Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова» Институт Факультет инженерии и природообустройства Направление подготовки 20.03.01 Техносферная безопасность Кафедра Техносферная безопасность и транспортно-технологичесике машины Допустить к защите Зав. кафедрой Соловьёв Д.А. «____» ________________ 2020 г. ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА Разработка непреодолимых противопожарных барьеров для защиты от природных пожаров населенных пунктов и уникальных природных объектов Дипломник Руководитель Нормоконтролер Михайлова доцент, к.х.н. Панкин К.Е.. доцент, к.т.н. Горюнов Д.Г... Саратов2020 1 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова» Факультет Факультет инженерии и природообустройства Направление подготовки 20.03.01 Техносферная безопасность Кафедра) Техносферная безопасность и транспортно-технологичесике машины УТВЕРЖДАЮ Зав. кафедрой Соловьёв Д. А. обучающегося «____»____________________2020 г ЗАДАНИЕ по выпускной квалификационной работе Михайловой фамилия, имя, отчество (полностью) 1. Тема проекта Разработка непреодолимых противопожарных барьеров для защиты от природных пожаров населенных пунктов и уникальных природных объектов утверждена приказом по университету № -С от г. 2. Срок сдачи обучающимся законченнойВКР29.06.2020 г. 3. Исходные данные для выполнения ВКР материалы практик, задание по выпускной квалификационной работе, нормативнотехническая документация, периодическая научно-техническая литература 4 Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов) № Разделы пояснительной записки % Срок п/п выполнения выполнения 5. Перечень демонстрационного материала 6. Консультанты по проекту (с указанием относящихся к ним разделов проекта) № Раздел Консультант Подпись, дата п/п Задание Задание выдал принял 7. Дата выдачи задания Руководитель подпись Задание принял к исполнению подпись 2 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 1. 4 6 АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 1.1. Статистика пожаров и ликвидации ЧС на опасных объектах в Российской Федерации 1.2. Общие положения управления мобильными пожарными робототехническими устройствами 2. ПРОЕКТНО-РАСЧЕТНЫЙ РАЗДЕЛ 2.1. Актуальность применения мобильных пожарных разведывательных робототехнических систем 2.2 Исследование вопросов применения мобильной робототехники при тушении пожаров и ликвидации чрезвычайных ситуаций 2.3. Характеристика пожарной опасности технологии хранения нефти и нефтепродуктов 2.4 Пожарная безопасность эстакады слива-налива нефти и нефтепродуктов 2.5 Обоснование параметров мобильной робототехники при тушении пожаров 2.6 Определение параметров тяговых усилий мобильной робототехники пожаротушения 2.7 Расчет расхода веерного распылителя 3. РАЗРАБОТКА ОРГАНИЗАЦИОННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ 3.1 Организﮦация работ по сﮦпасению люﮦдей и тушеﮦния пожара поﮦдразделениﮦями пожарноﮦй охраны 3.2 Расчет необходимого количества сил и средств вариант №1 3.3 Расчет необходимого количества сил и средств вариант №2 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 6 10 12 12 15 26 29 33 35 40 44 44 46 50 56 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 57 ПРИЛОЖЕНИЯ 64 СГАУ-ИЗОиДО-Б-ТБ-2019-11 Изм Лист Разраб. Пров. Т.контр. Н.Контр Утв. № докум. Глазунова Бахтиев Горюнов Подпись Дата Литер Лист Листов Организация тушения пожара на 3 64 У нефтеналивной эстакаде ж/д станции «Нефтяная» Приволжской железной Саратовский ГАУ дороги с применением пожарного ИЗОиДО – ТБиТТМ робота с веерным распылителем 3 ВВЕДЕНИЕ 4 Ежегодно природные пожары наносят ущерб экономике, который складывается из безвозвратных потерь лесного фонда, запасов добытого торфа и уничтожения торфяных месторождений, а также затрат на локализацию и ликвидацию пожаров. Некогда достаточно эффективная система борьбы с пожарами на природных территориях в нашей стране в последние годы находится в состоянии крайнего упадка. Даже в зоне активной защиты леса при нынешнем сокращении возможностей авиалесоохраны и системы наземного наблюдения крайне редко удается обнаружить пожар на ранней стадии. Особое внимание в настоящее время уделяется вопросу сохранения уникальных природных объектов, как важного элемента глобальной экосистемы, а так же как минерально-сырьевого потенциала запасов полезных ископаемых. Немаловажную роль играет экономическое регулирование данной проблемы и культура населения, о чем свидетельствует мировая практика. Например, в Финляндии площади лесоосушения превышают 5 млн. га, производя значительную часть товарной древесины страны. Площадь фрезерных торфоразработок в Канаде многократно превышает российские. Большинство северных равнинных и прибрежных территорий Европы – сельскохозяйственные земли, размещенные на осушенных торфяных болотах. Очаги возгорания там бывают, но серьезные торфяные пожары не происходят именно эффективному благодаря экономическому экологической культуре регулированию населения и природопользования. Внедрение таких механизмов в нашей области обеспечит ответственность государства и чиновников за безопасность граждан, а граждан – за пользование природными ресурсами, что позволит сократить природные пожары в разы. Целью данной выпускной квалификационной работы является разработка непреодолимых противопожарных барьеров для защиты от природных пожаров населенных пунктов и уникальных природных объектов. 5 1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 1.1 Основные понятия и определения Природным пожаром называется стихийное, т.е. неуправляемое 6 распространение горения по лесно-степной площади. Основной горючий материал при природных пожарах – клетчатка и лигнин, из которых состоят стенки клеток растений, а также различные смолы и эфирные масла, содержащиеся в растениях и их мертвых остатках. Чтобы древесные материалы загорелись, их надо предварительно нагреть. При нагревании примерно до 150°С происходит выделение воды, содержащейся в этих материалах и их подсушивание. С повышением температуры древесина начинает разлагаться, при этом выделяются горючие газы, которые воспламеняются при температуре около 300°С. При 400-450°С разложение древесины и выделение горючих газов завершается, древесина обугливается и дальнейшее горение угля происходит без пламени, температура при этом может достигнуть 1000°С. Чем суше материал, тем меньше тепла нужно на испарение влаги и подготовку его к воспламенению, поэтому сухие древесные материалы воспламеняются легче и горят быстрее чем во влажных. В зависимости от характера горючих материалов преобладает обычно одна из стадии горения – пламенная или беспламенная (горение углей). Пламенное горение прекращается. распространяется Характерный пример быстро, – горение но также сухой быстро травы или лишайникового покрова. Беспламенное горение распространяется медленно – от нескольких миллиметров до нескольких дециметров в час, однако большая часть выделяющегося при этом тепла не распространяется в пространстве, как при пламенном горении, а накапливается в слое горючих, материалов, подсушивая их. Это делает возможным распространение горения даже при относительной высокой влажности горючих материалов. Тепло, накопленное горючими материалами, рассеивается медленно, и поэтому здесь могут длительное время сохраняться скрытые, внешне незаметные очаги горения (тления), которые приводят к возобновлению пожаров. Погасить очаги беспламенного горения гораздо труднее, чем пламенного. Свеча или спичка, например, гаснет от одного дуновения вследствие отрыва 7 пламени и охлаждения горящей поверхности, но костёр таким способом ликвидировать не удаться, так как дополнительный приток кислорода лишь усилит горение углей. Не удается сразу ликвидировать очаги горения в углях костра, даже заливая его водой. Характер распространения лесного пожара зависит от вида горючих материалов, их состояния, структуры, количества и размещения. Пожар стихает или даже останавливается, встретив на своём пути влажные горючие материалы. Например, весной, когда под пологом снега еще сыро, огонь распространяется только по открытым местам. В рыхлом слое горючих материалов, к которым свободен доступ воздуха, он распространяется быстрее, а в плотных, слежавшихся слоях – медленнее. Характер пожара зависит и от расположения горючих материалов. В сосняках, где имеется подрост, огонь легко достигает крон деревьев, тогда как в спелом одновозрастном сосновом насаждении он распространяется только по напочвенному покрову. Большое влияние на скорость и характер распространения пожара, особенно на открытых местах, оказывает и ветер. Лесные горюче материалы неоднородны, они имеют разную структуру, неодинаково быстро воспламеняются, по – разному реагируют на изменение погоды. Высота пламени и скорость распространения огня по отдельным их видам различны. Чаще всего лесные пожары начинаются от загорания мхов и лишайников с мелким опадом, сухой травы. Эти материалы легко увлажняются и довольно быстро высыхают. Их влажность непосредственно связана с влажностью воздуха и в засушливый периоды может резко снижаться (до 6-8%). Изменяется она и в зависимости от времени суток. Вследствие этого пожары в лесах с моховым и лишайниковым покровом распространяются в середине дня в несколько раз быстрее, чем ночью или ранним утром, когда воздух более холодный и влажный. Травянистые, полукустарниковые и древесные растения способны сокращать испарения при уменьшении поступления влаги из почвы. Поэтому их влажность не 8 подвержена таким резким колебаниям, как у низших растений, и довольно устойчиво держится на уровне 100-150%. Травы и кустарники (брусника, вереск, багульник и др.) самостоятельно гореть не могут, и распространение по ним огня зависит от наличия в лесу опада, мхов и лишайников. Хвоя, хвоенные ветви и сучья в пологе древостоя горят при верховых пожарах. Подрост и подлесок хвойных пород усиливает горение и создаёт условия для перехода огня на кроны деревьев, лиственные подрост и подлесок несколько сдерживают этот процесс. Лесная подстилка и торф имеют плотную структуру и покрыты неразложившейся хвоей, листьями, мхом. Они просыхают медленно, поэтому распространение огня в них наблюдается обычно со второй половины лета. Впитывают влагу они тоже медленно, и для полного увлажнения подстилки в насаждениях с торфянистыми почвами требуется большое количество осадков. Часто бывает, что даже в дождливую погоду, наступающую после длительного засушливого периода, нижний разложившийся слой продолжает гореть, хотя по поверхности огонь не распространяется. При непродолжительном отсутствии осадков, наоборот, пламя по поверхностному сухому слою, распространяется легко, но вглубь огонь не проникает. У валежника, бурелома и порубочных остатков влажность изменяется примерно так же, как и у лесной подстилке [41]. Вред, наносимый лесу пожарами, зависит, в первую очередь, от вида пожара. Вид пожара имеет большое значение при учёте повреждении леса огнём, возможных последствии пожаров и при проведении необходимых лесохозяйственных мероприятии на площадях, пройденных огнём. Деление лесных пожаров на три основных вида было предложено еще в 1835 году П. Перелыгиным. Он выделил низовой или наземный пожар, верховой и подземный или торфяной [9]. В настоящее время в практике борьбы с лесными пожарами сохранилось деление лесных пожаров на три вида: низовые, верховые и подземные, причем первые два вида по скорости распространения делятся на беглые и устойчивые. 9 Почти любой пожар в лесу имеет вид низового и при соответствующих условиях, может переходить в верховой или подземный. Лесной пожар в процессе своего развития может быстро переходить из одного вида в другой или проявляться в комбинации двух или даже трёх видов. В каждом развившемся низовом или верховом пожара выделяют следующие наиболее существенные его части (рис. 1): Рис. 1. Схема природного пожара фронт – передняя огневая линия, сторона наиболее быстрого распространения пожара; фланги – боковые стороны по отношению к фронту пожара; тыл пожара – сторона, противоположная фронту; голова пожара – выступающая передняя часть пожара, характеризующаяся наибольшей скоростью продвижения огня; клинья пожара – узкие, длинные, вытянутые вперёд “щупальца” пожара; пята пожара – место, где возник пожар. Фронт пожара обычно распространяется по направлению ветра. При 10 перемене ветра фронтом может стать фланговая и даже тыловая кромка пожара. Лесные пожары классифицируются на низовые, верховые и подземные, подразделяясь в свою очередь на отдельные виды (рис.2). Рис. 2. Классификация лесных пожаров При низовом беглом пожаре 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. Скорость распространения огня по ветру достигает 3-5 км/ч. Такие пожары характерны для весеннего периода, когда просох лишь самый верхний слой горючих материалов. При этом горение происходит неравномерно - огонь перескакивает и быстро сжигает то, что способно гореть, оставляя нетронутыми отдельные участки. Беглый низовой пожар характеризуется быстрым продвижением кромки (отсюда и название “беглый”). Кора и корни деревьев обгорают лишь по поверхности, поэтому повреждения леса от пожара менее значительны, чем от пожаров других видов. Высота пламени обычно 0,5-1 м, редко более. Форма пожарища обычно яйцевидная, дым – светло-серого цвета. 11 При устойчивом низовом пожаре происходи горение напочвенного покрова, пней, валежа. В огне погибает подрост и подлесок, часто повреждается нижние части стволов и корни, выступающие на поверхность земли. После длительного засушливого периода часто сгорает подстилка. При устойчивом низовом пожаре кромка продвигается медленно, пожар сильно дымит. Скорость распространения – до 1 км/ч. Такие пожары типичны для второй половины лета. Устойчивые низовые пожары наносят более серьёзные повреждения лесу, создавая в дальнейшем условия для развития верхового пожара [9]. Деление низовых пожаров на беглые и устойчивые имеет большое практическое значение. Последствия этих пожаров сильно отличаются. Различны и тактические приёмы, применяемые для борьбы с ними. Для ликвидации беглого низового пожара достаточно забить пламя по кромке, устойчивый низовой пожар требует для своего тушения других, более трудоёмких приёмов и средств борьбы. Обычно устойчивый низовой пожар является второй стадией беглого пожара. Любой пожар начинается с загорания лесного покрова и опада. Лесной пожар начинается и распространяется как беглый, и только при наличии подстилки и различного валежа, способного в данный момент к загоранию, развивается устойчивый низовой пожар. Верховой пожар является дальнейшей стадией развития низового пожара. При верховых пожарах горит не только напочвенный покров, но и кроны деревьев (хвоя, листья, ветки). Важная особенность этих пожаров состоит в том, что низовой огонь является необходимой составной частью верховых пожаров, что учитывается при разработке современных тактических приемов борьбы с верховыми пожарами. Различают две формы верховых пожаров: верховой устойчивый и верховой беглый. При устойчивом верховом (повальном) пожаре горючие материалы верхнего и нижнего ярусов насаждения горят одновременно. При этом 12 полностью сгорает подстилка, напочвенный покров, валежник, сухостой, подрост, подлесок, ветви и даже крупные сучья, сильно обгорают стволы деревьев. На месте таких пожарищ остаются обугленные стволы и наиболее крупные сучья деревьев. Огонь при устойчивом верховом пожаре обычно движется сплошной стеной и сравнительно медленно – около 5-8 км/ч. Температура пламени достигает 900°С, дым темно-серого цвета. Это самый разрушительный вид лесного пожара, которые происходят в основном во второй половине лета после длительной засухи. Беглые верховые пожары наблюдаются только при сильном ветре. Пламя по верхнему пологу насаждения распространяется не равномерно, а отдельными скачками и уступами, клиньями, вытянутыми по направлению ветра. Пламя за 8-12 секунд проходит по пологу на расстояние около 100-120 м, затем движение его резко замедляется. На месте остановки верхового огня из-за падения вниз горящих материалов загорится нижний ярус (напочвенный покров). Разгоревшийся низовой пожар продвигается по ветру вперёд и подогревает кроны деревьев, подготавливая их к воспламенению. При порыве ветра пламя верхового пожара вновь скачками продвигается по пологу с большой скоростью, несколько опережая низовой пожар. При продвижении горения по кронам ветер разносит искры, горящие ветви, хвою, которые создают новые очаги низовых пожаров за несколько десятков, а иногда и сотен метров впереди основного очага, что, в свою очередь, создаёт условия для увеличения скорости распространения пожара [9]. Беглые верховые пожары распространяются по ветру с большой скоростью – 8-25 км/ч и даже более. Форма пожарища обычно сильно вытянута по направлению ветра, дым – темного цвета. Беглые верховые пожары самостоятельно, без подогрева крон от низового огня, распространяться не могут, поэтому при борьбе с ними стремятся в первую очередь ликвидировать источники на поверхности земли. При подземных (почвенных, торфяных) пожарах происходит горение перегноя или торфяного слоя почвы. Эти пожары, так же как и верховые, 13 являются дальнейшей стадией развития низового пожара. Они возникают на участках с торфяными почвами или с мощным слоем подстилки (толщиной более 20 см), когда торфянистый или гумусовый горизонт почвы достаточно подсох. Обычно при низовом пожаре огонь заглубляется в землю сначала отдельными очагами на наиболее подсохших участках, чаще всего у стволов деревьев, а затем постепенно распространяется в стороны. Торф или подстилка прогорают на всю глубину до минеральных слоёв почвы или до влажных слоёв, в которых горение продолжаться не может. При подземном пожаре горение беспламенное. При горении торфа над поверхностью почвы стелиться дым, и иногда прорываются языки пламени. Огонь распространяется очень медленно – до нескольких метров в сутки. При этом сгорают корни деревьев, находящиеся в слое торфа или перегноя, и деревья вываливаются. Подземные пожары распространяются во все стороны более менее равномерно, поэтому здесь нет деления на фронт, фланги и т.д. Они возникают обычно во второй половине лета, число их резко возрастает в засушливые годы [9]. 1.2 Анализ происшествий, аварий и чрезвычайных ситуаций на территории Саратовской области Саратовская область имеет 725 тыс. га лесов, в том числе на землях лесного фонда, находящихся в ведении Министерства лесного хозяйства Саратовской области 670,2 тыс. га (91,2 % всех лесов). Общая площадь лесов на землях иных категорий 54,7 тыс. га. Лесистость области составляет 7,27 %. Особое положение занимает национальный парк «Хвалынский», расположенный в северо-восточной части Саратовского Правобережья, в Хвалынском муниципальном районе, в 200 км от областного центра г. Саратов. Населенных пунктов на территории парка нет. Площадь национального парка – 26 тыс. га. Муниципальными районами Саратовской области с наибольшей 14 площадью лесов являются: Балтайский (24,8%), Лысогорский (22,5%), Татищевский (22,3%), Воскресенский (21,1%), Базарно-Карабулакского (19,7%), Новобурасский (17,5%), Хвалынский (15,5%), Красноармейский (15,7%). Основным типом растительности в области являются лиственные леса (85,8 %), менее распространены хвойные породы (13,6 %). Потенциальная (природная) пожарная опасность и фактическая горимость лесов зависят от многих факторов: породного состава и состояния насаждений, типа условий их произрастания, развития транспортной сети, посещаемости лесов населением, противопожарного обустройства территории и многих других. Крупные верховые пожары происходят обычно в июле – августе или в апреле. Традиционно пожарная обстановка осложняется с 1 по 9 мая (на майские праздники много отдыхающих в лесах, начало сезона на сельхозугодиях и дачных участках) и с последней декады августа по вторую декаду сентября (началом учебного года в средних образовательных учреждениях, активные сельскохозяйственные работы). Это косвенно свидетельствует, что неосторожное обращение граждан с огнем является основной причиной лесных пожаров. Основными причинами возникновения природных пожаров являлись: антропогенный фактор (несоблюдение правил противопожарной безопасности, неконтролируемый отжиг стерни, сухой травы, соломы); метеорологические условия (аномально-жаркая погода, высокая и чрезвычайная пожарная опасность (IV-V класс); метеорологические явления (грозовые разряды). Наиболее опасные в пожарном отношении участки леса (I и II классы) занимают 19% площади. Степень пожарной опасности лесного фонда характеризуется средним классом 2,9. Наиболее пожароопасные насаждения имеют Базарно-Карабулакское, Черкасское, Вольское, Лысогорское и Петровское лесничества (I класс пожарной опасности). Распределение лесов 15 Саратовской области по классам пожарной опасности представлено на (рис. 3). Рис. 3. Распределение лесов Саратовской области по классам пожарной опасности. По среднестатистическим данным в лесах области доля низовых пожаров составляет–97%, верховых – 3% . Анализ динамики возникновения природных пожаров показывает, что первый всплеск количества пожаров наступает в весенний период (с 20 апреля по 20 мая). Это обусловлено сходом снежного покрова и резким повышением среднесуточных температур воздуха, отсутствием в этот период зеленой растительности, проведением неконтролируемых сельхозпалов в период осенне-полевых работ. Затем происходит спад, и через 1-2 недели после установления на большей части территории области чрезвычайной пожарной опасности (конец июля – начало августа) до повсеместного выпадения большого количества осадков (в разные годы с конца августа по октябрь), число лесных пожаров вновь резко увеличивается (рис. 4). 16 Рис. 4. Среднемноголетние значения количества природных пожаров по месяцам Сроки прохождения пожароопасного периода по многолетним наблюдениям и в сравнении с прошлым годом представлены в таблице 1. Таблица. 1. Сроки прохождения пожароопасного периода Субъект Саратовская область На По многолетним 2019 год наблюдениям Начало Окончание Начало Окончание 2 декада 3 декада 10 апреля апреля октября территории Саратовской области в 10 октября 2019 году было зарегистрировано 94 природных пожаров на территории земель лесного фонда Министерства природных ресурсов (АППГ- 33), общей площадью 1129,163 га. (АППГ-594,28 га). Режим чрезвычайной ситуации на территории области не вводился. По сравнению с 2018 годом общие показатели количества природных пожаров значительно увеличились. Пожароопасный период 2019 года на территории Саратовской области превысил все показатели по количеству и площади природных пожаров по среднемноголетним значениям (рисунок 5). 17 594,28 0 719,55 2013 1 2014 1 , 5 2015 2016 2017 2018 1129,163 8 2019 Рис. 5. Характеристика пожароопасного периода с 2013 по 2019 гг. За отчетный период 2019 года наблюдались неблагоприятные метеорологические явления: усиление ветра, гроза, засуха, очень сильный дождь. Сильный ветер, как правило, возникал при резком изменении атмосферного давления и температуры воздуха и сопровождался выпадением осадков. Поэтому, кроме механических повреждений зданий и линий электропередачи, происходило полегание сельскохозяйственных культур и срабатывание электрозащиты на трансформаторных подстанциях. Динамика возникновения сильных ветров показывает, что наибольшая активность, а также наносимый ими ущерб наблюдался в летние и зимние месяцы. На территории Саратовской области в 2019 году в результате опасных агрометеорологических явлений «почвенной засухи», распоряжением Губернатора Саратовской области от 21 мая 2019 года N 369-р О введении режима чрезвычайной ситуации на территории области в связи с гибелью посевов сельскохозяйственных культур. Границы зоны чрезвычайной ситуации были определены в пределах границ 14 муниципальных районов Саратовской области: Александрово-Гайский, Воскресенский, Духовницкий, Дергачевский, Ершовский, Красноармейский, Краснокутский, 18 Краснопартизанский, Новоузенский, Озинский, Питерский, Перелюбский, Ровенский, Федоровский. По данным Саратовского Центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды на территории области были зафиксированы опасные агрометеорологические явления, как атмосферная и почвенная засухи вызывающие неблагоприятные условия для формирования урожая большинства сельскохозяйственных культур. За последние 5 лет были зарегистрированы чрезвычайные ситуации, обусловленные засухой, в 2015, 2016, 2017, 2018, 2019 годах. Традиционно засушливыми районами являются муниципальные районы Левобережья области. В 2019 году на территории Саратовской области в результате атмосферной и почвенной засухи материальный ущерб составил – 441,8 млн.рублей. Засухи наносят самый большой ущерб сельскохозяйственному производству. 1 случай засухи за 6 лет 2 случая засухи за 6 лет 3 случая засухи за 6 лет 4 случая засухи за 65 лет Рис. 6. Среднемноголетняя частота возникновения ЧС, обусловленных засухой 19 1.3. Виды противопожарных барьеров, создаваемых в целях ограничения природных пожаров Целью создания системы противопожарных барьеров должно быть разделение пожароопасных лесных массивов на изолированные друг от друга блоки разного размера. Противопожарные барьеры служат преградой для распространения верховых и низовых лесных (природных) пожаров, а также опорными линиями при работах по локализации загораний и отдельных участков пожаров. Количество и виды противопожарных барьеров в лесах определяют, исходя из местных особенностей, типов почв, лесов и напочвенного покрова, высоты древостоя, группы и категории защитности лесов, степени пожароопасности участков и фактической горимости лесов. Дороги, имеющиеся в наличии и дополнительно устроенные на барьерах, должны иметь выходы в общую дорожную сеть. К искусственным противопожарным барьерам, специально создаваемым в лесах, в целях ограничения лесных (природных) пожаров относятся минерализованные полосы, противопожарные разрывы, противопожарные заслоны, пожароустойчивые опушки, противопожарные канавы. Противопожарные барьеры следует систематически очищать от сухостоя, пожароопасного подроста, подлеска и валежника, а противопожарные минерализованные полосы в пределах барьеров - ежегодно подновлять до наступления пожароопасного периода в течение пожароопасного сезона. Минерализованные полосы, линейные участки территории, очищенные от растительных горючих материалов до минерального слоя почвы (рис. 7) или обработанные почвообрабатывающими орудиями (рис. 8),или иным способом могут быть самостоятельным противопожарным барьером или входить в состав более сложного противопожарного барьера в качестве его элемента. 20 Рис. 7. Очистка от растительных горючих материалов Рис. 8 Минерализация почвообрабатывающими орудиями Ширина противопожарных минерализованных полос составляет 0,3-9 м в зависимости от способа их создания с учетом возможного характера и интенсивности распространения пожаров, почвенных и лесорастительных условий, степени природной и фактической пожарной опасности участка леса. Устройство противопожарных минерализованных полос вдоль склонов минимизируют или исключают во избежание развития эрозионных процессов. Противопожарный разрыв, предназначенный для остановки сильных низовых пожаров, следует создавать в виде просеки шириной от 10 до 100 м, очищенной от пожароопасных горючих материалов, с противопожарной минерализованной полосой (рис.9) или дорогой (рис.10) или в виде естественных безлесных территорий (рис.11), водных пространств в лесах (рис.12). Рис 9. Просека с минерализованной полосой Рис 10. Просека с дорогой 21 Рис 11. Просека с естественными безлесными территориями Рис 12. Просека с водными пространствами в лесах Основными показателями, определяющими качество противопожарных разрывов, являются: - уменьшение их ширины (от проектной) после создания или ухода за ними; - наличие на разрыве горючих материалов, в том числе древесного хлама, валежника, мусора, порубочных остатков, сухой травяной растительности ,пожароопасного хвойного подроста, подлеска и кустарника;- возможность проезда транспортных средств. Допустимое уменьшение ширины противопожарного разрыва от проектной составляет не более 0,1 м. Допустимое наличие горючего материала(пожароопасного древесного хлама, мусора, порубочных остатков ипожароопасного хвойного подроста или кустарника) в примыкающих полосах(шириной 50 м) - в объеме не более 2 м /га. Противопожарные заслоны создают с целью сохранения от рубки значительных площадей участков леса и снижения пожароопасности лесов; минимизации угрозы верхового пожара лесным массивам, населенным пунктам и объектам инфраструктуры. Противопожарный заслон комбинированный(сложный) в лесу противопожарный представляет барьер, собой состоящий из противопожарного разрыва и полос леса по его обеим сторонам, очищенных от наземных горючих материалов и расчлененных сетью минерализованных полос (рис.13). 22 Рис 13. Противопожарный заслон Ширина основных противопожарных заслонов должна составлять: - 100-160 м для заслонов из лиственных или с преобладанием лиственных пород; - 200-320 м - для заслонов из хвойных пород. За основу противопожарного заслона принимают естественный или искусственный разрыв, усиленный дорогой. Пожароустойчивые опушки представляют собой полосы лиственных и смешанных древостоев пожароустойчивых пород деревьев и/или кустарников, окружающих более пожароопасные массивы хвойных лесов (рис.14), а также полосы, расположенные вокруг населенных пунктов, граничащих с лесом. 23 Рис 814 Полосы лиственных и смешанных древостоев пожароустойчивых пород деревьев и кустарников Пожароустойчивые опушки из лиственных пород деревьев или с преобладанием лиственных пород могут создавать путем рубок ухода за лесом, посадки лесных культур или реконструкции насаждений. Ширина противопожарных опушек должна составлять 150-300 м в зависимости от лесорастительных условий и степени пожарной опасности участка. Противопожарные канавы следует устраивать в целях защиты особо ценных лесных (природных) участков и объектов от перехода на них почвенных (торфяных) пожаров с соседних площадей (участков), опасных в пожарном отношении. (рис.15) Рис 15.Противопожарные канавы 24 Противопожарная канава глубиной до минерального слоя почвы или до уровня почвенных вод должна быть шириной по дну 0,2-1 м; по верху - 1,5-6 м. Показателями качества противопожарной канавы являются: - степень осыпания (или оползания) торфа с откосов на дно канавы; - степень зарастания площади дна канавы травянистой растительностью и всходами деревьев и кустарников; - отсутствие (наличие) торфа над поверхностью воды в канаве, способного быть проводником горения между стенками канавы. При необходимости могут создаваться переезды (мостки) через противопожарную канаву в местах возможного проезда пожарных автоцистерн и специальной техники к пожароопасным участкам в лесу, которые обозначают указателями. Переезд рекомендуется создавать из негорючих материалов, чтобы уменьшить или исключить возможность перехода огня по нему между стенками канавы. 25 2. ПРОЕКТНО-РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 2.1 Составление шкалы пожарной опасности по условиям погоды лесничество пожар погода опасность Эффективность функционирования системы охраны лесов от пожаров определяется ее способностью оценивать и прогнозировать пожарную опасности в лесу, характеризующую потенциальную угрозу возникновения лесных пожаров, их развитие и возможный ущерб лесным ресурсам. Несмотря на множество шкал пожарной опасности по условиям погоды предложенных в разное время учеными, на всей территории Российской Федерации действует единая шкала пожарной опасности В.Г. Нестерова, не позволяющая учитывать особенности возникновения и распространения лесных пожаров, в конкретном регионе и в конкретный период года [31]. Таблица 2 Шкала пожарной опасности по условиям погоды для территории Дальнегорского филиала Периоды пожароопасного сезона и их сроки Весенний – с даты схода снегового покрова до 1 июня Летний – с 1 июня до 31 августа Осенний - с 1 сентября до появления устойчивого снегового покрова Классы пожарной опасности и метеорологический комплексный показатель I II III IV V 0 - 400 401 - 900 901 - 2001 - 3500 3501-6000 2000 0 - 600 601 - 1300 0 - 300 301 - 800 1301 - 3001 - 4500 4501-8000 3000 801 - 1501 - 3000 3001-7000 1500 Регламент работ лесопожарных служб устанавливается в зависимости от условии погоды. I класс пожарной опасности (комплексный показатель до 300) – пожарная опасность отсутствует. Проводиться наземное патрулирование в местах огнеопасных работ в целях контроля за соблюдением правил пожарной безопасности в лесах. Дежурство на пожарных наблюдательных пунктах не проводиться. Наземные пожарные команды, если они не заняты 26 тушением ранее возникших лесных пожаров, занимаются тренировкой, подготовкой снаряжения и пожарной техники или выполняют другие работы. II класс пожарной опасности (комплексный показатель от 302 до 1000) – малая пожарная опасность. Проводится наземное патрулирование на участках, отнесённых к I и II классам пожарной опасности, а также в местах массового отдыха трудящихся в лесах с 11 до 17 ч. Проводиться дежурство на пожарных наблюдательных пунктах и на пунктах приёма донесении о пожарах. Наземные пожарные команды, если они не заняты на тушении пожаров, находятся с 11 до 17 ч. в местах дежурства и занимаются тренировкой, подготовкой снаряжения и пожарной техники или выполняют другие работы. III класс пожарной опасности (комплексный показатель от 1001 до 4000) – средняя пожарная опасность. Наземное патрулирование проводиться с 10 до 19 часов на участках, отнесенных к I, II, и III классам пожарной опасности, и особенно усиливается в местах работ и местах наиболее посещаемых населением. Дежурство на пожарных наблюдательных пунктах осуществляется с 10 до 19 часов, на пунктах приёма донесении – с 10 до 19 часов. Наземные команды, если они не заняты тушением пожаров, в полном составе с 10 до 19 часов находятся в местах дежурства. Противопожарный инвентарь и средства ДПД, привлекаемых из других предприятии, организации и населения, должны быть проверены и приведены в готовность к использованию. Усиливается противопожарная пропаганда, особенно в дни отдыха. По местным радиотрансляционным сетям периодически передают напоминания о необходимости осторожного обращения с огнём в лесу. Может ограничиваться разведение костров и посещение отдельных участков. IV класс пожарной опасности (комплексный показатель от 4001 до 10000) – высокая пожарная опасность. Наземное патрулирование проводится с 8 до 20 часов в местах работ, нахождения складов и других объектов в лесу, а также в местах, посещаемых населением, независимо от класса пожарной опасности, к которым отнесены участки. Дежурство на пожарных 27 наблюдательных пунктах проводится в течении всего светлого времени, а в пунктах приема донесении с 9 до 20 часов. Наземные команды, если они не заняты на тушении пожаров, в течении всего светлого времени дня должны находиться в местах дежурства в полной готовности к выезду на пожар. Пожарная техника и средства пожаротушения находятся в полной готовности к использованию. Резервные пожарные команды лесничеств и ДПД должны быть приведены в полную готовность. Закреплённый за ними противопожарный инвентарь и средства транспорта должны быть проверены и находиться в местах работы команд или вблизи от этих мест. По ретрансляционным сетям ежедневно должна проводиться двух или трёхразовая передача напоминании об осторожном обращении с огнём в лесу. Организуется передача таких напоминании также в пригородных поездах и в автобусах, на железнодорожных платформах и автобусных остановках в лесных районах, вблизи городов и крупных населённых пунктов. В конторах лесничеств организуется дежурство ответственных лиц в рабочие дни после окончания работы до 24 часов, а в выходные и праздничные дни – с 9 до 24 часов. У дорог при въезде в лес устанавливаются щиты сигналы, предупреждения об опасности пожаров в лесах. Ограничивается посещение отдельных, наиболее опасных участков леса, запрещается разведение костров в лесу. V класс пожарной опасности (комплексный показатель более 10000) – чрезвычайная пожарная опасность. Все внимание работников государственной лесной охраны должно быть мобилизовано только на охрану лесов от пожаров. Наземное патрулирование лесов проводиться в течении всего светлого времени дня. В помощь лесной охране и временным пожарным сторожам для патрулирования привлекают рабочих и служащих лесничеств, добровольные пожарные дружины и полицию. Также привлекается и авиация. Дежурство на пожарных наблюдательных вышках и пунктов приема донесении проводится, как и при IV классе пожарной опасности. Отдельные бригады из 28 состава команд, при сохранении основных сил и средств пожаротушения в местах постоянного базирования, сосредотачиваются, по возможности, ближе к наиболее пожароопасным участкам. Команды должны находиться в назначенных им местах сосредоточения круглосуточно в состоянии полной готовности к выезду на пожар (если они не заняты на тушении пожаров в другом месте). Готовность резервных команд лесничеств такая же, как и при IV классе пожарной опасности. Резервные команды, при необходимости, должны быть пополнены за счет привлечения в их состав добровольных пожарных команд, а также работников лесозаготовительных и дуги предприятии и организации, работающих в данном районе. Противопожарная пропаганда должна быть максимально увеличена. Передачи с напоминанием об осторожном обращении с огнём в лесу по местным ретрансляционным сетям проводиться каждые 2 – 3 часа. В пригородных поездах и в автобусах, на железнодорожных платформах и автобусных остановках в лесных районах такие передачи проводят систематически. Организовывают въезд в леса отдельных лесничеств транспорта, а также посещение леса населением. Закрывают имеющиеся на дорогах в лес шлагбаумы, устанавливают щиты – сигналы, предупреждающие о чрезвычайной опасности, выставляют контрольные посты из работников лесной охраны и полиции. В конторах лесничеств и работающих в лесах организации на весь период чрезвычайной пожарной опасности организуют круглосуточное дежурство. 2.2 Тактика и технические средства тушения лесных пожаров Причины разрастания пожаров до крупных лесных пожаров (КЛП) в большинстве случаев являются организационными, о чем свидетельствуют следующие показатели: - из каждых 10 крупных лесных пожаров семь обнаруживаются в конце 29 светлого времени дня (после 16 часов и обслуживаются лишь на следующий день), два пожара из 10 обслуживаются недостаточным количеством сил и средств в условиях множества очагов при остром дефиците рабочей силы и техники, и лишь один пожар из 10 развивается до крупного из-за экстремальных погодных условий; - в 32% случаев пожары становятся крупными от повторных возгораний при преждевременно прекращенных или неудовлетворительно выполнявшихся операциях по дотушиванию и охране уже локализованных пожарищ; - 43% случаев КЛП развивались из пожаров, обнаруженных в выходные дни недели. Многие лесные пожары (15-20%) развиваются до крупных размеров, если они возникают от молний в удаленных, слабо охраняемых или не охраняемых районах, особенно, когда из-за высокой задымленности атмосферы полеты лесопожарной авиации затруднены. Эти пожары приурочены обычно к водоразделам или к верхней трети горных склонов. Спускаясь вниз по склонам, кромка таких пожаров продвигается со слабой интенсивностью. Однако, при достижении захламленных древесными завалами ущелий и распадков, пожар набирает силу и, поднимаясь на противоположный склон, может развиться до огневого шторма. Продолжительность крупных лесных пожаров на территории четырех участковых лесничеств за последние 8 лет в среднем составляет 4-7 суток. Это согласуется с продолжительностью максимальных (в течение пожароопасного сезона) засушливых периодов. Практика показывает, что около 40% всех пожаров, возникших во второй половине максимально засушливого периода, действует до выпадения осадков. Распространение этих пожаров принимаемыми мерами сдерживается, но окончательная ликвидация затягивается до выпадения дождя. Также для возникновения крупных массовых пожаров в лесах с переходом в верховые необходимо большое количество действующих очагов 30 низовых пожаров, длительная засушливая погода (III - V класс пожарной опасности), усиление ветра от умеренного до сильного или штормового (скорость до 30 м/с). В этих условиях происходит распространение и слияние очагов низовых пожаров в обширные зоны массовых пожаров, суммарная площадь которых достигает сотен тысяч гектаров. Возникает непосредственная угроза уничтожения огнем населенных пунктов и объектов народного хозяйства, расположенных не только в лесных массивах, но и на значительных расстояниях от них, если не приняты соответствующие меры пожарной безопасности, происходит сильное задымление крупных населенных пунктов, удаленных от лесных массивов. Работы по тушению крупных лесных пожаров ведутся на периметре пожара, поэтому протяженность высота участков пламени, периметра скорость является распространения важной и информацией, влияющей на организацию работ. Руководитель должен уметь определять и предугадывать эти характеристики, основываясь на той минимальной информации, которую он получает вместе с назначением на руководство тушением. [44]. Для определения потребности в рабочей силе и технике руководитель исходит из периметра пожара и скорости его возрастания. Периметр крупного лесного пожара можно ориентировочно определить, умножив длину пожарища на 3,5. Зная величину периметра, можно получить очень важную для тушения информацию о скорости его возрастания. Для этого периметр пожара делят на время его действия. Скорость возрастания периметра больше скорости продвижения фронта в 3,5 раза. Поэтому разведчик пожара, находящийся на фронте, может определить скорость возрастания периметра по скорости движения фронта. Ширина крупного пожара обычно вдвое меньше его длины. Это значит, что фланг движется вчетверо медленнее фронта. Скорость движения тыльной кромки пожара не оказывает большого влияния на организацию и объем 31 работ по тушению. Однако ее важно знать, поскольку с такой же скоростью будет двигаться рабочая кромка отжига, пущенного навстречу ветру к фронту пожара. От скорости движения отжига зависит выбор момента его пуска для обеспечения достаточного выжженного пространства между опорной полосой и фронтом пожара в момент его встречи с кромкой отжига. Имеется закономерная связь между скоростью ветра и соотношением скоростей фронта и тыла. Она заключается в том, что отношение скорости фронта к скорости тыла равно скорости ветра в метрах в секунду плюс единица. Эту закономерность можно использовать для определения точки возникновения пожара. Она находится на продольной оси пожарища и делит его длину на части, соотношение которых равно скорости ветра плюс единица. Отыскание места начала пожара полезно для установления его причины. Интенсивность горения на фронте, флангах и в тылу пожара различна, что проявляется в различной высоте пламени на этих участках периметра. Высота пламени может служить мерой интенсивности горения. Она определяет выбор средств и тактики тушения, поэтому ее важно знать и прогнозировать при принятии решений по борьбе с пожаром. Высота пламени зависит от запаса сгорающего материала и скорости продвижения кромки огня. От этого зависит и способ тушения лесного пожара. При планировании тушения часто бывает необходимо предугадать, где будет располагаться пожар к вечеру текущего дня, т.е. к моменту его относительного затишья на ночные часы. Определить место вечерней остановки фронта пожара важно, чтобы заранее доставлять к этому месту технику для прокладки минерализованной полосы в ночное время. Руководство тушением пожара – сложная и ответственная задача. Поэтому к руководителю предъявляются определенные требования. В нем должны сочетаться теоретические знания с практическим опытом, умением согласовать цели с методами и средствами, творческим подходом к 32 инструкциям и рекомендациям, отражающим многолетний опыт многих работников. Руководитель тушением должен назначаться из числа предварительно обученных работников. При организации тушения пожара необходимо решать следующие первостепенные задачи: - обеспечение безопасных условий труда и быта людей, прибывших на тушение, их размещение, организация питания, их учет, медицинское обслуживание, инструктаж по технике безопасности; - обеспечение связи с вышестоящим начальником, руководителями работ на участках периметра пожара и бортом самолета; - разведка пожара, т.е. сбор данных о пожаре с помощью специально выделенной разведгруппы либо посредством личного осмотра пожара пешим порядком на наземном транспорте, либо облетом на вертолете или самолете; - на основании данных разведки определение наиболее опасных направлений распространения огня, разделение периметра пожара на участки, постановка задач руководителям тушением участков; - определение объемов работ, потребности в людях и технических средствах, расстановка людей и техники на участках периметра; - выбор оптимальной тактики тушения и составление графика работ по сменам; - оформление плана тушения. Все принимаемые решения должны быть основаны на информации, полученной при разведке пожара. На основании полученных разведкой данных о пожаре руководитель тушением должен выбрать и назначить тактику борьбы с ними, обеспечивающий кратчайшие сроки тушения за счет максимальной эффективности имеющихся в распоряжении сил и средств. Тушение крупных лесных пожаров осуществляются в три стадии: остановка распространения кромок, локализация пожарища минеральзованной полосой и ее охрана от перебросов огня с одновременным дотушиванием оставшихся вблизи полосы очагов тления. Остановку распространения кромок пожара выполняют захлестыванием (сбиванием) пламени, либо заливают ее водой, или засыпают 33 грунтом. Затем остановленный пожар локализуют устройством вокруг него минерализованной полосы. Если в распоряжении руководителя тушением имеется достаточное количество почвообрабатывающих машин и механизмов (плуги, бульдозеры и др.), то вместо непосредственного тушения кромки можно начать борьбу с пожаром путем устройства вокруг него минерализованной полосы, с последующим пуском от нее отжига навстречу пожару. Тактика, основанная на непосредственном тушении кромок пожара, выгодна тем, что она обеспечивает минимальную площадь пожарища, сокращает объемы за счет самопроизвольно потухших участков и при слабой интенсивности горения позволяет добиться высокой скорости производства работ. Но при этой тактике тушения люди работают в более тяжелых условиях (жара, задымленность), сталкиваются с необходимостью возвращаться на уже обработанные участки для тушения повторных возгораний. Кроме того, необходима еще одна обязательная операция – окаймление пожарища минерализованной полосой. Производительность труда на непосредственном тушении кромки очень сильно зависит от интенсивности горения. При высоте пламени свыше 1,5 м тушение кромки практически невозможно ни вручную, ни механизмами из –за слишком большого риска ожоговых травм, отравления угарным газом или загорания пожарной машины. В последние годы, в связи с использованием мощных высоко проходимых и технически надежных бульдозеров все чаще применяется тактика локализации пожарищ минерализованной полосой. Полоса шириной 4-6 м или более выполняется бульдозером, а задача людей в этом случае – удержать ее от перебросов огня, так же эффективный прием тушения крупного лесного пожара – отжиг от естественных или специально подготовленных противопожарных барьеров. Людей и пожарную технику на тушении крупного пожара распределяют по участкам периметра, границы между которыми обычно 34 совпадают с точками, разделяющими фронт, фланги и тыл пожара – дорогами, реками и т.д. Поэтому рабочие и средства тушения располагаются частью у подножия склона, а остальные на водоразделе или чуть ниже на обратном склоне. Если пожар движется вверх, то остановить его фронт стремятся на линии водораздела, для чего на нем или чуть ниже за водоразделом устраивают минерализованную полосу и пускают от нее отжиг в сторону движущегося пожара, охраны ее от перебросов. Если пожар перешел через водораздельную линию, то его останавливают пуском отжига вверх от минерализованной полосы на этом склоне. Нельзя допускать, чтобы пожар достигал глубоких ущелий, заваленных буреломом и валежом, где огонь действует интенсивно и долго. 2.3 Проектируемые противопожарные мероприятия по предупреждению, ограничению и тушению пожаров Значительное участие в составе лесов хвойных лесов с наличием сухостоя и валежа и густой травянистой растительности в засушливые периоды представляют высокую пожарную опасность. Наличие постоянных источников огня (населенные пункты, лесные рабочие, охотники, рыбаки, сборщики дикоросов и т.д.) обуславливает возникновение загораний. Степень пожарной опасности лесов определена по степени фактической горимости, леса отнесены ко второму классу пожарной опасности – высокая горимость. Это подтверждают данные высоких значений метеорологического комплексного показателя, представленные в шкале пожарной опасности по условиям погоды. Средний класс пожарной опасности на рассматриваемой территории составляет 3-3,5. Главный фактор, лимитирующий возможность загорания горючих материалов, скорость их сгорания и выделение энергии, - содержание в них влаги, которое зависит от предшествующей и текущей погоды. Совокупность 35 метеорологических факторов служат основой для регулирования работы лесопожарных служб. В целях предупреждения возникновения лесных пожаров, ограничения их распространения и создания условий для обеспечения успешной борьбы с ними, предусматривается проведение комплекса профилактических мероприятий на основе планов противопожарного устройства лесной территории региона. Учитывая, что в подавляющем большинстве случаев лесные пожары возникают из – за неосторожного обращения с огнем во время отдыха или проведения работ, государственные органы управления лесным хозяйством обязаны обеспечить широкое проведение пропаганды по соблюдению Правил пожарной безопасности в лесах среди населения в населенных пунктах, общественном транспорте, местах выполнения работ и массового отдыха. Ограничение распространения пожаров в лесах достигается проведением мероприятий по повышению пожарной устойчивости лесов путем регулирования их состава, проведения санитарных рубок и очистки их от захламленности, а также путем создания на территории лесного фонда системы противопожарных барьеров, ограничивающих распространение возможных пожаров, устройства сети дорог и водоемов, позволяющих быстрее обеспечить их локализацию. Для предупреждения лесных пожаров проводятся профилактические противопожарные мероприятия: - рассмотрение вопросов состояния пожарной безопасности в городах и населенных пунктах сельских районов комиссиями по чрезвычайным ситуациям; - информирование населения через средства массовой информации о принятых решениях по обеспечению пожарной безопасности в пожароопасный период и требований пожарной безопасности при посещении населением мест отдыха, расположенных в лесных массивах, при проведении 36 хозяйственных работ на садовых участках; - организация противопожарных инструктажей работников предприятий, учреждений и организаций; - обновление имеющейся наглядной агитации по соблюдению правил пожарной безопасности; - корректировка мобилизационных планов привлечения сил и средств к ликвидации лесных пожаров; - строгое запрещение в весенний период пожогов, разведение огня и других видов огневых работ в пожароопасных местах; - обустройство пирсов на берегах естественных водоемов для заправки водой пожарных автомобилей; - приведение в готовность пожарной техники и техники, приспособленной для тушения пожаров; - организация учебно-тренировочных занятий с членами добровольных пожарных дружин, включенных в противопожарные расчеты, организация круглосуточного дежурства на пожароопасный период; - проведение дополнительных занятий с детьми в дошкольных и общеобразовательных учреждениях по мерам пожарной безопасности и предупреждению шалости с огнем; - организация своевременного информирования о складывающейся неблагоприятной пожарной обстановке и прогнозах. Выполнение мероприятий по повышению противопожарной устойчивости лесов, профилактике лесных пожаров, защите населения, сельскохозяйственных животных, растений и материальных ценностей: - наращивание противопожарных мероприятий в местах массового скопления людей; - контроль за соблюдением правил пожарной безопасности предприятиями, организациями и учреждениями, расположенными в лесах и вблизи них; - устройство противопожарных разрывов и новых минерализованных 37 полос; уход за минерализованными полосами; строительство дорог противопожарного назначения; ремонт дорог противопожарного назначения; пропаганда обнаружение правил очагов поведения лесных в пожаров; лесах края; своевременное заблаговременная подготовка лесопожарных формирований, их взаимодействие с противопожарной службой края (городов и районов); разработка планов мобилизации сил и средств объектов экономики при возникновении очагов пожаров; подготовка технических средств пожаротушения, организация всестороннего материально-технического обеспечения. Проектируемые мероприятия направлены на своевременное обнаружение загораний, оперативную передачу информации и ликвидацию пожаров в самом начале их возникновения. Значительное внимание уделено профилактическим мероприятиям (табл.3). Таблица 3 Перечень проектируемых противопожарных мероприятий № Наименование мероприятий Ед. Имеется в Требуется п/п изм наличии Предупредительные противопожарные мероприятия 1 Установка аншлагов и плакатов шт 20 25 противопожарного назначения 2 Устройство мест отдыха и шт 10 15 курения 3 Устройство шлагбаумов шт 11 15 Мероприятия по ограничению распространения пожаров 1 Устройство минполос: км 900 1150 2 Уход за минполосами км 1200 1350 Служба тушения лесных пожаров 1 Оснащение ПХС-1 шт. 3 4 2 Приобретение шт. Приобретение противопожарного инвентаря противопожарного инвентаря на сумму 100000 руб. Приобретение средств транспорта для лесной охраны 1 Автомашина ГАЗ-81 шт. 5 6 Проектируется дополнительно 5 5 4 250 150 1 100000 1 Предупредительные мероприятия. Анализ причин возникновения пожаров показал, что подавляющее большинство из них так или иначе 38 связано с деятельностью людей – главным образом из-за небрежного обращения с огнем в лесу, недостаточного внимания и выполнения требований пожарной безопасности, а нередко и равнодушия к тому, какой большой ущерб может принести пожар в лесу. Поэтому, особо важное значение должно уделяться разъяснительной и воспитательной работе по охране лесов среди населения, школьников, рабочих и служащих предприятий и организаций, ведущих работы в лесу. Необходимо воспитывать у людей заботливое отношение к лесным богатствам, как к всенародному достоянию, чувства ответственности за их сохранность. Агитационная работа должна быть максимально активизирована в пожароопасный период. Формы и методы разъяснительной и воспитательной работы разнообразны, наиболее распространенными являются: 1. Ведение противопожарной пропаганды с помощью органов местной периодической и стенной печати, радиовещания, местных радиотрансляционных узлов. Организация демонстраций короткометражных фильмов противопожарного назначения. 2. Проведение лекций, докладов, бесед в домах культуры, клубах, школах, в производственных помещениях местных организаций и предприятий на темы о значении леса, необходимости осторожного обращения с огнем и соблюдения других требований пожарной безопасности в лесу. 3. Передача по местному радио в течение пожароопасного сезона сведений о пожарной опасности в лесу, а при высоких классах пожарной опасности по условиям погоды – систематическая передача соответствующих предупреждений. 4. Обнародование республиканских, краевых, районных постановлений о мерах противопожарного значения. 5. Организация из учащихся школ и молодежи «зеленых патрулей» с определением обязанностей и района работ для них 39 6. Размещение у дорог, в участках где ведутся работы, в местах отдыха трудящихся красочно оформленных обращений, призывов и объявлений, предупреждающих о пожарной опасности в данное время, о необходимости заботливого отношения к лесам, осторожного обращения с огнем и других требований безопасности в лесах (рис. 16). Рис.16. Противопожарный плакат как предупредительная мера Из других средств противопожарной пропаганды, кроме перечисленных мер, проектируется в населенных пунктах конторах предприятий, клубах, школах – устройство постоянных стендов, витрин. Материалы витрин, стендов должны отражать народнохозяйственное значение лесов, ущерб нанесенный пожарами, методы и способы предупреждения и тушения пожаров. Места отдыха и курения рекомендуется устраивать вдоль оживленных дорого вблизи мостов и водоемов, при въездах в лес, в урочищах, посещаемых населением, рыбаками, охотниками, туристами. Важной задачей предприятия по предупреждению лесных пожаров является проведение мероприятий, направленных на подготовку лесных массивов для организационного отдыха населения. 40 Особое внимание на организацию отдыха трудящихся необходимо обратить в лесопарковых и лесохозяйственных частях лесов зеленой зоны. Для этого рекомендуется провести в установленном законом порядке закрепление учреждениями лесных по участков за договорам, организациями, предприятиями предусматривающим и обязательное благоустройство этих территорий (устройство мест курения и разведения костров, сбора мусора, устройство беседок, площадок для палаток, стоянок для автомашин) и сохранность на этих участках и прилегающих к ним площадях лесной растительности. В пожароопасный период должна устанавливаться пропускная система входа в лес для отдыхающих, рыбаков, туристов с обязательным определением мест отдыха и маршрутов, ознакомление этих лиц с правилами пожарной безопасности в лесу. В особо засушливое время доступ в лес людей должен быть ограничен, для чего по дорогам должны устанавливаться контрольно-пропускные пункты с дежурством на них лесной охраны. Ограничительные противопожарные мероприятия. Основным элементом противопожарного устройства территории должно быть создание системы противопожарных барьеров необходимых для предупреждения распространения возникающих пожаров, а также устройство сети дорог и водоемов, позволяющих быстрее обеспечить их ликвидацию. Наличие хорошо развитой гидрологической сети позволяет использовать ее в качестве естественных преград при распространении низовых пожаров. В связи с этим в качестве противопожарных барьеров, разделяющих территорию на отдельные изолированные друг от друга блоки, предусматривается максимальное использование естественных разрывов (реки, ручьи), а также массивов лиственных насаждений и существующих дорог. Намечается также создание системы минерализованных полос, сочетание которых с речной и дорожной сетью будет эффективно препятствовать распространению низовых пожаров. 41 Реки и дороги, принятые за границы блоков, должны быть очищены от захламленности и сухостоя в 15-ти метровой полосе с каждой стороны. Хвойные древостои в полосе шириной 120-150 м с каждой стороны противопожарного барьера должны быть очищены от захламленности и сухостоя, хвойного подроста и пожароопасного подлеска. Как известно – захламленность территории увеличивает вероятность возникновения и распространения лесных пожаров. Очищенные от захламленности полосы должны ограничиваться от прилегающего леса и разделяться в продольном направлении через каждые 20-30 м минерализованными полосами, с ежегодным подновлением их. Наряду с устройством минерализованных полос вдоль противопожарных барьеров (дорог и других разрывов) намечается также создание их вокруг населенных пунктов (от 2 до 5 минерализованных полос в зависимости от состава насаждений), вокруг участков с проектируемыми лесовосстановительными мероприятиями (лесные культуры, реконструкция) и в хвойных молодняках. Большие площади лесных культур и хвойных молодняков необходимо разбивать минерализованными полосами на блоки площадью 25 га, и по внешним контурам их прокладывать противопожарные дороги. Устройство минерализованных полос рекомендуется производить шириной 3-4 м при помощи бульдозеров и корчевателей, а также напашкой плужных борозд плугами ПЛП-135, ПКЛ – 70. Подновление минерализованных полос вокруг лесных культур, хвойных молодняков проектируется один раз в два года, в конце вегетационного периода и может выполняться тяжелыми дисковыми боронами, бульдозерами. Механические уходы следует чередовать с химическими. Хорошие результаты дают применение удобрении таких как симазин и монурин, которые вносятся в почву весной в виде водного раствора в расчете 10-15 кг химиката на 1 га. При использовании химикатов следует руководствоваться наставлениями и рекомендациями. 42 Для проезда автотранспорта к участкам, опасным в пожарном отношении и к водоемам, в дополнение к имеющейся дорожной сети намечается строительство дорог противопожарного назначения в объеме 60 км. Организация дозорно-сторожевой службы и связи. Успех борьбы с лесными пожарами зависит от своевременности их обнаружения и оперативности тушения, т.е. от правильной организации дозорно-сторожевой службы. Для обнаружения лесных пожаров в зоне наземной охраны в начальной стадии загорания, проектируется строительство пожарных наблюдательных пунктов при каждом лесничестве. Связь предусматривается посредством радиостанций. Для обслуживания наблюдательных пунктов в течение пожароопасного периода предусматривается нанимать ежегодно 8 временных пожарных сторожей. Для получения своевременных сообщений о пожаре от патрульного самолета при каждом лесничестве имеются пункты приема донесений. Повышение интенсивности ведения хозяйства и интересы охраны лесов вызывают необходимость разукрупнения существующих мастерских лесохозяйственных участков и обходов и увеличение низового звена лесной охраны. При разделении территории участковых лесничеств на мастерские лесохозяйственные участки следует учитывать следующие факторы: горимость лесов; - удаленность участков от населенных пунктов; -наличие дорожной сети и ее состояние; -посещаемость лесов отдыхающими и туристами; -объем лесохозяйственных и лесокультурных мероприятий в них. Следует отметить, что серьезное улучшение противопожарной охраны лесов неосуществимо без хорошо организованной и налаженной патрульной службы лесной охраны. Важным условием также должно быть систематическое повышение технических знаний лесной охраны по ведению противопожарной пропаганды, выполнению профилактических 43 мероприятий, приемам и методам локализации и тушения пожаров. Для усиления охраны особо опасных в пожарном отношении участков необходимо привлекать также лесную охрану отдельных обходов, исключенных в настоящее время из зоны наземной охраны. При высоких классах пожарной опасности в помощь лесной охране и временным пожарным сторожам для патрулирования следует привлекать рабочих и служащих лесничеств, общественный актив и население. Время патрулирования, кратность, а также готовность других лесопожарных служб устанавливается в зависимости от класса пожарной опасности по условиям погоды. Одной из задач в настоящее время – максимально высвободить работников лесной охраны от работ не свойственных им. Первым этапом должно быть полное запрещение отвлечения работников лесной охраны от основных их обязанностей в пожароопасный период. Средства борьбы с лесными пожарами осуществляется различными путями. К зоне наземной охраны отнесены площади, расположенные вдоль дорог и вокруг населенных пунктов. Доставка людей инвентаря и технических средств в эти места должна осуществляться в течение 2-х часов после обнаружения пожара. Наряду с наблюдением за лесом с наблюдательных пунктов предусматривается маршрутное патрулирование по дорогам с интенсивным движением и в местах посещения леса населением. Кроме лесной охраны предприятия арендаторы тоже должны заниматься предотвращением пожаров и их тушением. Им предстоит выполнить значительный объем работ – профилактических, по строительству дорог противопожарного назначения, прокладке минерализованных полос и уход за ними. Кроме того, предупредительным особое внимание мероприятиям - должно проведение быть уделено разъяснительной и воспитательной работы среди местного населения и рабочих. При конторах лесоучастков, при клубах, школах намечается оформить витрины, стенды, а в 44 местах лесозаготовок и вдоль лесовозных дорог – устройство мест отдыха и курения и установка предупредительных аншлагов. При лесопунктах должны быть организованы пункты противопожарного оборудования и инвентаря для лесопожарных команд. Одним из важнейших противопожарных мероприятий следует считать также очистку лесосек от порубочных остатков. Эта работа из в год выполняется неудовлетворительно, неочищенные лесосеки создают высокую пожарную опасность. Работники лесохозяйственного предприятия должны следить за выполнением арендаторами запроектированных противопожарных мероприятий. 2.4. Инженерные мероприятия по предупреждению природных пожаров В зависимости от вида пожара применяются следующие приемы по его ограничению и ликвидации: • захлестывание (засыпка) кромки пожара грунтом; • подача воды, огнетушащих химических веществ; • прокладка заградительных полос; • отжиг; • искусственное вызывание осадков из облаков. Захлестывание кромки пожара — этот прием ликвидации горения лесных пожаров применяют при тушении беглых низовых пожаров слабой или средней силы. При этом используют пучки ветвей длиной 1—2 м или небольшие деревья, преимущественно лиственных пород. Люди двигаются сбоку огня и наносят ими скользящие удары, как бы сметая горящие материалы в сторону, на выгоревшую площадь. Сбив основное пламя, при следующем ударе по этому месту пучок задерживают, прижимают к горящей кромке и поворачивают, что помогает охладить горячие материалы. Группа из 3—5 человек за 40—50 мин может захлестыванием ликвидировать горение кромки пожара протяженностью до 45 1000 м. Такой прием тушения доступен каждому, к тому же подручные средства всегда имеются в районе пожара. Засыпка кромки пожара грунтом. Применяют на легких песчаных и супесчаных слабо задернелых почвах, когда применение захлестывания огня малоэффективно, а быстрая прокладка заградительных полос невозможна. Забрасывание кромки пожара рыхлым грунтом выполняют штыковыми лопатами. Для этого грунт, забираемый лопатой вблизи кромки пожара, бросают вдоль нее веером. Попадая на горящие материалы, грунт сбивает с них пламя, охлаждает их и изолирует от окружающего воздуха. Сначала сбивают пламя, а затем, остановив распространение горения, насыпают на кромку слой грунта толщиной 6—8 см. В негустых лесах и лесах без разросшегося подлеска на рыхлых грунтах для забрасывания кромки пожара землей используют грунтометы и канавокопатели фрезерного типа. Хороший огнетушащий эффект дает применение распыленных струй воды, подаваемых стволами распылителями. Если в воде растворить смачиватели, расход воды на ликвидацию горения уменьшится примерно на 25—30%. Заградительные минерализованные полосы и канавы создают в качестве преград на путях распространения огня, как опорные полосы при осуществлении отжига и для надежной локализации остановленного пожара. Заградительные полосы — пространства на местности, с которых удалены лесные насаждения и горючие материалы, травяная растительность и лесная подстилка до минерального слоя почвы. Ширина их должна быть не менее двойной высоты пламени огня. При сильном ветре она достигает 100 м. При низовых пожарах в кустарниках и мелколесье заградительные полосы могут находиться на расстоянии 20—30 м от кромки огня. Если пожар верховой, при выборе места для них учитывают скорость распространения огня. 46 Заградительные полосы устраивают с помощью дорожной землеройной техники. За 1 ч бульдозер обрабатывает 1000—1200 м полосы. Для устройства минерализованных полос применяют плуги, а при большой глубине залегания торфа — экскаваторы и траншеекопатели. На прокладку 1000 м минерализованной полосы трактором с плугом в один след затрачивается примерно 20—30 мин. Взрывчатые вещества и средства взрывания для устройства заградительных и минерализованных полос, канав используются там, где невозможно применять машины или неэффективны легкие механизмы. Заряд взрывчатого вещества укладывают в специально подготовленные скважины — шпуры. Расстояние между шпурами и массу снарядов руководитель взрывных работ выбирает с таким расчетом, чтобы после взрыва воронки соприкасались краями и образовалась сплошная полоса, требующая лишь незначительной доделки вручную. Кроме того, взрывным способом можно устраивать заградительные полосы, усиленные канавой глубиной до 4 м. Каждая заградительная полоса создается на некотором удалении от кромки пожара и должна своими концами упираться на какие-либо естественные или искусственные противопожарные барьеры (дороги, ручьи, минерализованные полосы и др.). Для прокладки канав применяют плуг и канавокопатели, прокладывающие канаву глубиной 0,5 м и шириной по дну 0,3 м. Для повышения производительности прокладки опорных полос и подачи воды на кромку пожара используются легкие лесопожарные агрегаты. При отсутствии механизированных средств, нецелесообразности или невозможности их применения (в случаях небольших пожаров, трудностей маневрирования из-за густоты древостоя и т.д.) заградительные полосы прокладывают с помощью ручных орудий, удаляя граблями напочвенный покров (на легких почвах с незначительным покровом) или снимая дернину (лопатами или мотыгами) до минерального слоя. 47 Как показывает практика тушения, большинство сильных и средних пожаров при недостаточном количестве сил и средств локализуется за счет пуска встречного огня (отжига) от опорных полос. Опорными полосами могут являться естественные (реки, ручьи, озера и т.д.) и искусственные преграды (дороги, просеки, минерализованные полосы и др.). При пуске встречного огня опорная полоса должна быть замкнутой, т.е. окружать пожар или своими концами упираться в непроходимые для огня препятствия. Если к месту пожара будут доставлены растворы химикатов и средства их подачи, то опорная полоса может быть создана в любом месте, за исключением лесного массива, где имеется большая захламленность и наличие хвойного подростка и подлеска. Это вызвано тем, что фронт пожара движется неравномерно, встречный огонь пускают против центра фронта. Для осуществления этого приема создают две бригады рабочих. Первоначально пускают огонь на участке протяженностью 20—30 м (против центра фронта пожара), а затем бригады расходятся по опорной полосе в противоположные стороны и производят поджог на следующих участках. Для локализации низового пожара встречный огонь должен пройти от опорной полосы не менее 20 м, а при верховом пожаре — не менее 100-200 м. При сильном ветре и на особо пожароопасных участках эти расстояния необходимо увеличивать. Для локализации верховых пожаров необходимо прежде всего использовать все имеющиеся на местности препятствия. Верховые пожары локализуют большие озера, реки с широкими поймами, луга, болота, лиственные насаждения, вырубки и др. Если ширина естественных препятствий недостаточна и рассчитывать на самолокализа- цию пожара нет оснований, то целесообразно применять встречный низовой огонь. Принцип применения этого способа при тушении верховых пожаров не отличается от действий по тушению низовых пожаров этим же способом. 48 Отжиг — наиболее эффективный способ, применяемый при тушении верховых, а также низовых пожаров высокой и средней интенсивности. Этот способ позволяет быстро останавливать распространение таких пожаров небольшими по численности силами. Пуск отжига производится от имеющихся на лесной площади рубежей (дорог, троп, речек, ручьев, проложенных в порядке противопожарной профилактики минерализованных полос и других естественных или искусственно созданных преград распространению огня), а при отсутствии таких преград вблизи пожара — от опорных полос, специально почвообрабатывающих орудий, проложенных взрывчатых вручную, с помощью материалов, растворов химических веществ и другим способом, шириной 0,3—0,5 м. Для зажигания применяют специальные аппараты. При отсутствии их используются подручные средства: факелы из бересты или из ветоши, смоченной горючими жидкостями. Пуск отжига проводится прежде всего против фронта пожара на таком расстоянии, чтобы до кромки низового пожара отжиг прошел бы полосу шириной не менее 10 м. В ряде случаев при низовых пожарах высокой интенсивности и скорости ветра более 5 м/с ширина полосы отжига перед фронтальной кромкой должна быть значительно большей (до 100 м). При верховых пожарах, в зависимости от силы ветра и скорости распространения пожара, необходимо успеть отжечь полосу перед фронтом шириной 100— 200 м (рис. 17 — 20). 49 Рис. 17. Отжиг способом «гребенки» Рис. 18. Пятнистое поджигание 50 Рис. 19. Отжиг способом «опережающего огня» На практике часто применяют ускоренный отжиг. После поджигания надпочвенного покрова, не ожидая образования выгоревшего пространства, гасят ту часть огненного вала, которая движется навстречу отжигаемой полосе. Огненный вал сдерживают до тех пор, пока между ним и кромкой, движущейся навстречу пожару, не образуется выгоревшая полоса. Отжиг производят, отступив от кромки пожара не менее чем на семикратную ширину выжигаемой полосы. Запрещается начинать отжиг при сильном ветре. Ускорению отжига способствует пуск огня гребенкой. При этом надпочвенный покров поджигают не только вдоль опорной полосы, но и перпендикулярно ей через каждые 6—8 м. Глубина образующихся зубцов должна быть не более 34 м, в противном случае кромка огня создает большой прогрев, что может привести к перебрасыванию огня на кроны деревьев. При расчете расстояния пуска отжига учитывается, что скорость его распространения в дневное время будет в 3—4 раз меньше скорости распространения фронта пожара. Поэтому наиболее целесообразным 51 временем проведения работ по остановке верховых пожаров являются вечер и раннее утро. Рис. 20. Отжиг способом «ступенчатого огня» На прилегающей к опорной полосе территории по другую сторону от пожара организуется тщательное наблюдение за тем, чтобы не допустить возникновения очагов горения от перелетающих через опорную полосу горящих частиц, для чего выставляются посты. В целях снижения возможности возникновения и развития лесных пожаров ранней весной и поздней осенью может применяться отжиг для уничтожения горючих материалов в напочвенном покрове на открытых участках и под пологом леса в соответствии с действующими правилами. Отжиг наиболее безопасно проводить рано утром или вечером, когда повышается влажность воздуха и скорость ветра снижается до 1 м/с. Прокладку опорной полосы надо производить бригадой тушиль- щиков из 5—7 человек. Обязанности между ними распределяются примерно так: • подготовка аппаратов к работе и переноска их к месту работы и обратно — 2—3 человека; • прокладка опорной полосы -1 человек; • работа с зажигательным аппаратом -1 человек; 52 • контроль отжига и ликвидация огня в случае перехода его за опорную полосу — 1 —2 человека. Опорная полоса прокладывается по напочвенному покрову в местах с наименьшим запасом горючих материалов. При борьбе с верховым пожаром расстояние от кромки пламени (фронта пожара) до опорной полосы должно быть не менее 500 м. Безопасное расстояние от кромки пожара до опорной полосы при низовых пожарах должно быть не менее: • слабый (высота пламени до 0,5 м) — 15 м; • средний (высота пламени до 1,5 м) — 30 м; • сильный (высота пламени более 1,5 м) — 80—100 м. После локализации лесных пожаров на площади, охваченной пожаром, производится дотушивание оставшихся очагов горения. Ликвидация оставшихся очагов горения производится полностью в том случае, когда площадь пожара не превышает 5—10 га. При больших площадях пожаров оставшиеся очаги горения ликвидируются в полосе шириной 10—20 м, прилегающей к кромке пожара. Ликвидация оставшихся очагов горения, как правило, производится путем засыпки землей, заливания водой или растворами химикатов. После полной ликвидации горения выделяют рабочих для охраны места пожара. Продолжительность охраны определяется в зависимости от метеорологических условий. Предлагаемый способ защиты от пожаров решает проблему создания защитных противопожарных полос (далее-ЗПП), не нуждающихся в систематическом обновлении и применении специальных средств. Улучшение предлагаемого способа по сравнению с известными заключается в повышении эффективности ЗПП при низовых и верховых пожарах путем формирования ЗПП из огнестойких насаждений с пространственной структурой посадки, влияющей на усиление защитных свойств ЗПП от верховых и низовых пожаров. 53 Результат достигается тем, что ЗПП формируют путем линейной посадки саженцев тополя, окаймляющих защищаемый объект, которые располагают рядами, до 40 рядов в полосе. При этом создается продольный разрыв посередине полосы с устройством по нему минерализованной полосы, ширина которой составляет не менее 5 м. При этом расстояние между посадочными местами в ряду составляет 1,0-1,5 м, а расстояние между рядами 3-4 м. Тополь обладает среди лиственных пород наиболее выраженными пожароустойчивыми свойствами. Под пологом его насаждений вследствие аллелопатических взаимосвязей формируется изреженный травяной покров с проективным покрытием не более 20%. Опавшая листва осенью и весной плохо воспламеняется и слабо горит, поскольку характеризуется низкой теплотой сгорания (20,7 кДж/г), плотным сложением слоя (до 18 кг/м 3). В период опадания листья долго сохраняют повышенную влажность и быстро разлагаются в течение одного вегетационного периода. К тому же, тополь неприхотлив к почвам и отличается очень быстрым темпом роста (более 8 м3/га в год), что позволяет уже через короткий временной период сформировать густой сомкнутый полог крон деревьев, который существенно снизит скорость ветра, следовательно, и перенос горящих частиц на дальние расстояния, что снизит вероятность распространения верхового пожара при ветреной погоде. Густое размещение посадочного материала, 1,0-1,5 м между саженцами, при расстоянии между рядами 3-4 м способствует формированию густого полога крон деревьев, под которым образуется плотный слой плохо горящего опада, что снизит вероятность распространения низового пожара. Продольный разрыв посередине ЗПП для устройства минерализованной полосы, которая также покрывается плотным слоем плохо горящего опада, служит дополнительной защитой от низовых пожаров. 54 Рис. 21 Схема защиты населенного пункта от лесных пожаров 1 - населенный пункт, 2 - дорога, 3 - окаймляющая полоса из тополя с минерализованной полосой посередине, 4 - земли бывших сельхозугодий, 5 - хвойные насаждения, 6 - река. Предлагаемый способ защиты осуществляется следующим образом. Вдоль границы посадки первого ряда саженцев тополя прокладывают очищенную от захламленности полосу шириной не менее высоты дерева 1520 м. Образованный коридор используется для проезда противопожарной техники. Рекомендуется проводить ее минерализацию с целью предотвращения распространения побегов тополя. Крупномерные саженцы тополя (4-5-летние) высаживают рядами (расстояние между рядами 3-4 м) с помощью меча Колесова на расстоянии 1,0-1,5 м друг от друга в ряду. Рекомендуется использовать саженцы мужского пола, не дающие пуха. Однако и при использовании женских особей пух не является пожароопасным объектом, поскольку его масса (запас) крайне незначительна и после выпадения осадков до 1 мм теряет воспламеняемость. После посадки 20 рядов саженцев делается разрыв в 5-10 м, по которому затем будет проложена минерализованная полоса. По другую сторону разрыва также высаживаются 20 рядов саженцев с соблюдением заданных расстояний 55 между посадочными местами. Таким образом, формируется ЗПП из огнестойкого посадочного материала с пространственной структурой, влияющей на усиление защитных свойств от верховых и низовых пожаров. 2.5 Расчет пространственно-временных параметров противопожарных барьеров природных низовых пожаров В основу разработки методики положены результаты аналитических исследований закономерностей пространственного распределения лучистого теплового потока от протяженных тепловых источников и экспериментальных исследований воспламеняемости наземного горючего материала хвойных насаждений, изложенные в работах [7-9]. В частности, при оценке возможной тепловой нагрузки на горючий материал, фронт пламени моделируется в виде вертикальной плоскости с основанием на уровне земли. При этом рассматривается наихудший случай расположения наземного горючего материала в виде облучаемой поверхности конечных размеров - перпендикулярно поверхности земли. В ходе анализа установлена критическая плотность (минимальное значение) лучистого теплового потока, при которой происходит воспламенение наземного горючего материала хвойных насаждений в зависимости от его влажности, плотности и толщины. В частности, выявлено, что основным фактором, влияющим на воспламеняемость рассматриваемого материала, является влажность [9]. В наихудших условиях засушливого периода (влажность напочвенного покрова 10 %,) для воспламенения материала необходима тепловая нагрузка не менее 20 кВт/м2. Уровень тепловой нагрузки в 15 кВт/м2 является безопасным независимо от продолжительности ее воздействия. Оценка ширины противопожарного барьера производится на основе установленной зависимости плотности лучистого теплового потока от расстояния до облучаемого наземного горючего материала [7]. В условиях засухи определяется расстояние от фронта пламени, при котором тепловая 56 нагрузка достигает уровня 20 кВт/м2 и 15 кВт/м2. Это расстояние и является требуемой шириной барьера. При этом для ширины, определяемой плотностью теплового потока 20 кВт/м2, устанавливается время защитного действия барьера, а для ширины, определенной на основании 15 кВт/м2, данное время не устанавливается ввиду отсутствия возможности воспламенения наземного горючего материала. На основании проведенных экспериментально-аналитических исследований, для упрощения расчета пространственно-временных параметров противопожарных барьеров лесных низовых пожаров, выявленные и представленные в работах [7-9] зависимости сведены к простым выражениям, на которых базируется данная методика. В общем случае, расчет по разработанной методике включает три этапа: определение критической плотности лучистого теплового потока для наземного горючего материала, определение ширины противопожарного барьера и оценка времени его защитного действия. По результатам исследования воспламеняемости наземного горючего материала хвойных насаждений в виде мха, лишайника, опада хвои и листвы позволила установить следующую зависимость между влажностью материала (отношение массы воды в материале к массе сухого материала w, %, и критической плотностью лучистого теплового потока q, кВт/м2, приводящего к его воспламенению [8]: 10≤w≤300, (1) где С1 и С2 - коэффициенты, равные соответственно 34 кВт/м2 и 45 кВт/м2. С увеличением влажности материала с 10 до 50 % требуемая для воспламенения материала тепловая нагрузка растет по линейному закону с 20 до 42 кВт/м2. Дальнейшее увеличение влажности материала не приводит к ожидаемому увеличению критической плотности лучистого теплового потока. Минимальная тепловая нагрузка для материала с высоким 57 содержанием влаги составляет 45 кВт/м2. Однако с повышением влажности материала время, требуемое для его воспламенения, увеличивается. Установленные закономерности пространственного распределения плотности лучистого теплового потока от протяженного плоского теплового фронта позволили выявить следующую зависимость между шириной противопожарного барьера (L, м) и высотой теплового фронта h, м при фиксированной и определенной по методике величине критической тепловой нагрузки для наземного горючего материала q, кВт/м2, [7]: q≤ 40 кВт/м2, (2) где А1, А2, В1, В2 - коэффициенты, зависящие от высоты теплового фронта (h, м), приведенные в таблице 1. Значения ширины и температуры теплового фронта при расчете ширины противопожарного барьера приняты соответственно 10 м и 1073 К и аргументированы проведенными натурными испытаниями [11]. Увеличение ширины теплового фронта сверх 10 м, равно как и высоты сверх 3 м, перестает существенно сказываться на значениях тепловой нагрузки на облучаемой поверхности. Полученная зависимость (2) свидетельствует о том, что с увеличением тепловой нагрузки, требуемой для воспламенения горючего материала, необходимая ширина противопожарного барьера уменьшается. Другими словами, с повышением устойчивости материала к действию теплового потока, что связано с увеличением его влажности, требуются минерализованные полосы меньшей ширины. Таблица 4 Коэффициенты для выражения (2) h, м А1, м А 2, м В 1, кВт/м2 В2, кВт/м2 1 1,5 2 2,5 3 51,06 88,02 40,79 46,81 32,05 0,58 -0,09 -1,27 -4,37 -13,72 -16,03 -33,77 -26,41 -39,99 -6,03 9,14 14,96 21,10 35,04 56,91 58 Аппроксимация экспериментальных данных, полученных при исследовании воспламеняемости наземного горючего материала хвойных насаждений, позволила выявить следующую зависимость времени воспламенения t, с, от влажности материала w,%, и воздействующей на него тепловой нагрузки q, кВт/м2, [8]: , (3) где А0 - коэффициент, равный 1,2-107 с/(кВт/м2)4. При этом значение плотности лучистого теплового потока в (3) должно быть больше либо равно критическому значению, соответствующему определенной влажности горючего материала. При невозможности оперативного введения сил и средств для ликвидации пожара в течение времени, не превышающем полученное по (3) значение, противопожарный барьер не выполнит своей защитной функции. Очевидно, что для определения достаточной ширины барьера критическое значение плотности теплового потока, установленное по формуле (1), необходимо уменьшить. Логично значение тепловой нагрузки уменьшить на 5 кВт/м2, как это делается при определении воспламеняемости строительных материалов [1о]. В данном случае, как указано ранее, время защитного действия барьера не устанавливается в виду создания условий, исключающих возможность воспламенения напочвенного покрова от принятой тепловой нагрузки. Для оценки ширины противопожарного барьера в большем диапазоне параметров теплового фронта (по температуре, высоте и ширине) и при различной ориентации облучаемого материала относительно него, рекомендуется воспользоваться, приведенным в работе [7], выражением, характеризующим пространственное распределение потоков излучения от протяженных плоских источников произвольных параметров, и значениями критической тепловой нагрузки для напочвенного покрова по (1). 59 В соответствие с данной методикой по выражению (1) определяем критическую плотность лучистого теплового потока q, кВт/м2, для материала влажностью 10 %. С учетом полученного значения критической плотности теплового потока определяем ширину минерализованной полосы L, м, по выражению (2). Определяем время защитного действия минерализованной полосы выражению (3). Если нет возможности прекратить воздействие теплового излучения пожара на напочвенный покров леса в течение 2,8 мин, уменьшаем полученное по (1) значение плотности лучистого теплового потока с 20 кВт/м2 до 15 кВт/м2 и вновь по (2) определяем ширину минерализованной полосы (L, м). Таким образом, ширина противопожарного барьера в зависимости от быстроты реагирования на пожар должна составлять: 4 м при времени облучения материала не более 167 с.; 5 м без ограничения по времени теплового воздействия. При условии формирования сильных низовых пожаров с высотой теплового фронта 2 м или средних с высотой 1,5 м при прочих аналогичных параметрах задачи для случая отсутствия ограничения по времени защитного действия противопожарного барьера с величиной q=15 кВт/м2 ширина 60 минерализованной полосы, определенная по данной методике, должна составлять 4 и 3,2 м, соответственно. 3. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА Общеизвестно, что лесные пожары наносят колоссальный ущерб лесам, материальным ценностям, попавшим непосредственно в процесс пожара (населенные пункты), оказывают отрицательное воздействие на экологическую обстановку в регионе (задымление территории). Кроме того, отрицательное влияние низовых пожаров связано с отпадом деревьев, развитием грибковых заболеваний, нападение стволовых вредителей. С лесохозяйственной стороны пожары наносят огромный ущерб лесному хозяйству, вызывая смену хвойных пород, уничтожая самосев, подрост, подлесок. Убытки от лесных пожаров складываются из стоимости сгоревшей или поврежденной части запаса насаждения, затрат на тушение лесных пожаров, суммы ущерба от уничтожения или повреждения пожаром заготовленной лесной продукции и других материальных ценностей [1]. Мероприятия по профилактике пожаров требуют значительных капитальных вложений. Некоторые из мер, напротив, позволяют более экономично использовать имеющиеся пожарные средства. Так, применение шкалы возникновения лесных пожаров позволяет более эффективно использовать наземную охрану и авиационную охрану леса. Своевременное обнаружение пожаров до распространения их на значительные площади существенно сокращает затраты на их тушение. Кроме того, часто на тушение пожаров приходится привлекать значительные технические и людские ресурсы с предприятий района, что наносит ущерб им и слабо финансируемому лесному хозяйству. Сумма затрат на осуществление работ по охране и защите леса слагается из: предупредительных мероприятий, ограничительных 61 мероприятий, организации противопожарных служб, приобретения техники и других мер и работ по обеспечению снижения степени пожарной опасности. Экономический эффект предлагаемых мероприятий будет равен разности ущерба от лесных пожаров и затрат на противопожарные мероприятия. Кроме того, при снижении горимости лесов можно ожидать значительный лесохозяйственный эффект. Основным исходным положением при определении эффективности разнообразных лесохозяйственных мероприятий является то, что, прежде всего, должны быть определены натуральные показатели получаемого эффекта, а затем уже можно находить эффективность в стоимостном выражении или относительных величинах [Кожухов]. Лесоводственно-экономический эффект по проектированию противопожарных мероприятий заключается в снижении или ликвидации ущерба от возникших в лесу крупных пожаров. В ниже следующей таблице представлены количественные показатели общей суммы ущерба, которая сложилась из нескольких показателей стоимости сгоревшей древесины, поврежденных молодняков, стоимости работ на тушение лесных пожаров, стоимость восстановительных работ и работы по очистке территории. Затраты на строительство и содержание минерализованных полос высчитываются отдельно Теперь посмотрим, в каких объемах представлены затраты на осуществление работ по охране леса (табл. 5). Таблица 5 Затраты на проектируемые противопожарные мероприятия Наименование мероприятий Един. изм. Предупредительные мероприятия 1.Устройство шт. предупредительных аншлагов и плакатов 2.Устройство мест курения и шт. Количество, шт. Стоимость одной единицы, руб Общая сумма, руб 5 1500 7500 5 3150 15750 62 отдыха 3. Устройство шлагбаумов шт. 4 3000 Ограничительные мероприятия 1.Устройство минполос км 250 430 2.Уход за минполосами км 150 220 Строительство и содержание противопожарных объектов 1. Приобретение руб. противопожарного инвентаря 2. ОснащениеПХС-I типа шт. 1 723700 Приобретение транспортных средств 1. АЦ-1,6-40 на шт. 1 3500000 полноприводном шасси ГАЗ33081 «Садко». Всего затрат 12000 107770 32720 100000 723700 3500000 4499440 63 64 Таблица 6 Сводная ведомость затрат на проведение работ по устройству минерализованных полос (250 км) и уход за Стоимость ГСМ Общехозяйственн ые расходы, 10% Админестративно – управленч. Расходы, 15% Всего затрат Стоимость ед.(км) работ 29.0 86.23 8.6 12.94 107.77 0.43 - 26.91 80 7.98 12 100 2.59 - 10.13 26.17 2.62 3.93 32.72 9.6 7.92 - 39.96 79.98 8 12 100 22.63 9.15 - 39.13 112.4 11.2 16.86 140.5 Наименование работ Фонд заработной платы Затраты на сырьё и матер. Отчисл. на тех. Обслуживание и текущ. ремонт - № п/п Арматизационные отчисления Итого прям. затрат Хранение минерализованными полосами (150 км), тыс. руб. 1 Устройство минерализован ных полос на старой вырубке (срок давности более 5 лет). Процент от общих затрат Уход за минерализован ными полосами (подновление минерализован ных полос). Процент от общих затрат Итого: 31.19 - 19.48 6.56 28.9 - 18.08 6.09 10.31 - 3.14 31.5 - 41.51 - 2 3 4 5 0.22 0.65 65 ВЫВОДЫ Главной причиной пожаров является человек, вернее его рассеянность небрежность, невежество, иногда разгильдяйство и даже хулиганство. В последнее время все чаще причиной пожара является умышленный поджег. Леса поджигаются со злым умыслом – обидой на лесохозяйственные органы, завистью от прибылей леса, поджигаются отдельными сборщиками папоротника для повышения его урожайности. Известны поджоги с целью уменьшения численности клещей, комаров и змей, уничтожения делянок с тонкомерным лесом, где не гарантируется высокий заработок. Такие случаи необходимо тщательно расследовать и наказывать виновных в соответствии с существующими законами. Поэтому большое место в лесопожарной охране должно отводиться пропаганде среди населения, а именно, систематической разъяснительной работе, направленной на воспитание сознательного и бережного отношения к лесу у каждого члена нашего общества. Большое значение имеет также своевременная и точная информация населения о величине пожарной опасности в лесу. В данной ВКР показано, что для защиты лесного горючего материала от воздействия теплового излучения протяженных фронтов сильных низовых пожаров высотой 2-3 м требуется увеличение ширины противопожарных барьеров до 4-5 м, что позволит остановить распространение огня по напочвенному покрову, в том числе в условиях участившихся засушливых периодов, и тем самым снизить эколого-экономический ущерб государству, обусловленный уничтожением природных экосистем. 66 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Лесной Кодекс Российской Федерации М.-2008.- 32 с. 2. Кузьмичев Е.П. Работа с населением по предотвращению лесных пожаров/А.М. Кузьмичев. М., Изд-во Весь мир 2006.-128 с. 3. Тушение лесных пожаров / Е.А. Щетинский.- М:ВНИИЛМ, 2002.- 103 с. 4. Козаченко, М.А. Лесные пожары и борьба с ними: учеб. пособие / Сост.: к.с.-х.н. М.А. Козаченко; под общ. ред. Соловьёва Д.А.; ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И.Вавилова». – Саратов, 2013 г. – 200 с. ISBN 9785-7011-0762-3 5. Залесов, С. Лесная пирология: учеб. пособие /П. Вахрин. - Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. акад, 1998. – 135 с. 6. Соболев, С. Мониторинг и прогнозирование чрезвычайных ситуаций: учеб. пособие / С. Соболев. - Вологда: ВоГТУ, 2005. - 283 с 7. Баринов, А. Чрезвычайные ситуации природного характера и защита от них учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / А Баринов. М.: Издательство ВЛАДОС-ПРЕСС, 2003. - 496 с. 8. Соболь, В.Р. К вопросу о пространственном распределении интенсивности лучистого потока энергии от источника большой площади / В.Р. Соболь, П.Н. Гоман, В.И. Януть // Чрезвычайные ситуации: образование и наука. - 2011. - № 2(6) - С. 116-124 9. Касперов, Г.И. Исследование пожароопасных свойств лесных горючих материалов сосновых насаждений / Г.И. Касперов, П.Н. Гоман // Труды БГТУ. Сер. II, Лесная и деревообр. пром-ть. - 2010. - Вып. XVIII. - С. 337-340. 10. Соболь, В.Р. Влияние влажности на радиационный разогрев напочвенного материала леса / В.Р. Соболь, П.Н. Гоман // Пожаровзрыво безопасность. - 2012. - № 7. - С. 21-28. 11. Иванов В.А., Иванова Г.А., Москальченко С.А. Справочник по тушению природных пожаров. – Красноярск, 2011. – 130 с 67 Информационно-справочная система «Лесные пожары, средства 12. и способы борьбы с ними» Красноярск, 2008 МЧС 13. РОССИИ. Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы. Опасные природные процессы. Учебное пособие: Санкт-Петербург, 2006. Гуцелюк Н.А., Спиридонов С.В. Технология и система машин в 14. лесном и садово-парковом хозяйствах, М.: Профи, 2008 – 696с. 15. Лесной кодекс Российской Федерации – М.: Омега – Л, 2010 – 16. Романов Е.М. Экология: экологический мониторинг лесных 43с. экосистем: учебное пособие.–Йошкар-Ола:Мар ГТУ, 2008.– 236 с. Работа с населением по предотвращению пособие/Под ред. Чл.- 17. кор. РАСХН Е.П.Кузьмичёва.- М.:изд. «Весь Мир», 2006.-128 с.+илл. Мелехов И. С. МОНИТОРИНГ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ : учебное 18. пособие / И. С.Мелехов.-М.:[б.и.], 1983 В надзаг.: Московский лесотехнический ин-т 19. Мелехов И. С. Лесоводство : учебник / И.С. Мелехов. - М. : ВО Агропромиздат, 1989 - 302 с. : ил. - (Учеб. и учеб. пособия для студ. высш. учеб. заведений). – ISBN 5-10-0010072-Х : 1 р. 68
