CC BY
30
/36 "Civil SecurityTechnology", Vol. 18, 2021, No. 1 (67) УДК 355.588
Safety in emergencies
Особенности, перспективные способы, средства и технологии борьбы с лесными пожарами — источниками чрезвычайных лесопожарных ситуаций
ISSN 1996-8493
© Технологии гражданской безопасности, 2021
Ю.В. Подрезов
Аннотация
Выполнен анализ особенностей, перспективных способов, средств и технологий борьбы с лесными пожарами — источниками чрезвычайных лесопожарных ситуаций.
Ключевые слова: влажность; искусственные осадки; лесной пожар; лесной горючий материал; температура; рельеф местности; чрезвычайная лесопожарная ситуация; электрофизические методы.
Features, Promising Methods, Means and Technologies for Combating Forest Fires — Sources of Emergency Forest fire Situations
ISSN 1996-8493
© Civil Security Technology, 2021
Y. Podrezov
Abstract
The analysis of the features and promising methods, means and technologies for combating forest fires - sources of emergency forest fire situations.
Key words: humidity; artificial precipitation; forest fire; forest fuel material; temperature; terrain relief; emergency forest fire situation; electrophysical methods.
19.01.2021
Россия обладает самыми большими в мире лесными площадями. Почти две трети территории России покрыто лесом. При этом общая площадь земель лесного фонда, по данным Рослесхоза, составляет 1 млрд 146 млн га. В нашей стране ежегодно регистрируется от 9 тыс. до 35 тыс. лесных пожаров, охватывающих площади от 500 тыс. до 3,5 млн га. Согласно данным МЧС России и Рослесхоза, всего с начала 1992 года по конец 2020 года в России зарегистрировано более 635 тыс. лесных пожаров. Следует отметить, что средний размер ущерба от лесных пожаров в год составляет порядка 20 млрд рублей, из них от 3 до 7 млрд — ущерб лесному хозяйству (потери древесины). Остальные потери: расходы на тушение и последующую расчистку горелых площадей; ущерб от гибели животных, загрязнения продуктами горения; затраты на восстановление леса и т.д. [1].
Как показывает анализ литературы, источниками чрезвычайных лесопожарных ситуаций различного масштаба могут быть лесные пожары, достигшие определенного размера и наносящие значительный ущерб [2-8].
Природные пожары, и прежде всего лесные, представляют собой серьезную опасность для населения и экономики различных стран мира и особенно, в силу самой большой лесной площади, для нашей страны. Обычно возгорание лесов в России начинается в апреле и длится до октября.
Что же необходимо для эффективной борьбы с лесным пожаром? Для тушения такого пожара необходимо прекратить процесс горения. Способы прекращения горения (тушения пожара) приведены в таблице.
Как показывают результаты проведенных исследований, наиболее эффективным способом прекращения горения является изоляция лесных горючих материалов (далее — ЛГМ), т.е. предотвращение доступа кислорода. Изоляция ЛГМ производится с использованием химических растворов и порошков, устройством заградительных минерализованных полос, применением взрывных веществ [2, 4, 10, 11].
Указанные способы были разработаны в основном во второй половине двадцатого века, являются классическими и к настоящему времени наиболее эффективными.
Существуют различные методы тушения пожаров, которые в целом подразделяются на прямые и косвенные. Прямой метод применяется в том случае, когда возможно непосредственное тушение кромки пожара или создание у кромки заградительной полосы. Косвенный метод (метод упреждения) используется,
когда линию остановки огня выбирают на некотором расстоянии от кромки пожара. Применение этого метода вызвано следующими причинами: необходимостью отвести пожарных от кромки пожара из-за его интенсивности; выбором лучшего места для создания заградительной или опорной полосы; возможностью уменьшить длину полосы и сократить время на ее создание, использованием естественных и искусственных преград и т. п.
При тушении лесного пожара выделяются следующие фазы:
остановка распространения кромки пожара; локализация пожара;
дотушивание очагов горения, оставшихся внутри пожарища;
окарауливание.
Наиболее трудоемкими и сложными являются остановка и локализация пожара. Решающей фазой тушения пожара является его локализация. Распространение пожара останавливают воздействием на его горящую кромку, что дает возможность выиграть время для сосредоточения сил и средств на более трудоемких работах по его локализации: прокладке заградительных полос и канав; необходимой дополнительной обработке периметра пожара для исключения возобновления его распространения.
Для того чтобы проанализировать физические основы, а также современные и перспективные способы, средства и технологии борьбы с лесными пожарами (далее — ЛП) — источниками чрезвычайных лесопожарных ситуаций (далее — ЧЛС), следует выделить условия, при которых такие пожары возникают, а также причины их развития и распространения.
Лесные пожары возникают в лесу при определенных условиях. Лесной пожар представляет собой неконтролируемое (стихийное) горение, распространяющееся по лесной площади, иначе говоря, неконтролируемое горение лесного горючего материала. Наиболее точное и лаконичное определение горения дано в работе Е. А. Щетинского: «горение, вызывающее лесной пожар, представляет собой совокупность явлений, которыми сопровождается реакция, проходящая под воздействием высокой температуры, кислорода воздуха и горючих материалов» [2].
Элементами горения при лесном пожаре, как видно из определения, являются: горючие материалы; кислород; источник огня; сам процесс горения.
Таблица
Способы прекращения горения (тушения пожара)
Элементы горения Направление воздействия на горение Способы борьбы Результат
Кислород воздуха Ограничение доступа кислорода Захлестывание, засыпка грунтом Прекращение горения
Высокая температура Снижение температуры Полив водой и растворами химикатов Охлаждение и увлажнение
Горючие материалы Изоляция и удаление горючих материалов Применение химикатов, разделение противопожарными полосами, выжигание Нейтрализация (невозгорание) или уничтожение горючих материалов
/38 "Civil SecurityTechnology", Vol. 18, 2021, No. 1 (67)
Safety in emergencies
В лесу всегда в изобилии имеются горючие материалы и кислород. Источник же огня — источник высокой температуры — попадает в эту среду извне. В качестве него могут выступать два основных вида источников: антропогенные, связанные с пребыванием человека в лесу и его производственной деятельностью, и природные (разряды молнии).
Лесной пожар возникает, когда складывается благоприятная для него лесопожарная обстановка, базирующаяся на совокупности следующих природных факторов:
соответствующих погодных условий (температуры, скорости ветра, продолжительности действия и т.п.);
наличия подготовленных к загоранию лесных горючих материалов [2-9].
Существующие способы предупреждения возникновения источников ЧЛС базируются на применении средств и лесопожарной техники, находящихся на снабжении лесопожарных подразделений Рослесхоза и других структур. Им присущи следующие основные недостатки [2-9]:
отсутствие достаточно гарантированного способа предотвращения возникновения загораний на лесной площади;
привлечение достаточно большого количества сил и средств (транспортных, специальных, материальных, финансовых и т.д.);
значительные материальные, финансовые и временные затраты.
Вместе с тем, основным недостатком указанных способов, представляющих по сути комплексы организационно-технических мероприятий по противопожарному обустройству лесов, по критерию эффективности, является то, что они не позволяют достаточно оперативно предупредить возникновение лесных пожаров на больших лесных площадях.
В последние годы проводились достаточно интенсивные работы по совершенствованию существующих способов борьбы с лесными пожарами и разработке новых. В частности, А. М. Гришиным предложен физико-механический способ локализации верховых пожаров с помощью лесопожарных заслонов или же лесопожарных преград путем разбрызгивания во всех ярусах леса негоримых материалов, которые отвердевают в воздухе при давлении Р = 105 Па и температуре от 288 К до 393 К [5].
А. М. Гришиным предложен также способ тушения ЛП с помощью взрывчатых веществ в пологе леса (используется эффект «захлестывания» пламени) [5].
В последнее десятилетие проведено множество разноплановых по своей физической сущности исследований и экспериментальных работ, направленных на поиск эффективных способов предупреждения возникновения и развития лесных пожаров.
Выполненные исследования свидетельствуют о том, что изменение класса пожарной опасности погодных условий (далее — КПО) до 1 класса, что происходит обычно при выпадении достаточного количества дождевых осадков (не менее 3 мм, как правило, 1520 мм) на значительных лесных площадях, приводит
к оперативному увлажнению лесного горючего материала, а следовательно, к снижению вероятности возникновения и развития источников ЧЛС — лесных пожаров — и может рассматриваться как одно из важнейших направлений предупреждения ЧЛС и, вместе с тем, ликвидации ЧЛС при воздействии выпавшей атмосферной влаги на ЛГМ, подверженные горению. Следовательно, наиболее предпочтительным способом снижения КПО является увлажнение лесного горючего материала атмосферными осадками: естественными или искусственными [8, 10, 20-23].
Большое количество научных исследований и экспериментов в нашей стране и в мире, начиная с тридцатых годов прошлого века, выполнено с применением химических реагентов для инициирования и предотвращения выпадения осадков, а также с применением электрофизических методов искусственного осадкообразования над очагами лесных пожаров [15-19].
Таким образом, анализ литературных источников и результаты проведенных автором исследований свидетельствуют о том, что наиболее перспективными, теоретически обоснованными и экспериментально проверенными способами предупреждения и ликвидации ЛП и ЧЛС являются такие средства и технологии, которые основаны на экологически чистых методах искусственного осадкообразования над очагами лесных пожаров [8, 10, 20-23].
Литература
1. Лесные пожары в России. Статистика и антирекорды. [Электронный ресурс] // Оф. сайт ТАСС. URL: https://tass.ru/ info/6712527 (дата обращения: 18.11.2020).
2. Щетинский Е. А. Тушение лесных пожаров: Пособие для лесных пожарных. М.: ВНИИЦлесресурс, 1994.
3. Валендик Э. Н. Крупные лесные пожары. М.: Наука, 1979.
4. Червонный М. Г. Охрана лесов от пожаров. М.: Лесная промышленность, 1973.
5. Гришин А. М. Математическое моделирование лесных пожаров и новые способы борьбы с ними. Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1992. 408 с.
6. Артемьев Н. С., Теребнев В. В., Грачев В. А., Подгрушный А. В. Пожаротушение лесов, торфяников и лесоскладов: учеб. по-соб. / Под общ. ред. М. М. Верзилина. М.: Академия ГПС МЧС России, 2013. 244 с.
7. Агапкин Н. Д., Гущин В.А., Володькин А.А. Лесная пирология: учеб. пособ. / Пенза: РИО ПГСХА, 2016. 200 с.
8. Подрезов Ю. В. Диссертация на соискание ученой степени докт. с/х наук на тему: «Методологические основы прогнозирования динамики и последствий чрезвычайных лесопожарных ситуаций». М.: Мос. гос. ун-т леса, 2005.
9. Курбатский Н. П. О классификации лесных пожаров // Лесное хозяйство. 1970. № 3. С. 68-73.
10. Подрезов Ю. В., Тимошенко З. В. Анализ особенностей современных способов борьбы с лесными пожарами и чрезвычайными лесопожарными ситуациями // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. 2014. № 2.
11. Агеев С. В., Подрезов Ю. В., Романов А. С. Тимошенко З. В. Особенности лесопожарной обстановки на территории Российской Федерации летом 2018 года // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. 2018. № 6.
12. Подрезов Ю. В. Особенности применения и разработки современных авиационных средств борьбы с лесными пожарами // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. 2019. № 2.
13. Подрезов Ю. В. Особенности применения беспилотных летательных аппаратов для мониторинга чрезвычайных лесопо-жарных ситуаций // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. 2019. № 3.
14. Подрезов Ю. В. Особенности возникновения и развития лесо-торфяных и торфяных пожаров в Российской Федерации // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. 2016. № 1.
15. Качурин Л. Г. Физические основы воздействия на атмосферные процессы. Экспериментальная физика атмосферы: Учебн. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 464 с.
16. Изменение погоды человеком. Проблемы национальной политики в области природных ресурсов: Сб. статей / Пер. с англ.
И. М. Шейниса; Под ред. И. П. Мазина. М.: Издательство «Прогресс», 1972. 240 с.: черт., карт. + 1 л. ил.
17. Мазин И. П., Шметер С. М. Облака, строение и физика образования. Л.: Гидрометеоиздат, 1983.
18. Искусственное воздействие на облака и осадки / Пер. с англ.— Л.: Гидрометеоиздат, 1957.
19. Физика облаков и активных воздействий // Труды ордена Трудового Красного Знамени Главной Геофизической обсерватории им. А. И. Воейкова / Под ред к. физ.-м. н. Т. Н. Громовой; к. ф.-м. н. Ю. А. Довгалюк. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. Вып. 389.
20. Промежуточный отчет по НИР «Анализ способов и средств воздействия на опасные атмосферные процессы и явления». 1-й этап «Анализ лесопожарной обстановки на территории РФ» .Инв. № 2827. М.: ВНИИ ГОЧС, 2003.
21. Технический проект. 1-й этап. Мобильный комплекс по уменьшению класса пожарной опасности погодных условий с использованием ИГ. Инв. № 2828. М.: ВНИИ ГОЧС, 2003.
22. Итоговый отчет по НИР «Создание мобильного комплекса для управления атмосферными процессами с использованием ионного генератора» в рамках научного мероприятия «Технологии безопасности гражданской защиты». Инв. № 2975. М.: ВНИИ ГОЧС, 2003.
23. Подрезов Ю. В. Патент на полезную модель № 33824. «Система предупреждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций». Зарегистрирован в Государственном реестре изобретений Российской Федерации 20 декабря 2003 года. М.: 2003.
Сведения об авторе
Подрезов Юрий Викторович: д. с/х. н., к. т. н., доц., ФГБУ
ВНИИ ГЧС (ФЦ), гл. н. с. науч.-исслед. центра; Московский
физико-технический институт, заместитель заведующего
базовой кафедрой.
121352, Москва, ул. Давыдковская, 7.
e-mail: uvp4@mail.ru
SPIN-код — 6380-8943.
Information about the author
Podrezov Yuri V.: Doctor of Agricultural Sciences, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, All-Russian Research Institute for Civil Defense and Emergencies, Chief Research, Research Center; Moscow Institute of Physics and Technology, Deputy Head of the basic Department. 7, Davydkovskaya str., Mocow, 121352, Russia. e-mail: uvp4@mail.ru SPIN-scientific — 6380-8943.
Издания ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ)
Авторы, название URL
Пучков В.А. Настольная книга руководителя гражданской обороны. Изд. 4-е, актуализ. и дополн. https://elibrary. ru/item.asp?id=29352006
Батырев В.В. и др. Оценка эффективности и качества фильтрующих средств индивидуальной защиты органов дыхания населения в чрезвычайных ситуациях https://elibrary. ru/item.asp?id=29741192
ТалмачМ.С. и др.Учебное пособие по дисциплине «Экстремальная психология» для курсантов МЧС России https://elibrary. ru/item.asp?id=29853968
Чириков А.Г. и др. Глобальная и национальные стратегии управления рисками катастроф и стихийных бедствий. Международный конгресс. 7 июня 2017 года, Ногинск, Россия. Материалы конгресса https://elibrary.ru/item.asp?id=29891954
Пучков В.А. и др. Совершенствование гражданской обороны в Российской Федерации. Материалы Всероссийского совещания с руководителями федеральных органов исполнительной власти и органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации по проблемам гражданской обороны и защиты населения и научного симпозиума «Развитие технологий, форм и методов выполнения мероприятий гражданской обороны в регионах страны», г. Ногинск, 6 июня 2017 г. https://elibrary.ru/item.asp?id=29891993
Фалеев М.И. и др. Экономические механизмы ресурсного обеспечения мероприятий по защите населения и территорий от угроз военного, природного и техногенного характера https://elibrary. ru/item.asp?id=29860580
Акимов В.А. Междисциплинарные исследования проблем безопасности https://elibrary.ru/item.asp?id=32369931
Артамонов В.С. и др. Историческая пожарно-спасательная энциклопедия https://elibrary.ru/item.asp?id=32288725
Фалеев М.И. и др. Управление рисками техногенных и природных чрезвычайных ситуаций (пособие для руководителей муниципальных образований) https://elibrary. ru/item.asp?id=32726150
Гражданской обороне 85 лет: Фотоальбом https://elibrary.ru/item.asp?id=30505592
Сломянский В.П. и др. Комментарий к Федеральному закону от 12 февраля 1998 года № 28-ФЗ «О гражданской обороне» https://elibrary.ru/item.asp?id=30601349
Мошков В.Б. и др. Тенденции развития пожарно-спасательной отрасли. Фотокнига https://elibrary.ru/item.asp?id=32458165
