книги / Опасные природные процессы. Вводный курс

Гшва 9. Метеогенно-биогенные опасные природные процессы

предприятий, сырьевых баз лесной промышленности и др.), гибели людей и скота. Дым вызывает снижение прозрачности атмосферы, замедляется фото­ синтез, удлиняются сроки созревания сельскохозяйственных культур, при­ останавливается работа воздушного и наземного транспорта.

Косвенный ущерб многообразен. Прогорает почва, что ведет к сниже­ нию ее качества, иногда к заболачиванию, возникают пустыри, кустарни­ ковые площади, увеличивается эрозия. Пожарища снижают водорегулиру­ ющую, почвозащитную, полезащитную, санитарно-гигиеническую, эстети­ ческую, климатическую функции леса. Растет обмеление рек, усиливается вероятность наводнений, происходит быстрый размыв берегов. Выгорают ценные сорта леса, идет зарастание лиственными деревьями. Снижается ус­ тойчивость против энто- и фитовредителей. Уменьшаются популяции дичи (вред охотничьему хозяйству). Гибнут насекомоядные птицы и пчелы. Сни­ жается кислородная функция лесов как легких планеты. Но полное недопу­ щение пожаров ведет к его зарастанию менее ценными породами и вытес­ нению последних.

Тушение пожаров осуществляется силами и средствами организаций, в ведении которых находятся леса. Организуются пожарно-химические стан­ ции. пожарные бригады из рабочих и служащих предприятий, расположен­ ных на лесной территории, добровольные пожарные дружины.

По физико-химическим свойствам огнегасящие вещества делят на 5 клас­ сов: растворы, эмульсии, пены, суспензии и твердые вещества.

Наиболее распространены растворы для тушения огня и создания за­ градительных полос. Тушение достигается снижением температуры в зоне горения до прекращения огня, изоляцией горючего материала от кислоро­ да слоем газов, не поддерживающих горение, созданием на поверхности горения твердой или жидкой несгораемой пленки, образованием с горю­ чим материалом прочных химических соединений, прерыванием реакции го­ рения в пламенной фазе. Все огнегасяшие средства оценивают по сравнению с водой. В виде растворов применяют следующие химические вещества: не­ органические соли (хлористые Са и Mg, сульфат аммония (15—20%-е раство­ ры сульфата аммония (NH4)2S04, диаммоний фосфата, аммофоса); поверхно­ стно-активные вещества (сульфанол, некаль, моющее средство «Прогресс»), снижающие поверхностное натяжение воды); загустители, обеспечивающие набухание для создания вязкой смеси и снижения скорости испарения; ды­ мообразующие смеси, дающие устойчивый аэрозоль (ФОС-1 и ФОС-2).

Огнегасящие эмульсии — это растворы неорганической соли и галоидоуглеводорода. Раствор хорошо тушит угли, а галоидоуглеводороды — пламя. Для получения стойких эмульсий к эмульсиям к огнегасящим эмульсиям до­ бавляют эмульгатор и фреон. Фреоновые эмульсии ЭС-1, ЭС-2, ЭФ-1, ЭФ- 2 по способности гашения эффективнее воды в 4—5 раз.

Пены применяют для создания заградительных полос и опорных линий при отжиге. Они прекращают доступ кислорода. Суспензии (вода с твердым

351

Разде i II. Опасные природные процессы

веществом) используют как замедлители горения на 3—4 ч. Твердые вещест­ ва — специальные порошки для охлаждения пламени, разбавления горючих газов продуктами термолиза, повышения гигроскопичности, образования прочных химических соединений с горючими веществами. Используют так­ же почву, грунт для засыпки.

В качестве механических средств используют грунтомет, который осу­ ществляет забрасывание кромки пожара и прокладывание минерализован­ ной полосы. Может ликвидировать кромку высотой до 2,5 м на расстоя­ нии до 40 м.

Борьба с пожарами. Ликвидация пожара состоит из следующих стадий: остановка пожара, его локализация, дотушивание и окарауливание. Основ­ ные способы тушения лесных пожаров: захлестывание или забрасывание грунтом кромки пожара, устройство заградительных и минерализованных полос и канав, тушение пожара водой или раствором огнетушащих химика­ тов. отжиг (пуск встречного огня).

Тушение торфяных подземных пожаров, особенно больших пожаров, когда горит слой торфа значительной толщины — чрезвычайно сложная задача. Торф может гореть во всех направлениях независимо от направления и силы ветра, а под почвенным горизонтом он горит и во время умеренно­ го дождя и снегопада. Главным способом тушения подземного торфяного пожара является окапывание горящей территории торфа оградительными канавами. Канавы рекомендуется копать шириной 0,7—1,0 м и глубиной до минерального грунта или грунтовых вод.

При проведении земляных работ широко используется специальная тех­ ника: канавокопатели, экскаваторы, бульдозеры, грейдеры, другие машины, пригодные для этой работы. Окапывание начинается со стороны объектов и населенных пунктов, которые могут загореться от горящего торфа. Для ту­ шения горящих штабелей, караванов торфа, а также для тушения подземных торфяных пожаров используется вода в виде мощных струй. Водой залива­ ют места горения торфа под землей и на поверхности земли.

Горение при торфяных пожарах устойчиво из-за малого рассеяния теп­ ла в атмосферу, а также плохой смачиваемости торфа водой и способности торфа гореть при слабом доступе кислорода в гетерогенной фазе. Для туше­ ния торфяных пожаров необходимо выполнить три условия: преградить путь огню к горючим материалам, приостановить доступ кислорода, понизить температуру до негорючей. Для этого площадь пожаров оконтуривают кана­ вами до минерального грунта или при большой мощности — до водного слоя, кроме того, применяют ПАВ. Для смачивания растворами ПАВ ис­ пользуют специальные торфяные стволы, уколы которыми осуществляют пунктирно через 40 см При водном способе надо смачивать до достиже­ ния 400% влажности (обработка мощной струей воды от насосных устано­ вок). Далее производят тушение с помощью торфа, так как его температу­ ра около 10°С и при контакте он забирает тепло до 400—600 . Для этого бульдозерами сначала сдвигают негорящий торф с периферии на горящий,

352

Гшва 9. Метеогенно-биогенные опасные природные процессы

покрывая очаг слоем 20 см, затем перемешивают. Однако есть опасность: торф в зоне работ может без каких-либо признаков прогореть, и техника провалится в очаг горения.

Способы тушения. Тушение способом захлестывания пламени применя­ ется для слабых беглых, низовых пожаров, когда люди могут приблизиться к кромке пожара. Процесс тушения осложняют высокий кустарник и коч­ ки. Средства — метлы, ветки, хлопушки из брезента. Производятся удары с внешней стороны пожара наклонно, затем все сметается.

При тушении водным способом нужны водоемы или вода доставляется транспортом. Используется широко для тушения низовых пожаров. При вод­ ном способе один человек опрыскивателем сбивает основную часть пламени, а другой гасит вторичные очаги.

Пожары также тушат с помощью огнегасящих химикатов. Забрасывание пламени грунтом используется при слабых и низовых пожарах и медленном их распространении (применяют лопаты и специальные машины).

Устройство минерализованных заградительных полос наиболее эффек­ тивно для слабых низовых пожаров. Полосу делают с опережением по отно­ шению к головной части пожара за 20—100 м. Ширина полосы должна быть 1—4,5 м, для подземных пожаров сооружают канаву.

Широко распространено применение взрывчатых веществ для про­ кладки минерализованных полос в случае отсутствия землеройной техни­ ки. Этот способ очень эффективен. Прокладывают шурфы глубиной 0,4— 0,7 м на расстоянии 1,5—2,5 м один от другого и закладывают патроны с аммонитом весом от 200 до 900 г. Часто используют накладные заряды.

Следующий способ тушения пожара — методом отжига. Производится упреждающий пуск огня по напочвенному покрову — навстречу движуще­ муся пожару для создания широкой полосы с уничтоженными горючими веществами. Этот способ используется при высокой интенсивности горения в сочетании с другими методами. Сначала проводят разведку местности и выбирают трассу отжига, учитывая, что огонь отжига движется навстречу ве­ тру в несколько раз медленнее. При слабых низовых пожарах отступают на 30 м, при средних низовых — на 80, при верховых — не менее чем на 200— 300 м. При сильном ветре это опасно, ибо процесс плохо управляем. Можно применять 5 вариантов отжига: пуск опережающего огня, способом «гребен­ ки», «пятнистый отжиг», «ступенчатый огонь» (рис. 9.4).

Иногда для ускорения выжигания пускают низовой огонь по дополни­ тельным линиям между опорной полосой и фронтом пожара. Здесь горе­ ние идет в обе стороны и достаточно быстро, но с негорящей стороны уже обеспечена безопасность. При способе «гребенки» после продвижения ог­ ня от опорной линии проводят дополнительное зажигание по перпендику­ лярным линиям. Глубина зубцов «гребенки» 3—4 м, чтобы на краю не про­ изошел переброс огня на кроны. Возможно вместо «гребенки» применение «пятен» огня. Но эти способы опасны для рабочих, осуществляющих под­ жиги, ибо на переднем крае возникают высокие температуры и возможно

353

Раздел II. Опасные природные процессы

возгорание крон. Обычно в поджигании участвуют 2 группы, которые дви­ жутся от центра к краям.

Ф ронт пожара

1

«Ступенчатый огонь» при отжиге:

1- отжиг 1-й ступени; 2 - отжиг 2-й ступени; 3 - отжиг 3-й ступени

Ф ронт пожара

Отжиг способом «опережающего огня»:

1 -опорная заградительная полоса; 2 -о тж и г от первой полосы;

3 -о го н ь от второго зажигания

Ф ронт пожара

3 - линии дополнительного отжига

Рис. 9.4. Способы тушения природных пожаров отжигом [Горшенин Н.М и др. 19811

354

Раздел If. Опасные природные процессы

маневр

личного

Основные тактические приемы тушения низовых беглых пожаров:

а- окружение пожара; б - тушение с фронта, в - тушение

стыла; г - тушение сильного пожара комбинированным способом

Примерная схема водоснабжения фрезерных полей:

1 - водохранилище;

2 - пожарно-нагор­ ный канал;

3 - шлюзы;

4 - валовые каналы;

5 - водоемы

Рис. 9.5. Подготовка и тактика тушения лесных пожаров [Горшенин Н.М. и др.. 1981]

9.3

Прогноз природных пожаров

Определение условий, при которых возникают и распространяются лесные пожары, дает возможность предупредить, быст­ рее обнаружить и своевременно их ликвидировать.

Установлена связь частоты и площади пожаров с числом дней без дож­ дя. количеством выпадающих осадков и ветровым режимом [Ожогин И.М.]. Вначале начинают гореть неочищенные вырубки, потом — сухие боры с

356

Гшва 9. Метеогенно-биоеенные опасные природные процессы

белым мхом, вересковые боры и затем, когда очень сухо, горят ельники и торфяники. Таким образом, пожароопасность зависит от количества, харак­ тера и состояния горючих материалов, лесного покрова и условий погоды (осадки, ветер). Погода — наиболее изменчивый фактор. Опасность возрас­ тает с ростом температуры воздуха, ибо снижается влажность. Температура и относительная влажность изменяются в течение суток, сезона года, геогра­ фической широты местности или ее высоты над уровнем моря.

В 1968 г. профессор В.Г. Нестеров предложил судить о дефиците влаж­ ности воздуха по разности температуры воздуха и точки росы, выражая де­ фицит в градусах. Шкала Нестерова введена во всех лесхозах и леспромхо­ зах, базах авиаохраны леса, оперативных авиаотлелениях (см. приложение).

Для возникновения пожара достаточно высыхания лишь поверхностно­ го слоя лесной подстилки и опада. Поэтому в начале весны (после схода снега) и в конце осени при длительном периоде без осадков класс пожарной опасности повышается, т.е. переходит из 1-го во 2-й. из 2-го в 3-й через ка­ ждые 10 дней независимо от значений вычисленного показателя. Причем при скорости ветра 6 м/с и более, особенно когда он дует не менее 3 дней подряд, производится однократное повышение оценки на один класс.

Классы пожарной опасности подразделения Гидрометслужбы наносят на карты, которые рассылают ежедневно лесохозяйственным организациям Лучшая оценка получается для ближайшей к метеостанции территории. Не­ достаток этого метода в том, что осадки учитываются только за последние сутки.

Н.А. Диченков разработал новый подход (1978 г.). Определяется зависи­ мость испытуемых погодных показателей за сухие периоды, в течение кото­ рых восстановилось загорание надпочвенного покрова, от сумм осадков за различные календарные сроки перед этими сухими периодами. Было выяв­ лено, что показатель Нестерова зависит от сумм осадков не только за пос­ ледние сутки, но и в течение последних 15 дней.

Наиболее важными факторами считаются количество осадков, влаж­ ность горючих материалов и скорость ветра. В восточных штатах США влажность определяется с помощью брусков из липы, а в районе Великих озер — по времени, прошедшему после последнего дождя.

Приборы для оценки пожарной опасности погоды. К ним относятся ин­ дикаторные деревянные бруски. Они используются для оценки влажности в США, Канаде, Японии, Австралии. Бруски выставляют в лесу, затем взве­ шивают 1 раз в день в 16 ч, когда горючие материалы при сухой погоде наиболее сухие, и затем по изменению массы определяют влажность. Срок службы брусков 1 год. При изготовлении их высушивают до нулевой влаж­ ности. Бруски укладывают на подставку из железной проволоки на высоте 10—25 см над почвой. Этот метод не точен.

Указатель пожарной опасности УСП-1. По уровням воды в системе сооб­ щающихся сосудах прибора определяют относительную влажность воздуха.

357

Раздел II. Опасные природные процессы

Электронный вычислитель пожарной опасности. Учитывает относитель­ ную влажность и температуру воздуха, скорость ветра и интенсивность осадков, а также вегетационную стадию травяной растительности. 3 поло­ жения стрелки измерителя отражают на шкале показатель засухи, степень влажности горючих материалов, индекс скорости распространения огня.

Автоматическая система «Датран-100». Она включает центральную станцию и периферийные измерительно-передающие станции, размещаемые на территории и подчиненные главной. Центральная станция запрашивает и получает незапланированные ответы с периферии, обрабатывает их и выдает результаты на телетайпной ленте в зашифрованном виде. Сводка содержит дату, время сеанса связи, влажность воздуха, температуру, степень отражения солнечного света. Обслуживает систему персонал лесного хозяйства.

9.4

Профилактические мероприятия

Основой профилактических мероприятий является гибкое сочетание всех видов лесопожарной профилактики с высокой опе­ ративностью обнаружения и ликвидации пожаров с учетом местных при­ родных условий, и уровня интенсивности лесных работ. Главный принцип: легче предупредить, чем потушить.

Основная тяжесть борьбы с пожарами ложится на лесную государст­ венную охрану. Ее структура в период СССР выглядела следующим обра­ зом. Во главе находился Госкомитет по лесному хозяйству (Гослесхоз

СССР). Ему были подчинены министерства лесного хозяйства союзных республик, которые управляли министерствами лесного хозяйства авто­ номных республик, управлениями областей и краев, замыкающимися на лесохозяйственные предприятия. Ниже шли структуры подчинения лесни­ честв, затем лесохозяйственных участков и, наконец, обходов. Параллель­ но работала структура аппарата авиационной охраны лесов. Структура авиасистемы: Министерство лесного хозяйства РФ, Центральная база авиационной охраны лесов и обслуживания лесного хозяйства, местные авиабазы, авиазвенья охраны лесов, оперативные авиаотделения (рис. 9.6).

Профилактические противопожарные мероприятия подразделяются на 2 основные группы:

1)мероприятия по предупреждению возникновения лесных пожаров и контролю за соблюдением правил пожарной безопасности в лесах;

2)мероприятия, направленные на предупреждение распространения лес­ ных пожаров.

358

Раздел II. Опасные природные процессы

во-вторых, за счет противопожарной организации лесов (создание в лесах системы противопожарных преград, ограничивающих распростране­ ние пожаров, устройство сети дорог и водоемов).

Важное значение имеют комплектование расчетов команд и их обуче­ ние, наличие техники и других средств для обнаружения и тушения пожа­ ров. Планы противопожарного устройства лесов составляют на основе ста­ тистических сведений о пожарах за последние 5—10 лет с учетом оценки участков по степени опасности, местных особенностей предупреждения, обнаружения и тушения пожаров.

План устройства лесов для борьбы с пожарами включает: 1) карту горимости лесов; 2) пожарную карту; 3) ведомость пожарных выделов: 4) сводную ведомость противопожарного устройства; 5) список необходимого количест­ ва орудий, механизмов, транспортных средств для тушения пожара; 6) расчет необходимых затрат труда; 7) проект размещения лесной охраны; 8) объяс­ нительную записку.

Все лесничества разделяют на классы пожарной опасности по шкале И.С. Мелехова. С этой целью в каждом квартале определяют преобладаю­ щий класс пожарной опасности леса. Однородные по классу опасности квар­ талы и их части объединяют в пожарный выдел. Выделы в соответствии с их классом в определенном цвете (1 — красный, 2 — розовый, 3 — желтый, 4 — зеленый, 5 — синий) наносят на карту. Наиболее интенсивно противопожар­ ные мероприятия проводят в зонах 1-го и 2-го классов.

Для борьбы с пожарами особое значение имеют препятствия для огня (разрывы, заслоны, минерализованные полосы, канавы), а также дороги противопожарного назначения. При этом естественные и искусственные преграды должны соединяться между собой, образуя замкнутые блоки. Цель: ограничить распространение огня по площади и ускорить тушение. Исполь­ зование естественных преград снижает себестоимость. Лесопожарные пре­ грады сооружаются в настоящее время в наиболее освоенных лесах. Напри­ мер, разрывы создают в пожароопасных хвойных лесах 1-й и 2-й групп по народнохозяйственному значению и в наиболее освоенной заготовителями части лесов 3-й группы.

Минерализованной полосой называется полоса земли, с которой полно­ стью удалены все горючие материалы до минерального слоя почвы. Цель: остановить низовые и частично верховые пожары с помощью пуска встреч­ ного огня от этих полос. Таким образом, она служит преградой для слабых пожаров и опорной полосой для выжигания горючих материалов перед фронтом пожара при более сильных пожарах. Полосу обычно прокладыва­ ют трактором или конным способом и с помощью взрывчатки. Полосы со­ здают по границам расположенных в лесу построек, хвойных молодняков и ценных лесных насаждений, во всех хвойных массивах вдоль дорог и мест для отдыха и курения, по периферии и внутри лесопожарных разрывов, за­ слонов, опушек; по границам лесосек, где осталась заготовленная продук­

360