Борьба с природными пожарами
Покупка
Новинка
Основная коллекция
Тематика:
Служба пожарной охраны
Издательство:
Инфра-Инженерия
Автор:
Орловский Сергей Николаевич
Год издания: 2024
Кол-во страниц: 304
Дополнительно
Вид издания:
Учебник
Уровень образования:
Профессиональное образование
ISBN: 978-5-9729-2106-5
Артикул: 843615.01.99
Освещаются последние достижения пирологической науки и лесопожарной техники, приводятся передовые технологии тушения лесных, степных и торфяных пожаров в условиях Сибири. Подробно рассматривается природа пожаров, их виды, связь с лесорастительными условиями, погодой и рельефом местности. Для студентов, а также научных работников, специалистов лесного хозяйства, сельскохозяйственных, торфодобывающих предприятий и пожарной охраны, сотрудников МЧС.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 35.03.01: Лесное дело
- ВО - Магистратура
- 35.04.01: Лесное дело
- ВО - Специалитет
- 20.05.01: Пожарная безопасность
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
ǸǴǵǷDzǵǩǸDZǯǰ ǨǵǷȃǨǧ ǸǶǷǯǷǵǫǴȂdzǯ ǶǵǭǧǷǧdzǯ ǺȞȌȈȔȏȑ Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2024
УДК 614.84 ББК 43.468.9 О-66 Рецензенты: д-р с.-х. наук, проф., зав. кафедрой лесоводства Сибирского государственного технологического университета В. А. Иванов; заместитель руководителя по авиационной работе КГАУ «Лесопожарный центр», заслуженный лесовод России А. К. Селин Орловский, С. Н. О-66 Борьба с природными пожарами : учебник / С. Н. Орловский. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2024. - 304 с. : ил., табл. ISBN 978-5-9729-2106-5 Освещаются последние достижения пирологической науки и лесопожарной техники, приводятся передовые технологии тушения лесных, степных и торфяных пожаров в условиях Сибири. Подробно рассматривается природа пожаров, их виды, связь с лесорастительными условиями, погодой и рельефом местности. Для студентов, а также научных работников, специалистов лесного хозяйства, сельскохозяйственных, торфодобывающих предприятий и пожарной охраны, сотрудников МЧС. УДК 614.84 ББК 43.468.9 ISBN 978-5-9729-2106-5 Орловский С. Н., 2024 Издательство «Инфра-Инженерия», 2024 Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2024
ǵǪDzǧǩDzǬǴǯǬ Введение……………………………………………………………… ...................... 8 ǷǧǮǫǬDz ǶǷǯǷǵǫǴȂǬ ǶǵǭǧǷȂ ǩ ǺǸDzǵǩǯȆǼ ǸǯǨǯǷǯ ...................... 12 Глава 1. Последствия лесных пожаров и проблемы их тушения ........................ 12 1.1. Последствия лесных пожаров ........................................................................... 12 1.2. Проблемы тушения природных пожаров……………… ................................ 13 Вопросы для самопроверки по главе 1…………………… ........................... 18 Глава 2. Виды лесных пожаров…………………………………… ....................... 19 2.1. Низовые пожары…………………………………………… ........................... 19 2.2. Верховые пожары…………………………………………… ......................... 21 2.3. Торфяные пожары………………………………………… ............................. 23 2.4. Пятнистые пожары………………………………………… ........................... 27 2.5. Конвекционные потоки при лесных пожарах………… ................................ 27 Вопросы для самопроверки по главе 2………………… ............................... 30 Глава 3. Условия горения при лесных пожарах…………………… ..................... 31 3.1. Горение лесных горючих материалов…………………… ............................. 31 3.2. Основные пирологические свойства ЛГМ……………… ............................. 33 3.3. Классификация ЛГМ……………………………………… ............................ 34 3.4. Характеристика горючих материалов…………………… ............................. 36 Вопросы для самопроверки по главе 3………………… ............................... 50 Глава 4. Связь пожаров с природой леса, погода, рельеф и лесные пожары ..... 51 4.1. Связь пожаров с природой леса………………………… ............................... 51 4.2. Погода, рельеф и лесные пожары……………………… ................................ 54 4.2.1. Влияние элементов погоды на характер лесных пожаров .................. 54 4.2.2. Воздействие крупных лесных пожаров на погодные условия ........... 57 4.2.3. Рельеф и лесные пожары…………………………………… ................ 57 4.3. Причины лесных пожаров………………………………….. .......................... 58 Вопросы для самопроверки по главе 4……………………. .......................... 60 Глава 5. Тушение пожаров в лесах криолитозоны………………… .................... 61 5.1. Проблемы пожаров в лесах криолитозоны………………… ........................ 61 5.2. Экологические требования к тушению пожаров в лесах Севера ................. 63 Вопросы для самопроверки по главе 5…………………… ........................... 67 ǷǧǮǫǬDz ǶǷǵǨDzǬdzȂ ǨǵǷȃǨȂ Ǹ ǹǵǷǻȆǴȂdzǯ ǶǵǭǧǷǧdzǯ ..................... 68 Глава 6. Проблемы торфяных пожаров…………………………… ...................... 68 6.1. Торфяная отрасль Российской Федерации…………………. ........................ 68 6.2. Торфяные месторождения Российской Федерации………. .......................... 70
Вопросы для самопроверки по главе 6 ........................................................... 73 Глава 7. Причины возникновения и развития торфяных пожаров ...................... 74 7.1. Пожарная опасность торфяных залежей......................................................... 74 7.2. Формирование пожарной опасности на полях добычи фрезерного торфа и оценка её состояния ....................................................................................... 75 7.3. Обнаружение пожаров на предприятиях по промышленной добыче торфа .................................................................... 79 Вопросы для самопроверки по главе 7 ........................................................... 87 Глава 8. Тушение пожаров на участках добычи торфа ......................................... 88 8.1. Средства механизации для защиты участков добычи торфа от пожаров ... 88 8.2. Тактические приёмы тушения торфяных пожаров на торфодобывающих предприятиях ............................................................. 92 Вопросы для самопроверки по главе 8 ......................................................... 100 Глава 9. Профилактика и тушение пожаров торфяных залежей ........................ 101 9.1. Профилактические мероприятия, направленные на снижение пожарной опасности торфяных залежей ...................................................... 101 9.2. Простейшие способы тушения ...................................................................... 103 9.2.1. Тушение торфяных пожаров в начальной стадии их развития ручным инструментом .......................................................................... 103 9.2.2. Перемешивание горящих слоёв торфа с негорящими ...................... 104 9.3. Механизированные способы тушения .......................................................... 104 9.3.1. Окапывание канавами с помощью землеройной техники ................ 104 9.3.2. Прокладка канав с применением взрывчатых веществ… ................. 110 9.3.3. Нагнетание растворов химических веществ к горящим слоям торфа ........................................................................ 114 9.3.4. Локализация торфяных пожаров заградительными барьерами ....... 116 9.3.4.1. Средства механизации для прокладки заградительных барьеров ....................................................... 116 9.3.4.2. Технологические схемы прокладки заградительных барьеров при тушении торфяных пожаров .......................................... 123 9.4. Экономические критерии выбора технологий тушения пожаров на торфяных залежах ...................................................................................... 129 9.5. Техника безопасности при тушении торфяных пожаров............................ 134 Вопросы для самопроверки по главе 9 ......................................................... 138 ǷȇȎȋȌȒ ǨǵǷȃǨǧ Ǹ DzǬǸǴȂdzǯ ǯ ǸǹǬǶǴȂdzǯ ǶǵǭǧǷǧdzǯ ................ 140 Глава 10. Борьба с лесными пожарами ................................................................. 140 10.1. Способы и технические средства обнаружения природных пожаров ...... 140 10.2. Подготовка к пожароопасному сезону ......................................................... 155 10.3. Средства механизации для тушения лесных пожаров ............................... 158 Вопросы для самопроверки по главе 10 ....................................................... 162
Глава 11. Доставка людей, оборудования и техники к местам лесных пожаров ....................................................................... 164 11.1. Доставка сил и средств пожаротушения к месту лесного пожара ............ 164 11.2. Доставка технических средств пожаротушения к месту лесного пожара ................................................................................. 167 11.3. Доставка лесных пожарных авиационным транспортом ........................... 169 Вопросы для самопроверки по главе 11 ...................................................... 172 Глава 12. Технологии тушения лесных пожаров ................................................. 173 12.1. Технологии прямого тушения лесных пожаров ......................................... 173 12.1.1. Использование веток ........................................................................ 173 12.1.2. Использование лопат ........................................................................ 175 12.1.3. Использование ранцевых лесных огнетушителей (типа РЛО) .... 177 12.1.4. Расчёт затрат времени на подноску воды при работе с РЛО ....... 180 12.1.5. Тушение с использованием воздуходувок……………… ............. 186 12.1.6. Тушение лесных пожаров с применением воды……… ................ 189 12.1.7. Механизированное тушение лесных пожаров забрасыванием грунтом .................................................................... 193 12.2. Технологии косвенного тушения лесных пожаров .................................... 195 12.2.1. Создание опорных полос для отжига минерализацией почвы ... 195 12.2.2. Создание опорных полос из воздушно-механической пены ...... 198 12.2.3. Создание заградительных барьеров .............................................. 200 12.2.4. Тушение лесных пожаров при угрозе посёлкам и профилактические мероприятия по их защите ......................... 201 12.3. Тактические приёмы тушения лесных пожаров ......................................... 209 12.3.1. Тушение обхватом по периметру, сведением на клин, с фронтальной кромки и с выгоревшей площади .......................... 209 12.3.2. Последовательное тушение всей бригадой и его эффективность ......................................................................... 211 Вопросы для самопроверки по главе 12 ..................................................... 214 Глава 13. Тушение степных пожаров и борьба с крупными лесными пожарами .......................................................... 216 13.1. Профилактика и тушение степных пожаров ............................................... 216 13.2. Тушение крупных лесных пожаров.............................................................. 221 13.3. Техника безопасности при тушении лесных и степных пожаров ............. 226 Вопросы для самопроверки по главе 13 ...................................................... 229 Глава 14. Тактические расчёты тушения и экологического ущерба от природных пожаров ........................................................................... 230 14.1. Подготовка исходных данных и порядок расчётов .................................... 230 14.2. Тактические расчёты тушения ...................................................................... 230 14.3. Расчёты экологического ущерба от природных пожаров .......................... 231 Вопросы для самопроверки по главе 14 ....................................................... 232 Глава 15. Оптимизация технологий тушения лесных пожаров и расчёты оптимальных параметров лесопожарной техники .......... 233
15.1. Теоретический подход к задаче оптимизации способов тушения лесных пожаров ............................................................................................... 233 15.2. Описание программы оптимизации технологий тушения лесных пожаров .......................................................................................................... 234 15.3. Пользование программой ОТLP-2 ................................................................ 238 Вопросы для самопроверки по главе 15 ....................................................... 240 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ....................................................................................................... 242 ЛИТЕРАТУРА ......................................................................................................... 244 ПРИЛОЖЕНИЯ ....................................................................................................... 250 Приложение А. (справочное). Таблица А1 - Величина показателя природной пожарной опасности торфа Пп .............................................................................. 250 Приложение А. (справочное). Таблица А2 - Значения функций для расчёта коэффициентов Ксв и Кп, учитывающих усиление природной пожарной опасности торфа за счёт его самовозгорания в течение сезона и вероятность возникновения пожаров на полях добычи торфа в течение сезона ....................................................................................................... 252 Приложение Б. (информационное). Перечень организационно-технических противопожарных мероприятий, обязательных для выполнения на производственных участках торфопредприятий перед началом сезона добычи торфа ........................................................................................................... 256 Приложение В. (информационное). Перечень противопожарных мероприятий, выполняемых на участках добычи торфа в зависимости от класса пожарной опасности .................................................................................................................. 258 Приложение Г. (справочное). Таблица Г1 - Технологическая карта применения состава ОС-5 при тушении торфяных и подстилочно-гумусовых пожаров ..................................................................................................................... 261 Приложение Д. (информационное). Список и технические характеристики средств пожаротушения, рекомендуемых к применению при борьбе с пожарами на полях добычи торфа и освоенных торфяных залежах .................................... 262 Приложение Е. (справочное). Примерный перечень оснащения отряда МЧС для борьбы с торфяными пожарами на неосвоенных территориях и сельскохозяйственных угодьях ........................................................................... 264 Приложение Ж. Площади лесных пожаров, периметры, скорости прироста площадей и периметров в зависимости от времени возникновения лесного пожара и скорости его фронта .................. 266 Приложение И. Таблица И1 - Скорость тушения кромки лесного пожара одним рабочим в зависимости от лесорастительных условий ........................... 267
Приложение К. Глоссарий………………………………………… ..................... 268 Приложение Л. Затраты на доставку людей и техники к месту возникновения лесного пожара………………………………… ........... 283 Приложение М. Расчёт затрат на тушение лесного пожара по различным технологиям перечисленными ниже средствами механизации ........................................................................................ 284 Приложение Н. Пример выполнения задания по расчётам тушения лесного пожара ................................................................... 291 Приложение О. Пример курсовой работы по расчётам тушения торфяного пожара .................................................................................................... 297 Приложение П. Задания на выполнение курсовых (контрольных) работ по расчётам тушения лесных, степных и торфяных пожаров ............................ 301 Приложение П. Таблица П1 - Степные пожары………………… ...................... 301 Приложение П. Таблица П2 - Лесные низовые пожары ………… ................... 301 Приложение П. Таблица П3 - Пожары торфяных залежей……. ....................... 302 Приложение П. Таблица П4 - Пожары на участках добычи торфа. .................. 302
ǩǩǬǫǬǴǯǬ Общая площадь лесов Российской Федерации 1179 млн га, это пример- но 31 процент площади лесов земного шара [1, 2]. Запас древесины в них составляет 82,8 млрд м3, причём 75 процентов общего запаса сосредоточено на территории Азиатской части страны. Одним из самых многолесных регионов России является Сибирь - обширная территория, простирающаяся с запада на восток от Урала до горных хребтов Тихоокеанского водораздела, с севера на юг от берегов Северного Ледовитого океана до холмистых степей Казахстана и границы с Монголией и Китаем. Её общая площадь около 10 млн км2. На большей части территории Восточной Сибири господствует тайга, в отличие от Западной Сибири это преимущественно светлохвойные лиственничные леса. Для лесов Восточной Сибири характерны большая захламлённость, наличие сухостойного леса, ветровала и бурелома, что отрицательно сказывается на пожарном состоянии лесов. Красноярский край владеет древесными ресурсами в объёме 7,4 млрд м3 (хвойных пород 80 процентов), что составляет около восьми процентов от общероссийских запасов. Годовой объём заготовки стволовой древесины в крае может доходить до 54,5 млн м3. В настоящее время расчётная лесосека в крае используется всего на 10,3 процента, а объём заготавливаемой древесины исчисляется 8-8,5 млн м3 [2]. Доля лесопокрытой площади РФ в глобальной эмиссии углекислого газа составляет около 10 процентов [2]. Заготовка древесины от рубок главного пользования в 2013 году составила 110 млн м3, от рубок промежуточного пользования и рубок ухода - 60 млн м3 [3]. Одной из важнейших причин сокращения покрытых лесом площадей являются лесные пожары. Они способны в кратчайшие сроки негативно изменить и преобразовать окружающую природную среду, состояние лесного биогеоценоза, динамику и тенденции дальнейшего его развития. Проблема борьбы с лесными пожарами является одной из наиболее актуальных не только в лесном хозяйстве Российской Федерации, но и во многих других странах, в том числе Китае, США, Франции. Лесные пожары являются угрозой не только лесу и его обитателям, но и человеку. До 90 процентов пожаров возникает по вине людей, работающих в лесу, а также посетителей леса. В Красноярском крае самые ранние пожары начинаются на территории республик Тывы и Хакасии, где наиболее распространены травяные типы растительности. Там пожароопасный сезон длится с середины апреля до середины октября. С начала мая до середины сентября продолжается пожароопасный сезон в центральных районах края. В Ангарской группе лесов пожарный сезон начинается чуть позднее, с середины мая, и продолжается до начала сентября. Самый непродолжительный сезон в Эвенкии,
где начало его в июне и окончание в конце августа. Максимум горимости лесов в Красноярском крае приходится на июль месяц [4]. Задержки в доставке средств механизации к удаленным от населенных пунктов очагам горения и их недостаточная производительность приводят к запаздыванию развёртывания лесопожарных работ и перерастанию загораний в крупные лесные пожары. Особые сложности возникают при борьбе с торфяными пожарами. Торфяные месторождения только азиатской части России занимают 19,5 млн га, причём 88,3 процента из них имеют площадь свыше 10 тыс. га [5, 6]. При вышеуказанных размерах торфяных залежей их массовое загорание в засушливые годы может привести к экологической катастрофе [7, 8]. Массовые загорания торфяных залежей в 2010 году обострили экологическую ситуацию в западной части России и в Подмосковье. Причина этого - ликвидация торфодобывающих предприятий и существовавшей у них пожарной охраны. Эффективных технологий борьбы с торфяными пожарами и технических средств для их тушения в настоящее время практически не имеется. Также обстоит дело с тушением пожаров в зеленомошных лесах, площадь которых составляет около 30 процентов всех лесов России. Здесь главной проблемой является удаление мохового покрова с трассы опорной полосы. Эта операция трудоёмка и малопроизводительна [9]. В лесном и сельском хозяйстве осушение болот производится, как правило, открытыми осушительными системами. Приканавные полосы при этом переосушаются, что провоцирует возникновение торфяных пожаров. Также они возникают он несоблюдения специфики эксплуатации технических средств с двигателями внутреннего сгорания на торфяно-болотных почвах и по вине населения [8]. Актуальны вопросы борьбы с лесными пожарами в бореальных лесах циркумполярного региона, расположенных в зоне многолетней «вечной» мерзлоты. Тушение пожаров по существующим технологиям приводит к оттаиванию мёрзлых грунтов и, как следствие, возникновению просадочных и провальных форм рельефа, а также сползанию оттаявших участков, к так называемым термокарсту и солифлюкции [10]. Открытые безлесные пространства, где активатором горения являются травянистая растительность или стерня сельскохозяйственных культур, занимают в Сибири десятки млн га. Под влиянием погодных условий и антропогенного фактора эти площади обладают весной максимальной пожарной опасностью. Третья часть весенних лесных пожаров возникает от сельскохозяйственных палов. В огне степных пожаров гибнут семена однолетних трав и насекомыеопылители, что приводит к замещению их на малоценные в кормовом отношении многолетние травы (репей, крапива, конопля и т. п.). Писатель Владимир Чивилихин сказал: «Лес - это не просто растительность на почве, как считают некоторые, лес не только источник строительных материалов, разнообразного технического и химического сырья, как полагают
лесопромышленники. Лес - ничем не заменимая, наиболее важная, обширная и сложная саморегулирующаяся экологическая система планеты. Наступило время, когда любить природу мало. Любит ли она тебя и что ты сделал для того, чтоб она тебя любила" - вот как стоит ныне вопрос. Если мы живём лишь для себя и только сегодняшним днём, то вообще всё на свете - трын-трава. Но если мы хотим серьёзно думать о нашем времени, которое неразрывно связывает прошлое с будущим, если мы будем помнить, что наши дети должны жить лучше нас, то поневоле в половодье наших больших забот маленьким ручейком втечёт мысль о лесе. Без леса русский народ не жил и не будет жить никогда». Лесные пожары также являются одним из факторов, приводящих к нарушениям окружающей среды, поглощению кислорода и выбросам огромных количеств углекислого газа, вызывающего парниковый эффект и связанные с ним негативные глобальные изменения климата [11]. По данным исследований американского учёного Эдварда Диви, опубликованным в журнале «Сайентифик Америкен», болота планеты связывают 366 млрд тонн углекислого газа. С потеплением климата возникает процесс самовозбуждения: чем теплее становится климат, тем больше высыхают болота; чем больше высыхают болота, тем больше высвобождается углекислого га- за; чем больше высвобождается углекислого газа, тем становится теплее... На языке кибернетики такая раскачка называется «положительной обратной связью» [12]. В данном случае ничего положительного в ней нет, поскольку торфяной фонд России составляет 61 процент мирового. Все знают, к чему привели крупные и катастрофические лесные и торфяные пожары в Европейской части РФ летом 2010 года. В первом разделе учебника рассматриваются природные пожары в условиях Сибири - их природа, виды, условия горения при лесных пожарах, влияние погоды, рельефа местности на характер горения, проблемы и экологические требования к тушению пожаров в лесах криолитозоны. Второй раздел посвящён проблемам борьбы с торфяными пожарами. В нём рассматриваются история торфяной отрасли РФ. Анализируются причины возникновения и развития торфяных пожаров на предприятиях промышленной добычи торфа и в лесах на торфяных месторождениях, способы и технические средства обнаружения природных пожаров. Рассмотрены способы тушения пожаров на участках добычи торфа и торфяных залежах. Приведены экономические критерии выбора технологий тушения пожаров на торфяных залежах, техника безопасности при борьбе с торфяными пожарами. В третьем разделе рассмотрены техника и тактика борьбы с лесными и степными пожарами. Приведены характеристики технических средств пожаротушения, варианты их доставки к очагу горения и тактики применения в зависимости от вида пожара. Описана техника создания заградительных барьеров, защиты лесных посёлков при угрозе загорания от природных пожаров, тушение степных пожаров и борьба с крупными лесными пожарами. Приведены данные по технике безопасности при тушении лесных и степных пожаров, а также тактические расчёты тушения и экологического ущерба от природных