниками на них, ветки, сучья, хвою и листву. Она характеризуется сравнительно большой разобщенностью между отдельными компонентами, малой гигроскопичностью и, следовательно, незначительным изменением влажности под влиянием погодных условий.

Третья группа горючих материалов включает все компоненты органического происхождения, расположенного ниже уровня земли, то есть торф, органический состав почвы и подземную часть всех видов растительности. Эти компонента имеют сравнительно плотную структуру, и горение их чаще всего происходит в беспламенной фазе (тление).

Горючие материалы первой группы (наземной) группы при благоприятных условиях могут гореть с выделением такого количества тепла, которого хватает для поддержания и распространения горения. Именно эта группа является первичным горючим материалом, с загорания которого начинаются все пожары.

В связи с определением пожарной опасности большой практический интерес представляется та критическая влажность горючих материалов, при которой становится возможным распространение огня по напочвенному покрову.

Критический порог (значение влажности горючих материалов, начиная с которой возможно воспламенение и распространения горения) для лишайников и мхов вместе с включенными в них частицами опада составляет 35 %, а для кустарников (вереск, багульник, брусника и др.) – 60 %. Высокое значение критического порога кустарников объясняется высокой концентрацией смол и летучих эфирных масел в тканях этих растений и их положением среди других компонентов напочвенного покрова. Однако, если из-под кустарника удалить мхи и лишайники с опадом, то пламя по кустарникам распространяться не будет. Таким образом, кустарники могут лишь усиливать интенсивность горения, а мхи и лишайники являются горючим материалом, влажность которого определяет горючесть всего комплекса.

Во второй группе горючих материалов наземной части, объектами горения чаще всего являются хвоя и мелкие веточки. Лишь при очень сильных пожарах, приобретающих устойчивую форму, сгорают ветки, сучья и частично стволы.

Исходя из этого, можно отметить, что наиболее опасными лесными насаждениями являются лиственные, кедровые леса, лишайники, брусничники, багульники.

Пожарная опасность лесных массивов зависит от погодных условий. Степень пожарной опасности по условиям погоды оцениваются комплексным показателем (КП) В.Г. Нестерова, который учитывает совокупность метеорологических элементов, влияющих на изменение влажности лесных горючих материалов. Для вычисления комплексного показателя пожарной опасности в лесу по условиям погоды необходимы следующие данные:

- температура воздуха (в градусах) и точки росы на 12 ч по местному времени;

- количество выпавших осадков (в мм) за предшествующие сутки, то есть за период с 12 ч предыдущего дня (осадки до 2, 5 мм в расчет не принимаются).

Температура воздуха определяется по сухому термометру психрометра, температура точки росы - по психрометрическим таблицам на основании отсчетов по сухому и смоченному термометрам. Количество выпавших осадков определяется по осадкомеру. Температура воздуха и точки росы измеряются с точностью до 0, 1 °С; количество осадков - с точностью 0, 5 мм.

КП текущего дня рассчитывают по формуле [52, 53]:

где: t - температура воздуха;

r - температура точки росы;

n - число дней после последнего дождя.

Исходные данные метеорологических наблюдений ежедневно записывают в таблицу для удобства вычислений.

Метрологическое обеспечение осуществляют в соответствии с требованиями ГОСТ Р 22.1.01 – 95 и Р 22.1.02 – 95. При применении для мониторинга аэрокосмических средств руководствуются требованиями ГОСТ Р 22.1.04 – 99.

Для нормативного обеспечения мониторинга и прогнозирования лесных пожаров и ЧЛС необходима разработка нормативных документов, положений и правил по мониторингу лесных пожаров и радиационно-пироло-гическому мониторингу лесов, утверждаемых Федеральной службой лесного хозяйства России.

Общероссийская шкала имеет пять классов пожарной опасности в лесу по условиям погоды (таблица 3). В таблице 4 приведены классы пожарной опасности лесных участков и цвета закраски на специальных картах лесничеств (лесхозов). Поражающие факторы лесных пожаров и характер их действия приведены в таблице 5.

Критерием чрезвычайной лесопожарной ситуации (ЧЛС) служат:

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

- количество возникающих в один день и/или одновременно действу-ющих лесных пожаров превышает средний многолетний уровень;

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

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

- лесной пожар на загрязненной радионуклидами территории, дающий большие дымовые выбросы.

-

Таблица 7. Шкала пожарной опасности в лесу по условиям погоды

Таблица 8. Классы пожарной опасности лесных участков и цвета закраски

Таблица 9. Поражающие факторы лесных пожаров и характер их действия

Мониторинг и прогнозирование лесных пожаров и ЧЛС осуществляется на четырех уровнях:

- федеральном;

- региональном;

- местном;

- локальном.

На федеральном уровне организацию работ по мониторингу и прогнозированию лесных пожаров и чрезвычайных лесопожарных ситуаций (ЧЛС) осуществляет федеральный орган управления лесным хозяйством России. Ведение мониторинга и прогнозирования лесных пожаров и ЧЛС на федеральном уровне осуществляют организации, учреждения и предприятия федерального органа управления лесным хозяйством.

На региональном уровне организацию работ по мониторингу и прогнозированию лесных пожаров и ЧЛС осуществляют государственные органы управления лесным хозяйством субъектов Российской Федерации. Ведение мониторинга и прогнозирования лесных пожаров и ЧЛС на региональном уровне осуществляют структурные подразделения государственных органов управления лесным хозяйством субъектов Российской Федерации, организации, учреждения и предприятия системы федерального органа управления лесным хозяйством.

На местном уровне организацию работ по мониторингу и прогнозированию лесных пожаров и ЧЛС осуществляют лесхозы и другие организации, предприятия и учреждения, осуществляющие ведение лесного хозяйства. Ведение мониторинга и прогнозирования лесных пожаров и ЧЛС на местном уровне осуществляют лесхозы, подразделения иных организаций, учреждений и предприятий системы федерального органа управления лесным хозяйством, а также другие организации, предприятия и учреждения, осуществляющие ведение лесного хозяйства.

На локальном уровне (места лесных пожаров и площади, пройденные лесными пожарами) организацию работ по контролю за лесопожарной ситуацией, радиационному контролю и учету последствий лесных пожаров осуществляют лесхозы и другие организации, предприятия и учреждения, осуществляющие ведение лесного хозяйства, а также подразделения «Авиалесоохраны», осуществляющие обнаружение и тушение лесных пожаров.

Исходными данными для прогнозирования появления источника поражающих факторов - возникновения лесного пожара служат:

- класс пожарной опасности в лесу по условиям погоды;

- местоположение и площадь участков лесного фонда I - III классов пожарной опасности и/или участков разных классов пожарной опасности, где в рассматриваемое время лесные горючие материалы (ЛГМ) могут гореть при появлении источника огня;

- данные о рельефе местности (равнина, плато, плоскогорье, нагорье, горы; холмы, сопки; котловины, овраги);

- наличие потенциальных источников огня в перечисленных участках лесного фонда, где в рассматриваемое время ЛГМ могут гореть при появлении источника огня; данные о грозовой деятельности;

- результаты ретроспективного анализа распределения пожаров во времени (число пожаров по годам, месяцам, декадам, дням, часам суток) и по территории (лесным кварталам, лесничествам, лесхозам, управлениям лесным хозяйством субъектов Российской Федерации) рассматриваемого района, региона или сопоставимого с ними по природным и экономическим условиям за последние 10 лет.

Влияние рельефа на развитие пожара сказывается прямо и косвенно. Пожар распространяется значительно быстрее вверх по склону, чем вниз или по горизонтали, так как горючее, расположенное выше пожара на склоне подвергается действию лучистого потока от пламени, прогреваются и загораются быстрее. Косвенное влияние рельефа состоит в изменении местных погодных условий и микроклимата склонов. Различная интенсивность прогрева солнцем склонов разной экспозиции оказывает сильнейшее влияние на влагосодержание лесного горючего и на местный режим ветра, а отсюда – на поведение пожара.

В практике лесные пожары по виду подразделяются на низовые, верховые и подземные, а по силе огня на слабые, средние и сильные. Почти любой пожар в лесу в начале своего развития имеет вид низового и распространяется по почвенному слою. Если имеются соответствующие условия, то пожар переходит в подземный или верховой. Таким образом, низовой пожар можно назвать основным видом лесных пожаров, а подземный и верховой – производными. По скорости распространения по лесной территории низовые и верховые пожары в свою очередь делятся на беглые (быстро проходящие) и устойчивые (медленно проходящие).

Низовой пожар характеризуется быстрым продвижением кромки, когда горит живой и мертвый напочвенный покров – мхи, лишайники, травянистые растения, полукустарники, опавшие листья и хвоя, лесной хлам. Обгорает кора нижней части деревьев и обнаженные корни, а также подлесок и подрост. При этом вследствие различной влажности горючего материала и кратковременности воздействия на него пламени, горение происходит неравномерно, огонь перескакивает, оставляя кое-где напочвенный покров, отдельные кустарники даже нетронутыми.

Устойчивый низовой пожар характеризуется медленным продвижением кромки, сильным задымлением, что указывает на гетерогенный характер горения. Такие пожары типичны для второй половины лета, при этом помимо напочвенного покрова, пней, валежника в огне погибает подрост и подлесок, часто повреждаются нижние части стволов, а после засушливого длительного периода сгорает подстилка. Скорость распространения огня, в зависимости от силы ветра, времени суток (в ночное время меньше, чем в дневное), вида и рельефа местности (на открытых местах больше, чем под пологом леса и в низинах) достигает нескольких сот метров, а иногда даже километров в час. Высота пламени от 0, 1 до 2 м., дым – светло-серого цвета. Форма пожарища овальная, вытянутая или приближающая к вытянутому по ветру треугольнику. При скорости ветра более 6 м/сек низовые пожары могут переходить в верховые. Такие пожары чаще происходят весной.

Верховые беглые пожары наблюдаются только при сильном ветре, при этом огнь распространяется по пологу насаждений неравномерно скачками, с огромной скоростью, образуя длинные, вытянутые вперед по направлению ветра языки пламени. При верховом беглом пожаре горят кроны деревьев верхних ярусов. Сгорают хвоя и мелкие ветки, а кора и более крупные ветви лишь обгорают. Дым темного цвета. Форма пожарища – вытянутая, овальная. Скорость распространения беглого пожара по ветру достигает 8 – 25 км/час.

Верховые устойчивые пожары характеризуются одновременным горением материалов верхнего и нижнего ярусов насаждений (горят кроны, подрост и подлесок, а почвенный покров прогорает до минерального слоя почвы). При этом отсутствует продвижение огня по пологу без поддержки низового пожара. Огонь при этом наиболее разрушительном пожаре движется сплошной стенкой и сравнительно медленно. Дым – темно-серого цвета. Скорость распространения огня по ветру 5 - 8 км/час. В огне сгорает практически весь лесной горючий материал, остаются лишь обугленные остатки стволов и крупных сучьев. Устойчивые верховые пожары чаще всего происходят во второй половине лета в безветренную погоду после длительной засухи. Они характерны для сосновых и лиственичных типов леса. Однако, если на пути устойчивого верхового пожара встречается небольшой выдел из лиственных пород, он не является препятствием для него, и, как правило, сгорает в огне.

Подземные пожары возникают на участках с торфяными почвами или с мощным слоем подстилки (более 20 см), при этом огонь низового пожара заглубляется в торфянистый слой и распространяется в нем; подгорают корни деревьев и они падают. Подземные пожары распространяются медленно и его сила определяется не скоростью, а глубиной прогорания. Форма пожарища – неопределенная. Размеры пожара можно определить по выходу дыма, по увяданию травы и листьев кустарников. Местность вокруг пожара задымляется стелящимся у поверхности земли дымом.

Важнейшими характеристиками пожаров, имеющими большое значение для практики борьбы с ними, является скорость распространения низовых и верховых пожаров и глубина прогорания подземных. По этим характеристикам лесные пожары подразделяются на: слабые, средние и сильные. Скорость распространения слабого низового пожара не превышает 1 м/мин, среднего от 1 до 3 м/мин, сильного свыше 3 м/мин. Слабый верховой пожар имеет скорость распространения до 3 м/мин, средний - до 100 м/мин, а сильный - свыше 100 м/мин (6 км/час). Слабым подземным пожаром считают такой, у которого глубина прогорания не превышает 25 см, средним – от 25 до 50 см и сильным - более 50 см.