3495

21

пихтовых древостоев условия для возникновения пожаров (а в отношении низовых – и для распространения их) неблагоприятные не из-за отсутствия лесных горючих материалов, а вследствие высокой влажности их. В высокопродуктивных ельниках исключительно велика противопожарная роль лиственных пород, образующих подлесок и второй ярус. Последние в данных условиях не только уменьшают возможность низового пожара, но и затрудняют переход его в верховой непосредственно (огнестойких буфер) и косвенно (высокое очищение от сучьев стволов из первого яруса).

Пожарная опасность в светлохвойных лесах.

Из-за малой затенѐнности напочвенного покрова древесным пологом в сосняках создается высокая опасность возникновения пожара.

Наиболее высока опасность возникновения пожара в сухих сосновых борах – лишайниковых, брусничниках, в вересковых борах.

Вереск (как и багульник) содержит эфирные масла, отличающиеся повышенной горимостью. Сочетание верескового покрова с другими легкозагорающимися растениями, особенно с кустистыми лишайниками, еще более повышает пожарную опасность.

Возможность возникновения пожара в сосняках с прогрессирующим заболачиванием, начиная с черничников и кончая сфагновыми болотами уменьшается из-за резкого увеличения влаги в почве. Сфагновые сосняки и болота с редкой древесной растительностью, являющиеся естественными заградителями лесных пожаров при засушливых погодных условиях могут подвергаться воздействию пожара.

В результате экзодинамических смен и относительно труднозагорающиеся типы леса могут превращаться в дальнейшем в легкозагорающиеся. Степень появления пожара различна в разных типах сосновых лесоа, но в целом для всех типов сосняков она выше, чем в аналогичных типах еловых лесов; опасность разрушения от пожара в сосняках меньше, чем в соответствующих типах ельников.

Пожарная опасность в лиственничных лесах.

Степень пожарной опасности в лиственничных лесах обуславливает отсутствие более или менее выраженного затенения под пологом древостоя, что облегчает высыхание горючих материалов. С другой стороны, эта же особенность лиственничного древостоя способствует и уменьшению пожарной опасности, так как под разреженным пологом развивается светолюбивая травянистая растительность, которая в вегетирующем состоянии не является легкозагорающимся материалом. Наличие в нижних ярусах древостоя других хвойных пород – ели, кедра, сосны усиливает опасность пожара, так как сами эти поро-

23

5. Условия изменения пожарной опасности в одном и том же ти-

пе леса.

6.Пожарная опасность в лиственничных древостоях.

7.Пирогенная характеристика лиственных насаждений.

8.Влияние лесоводственных показателей древостоя на степень

пожарной опасности.

ТЕМА 6 (4 часа)

Виды лесных пожаров (2 часа)

Занятие 1. Основные признаки и параметры лесных пожаров.

Цель работы – изучение особенностей возникновения и развития лесных пожаров разных видов.

Теоретическая часть.

В зависимости от сгорающих материалов и воздействия огня на компоненты насаждения в лесохозяйственной практике лесные пожары разделены на три вида: низовые, верховые и почвенные (торфяные), каждый из которых в зависимости от скорости продвижения кромки пожара и доминирующего комплекса горючих материалов разделен на подвиды.

Низовые пожары – характеризуются горением нижних ярусов растительности лесного биогеоценоза: подстилки, опада, мохового и травяного покрова. Выделяют 2 формы низовых пожаров: беглую и устойчивую. Беглые пожары характерны для весеннего периода, когда высыхает верхний слой мелких горючих материалов. Огонь распространяется со средней скоростью 3-5 м /мин., при этом уничтожается самосев леса, обгорает кора комлевой части деревьев, повреждаются подрост и подлесок. Такие пожары причиняют наименьший вред лесу, наблюдаются мозаичность в распространении огня по площади – участки с повышенной влажностью напочвенного покрова остаются незатронутыми огнем.

Устойчивые низовые пожары происходят в условиях длительной засухи, обычно в середине лета, когда лесная подстилка просыхает по всей толщине залегания. При низовом устойчивом пожаре происходит медленное пламенное и беспламенное горение (тление), при котором полностью сгорает подстилка, валежник, подлесок и подрост. Сильно обгорают корни деревьев (корневые лапы), часть деревьев прекращает рост и гибнет. Особенно сильно страдают ельники. Средняя скорость продвижения фронта пожара 2-3 м/мин. На торфяных почвах устойчивые низовые пожары могут перейти в подземные (торфяные), а

24

в молодняках и многоярусных насаждениях с наличием хвойного подроста – в верховые.

По интенсивности горения (высоте пламени) на фронтальной кромке низовые лесные пожары подразделяются на слабые – высота пламени до 0,5 м; средние – высота пламени до 1,5 м; сильные – высота пламени более 1,5 м.

Верховые пожары – распространяются по пологу леса (кронам деревьев). Возникновение и развитие верховых пожаров обычно происходит от низового пожара в древостоях с низкоопущенными кронами, в разновозрастных хвойных, в многоярусных с обильным подростом насаждениях, а также в горных лесах. Возникновению верховых пожаров в значительной степени способствуют засухи и сильные ветры. Верховые пожары подразделяются на устойчивые и беглые пожары. При устойчивом пожаре горение крон деревьев, напочвенного покрова и подстилки происходит одновременно и при этом выделяется большое количество тепла. Средняя скорость продвижения огня на фронте 5-15 м/мин. (0,3-0,9 км/час.), ширина горящей кромки 6-8 м и более. Такие пожары, приводящие к полной гибели насаждений, называют также повальными. В ветреную погоду возникают беглые верховые пожары, при которых огонь распространяется по пологу леса и опережает горение по напочвенному покрову и подстилке. Для продвижения горения по пологу насаждения необходимо, чтобы при сгорании 1 м3 полога до 80% выделяющегося тепла поступало в соседний. Это условие выполнимо лишь при скорости ветра 15 м/сек и более. Часто наблюдается скачкообразное распространение беглого верхового пожара, связанное с подогревом полога за счет тепла от низового огня.

Скорость распространения огня во время скачка по кронам достигает 20 км/час и более, а его протяженность – около 250-300 м.

Почвенные пожары – характеризуются беспламенным горением торфяного слоя почвы. При малой мощности горящего слоя (до 0,3 м) эти пожары называют подстилочно-гумусовым.

Почвенные пожары характерны для второй половины лета, когда верхний слой торфа просыхает до относительной влажности 25-100%. Торф, прогорает на всю глубину, до минерального слоя почвы или до влажных слоев, в которых горение не может сохраняться. Торфяные пожары отличаются небольшой скоростью распространения огня – от 0,5 до нескольких метров в сутки, процесс горения очень устойчив, горение может продолжаться и в зимний период. Почвенные пожары наносят огромный вред лесу: уничтожается органика почвы, несущая запас питательных веществ, обгорают корни деревьев.

Классификация лесных пожаров по величине охваченной площади:

-загорание – до 0,2 га;

-малый – 0,2-2 га;

-небольшой – 2,1-20,0 га; - средний – 21-200 га;

25

-крупный – 201-2000 га;

-катастрофический – более 2000 га.

Практическая часть

1.В часы самостоятельной работы по рекомендуемым литературным источникам изучить классификацию лесных пожаров, природу их возникновения и развития.

2.Подготовить конспект ответов на вопросы:

1. Какие виды лесных пожаров являются наиболее распростра-

ненными?

2. Чем обусловлена мозаичность выгоревшей площади после прохождения беглого низового пожара?

3.Как по окраске дыма отличить низовой пожар от верхового?

4.Условия развития низового устойчивого пожара.

5.какие особенности лесных насаждений способствуют перехо-

ду низового пожара в верховой?

6.Особенности беглого верхового пожара.

7.Условия возникновения и развития почвенного (торфяного)

пожара.

Занятие 2 (2 часа)

Определение параметров лесных пожаров графическим способом.

Цель работы. Усвоить графический способ определения приростов периметра и площади лесного низового пожара. Исходный материал согласовать с преподавателем.

Теоретическая часть.

Успех борьбы с лесными пожарами зависит от оперативной и четкой разведки пожара. При этом определяется вид пожара, характеристика горящего насаждения, направление и скорость распространения пожара, периметр и его прирост. Наиболее важным показателем для расчета сил и средств пожаротушения является скорость прироста периметра пожара. Считается, что локализовать лесной пожар можно только при условии, если скорость локализации не менее чем на 30 % больше скорости прироста периметра пожара. Отсюда, чем больше прирост периметра лесного пожара, тем с большей скоростью необходимо производить локализацию, то есть потребуется больше людских сил и техники.

Таким образом, для успешного тушения лесного пожара необходимо уметь определять параметры его основных частей. Их можно определять при

26

помощи специальных таблиц (прил. 3) или рассчитывать по формулам различной степени сложности с применением ЭВМ и графическим способом.

Площадь пожара для насаждений 1 класса природной пожарной опасности определяется по формуле

где S - площадь пожара, га;

v - скорость распространения фронта, м/мин;

t - время с момента начала пожара, ч (при скорости ветра 3-5 км/ч). При определении площади пожара для насаждений П класса природной

пожарной опасности вводится поправочный коэффициент - 0,8; для Ш и 1У классов - 0,6; для V класса - 0,4.

Длина периметра пожара определяется по формуле

При ветре скорость распространения пожара по фронту всегда выше, чем по флангам и в тылу. Эта разница значительнее, чем сильнее ветер, и пожар приобретает вытянутую форму. Только при штиле лесной пожар имеет форму, близкую к кругу, так как скорость распространения огня во всех направлениях одинакова.

Амосовым Г.А. определены связи скоростей распространения огня по фронту, флангам и тылу. Эти зависимости выражаются следующими формула-

где V фр., V фл., Vтыл. - скорости распространения огня соответственно по фронту, флангам и тылу. Принято считать, что отдельные части периметра пожара составляют: фронтовая - 50 %, фланговые - 40 % (20+20) и тыловая - 10 % от общей протяженности периметра.

Для определения скорости распространения фронта лесного пожара используется формула

27

Приведенная формула позволяет определить скорость распространения фронта пожара при влажности горючих материалов 10-30 % и скорости ветра под пологом древостоя 0-3 м/сек.

Таким образом, если известны площадь пожара и время, в течение которого он развивался, нетрудно определить скорость распространения по фронту, флангам, тылу и наоборот.

Практическая часть.

Каждый студент берет развернутый тетрадочный лист в клеточку и посредине вдоль длинной его стороны прочерчивает ось пожара. Отступив от левого края листа 5-7 см, наносится точка отсчетов, через которую откладываются вспомогательные линии под углом 150 вверх и вниз от оси пожара, масштаб принимается 1 см = 50 м. Угол можно откладывать с помощью транспортира или через значение тангенса угла

где а - принятая длина прилегающего катета на оси пожара; b - длина противолежащего углу катета.

Пример: принимая длину прилежащего катета равной 5 см (10 клеточек), определим величину катета b.

b = 5 x 0,268 = 1,34 см, (2,68 клет.),

где 0,268 - tg 150.

Полученную величину откладываем вверх и вниз от оси пожара из точки 5 см. Затем проводятся прямые из центра отсчета через отмеченные точки.

Принимая скорость движения кромки фронта лесного пожара (м/мин) равной цифре , предложенной преподавателем, студент должен рассчитывать скорость продвижения пожара по флангам и тылу, воспользовавшись формулами 6.3 и 6.4, а затем необходимо рассчитать расстояние, пройденное пожаром за 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0 часа. Для этого определенную скорость распростра-

28

нения пожара по фронту, флангам и тылу умножают на соответствующее время в минутах. Результаты заносятся в форму 1.

Используя полученные данные, построить контур пожара. Для этого отложить по соответствующим линиям путь кромки пожара за каждое время расчета. Расстояние, пройденное фронтом и тылом, откладывают на оси пожара и по вспомогательным линиям. Расстояние, пройденное флангами, откладывают на перпендикулярных линиях, восстановленных из середины отрезков на оси пройденного пожара соответственно за 0-0,5; 0-1,0; 0-1,5 часа и т.д. Полученные точки соединить плавной линией.

Определить периметр и площадь пожара. Периметр пожара определяется путем последовательного измерения длины контуров пожара и перевода их в метры. Принимая во внимание, что периметр пожара за счет извилистости кромки бывает всегда больше измеренной линии, необходимо полученные результаты увеличить на коэффициент извилистости, то есть умножить на 1,25. Площадь пожара определяется подсчетом клеток по 1 см2 (4 клет.) и дальнейшим переводом полученной площади в гектары. В соответствии с принятым масштабом 1 см2 = 0,25 га, а площадь 1 клеточки = 0,0625 га. Полученные данные заносятся в форму 1.

Для проверки сравните свои данные по периметру и площади лесного пожара с данными в таблице, составленной И.В. Овсянниковым (прил. 3).

Полученные данные свидетельствуют о том, что площадь пожар увеличивается в геометрической прогрессии, а периметр в арифметической.

Форма 1

Площадь и периметр лесного пожара в зависимости от времени его возникновения

29

ТЕМА 7 (2 часа)

Цикличность лесных пожаров - основа прогноза лесопожарной ситуации на землях лесного фонда

Цель работы – ознакомиться с принципами прогнозирования пожароопасных периодов.

Теоретическая часть Лесные пожары возникают периодически по мере накопления горючего

материала под пологом лесных формаций в момент кратковременных климатических засух или сочетания других, способствующих этому метеорологических факторов.

Однако следует различать периодичность многолетнюю, годичную, сезонную, суточную []. Периодичность лесных пожаров связана с чередованием сухих и влажных периодов, с сезонными и суточными изменениями погоды, с характером леса (в частности с типом леса) и изменениями его во времени (фенологическими, фитоценотическими, возрастными, почвенногидрологическими и др.), временем и характером предшествовавших пожаров,

стерриториальным местонахождением лесных массивов их отдельных частей,

сантропогенными факторами.

Резко выраженные пожарные сезоны совпадают с засушливыми периодами. В эти периоды лесные пожары принимают иногда затяжной характер и достигают огромных размеров. Имеются данные [], что сильные засухи и связанные с ними пожары наблюдались в Центральной лесостепи циклически (1890-е, 1939, 1972, 2010 гг.). Пожары 2008 г. (Хреновской бор) и 2010 г. (Усманский, Хреновской боры) наблюдались в эпоху минимума 11-летнего цикла и, очевидно в эпоху минимума векового цикла солнечной активности. По мнению авторов [], одной из причин температурных аномалий лета 2010 года является наложение минимумов 11-летнего и векового циклов активности Солнца (2008 г.).

Нарушение природных естественных циклов лесных пожаров существенно увеличивает долю антропогенных пожаров [], что в свою очередь ведет к росту накопления мертвой органической массы за счет усыхания древостоев после повторных пожаров.

В условиях бореальной зоны существующий состав биологических деструкторов не способен освоить единовременное поступление чрезмерной органической массы, превышающей обычные исторически сложившиеся темпы.

С учетом масштабов усыхания древостоев, концентрация их как очагов потенциальных катастрофических вспышек неуправляемых лесных пожаров появляется возможность своевременной опасности для определенной территории.

Разработаны математические модели динамики нарастания пожарной опасности в древостоях различных пород.

30

Для прогноза рисков пожарной угрозы конкретной территории на период повышенной опасности катастрофических пожаров требуется:

-структура причин массового ослабления (усыхания) и гибели лесов заданного региона или территории;

-среднемноголетние площади массового ослабления (усыхания) и гибели лесов по различным причинам, прежде всего из-за лесных пожаров, в процентах от общей площади земель лесного фонда;

-показатели темпов и продолжительности периодов усыхания и распада древостоев основных лесных формаций в составе конкретных участков земель лесного фонда;

-расчет ежегодных единовременных (залповых) поступлений мертвой древесины на заданной территории в результате воздействия различных причин;

Общая угроза лесопожарной опасности может оцениваться по бальной системе для лесохозяйственного региона, лесничества, арендуемых участков земель лесного фонда.

Практическая часть.

1.В часы самостоятельной работы, используя рекомендуемую литературу изучить факторы, определяющие периодичность и цикличность лесных пожаров.

2.Подготовить конспект ответов на вопросы:

1.Виды периодичности лесных пожаров по И.С. Мелехову;

2.Факторы, определяющие периодичность лесных пожаров;

3.Существуют ли закономерности в повторяемости резко выраженных пожарных сезонов?

4.Значение интенсивности накопления горючих материалов в формировании лесопожарной ситуации;

5.Дендроклиматология и прогнозирование лесопожарных сезонов;

6.Роль краткосрочных пожаров для системы охраны лесов;

7.Характер леса и периодичность пожаров;

8.Местонахождение леса и периодичность пожаров.