Лесные и торфяные пожары

Введение

История развития земной цивилизации связана со стихийными бедствиями, авариями и катастрофами.

Чрезвычайные ситуации, в результате воздействия различных факторов и явлений на человека и окружающую среду, приводят к травмам и гибели людей, наносят огромный материальный и моральный ущерб.

Статистика людских и материальных потерь от стихийных бедствий, аварий и катастроф обнаруживает их быстрый рост по всему миру, и особенно во второй половине XX века.

Пожары -- это неконтролируемый процесс горения, влекущий за собой гибель людей и уничтожение материальных ценностей.

Причинами возникновения пожаров чаще всего являются: неосторожное обращение с огнем, несоблюдение правил эксплуатации производственного оборудования и электрических устройств, самовозгорание веществ и материалов, разряды статического электричества, грозовые разряды, поджоги.

Пространство, охваченное пожарами, условно разделяют на 3 зоны -- активного горения (очаг пожара), теплового воздействия и задымления. Внешними признаками зоны активного горения является наличие пламени, а также тлеющих или раскалённых материалов. Основной характеристикой разрушительного действия пожара является температура, развивающаяся при горении. Для жилых домов и общественных зданий температуры внутри помещения достигают 800--900 °C. Как правило, наиболее высокие температуры возникают при наружных пожарах и в среднем составляют для горючих газов 1200--1350 °C, для жидкостей 1100--1300 °C, для твёрдых веществ 1000--1250 °C. При горении термита, электрона, магния максимальная температура достигает 2000--3000 °C.

Пространство вокруг зоны горения, в котором температура в результате теплообмена достигает значений, вызывающих разрушающее воздействие на окружающие предметы и опасных для человека, называют зоной теплового воздействия. Принято считать, что в зону теплового воздействия, окружающую зону горения, входит территория, на которой температура смеси воздуха и газообразных продуктов сгорания не меньше 60-80 °C. Во время пожара происходят значительные перемещения воздуха и продуктов сгорания. Нагретые газообразные продукты сгорания устремляются вверх, вызывая приток более плотного холодного воздуха к зоне горения

В зависимости от места возникновения различают: пожары на транспортных средствах; степные и полевые пожары; подземные пожары в шахтах и рудниках; торфяные и лесные пожары; пожары в зданиях и сооружениях.

В своей работе я подробнее рассмотрю лесные и торфяные пожары.

Лесные пожары и способы их тушения

Лесной пожар - стихийное (неуправляемое) горение, распространившееся на лесную площадь, окруженную негорящей территорией. В лесную площадь, по которой распространяется пожар, входят и открытые лесные пространства. К одному пожару относится вся пройденная огнем площадь, окруженная негорящей в данный момент территорией.

Когда по лесной площади распространяется управляемое горение, которое возникло по воле человека для достижения определенных хозяйственных целей, причем горение имеет заданную силу и не выходит за границы намеченного участка, то такое горение именуется уже не пожаром, а целевым палом.

Наиболее интенсивное горение при лесном пожаре происходит на его кромке, в то время как внутри пройденной огнем площади, на пожарище, обычно лишь догорают отдельные пни, дуплистые деревья и. т. п. Та часть кромки, которая продвигается наиболее быстро и горит наиболее сильно, называется фронтом пожара, а противоположная - с наименьшей скоростью - его тылом. Части кромки между тылом пожара и его фронтом - это фланги пожара - левый и правый. На равнине фронт пожара всегда движется по ветру, а тыл - против ветра. В горах фронтальной кромкой будет та, которая поднимается вверх по склону.

По характеру распространения горения лесные пожары делятся на четыре группы.

Во-первых, низовые пожары. При таких пожарах горение распространяется по нижним ярусам растительности лесного биогеоценоза и прежде всего по живому напочвенному покрову с включенном в него опадом из отмерших ветвей, хвои, листьев. Низовые пожары подразделяют на напочвенные, подлесокустарниковые и валежниковые пожары.

Во-вторых, верховые пожары. При них пламенное горение распространяется не только по напочвенному покрову, но и по пологу древостоя. Среди верховых пожаров различают повальные, когда горят одновременно все ярусы леса; и вершинные, когда горение по кронам на короткое время, как бы скачком, вырывается вверх, опережая фронт низового пожара.

В-третьих, почвенные пожары, когда беспламенное горение распространяется в слое подстилки или торфа. Почвенные пожары в зависимости от горючего материала делятся на подстилочные, дерновые и торфяные. Торфяные пожары в свою очередь подразделяются на одноочаговые и многоочаговые. Одноочаговые пожары возникают в основном от костра или удара молнии, а многоочаговые - в результате прохождения через заболоченный участок низового пожара.

В-четвертых, пятнистые пожары. Самые страшные из всех видов пожаров. Распространение горения происходит не только по напочвенному покрову, пологу древостоя и кустарников, но и по воздуху, за счет разбрасывания перед кромкой пожара горящих частиц, от них возникают пятна новых возгораний, которые затем быстро соединяются друг с другом, образуя обширную горящую площадь.

По статистике большее число пожаров приходится на долю низовых. Среди низовых пожаров различают слабые, с высотой пламени до 0,5 метра; средние, высота пламени которых колеблется в пределах 0,5 - 1,5 метра и сильные, с высотой пламени 1,5 метра и выше. По характеру распространения низовые пожары разделяются, кроме того, на беглые и устойчивые. При беглых весенних пожарах сгорает лишь верхняя, более сухая часть напочвенного покрова, а при устойчивых, обычно во второй половине лета, покров нередко прогорает до почвы. Горение при устойчивых пожарах длится дольше, сопровождаясь тлением, но длительность горения в данном случае объясняется не уменьшением скорости продвижения кромки пожара, а увеличением ее ширины.

Поведение огня в лесу зависит от многих факторов и прежде всего от характера самого леса. В сухих сосновых лесах с покровом из лишайников и зеленых мхов огонь распространяется быстро и сплошным фронтом. Чем влажнее почва и чем больше в живом напочвенном покрове слабогоримых видов, тем распространение огня происходит медленней, причем огонь распространяется не сплошь, а главным образом по сухим местам. А в некоторых типах леса, например в травяных, в период вегетации трав, и в мощных сосняках и ельниках огонь распространяется очень слабо или не распространяется совсем.

В разреженных лесах низовой пожар появляется сильнее, а верховой, наоборот слабее. Под воздействием ветра скорость распространения огня увеличивается во много раз. Аналогичное усиление скорости распространения огня наблюдается и при движении его вверх по склону. Усилению пожара способствуют также захламление лесной площади и наличие на ней густого хвойного подростка и подлеска.

При любом пожаре, даже повальном, органическая масса насаждений сгорает далеко не полностью, а при некоторых из них, например беглом низовом частично сохраняется даже живой напочвенный покров. Степень выгорания леса определяется как видом пожара, так и его силой.

Очень важным горючим материалом в лесу является лесная подстилка. Влажность подстилки обычно бывает высокой, но при наступлении засушливой погоды во второй половине лета подстилка становиться пожароопасной. Лесная подстилка чаще всего горит без пламени. Тление по ней распространяется очень медленно и сохраняется на пожарище в течение нескольких дней.

При верховых пожарах у деревьев частично или полностью обгорают кроны. Но сами деревья остаются целыми.

Чем длиннее фронтальная кромка и чем сильнее горение на ней, тем труднее задержать огонь какой-либо преградой. Под пологом леса фронтальная кромка слабого низового пожара задерживается обычно преградой шириной 2 - 3 метра (дорога, ручей, выжженная полоса). В случае пожара средней силы ширина преграды должна быть больше - 5 - 6 метров, а при сильном пожаре не менее 10 метров.

На открытых лесных пространствах способность пожара преодолевать преграды возрастает многократно. Ветер легко перебрасывает отдельные горящие частицы через реки, болота на расстояние 200 - 300 и более метров, когда ветер стихает, способность пожара к преодолению преград на открытых участках становится такой же, как и в лесу. Средняя скорость верхового пожара не намного превышает скорость низового. Пятнистые пожары, в отдельные моменты, могут распространяться со скоростью 10 - 20 и даже 50 километров в час. Когда, нет сильного ветра, и пожар не поднимается по крутому склону, скорость пожара не превышает скорости пешехода. После захода Солнца сила ветра обычно снижается и скорость пожара уменьшается.

Работы по тушению крупного пожара можно разделить на следующие этапы: разведка пожара; локализация, т.е. устранение возможностей нового распространения пожара; ликвидация пожара, т.е. дотушивание очагов горения; окарауливание пожарищ.

Разведка пожаров включает уточное его границ, выявление вида и силы горения на кромке и её отдельных частях в разное время суток. По результатам разведки прогнозирует возможное положение кромке пожара, её характер и силу горения на требуемое время вперед. На основании прогноза развития пожара, с учетом лесопирологической характеристики участков, окружающих пожар, а также возможных опорных линий(рек, ручьев, лощин, дорог и пр.) составляют план остановки пожара, определяют приемы и способы необходимых для этого действий.

Наиболее сложной и трудоемкой является локализация пожара. Как правило, локализацию лесного пожара проводят в два этапа. На первом этапе останавливают распространение пожара непосредственным воздействием на его горящую кромку. На втором этапе прокладывают заградительные полосы и каналы, обрабатывают периферийные области пожара, чтобы исключить возможность его возобновления.

Локализованными считаются только те пожары, вокруг которых проложены заградительные полосы, либо когда имеется полная уверенность, что другие применявшиеся способы локализации не менее надежно исключают возможность их возобновления.

Дотушивание пожара заключается в ликвидации очагов горения, оставшихся на пройденной пожаром площади после его локализации.

Окарауливание пожарищ состоит в непрерывном или периодическом осмотре пройденной пожаром площади, и в особенности, кромки пожара с целью предотвратить возобновление его распространения. Окарауливание пожарищ проводят путем систематических обходов по полосе локализации.

Продолжительность определяют в зависимости условий погоды.

При тушение лесных пожаров применяют следующие способы и технические средства:

. окружение пожара или охват его с фронта или с тыла;

. устройство заградительных и минерализованных полос и канав на пути распространения огня;

. отжиг от опорной полосы;

. захлестывание огня по кромке пожара ветками;

. засыпка кромки пожара грунтом;

. тушение горящей кромки водой;

. применение химических веществ;

. искусственное вызывание осадков из облака.

Горение может быть прекращено следующими способами:

. охлажденной водой, специальными растворами, углекислотой и другими огнетушащими веществами, которые отнимают часть тепла идущего на поддержание горения;

. разбавление реагирующих в процессе горения веществ водным шаром, углекислым газом, азотом и др. газами, не поддерживающими горение;

. изоляцией зоны горения пенами, порошками, грунтом и т.п.;

. химическим торможением реакции горения специальными веществами;

Торфяные пожары и способы их тушения

Торфяные пожары представляют собой возгорание торфяного болота, осушенного или естественного.

Торф - продукт неполного разложения растительной массы в условиях избыточной влажности и недостаточной аэрации. Торф обладает самой высокой из всех твердых топлив влагоемкостью.

Основными тепловыми характеристиками торфа являются его теплотворная способность, а также коэффициент теплопроводности. Основными горючими материалами у торфов являются углерод (52-56 % от общей массы) и водород (5-6 % от общей массы), кроме того, в составе торфа имеется от 30 до 40 % атомов кислорода, связанного в молекулах химических веществ, из которых состоит торф.

Причинами возникновения торфяных пожаров являются неправильное обращение с огнем, разряд молнии или самовозгорание, которое может происходить при температуре выше 50 градусов по Цельсию. Летом поверхность почвы в средней полосе может нагреваться до 52-54 градусов. Кроме того, достаточно часто почвенные торфяные пожары являются развитием низового лесного пожара. В слой торфа в этих случаях огонь заглубляется у стволов деревьев.

Торфяные пожары характерны для второй половины лета, когда в результате длительной засухи верхний слой торфа просыхает до относительной влажности 25-100 %. При таком содержании влаги он может загораться и поддерживать горение в нижних, менее сухих слоях. Глубина прогорания торфяной залежи определяется уровнем залегания грунтовых вод.

Горение обычно происходит в режиме "тления", то есть в беспламенной фазе как за счет кислорода, поступающего вместе с воздухом, так и за счет его выделения при термическом разложении сгораемого материала.

Процесс горения в нижней части происходит значительно интенсивней, чем вверху. Это объясняется тем, что свежий холодный воздух, как более тяжелый, поступает в нижнюю часть зоны горения, где реагирует с горящим торфом. Углекислый и угарный газы, а также продукты пиролиза (термическое разложение органических соединений без доступа воздуха) торфа в нагретом виде омывают верхнюю часть зоны горения, препятствуя доступу к ней кислорода. Также распространению горения на верхние слои почвы препятствует повышенная влажность в задернелом корнеобитаемом слое почвы, хорошо удерживающем влагу от выпадения осадков и капиллярного подъема грунтовых вод.

Заглубляясь в нижние слои торфа до минерального грунта или уровня грунтовых вод, горение может распространяться на десятки и сотни метров от входного отверстия, лишь местами выходя на поверхность. При заглублении очага горения происходит аккумуляция выделяющегося в слое торфа тепла и его распространение в направлении участков с повышенной влажностью, воспламеняющихся после испарения содержащейся в них влаги.

Различают одноочаговые и многоочаговые торфяные пожары. Если пожар возник от загорания напочвенного покрова, то возможно заглубление огня в органический слой почвы сразу в нескольких местах. Когда пожар возник от костра, то это, как правило, одноочаговый пожар.

Очаг только что возникшего почвенно-торфяного пожара может быть быстро потушен проливкой водой участка горящего торфа, отделением его от краев образующейся воронки и складыванием на выгоревшей площади. Так как в верхних слоях торфа много корней деревьев и кустарников, эту работу следует выполнять топорами или очень острыми лопатками. Если имеется возможность, то края воронки следует обрабатывать водой со смачивателем или химикатами из ранцевых опрыскивателей.

В случаях многоочаговых торфяных пожаров, обычно возникающих на торфянистых почвах в результате низового пожара, тушение возможно лишь путем локализации всей площади, на которой находятся очаги. Такую локализацию производят с помощью канавокопателей или взрывов с подачей затем в проложенную канаву воды из местных водоисточников.

При проведении земляных работ широко используется специальная техника: канавокопатели, экскаваторы, бульдозеры, грейдеры, другие машины, пригодные для этой работы.

Торфяные пожары охватывают большие площади и трудно поддаются тушению, особенно больших пожаров, когда горит слой торфа значительной толщины. Главным способом тушения подземного торфяного пожара является окапывание горящей территории торфа оградительными канавами. Канавы копают шириной 0,7-- 1,0 м и глубиной до минерального грунта или грунтовых вод. При проведении земляных работ широко используется специальная техника: канавокопатели, экскаваторы, бульдозеры, грейдеры, другие машины, пригодные для этой работы. Окапывание начинается со стороны объектов и населенных пунктов, которые могут загореться от горящего торфа. Сам пожар тушат путем перекапывания горящего торфа и заливки его очень большим количеством воды, поскольку торф почти не намокает. Для тушения горящих штабелей, караванов торфа, а также тушения подземных торфяных пожаров используется вода в виде мощных струй. Водой заливают места горения торфа под землей и на поверхности земли.

Большое значение для уменьшения последствий стихийных бедствий имеет своевременное оповещение о них населения, что позволит принять необходимые меры по защите людей и материальных ценностей. В зависимости от характера стихийного бедствия и условий его возникновения, население оповещается о нем штабом ГО по всем возможным каналам связи радиовещанию, телевидению и с помощью звуковых сигналов.

Сигнал о возникновении пожара в лесном массиве или на торфяниках передается установленным порядком:

- с патрулирующих самолетов (вертолетов) авиационно-пожарной охраны - пожарно-химическим станциям лесхозов;

- дежурным с пожарно-наблюдательной вышки (лесником, пожарным сторожем) - в службу государственной лесной охраны или на соответствующее лесохозяйственное предприятие. Получив сигнал, служба лесной охраны и лесхозы организуют тушение пожара и оповещение населения о пожаре по радио, телефону или звуковыми сигналами.

Тактика тушения пожаров зависит от величины пожара и интенсивности горения фронтальной кромке. Существует следующая классификация пожара:

Класс

А (загорание) ....................................................................менее 0,2 га.

Б (малый пожар)...............................................................0,2 - 2,0 га.

В (небольшой пожар)........................................................2,1 - 20 га.

Г (средний пожар)..............................................................21 - 200 га.

Д (крупный пожар)............................................................201 - 2000 га.

Е (катастрофический пожар)...........................................более 2000 га.

Потушить пожар класса А не требует особых приемов. Зато пожары класса Б, В, Г и остальные требуют определенной тактики. В процессе тушения пожара выделяется 4 последовательных операции: остановка пожара, его локализация, окарауливание и дотушивание.

Опыт показывает, что в решении этих вопросов могут помочь полевые магистральные трубопроводы (ПМТ), состоящие на оснащении Вооруженных Сил Российской Федерации. Впервые в отечественной практике наиболее масштабно их использовали в августе 1972 г. при ликвидации массовых пожаров в центре и на востоке европейской части страны, где лесные и торфяные пожары распространились на огромную территорию (Московская, Рязанская, Владимирская, Нижегородская и другие области).

Заключение

Огонь с древнейших времен играет роль важного природного фактора в жизни леса. С появлением человека и развитием цивилизации огонь в лесу превратился в разрушительный фактор, а охрана лесов от пожаров стала важнейшей составной частью охраны природы на нашей планете.

Не смотря на то, что в последнее время появляются новые причины возникновения лесных и торфяных пожаров, такие как глобальное потепление, парниковый эффект, главной причиной возникновения лесных пожаров по-прежнему остается человек. Поэтому очень важно уделять особое внимание профилактике пожаров: разъяснительной работе с населением.

В своей работе я пришла к самым различным выводам, но главный, по моему, заключается в том, что величина ущерба после лесных и торфяных пожаров, оказывается на столько значительной, что возникает безусловная необходимость сохранять лес, беречь его от пожаров и вырубки.