Лесная пирология

ПИРОЛОГИЯ ЛЕСНАЯ (от греч. руг — огонь и logos —  слово, учение)

Наука о природе лесных пожаров и их последствиях, борьбе с лесными пожарами и об использовании  положительной роли огня в лесном хозяйстве.

Основами лесного  законодательства Российской Федерации установлено, что все леса подлежат охране от пожаров. Охрана лесов осуществляется с учетом их биоэкологических и региональных особенностей и включает комплекс организационных, правовых и других мер, направленных на сохранение лесного фонда от уничтожения, повреждения, ослабления и других вредных воздействий.

Организация разработки и  выполнения противопожарных мероприятий  по охране лесов возложена на органы государственной власти в субъектах  Российской Федерации.

На местах мероприятия  по охране лесов от пожаров находятся в компетенции районных (городских) администраций, а их выполнение возложено на владельцев лесного фонда и другие структуры, осуществляющие ведение лесного хозяйства.

Практическое осуществление  мероприятий по предупреждению, обнаружению и тушению пожаров в лесах лесхозов возложено на государственную лесную охрану, а в лесах, закрепленных за другими владельцами.

Лесные пожары относятся к группе ландшафтных  пожаров (Пожар, охватывающий различные компоненты географического ландшафта), к которой также относятся степные, тундровые и луговые пожары.

Лесной пожар Неуправляемое (стихийное) горение, распространяющееся по лесной площади

В зависимости от того, где распространяется огонь, пожары делятся на низовые, верховые и подземные:

Низовой пожар

При низовом пожаре сгорает лесная подстилка, лишайники, мхи, травы, опавшие на землю ветки и т. п. Скорость движения пожара по ветру 0,25—5 км/ч. Высота пламени до 2,5 м. Температура горения около 700 °C (иногда выше).

Низовые пожары бывают беглые и устойчивые:

• При беглом низовом пожаре сгорает верхняя часть напочвенного покрова, подрост и подлесок. Такой пожар распространяется с большой скоростью, обходя места с повышенной влажностью, поэтому часть площади остается незатронутой огнем. Беглые пожары в основном происходят весной, когда просыхает лишь самый верхний слой мелких горючих материалов.
• Устойчивые низовые пожары распространяются медленно, при этом полностью выгорает живой и мертвый напочвенный покров, сильно обгорают корни и кора деревьев, полностью сгорают подрост и подлесок. Устойчивые пожары возникают преимущественно с середины лета.

Верховой пожар

Верховой лесной пожар  охватывает листья, хвою, ветви, и всю  крону, может охватить (в случае повального пожара) травяно-моховой покров почвы и подрост. Скорость распространения от 5—70 км/ч. Температура от 900 °C до 1200 °C. Развиваются они обычно при засушливой ветреной погоде из низового пожара в насаждениях с низкоопущенными кронами, в разновозрастных насаждениях, а также при обильном хвойном подросте. Верховой пожар — это обычно завершающаяся стадия пожара. Область распространения яйцевидно-вытянутая.

Верховые пожары, как и низовые, могут быть беглыми (ураганными) и  устойчивыми (повальными):

• Ураганный пожар распространяется со скоростью от 7 до 70 км/ч. Возникают при сильном ветре. Опасны высокой скоростью распространения.
• При повальном верховом пожаре огонь движется сплошной стеной от надпочвенного покрова до крон деревьев со скоростью до 8 км/ч. При повальном пожаре лес выгорает полностью.

При верховых пожарах образуется большая масса искр из горящих ветвей и хвои, летящих перед фронтом огня и создающих низовые пожары за несколько десятков, а в случае ураганного пожара иногда за несколько сотен метров от основного очага.

Подземный пожар

Подземные (почвенные) пожары в лесу чаще всего связаны с  возгоранием торфа, которое становится возможным в результате осушения болот. Распространяются со скоростью до 1 км в сутки. Могут быть малозаметны и распространяться на глубину до нескольких метров, вследствие чего представляют дополнительную опасность и крайне плохо поддаются тушению (Торф может гореть без доступа воздуха и даже под водой). Для тушения таких пожаров необходима предварительная разведка.

Торфяной  многоочаговый пожар Торфяной пожар, при котором горение заглубляется, в торфянистый горизонт с поверхности почвы двумя и более очагами Торфяной одноочаговый пожар Торфяной пожар, при котором горение заглубляется в торфянистый горизонт одним очагом

В среднем, по числу случаев: низовые – 94%; верховые – 4 %; торфяные – 2%.

Классификация лесных пожаров по силе

По скорости распространения  огня низовые и верховые пожары делятся на устойчивые и беглые. Скорость распространения: 

— слабого низового пожара не превышает 1 м/мин (Высота слабого  низового пожара до 0,5 м)  

— среднего от 1м/мин до 3 м/мин (Высота среднего — до 1,5 м)  

— сильного свыше 3 м/мин. (Высота сильного — свыше 1,5 м)

Верховой пожар, скорость распространения: 

— слабый до 3 м/мин,  

— средний до 100 м/мин,  

— сильный свыше 100 м/мин.

Сила почвенного пожара определяется по глубине выгорания:  

— слабым почвенным (подземным) пожаром считается такой, у которого глубина прогорания не превышает 25 см,  

— средним — 25-50 см,  

— сильным — более 50 см.

Оценка по площади:  

— загорание — огнём охвачено 0,1-2 гектара  

— малый — 2-20 га  

— средний — 20-200 га  

— крупный — 200-2.000 га  

— катастрофический — более 2000 га

Скорость  распространения - это расстояние, проходимое пожаром в единицу времени. Скорость распространения зависит от типа леса и строения его основного компонента (древостой, наличие или отсутствие захламлённости, почвенно-топографические условия). Эти же условия определяют температуру и высоту пламени.

Средняя продолжительность лесных крупных пожаров 10-15 суток при выгорающей площади — 450—500 гектаров.

ОБОРОТ ПОЖАРА

Условия возникновения лесного пожара: 1 Лесные горючие материалы; 2 Условия, благоприятные для загорания; 3 Источники огня

По роли в пожаре выделяют:

-проводники горения - мхи, лишайники с мелким опадом, лесная подстилка, торф, валежник, пни, горящие отдельные стволы деревьев;

-поддерживающие горение - травы, кустарнички, самосев древесных пород, подрост, подлесок, хвоя, охвоенные ветки и мелкие сучья полога древостоя;

-задерживающие распространение горения - некоторые кустарнички и травы (люпин многолетний, бадан, сахалинская гречиха), кустарники (серая ольха, спирея) и лиственные деревья (липа, осина, тополь).

Лесные  горючие материалы разнообразны по характеру реакции на изменение погоды и по горимости, поэтому по-разному в них возникает и распространяется пожар. Их можно разделить на шесть групп.

Первая  группа - мхи и лишайники с мелким опадом - горючий первичный материал. Он существенно зависит от погоды. Лишайники рода кладония очень быстро теряют влагу, медленнее высыхают мхи, ещё медленнее - подстилка, гнилые пни и валежник. Загорание происходит при влагосодержании 25 - 40%. Эти материалы активные проводники горения. Влажность опада из хвои, сосняка верескового и мшистого в момент появления загораемости составляет 14 - 15% веса, зелёной верхней части мхов - 30%, сосняка мшистого - 21 - 28%, а в нижней части - 42 - 52%. Лишайники горят при влажности 16%. Опад из хвои ускоряет горение мхов.

Вторая  группа  - черника, брусника, вереск, багульник и др. Имеют устойчивую влажность и самостоятельно гореть не могут. Необходимо наличие под ними материала 1-й группы. Наиболее пожароопасны багульник и вереск.

Третья  группа - подрост и подлесок. Имеют сравнительно высокую влажность, лиственная часть сдерживает горение, а хвойная поддерживает. Их влажность почти не зависит от состояния погоды, так как она постоянна. Они способствуют образованию рыхлой структуры мелкого опада, поэтому опад быстро высыхает и интенсивно горит.

Четвертая группа - лесная подстилка и торф. Имеют влажность от 6 до 250% на свежих почвах и до 650% на торфяниках. Характерно медленное высыхание, поэтому их возгорание чаще во 2-й половине лета и осенью. Пожары на торфяниках могут не прекращаться даже зимой. Костры на торфяниках крайне опасны и недопустимы.

Пятая группа - валежник, гнилые пни и др. Влажность меняется широко, но медленно, поэтому скрытые очаги могут сохраняться долго.

Шестая  группа - хвоя, охвоенные ветки и сучья в пологе древостоя. Устойчивая и высокая влажность. Воспламеняются только при горении других материалов.

Источники лесных пожаров бывают природными (молнии, самовозгорание) и антропогенными (искры, непотушенный костёр, осколки стёкол в виде линз, взрывы). Обычно на десятикилометровую зону вокруг жилых массивов приходится большинство пожаров. В слабозаселённых местностях (Архангельская область, Коми, Сибирь, Дальний Восток) 50% пожаров возникают из-за молний. Обочины дороги, зоны авиабаз - это коридоры повышенной опасности.

Классификация пожарной опасности в лесах по условиям погоды определяет степень вероятности (возможности) возникновения и распространения лесных пожаров на соответствующей территории в зависимости от метеорологических условий, влияющих на пожарную опасность лесов. Для целей классификации (оценки) применяется комплексный показатель, характеризующий метеорологические (погодные) условия.

В зависимости от величины комплексного показателя устанавливается  класс пожарной опасности в лесах по условиям погоды.

Комплексный показатель определяется ежедневно по состоянию  на 12-14 часов.

Формула расчета класса природной пожарной опасности в  лесах по условиям погоды определяется как сумма произведения температуры воздуха (t°) на разность температур воздуха и точки росы ( h ) за n дней без дождя (считая день выпадения более 3 мм осадков первым (1) днем бездождевого периода:

Точкой росы при данном давлении называется температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нём водяной пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в росу.

Точка росы определяется относительной влажностью воздуха. Чем выше относительная влажность, тем точка росы выше и ближе к фактической температуре воздуха. Чем ниже относительная влажность, тем точка росы ниже фактической температуры. Если относительная влажность составляет 100 %, то точка росы совпадает с фактической температурой.

Так, при температуре  воздуха 15 °С и относительной влажности (%) 100, 80, 60, 40 соответствует Р. т. (°С) 15,0; 11,6; 7,3; 1,5.

Классификация пожарной опасности в лесах по условиям погоды

Класс пожарной опасности в лесах	Величина комплексного показателя	Степень пожарной опасности
I	0. ..300	Отсутствует
II	301. ..1000	Малая
III	1001. ..4000	Средняя
IV	4001. ..10000	Высокая
V	Более 10000	Чрезвычайная

 

Самой распространенной причиной возникновения пожаров является неосторожное обращение с огнем.

Стадии  горения древесины:

1) 0 - 100°С - процесс  нагревания древесины за счет  горения соседних объектов;

2) 100 - 150°С - испарение  влаги (свободной, капиллярной,  абсорбированной);

3) 150 - 300°С - нарастающий  процесс разложения древесины,  с выделением газов, начало обугливания;

4) 300 - 500°С - постепенное  замедление процесса разложения  в обугленных частицах;

5) 500 - 1000°С - горение  углей с выделением СО и  СО2.

Распространение горения по территории происходит при условии взаимного соприкосновения горючих материалов или при минимальном расстоянии между ними, т.е. при наличии сплошного ковра из горючих материалов с достаточно рыхлым их расположением. Горение может распространяться внутрь при достаточном нагреве внутренних слоёв и их горючести.

Мелкий опад и живой напочвенный покров, а также живая хвоя деревьев и мелкие сучья горят низким пламенем. При проникновении горения во внутренние слои горючих материалов (лесной подстилки, торфа, внутренних частей валежника, стволов, пней) обычно наблюдается беспламенное горение.

В рекомендациях Рослесхоза по тушению лесных пожаров приводится 6 способов тушения низинных лесных пожаров.