CC BY
130
ОСОБЕННОСТИ ТАКТИКИ ТУШЕНИЯ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ В МНОГОЛЕСНЫХ РАЙОНАХ СИБИРИ
Г.Д. ГЛАВАЦКИЙ, к.т.н., ВНИИПОМлесхоз, В.М. ГРУМАНС, к.с.-х.н., ВНИИПОМлесхоз
овременное представление о тактике тушения лесных пожаров изложено в работах Н.П. Курбатского [1,2].
Под лесопожарной тактикой понимается теория и практика распределения сил и средств пожаротушения и последовательность их действий в целях скорейшей ликвидации пожара. Пожарная тактика является искусством проведения операций по тушению пожаров, основанном на целесообразном выборе и сочетании способов и приёмов тушения, наиболее подходящим к данным конкретным условиям. Следует различать тактику отдельного тушильщика, бригады, отряда. Тактика не даёт конкретных рецептов для тушения пожаров вообще, она лишь формирует главные, наиболее общие и важные положения и правила, на основе которых руководитель разрабатывает и принимает самостоятельное решение, которое соответствует конкретной обстановке на пожаре. Тактика является наиболее изменяющейся частью борьбы с пожарами. Появление новых технических средств и способов тушения приводит к совершенствованию тактики.
Основные тактические принципы: простота тактических приёмов; инициативность руководителей тушения пожара на разных уровнях; координация сил и средств; концентрация сил и средств на наиболее важных участках пожара;
- мобильность сил и средств, обеспечивающая осуществление маневрирования на пожаре;
приспособляемость сил и средств к быстро меняющейся обстановке.
Особую актуальность эти вопросы приобретают при борьбе с крупными лес-
академик МАНЭБ,
ными пожарами (КЛП). Высокая интенсивность горения исключает, как правило, непосредственное тушение фронтальной кромки пожара; его пытаются обычно остановить путём создания на пути огня различных преград в виде минерализованных полос, разрывов, канав, выжженных площадей и т. п. Важное значение приобретает использование естественных преград в качестве рубежей для остановки пожара. Работы по ликвидации крупного пожара целесообразно разделить на 2 этапа: остановка распространения и его локализация, т.е. устранение возможностей дальнейшего распространения пожара после его остановки.
Сложность борьбы с крупным пожаром требует составления плана тушения. С этой целью необходимо: 1) иметь лесопожарную карту (схему) территории действия пожара; 2) провести разведку пожара; 3) составить прогноз развития пожара и его последствий на ближайшие дни. В тактическом плане тушения должны быть определены основные способы тушения, выделены сектора, участки пожара, установлены сроки выполнения работ в них, произведён расчёт сил и средств, необходимых для успешного тушения пожара в заданное время. При решении тактических и организационных задач важное значение имеет учёт особенностей распространения и развития КЛП. Вместе с тем, как отмечает Н.П. Курбатский [21], типы леса и другие элементы ландшафта вместе с естественными преградами для огня распределены по территории не беспорядочно, а закономерно, и оказывают воздействие на характер распространения пожаров.
По мнению Э.Н. Валендика, форма контура является определяющим фактором
для выбора тактики борьбы, а характер горения на кромке пожара в большей степени влияет, на выбор, технических средств тушения [3]. Проведённый автором анализ показал, что для районов Сибири характерны почти все виды и формы лесных пожаров. В весенний период КЛП чаще возникают в травяных типах леса, и формы их контуров, в основном, определяются направлением и скоростью ветра. Основные формы контуров в этих условиях - вытянутый эллипс [21]. Особенностью кромки фронта являются протяжённые выступы, образующиеся из-за неоднородностей ЛГМ и наличия препятствий.
Для летних пожаров характерны более разнообразные формы контуров, которые определяются макромозаичностью элементов ландшафта, внутримассовыми осадками, конвективным переносом горящих частиц.
Развивая тактику лесных пожаров применительно к крупным, Э.Н. Валендик разработал основные положения тактического маневра [3]. Необходимость этого обусловлена особенностями КЛП: разорванностью кромки, наличием высокоинтенсивных участков, расположенных на значительном расстоянии друг от друга. Под тактическим маневром понимается ведение операций по ликвидации пожара путём маневрирования силами и средствами для компенсации их недостатка. Автором сформулированы общие положения, обеспечивающие эффективность применения тактического маневра: детальная разведка пожара и прогнозирование его распространения и развития; темп осуществления маневра; своевременность маневра; обеспеченность маневра материальными ресурсами;
мобильность маневра; профессионализм состава групп маневра; информативность и др.
Реализация этих положений особенно актуальна для напряжённых периодов сезона при действии на небольшой территории нескольких крупных пожаров, когда ресурсы пожаротушения ограничены.
Вопросами тактики тушения КЛП в районах Дальнего Востока занимался
Т.П. Телицын [5]. В разделе рекомендаций по тактике приводятся методы и средства тушения в зависимости от высоты пламени на кромке огня, указываются наиболее эффективные тактические приёмы
В соответствии с определением тактики тушения одним из важных её моментов является определение необходимого для ликвидации пожара количества людских ресурсов и технических средств. Этому вопросу уделяли внимание ряд авторов.
Н.П. Курбатский приводит средние показатели для расчёта трудозатрат в зависимости от площади и интенсп. ности пожара и таблицы затрат времени на выполнение некоторых видов работ [1].
Вопросу расчёта необходимой скорости локализации (минимально допустимой скорости локализации) и определения сил и средств пожаротушения уделяют внимание ряд авторов [6, 7, 8, 9]. Основными исходными показателями для расчётов многие из них считают величину периметра пожара и скорость его нарастания. Эти параметры определяют объём работ по тушению пожара. Однако большинство предложенных методов определения указанных параметров процесса локализации предназначено для небольших пожаров, а для крупных пожаров подобные расчёты теряют свою ценность, поскольку разнообразие природных и погодных условий не позволяет производить расчёты удовлетворительной точности.
Применительно к организации тушения КЛП рассматривается методика определения некоторых параметров пожара, которые необходимы при определении количества людей и технических средств для проведения работ по ликвидации пожара [7]. Отметим, что в сущности здесь переносится метод расчёта параметров сравнительно небольших по площади пожаров на крупные пожары без учёта особенностей последних. При разработке тактического плана тушения КЛП необходимо учитывать ряд факторов, которые можно разделить на три основные группы.
Такие показатели, как тип леса, класс природной пожарной опасности, крутизна склона, тип горючих материалов практиче-
ски не изменяются в течение пожароопасного сезона. Другую группу образуют метеорологические показатели: температура и влажность воздуха, скорость и направление ветра, количество осадков - изменяются как в течение суток, так и в период всего пожароопасного сезона. Третья группа факторов представляет собой параметры пожара: вид, интенсивность, скорость распространения горения и другие.
Представляет интерес возможность применения методов математического моделирования и использования современных электронно-вычислительных машин для получения необходимой информации о пожаре и путях его ликвидации. Н.П. Курбатский, указывая на необходимость создания логико-математической модели охраны лесов от пожаров, в частности, отмечает, что она должна давать ответ о потребных силах и средствах тушения и оптимальные пожаротактические решения для всех наиболее вероятных условий и обстоятельств ликвидации пожара [10].
При борьбе с КЛП вопросы тактики тушения имеют особое значение, поскольку правильность выбранных тактических решений во многом определяет успех при ликвидации крупного пожара и размеры нанесённого огнём ущерба. Помимо тактических принципов, изложенных в работах Н.П. Кур-батского, Э.Н. Валендика и других авторов, следует отметить и такие важные, как выбор главного направления тушения и поэтапное планирование работ. Первый из них в некоторой степени отражён в лесопожарной литературе, когда речь идёт об определении наиболее опасных направлений пожара. Исходя из особенностей лесных пожаров, при выборе главного направления тушения можно ранжировать причины по степени важности следующим образом: угроза жизни людей;
- угроза уничтожения хозяйственных объектов или собственности граждан;
возможность перехода пожара на особо ценные лесные участки;
возможность распространения фронта пожара в хвойные молодняки или трудные для тушения участки леса.
При расстановке сил и средств пожаротушения в первую очередь всем необходимым обеспечивается главное направление, затем следующие в соответствии с их рангом. Как правило, при борьбе с КПП ресурсы пожаротушения ограничены, поэтому в первую очередь локализуется распространение пожара на главных направлениях, а затем по мере высвобождения ресурсов или прибытия дополнительных сил и средств проводятся работы по остановке и локализации пожара на всех других направлениях. Такая тактика позволяет, благодаря концентрации усилий, более эффективно проводить тушение крупных лесных пожаров и ликвидировать их в конечном счёте с меньшим ущербом.
Другой из упомянутых нами принципов практически не нашёл отражения в научно-производственной литературе по лесным пожарам. Поэтому остановимся на нём подробнее. Поэтапное планирование работ на КЛП вызвано несколькими обстоятельствами. Во-первых, только что рассмотренный принцип выбора главного направления тушения предполагает многошаговый процесс. Поэтому естественно выглядит планирование работ перед каждым новым шагом (этапом). Главной причиной, не позволяющей эффективно планировать весь цикл работ по тушению пожара сразу, является фактор неопре-делённости, который возникает при принятии решений. Это связано прежде всего с отсутствием достаточно достоверных методов прогнозирования, распространения и развития лесных пожаров, действующих длительный период в разнообразных лесорастительных и метеорологических условиях. Планирование работ по тушению пожара на основе недостоверного прогноза приводит к тому, что через некоторый период времени обстановка на пожаре в значительной мере отличается от планируемой на данный момент (в смысле местоположения контура, параметров горения, объёмов выполненных работ), и план требует немедленной корректировки, поскольку он уже не отражает реальные ус-
ловия. Таким образом, запланированные на оставшийся период тушения мероприятия теряют смысл, так как они, либо не могут быть осуществлены, либо будут малоэффективны. Планирование работ на весь период тушения сопряжено с большими трудозатратами, необходимостью получения дополнительной информации. Следовательно, более предпочтительнее будет планирование на некоторый ближайший период времени при сохранении общей тактической концепции тушения всего пожара. По окончании этого периода или при выполнении оставленной тактической задачи производится планирование работ на следующий период. Продолжительность периодов зависит от конкретной обстановки на пожаре и темпов её изменения.
Ещё один тактический принцип можно обозначить как делегирование планирования на более низкий уровень управления. Это означает, что детализация плана осуществляется низшими звеньями управления: руководителями секторов, бригадирами в пределах порученных им участков работ. Ими определяются расстояния, на которых следует создавать опорные или заградительные полосы, естественные рубежи, наиболее удобные места прокладки полос и др. Из сказанного следует, что планирование работ должно проводиться на различном уровне в течение всего пожара. Поэтому возникает необходимость использования помимо сложного математического аппарата, реализованного с помощью ЭВМ, сравнительно простых и доступных методов выполнения тактических расчётов (формулы, таблицы, графики, номограммы, вычислительные устройства типа счётных дисков, программы для микрокалькуляторов и т.д.)- Таким образом, при борьбе с КЛП первоначально определяется «стратегическая» линия действия сил и средств тушения, которую мы называем общим тактическим планом. В соответствии с последним проводится более детальное планирование на различных уровнях управления, причём для обоснования и детализации планируемых мероприятий выполняются тактические расчёты.
При составлении плана тушения КЛП и его реализации возникает необходимость в короткий срок в полевых условиях определять количество сил и средств пожаротушения для выполнения различных тактических задач, время их доставки к пожару, способы и приёмы тушения, продолжительность локализации пожара на отдельных участках. После принятия общей стратегии борьбы с пожаром с помощью тактических расчётов проводится дальнейшая детализация и конкретизация плана тушения для отдельных участков на ближайшие периоды времени. По мере осуществлени. плана тушения тактические расчёты проводятся периодически с учётом изменяющейся обстановки и новых тактических задач. При этом используются математические формулы, номограммы, таблицы, по которым можно быстро рассчитать время начала и окончания работ на различных участках пожара, число занятых людей и технических средств, виды, последовательность и объёмы выполняемых работ и т.д. Кроме того, можно оперативно рассчитывать мероприятия по привлечению дополнительных сил и средств и маневрированию ими в процессе тушения.
При выполнении тактических расчётов следует выделить параметры условий среды и пожара (лесоводственные, метеорологические, технико-тактические Данные средств тушения и т. д.), параметры управления (способы тушения, количество технических средств, время начала и возможного окончания работ по тушению, ширина и направление заградительных полос и т.д.). При этом все тактические расчёты по характеру решаемых вопросов подразделяются на прямые и обратные. Первые позволяют получить количественные данные для определения ожидаемого результата использования тех или иных привлекаемых сил и средств при планируемом варианте действий. Например, локализация пожара осуществляется заранее установленным количеством технических средств, и прямой расчёт производят с целью определения времени локализации, размера выгоревшей площади, затрат на тушение, т.е. оценивается эффективность дан-
ного варианта тушения. Обратные расчёты делают в тех случаях, когда при принятии решения необходимо определить, какое количество сил и средств потребуется для достижения заданного результата (например, локализовать пожар в течение суток).
Особую роль в выполнении тактических расчётов играет прогнозирование параметров распространения и развития пожаров, устанавливающее вид, интенсивность, скорость распространения, которыми будет характеризоваться пожар в период его локализации. Эти характеристики рассчитываются на основе таксационных и пирологиче-ских параметров прилегающей к пожару территории и метеорологических факторов с учётом их предполагаемого изменения в период локализации пожара. В данном случае результаты расчётов ещё не являются параметрами управления, а используются в дальнейшем для их получения.
Требования, предъявляемые к тактическим расчётам, обуславливаются необходимостью принимать решение в сложной обстановке в короткий промежуток времени. Поэтому методика расчётов должна обеспечивать точность, быть простой и быстро выполнимой. Вместе с тем при упрощении методов расчёта происходит потеря точности и, наоборот, для повышения точности, как правило, необходимо учитывать дополнительные факторы, что значительно усложняет расчёты. В этом случае большие возможности появляются при использовании электронной вычислительной техники. Как отмечалось ранее, сложность математических моделей, высокая точность выполнения расчётов на ЭВМ не всегда соответствуют точности исходной информации. Это одна из причин того, что математические модели распространения и тушения лесных пожаров пока не нашли широкого применения в практике охраны лесов. Другой причиной можно считать недостаток средств связи, которые обеспечили бы оперативность и надёжность передачи информации на всех уровнях управления.
По-нашему мнению, представляется оправданным внедрение в практику более
простых методов расчётов, которые выполнялись бы непосредственно специалистами, участвующими в тушении пожара,; с применением простейших вычислительных средств, включая в перспективе программируемые микрокалькуляторы и персональные компьютеры. Это позволит специалистам более оперативно оценивать обстановку и принимать оптимальные тактические решения. Среди основных задач, решаемых при планировании работ на крупном пожаре, можно выделить определение характеристик распространения пожара, расчёт доставки, маневрирования, привлечения дополнительных сил и средств и некоторых технологических параметров.
Важное значение имеет планирование на уровне руководителя тушения пожара, где определяется общее количество сил и средств, их распределение по периметру пожара, примерные сроки локализации. При решении этих вопросов принимается в расчет, сколько ресурсов уже задействовано, какая часть пожара локализована, и затем, учитывая сроки доставки сил и средств, определяется общее число ресурсов. Критерием при этом могут быть сроки локализации пожара, например, провести локализацию пожара за сутки требуется значительно больше сил и средств тушения, чем за трое суток. Поэтому могут быть несколько подходов при определении необходимого количества сил и средств тушения КПП. Один из них мы уже упомянули - локализовать пожар в заданный период времени. При другом подходе исходят из реальных возможностей использования имеющихся в наличии ресурсов. Затем проводятся расчёты по оценке продолжительности локализации пожара, если эта оценка неудовлетворительна, решается вопрос о привлечении дополнительных сил и средств.
При третьем варианте основным ограничивающим фактором является доставка сил и средств. Такие ситуации возникают при недостаточном количестве средств доставки, большом расстоянии до пожара, нелётной погоде и т.д. В этом случае планирование ведётся с учётом поэтапности прибытия сил и средств пожаротушения. Актуальность определения общего количества сил и
средств- тушения снижается. Особое значение приобретает выбор направлений, на которых должны проводить работы вновь прибывающие силы и технические средства.
Однако в большинстве случаев всё же требуется определять общее количество сил и средств тушения. Как отмечалось ранее, проводить детальные расчёты на весь период борьбы с пожаром нецелесообразно, поэтому для определения общего количества сил и средств можно применять упрощённый метод, обеспечивающий приближённые оценки параметров процесса локализации пожара с учетом особенностей применяемых способов тушения (рис. 1).
По характеру воздействия на кромку пожара и тактическим особенностям применения нами выделены три основных группы способов тушения:
прямые, при которых происходит непосредственное воздействие средства тушения на кромку пожара;
косвенные параллельные, которые копируют траекторию движения, имеющую место при той же производительности при прямом тушении на некотором заданном расстоянии от кромки пожара;
косвенные независимые, характеризующиеся тем, что местоположение заградительной полосы определяется из условия её создания до подхода пожара.
Необходимость такого деления обусловлена не только технологическими различиями, но и особенностями тактики тушения, так при косвенных параллельных способах существенную роль играет местоположение средства тушения относительно ближайшей точки пожара в каждый момент процесса локализации, в то время как при косвенных независимых - главное условие: достижение пожаром заградительной полосы не ранее установленного срока. Если для последнего способа извилистость кромки пожара особого значения не имеет, то для косвенных параллельных предлагается метод спрямления траектории локализации путем построения условной линии контура, относительно которой движется Средство тушения.
Для обоснования основных зависимостей между параметрами процесса локализации и характеристиками пожара рассмотрен сектор пожара ср с постоянной скоростью распространения горения Укр, периметрической скоростью пожара в секторе Уп - ср Укр. Протяженность действующей кромки на момент начала тушения - Рн, условное время свободного распространения пожара в секторе Т = =[)ИУп. Основными параметрами средств пожаротушения являются производительность тушения (скорость локализации) Ул, выражающаяся длиной потушенной или локализованной кромки в един* тду времени, а также ширина заградительной полосы в. Выходными параметрами являются необходимые при планировании тушения величины: время и объем работ, пройденная огнем площадь.
В связи с тем, что некоторые способы тушения одновременно осуществляют остановку и локализацию пожара, термин «локализация» трактуется в более широком смысле, как прекращение горения на некотором участке. В этом случае при математическом моделировании процессы остановки и локализации идентичны.
Для прямых и косвенных параллельных способов введён показатель эффективной скорости локализации (Гэф) элементарного участка пожара, представленного прямолинейным отрезком длиной 1, и опреде-
9 О 9
ляемой ИЗ соотношения V эф = У л - V кр (см. рис.1, а,б). Этот показатель отражает влияние распространяющейся кромки пожара на траекторию движения и позволяет учитывать потери производительности (Гэф < У„), связанные с вынужденным отклонением средства тушения в процессе локализации [11]. Время локализации данного участка - А г = 1/ Гэф, а протяжённость локализованной кромки при этом составит Ул А 1>1.
Показатель эффективной скорости локализации имеет важное значение в интервале Кр < Ул< 3 Уф а при У, > 3 Укр, его величина незначительно отличается от производительности средства тушения, и при выполнении расчётов можно принять Уэф ~ У„. Для косвенных независимых способов, когда взаимное расположение средства тушения и кромки
пожара в каждый момент времени не играет существенной роли, значение эффективной скорости локализации совпадает с производительностью и при расчётах учитывается величина последней. С использованием указанных параметров получен ряд формул, необходимых при решении организационных и тактических задач (см .табл. 1.).
Предлагаемый нами метод расчета сил и средств пожаротушения сводится к следующему:
1. Контур пожара, изображённый на лесопожарной карте, аппроксимируется достаточно гладкой выпуклой кривой.
2. Определяются основные параметры пожара: периметр (протяжённость горящей кромки), скорость распространения горения (при значительном варьировании учитываются скорости распространения горения по отдельным секторам), периметрическая скорость пожара.
а - прямые
б - косвенные параллельные независимые
в - косвенные
Рис. 1. Локализация сектора пожара при использовании различныхспособов тушения
Таблица 1
Параметры локализации Методы локализации
прямые косвенные параллельные косвенные независимые
Общая эффективная скорость локализации (производительность) Кф(У^ і,№-к /=1 N,2 -Vі кр п IX 1=1
Время локализации, 1 _1 і ) fi.ii У V \ « кр ( Ь. \ е* -1 V р„ к-к
Пройденная огнем площадь, 5 1 — V У 2 эф' кр 'р»!+(2) Л 2) — V V гх эф а:р Ґ Г) 2 \ V V 2 ^ у п ¥ кр ^ ) 1 (р V 2 ч,[уя )
Периметрическая скорость в процессе локализации, У„ (г) К-КФь ( гУ 4 1 . п К - Кф ь ( 1 + V гУ У } кр п У„, при г<1 0, прй г г
1 т 1 р» , РУ +вУ л нг кр 1 и г п )
3. Затем рассчитывается общая эффективная скорость локализации, которая обеспечивает тушение пожара в течение планируемого периода времени и, исходя из тактико-технических характеристик, имеющихся средств тушения, определяется их количество (рис. 2).
Порядок проведения расчётов количества сил и средств по общей эффективной скорости локализации следующий.
Составляется перечень имеющихся в наличии технических средств и инструментов. Указывается их количество, среднечасовая производительность на одну машину или на одного тушилыцика с инструментом. Информация о производительности даётся с учётом конкретных условий, после чего определяется эффективная скорость локализации каждого типа средств. Количество технических средств и тушилыциков с инструментами следует определять, исходя из соотношения:
ЪУэф1К1>Уэф, (1)
где Уэф, - эффективная скорость локализации 1-го технического средства или тушиль-щика;
Кг - количество технических средств ьго типа;
¥эф - необходимая эффективная скорость локализации.
При проведении таких расчётов принимается ряд допущений, связанных с прогнозированием лесопожарной обстановки. В частности, предполагается, что характер изменения условий распространения и развития пожара остаётся постоянным вплоть до его полной локализации, поэтому однозначно определяется положение контура пожара к началу тушения и в процессе локализации. Изменение скорости распространения горения в виду различия лесорастительных условий при необходимости может быть дополнительно учтено. Производительность технических средств также считается постоянной.
При планировании операций по борьбе с КЛП важное значение имеют затраты времени доставки и количество технических средств для её осуществления. Доставка мо-
жет проводиться как воздушным, так и наземным способами. Принципиальных различий при расчёте доставки сил и средств этими способами нет. При наземной доставке транспортная скорость может значительно варьировать в зависимости от дорожных условий.
При доставке людей, полевого снаряжения и средств пожаротушения воздушным транспортом учитывается грузоподъёмность летательных аппаратов, габариты и масса транспортируемых грузов, расстояние перевозки, а также время, необходимое на техническое обслужи лние, заправку и отдых экипажей между рейсами. Рассчитываются следующие параметры:
продолжительность одного рейса; требуемое количество рейсов; требуемое количество летательных аппаратов для перевозки грузов в установленный срок;
затраты времени на доставку сил и средств пожаротушения.
При следовании технических средств своим ходом или перевозке их и людей наземным транспортом по картографическим материалам намечается маршрут следования, тип дорог, их протяжённость на маршруте, принимается средняя скорость движения (табл. 2.) по дороге каждого типа и бездорожью. Формула расчёта времени движения Од) на пожар:
(д = ^И/¥,, (2)
/ = 1
где И - протяжённость г-го участка маршрута, км/ч; п - число разных участков маршрута.
Для выполнения расчётов по доставке сил и средств пожаротушения к месту работ составлена номограмма (рис. 3). Порядок вычислений показан пунктирными линиями. В процессе расчётов можно суммировать время прохождения нескольких участков маршрута. Рассмотренные выше формулы и номограмму можно использовать при расчётах маневра силами и средствами на пожаре.
Эффективная скорость Относительное 11ериметрическая скорость
покаличяггии. км/ч. Время локшшчшхии пожэра при свободном его
распространении, км/ч
__|--------------------------------------------------------------!-1-(-1-! | ! | | | [-►
Периметрическая о 0.5 1 1.5 2 2,5 3 3.5 4 4.5
скорость пожара в процессе локализации, км/ч.
~|----------1----------Г ~1 I I I I I I I Г~Т Г
0 0,5 1 1,5 2 2.5 3 3,5 4 4.5
Периметрическая скорость пожара при свободном ею распространении, км/ч.
Рис. 2. Номограмма для расчета сил и средств при прямом тушении
Таблица'2
Средняя скорость движения различных технических средств в зависимости от
дорожных условий, км/ч
Тип дорог
Марки технических средств Г равийные Г рунтовые Автозимник, геодезический профиль Неподготовленная местность
Транспортные и специальные автомобили (АЦЛ-147, ЗИЛ-131, УРАЛ-375 и др.) 35-45 25-30 10-15
Машины и механизмы с базой на гусеничном ходу (Т-130, ТЛП-55, ТЛП-4, ДТ-75М и др.) 7-10 5-7 5-7 2,5 - 5,0
Машины на базе гусеничных тягачей (ВПЛ-149, ГТ-4, АТ-Т) 25-30 25-30 15-20 5-10
Скорость транспортного средства;
Время прохождения участка, ч
Общее время, ч
.0 ■ 1
- 4
- 5 . 6 . 7 . 8
1-9
Рис.З. Номограмма для расчёта времени следования к пожару наземным путём
При проведении тактических расчетов важнейшим параметром пожара является скорость распространения его кромки (Укр). Она может определяться с использованием текущей информации о распространении пожара, полученной при осуществлении разведки. При необходимости скорость кромки определяется расчетным путем с использованием опубликованных данных [12, 13, 14]. С этой целью в зависимости от типа основного проводника горения (лишайниковый, травяно-ветошный, рыхлоопадный, плотноопадный, сухомшистый, влажно-мшистый) с учетом полноты насаждений (от 0,4; 0,5-0,7; свыше 0,8) определяется штилевая скорость кромки (при отсутствии уклона местности) [12].
Затем с учетом комплексного показателя засухи, влажности воздуха, скорости ветра, уклона местности с помощью соответствующих коэффициентов рассчитывает-
ся реальная или прогнозируемая скорость кромки [14,15]. При этом учитывается скорость ветра под пологом древостоя (на середине высоты пламени). Для учета трансформации ветра использованы имеющиеся в литературных источниках данные. Учет влияния характера древостоя на изменение скорости ветра под пологом леса по отношению к скорости ветра в свободном пространстве производится с помощью коэффициентов:
0,6 - открытые участки; 0,22 - насаждения сосны, лиственницы, берёзы и осины; 0,15 -низкополнотные насаждения ели, пихты, кедра, а также молодняки сосны, лиственницы, берёзы, осины; 0,1 - густые насаждения ели, пихты, кедра. Полезным при прогнозировании скорости распространения горения может оказаться учёт относительного изменения скорости ветра в течение суток [ 16 ]:
Время суток 0 4 8 10 12 14 16 18 20 22
Коэффициент по отношению к максимуму 0,35 0,4 0,5 0,7 095 1,0 1,0 0,9 0,4 0,35
Скорость тыловой и фланговой кромок пожара (Ут, Уфл) после определения фронтальной скорости распространения горения (Уфр) при известной скорости ветра (У) может быть вычислена по формулам:
V,
_ УФР .
1 + У
Уфл = Ут (1 + 0,12У).
(3)
(4)
Периметрическая скорость пожара (Уп) может определяться несколькими способами.
В моменты времени 11 и \2 определяется протяжённость горящей кромки соответственно Р1 и Р2, и периметрическая скорость определяется по формуле
V.
Р\ - Р2 і! — і2
(5)
Такой способ приемлем в том случае, когда имеются надёжные методы фиксирования контуров пожара (ИК-съёмка).
Для пожаров, распространяющихся при сильном ветре вверх по склону, приемлема формула
Уп = 2,6 Гфр
(6)
При наличии разрывов контура пожара периметрическую скорость следует определять как сумму периметрических скоростей участков кромки. При определении периметрической скорости для разорванных частей кромки пожара устанавливается угол сектора (ф) и средняя скорость кромки в этом секторе, тогда
Уп = ф Укр.
(7)
Одним из основных методов борьбы с крупными лесными пожарами является создание заградительных полос перед фронтом пожара и, во многих случаях, на его флангах. При этом используются как косвенные параллельные, так и косвенные независимые способы. Как отмечалось ранее, при созда-
нии заградительных полос возникают трудности, связанные с определением местоположения полос и их необходимой ширины.
При использовании косвенных способов тушения основой расчётов является сопоставление времени работ на исходных рубежах и времени достижения их кромкой пожара с учётом необходимых требований к ширине создаваемой заградительной полосы. При определении продолжительности выполнения работ, осуществляемых в несколько этапов учитывается суммарное время, если работы проводятся одновременно, то принимается во внимание период выполнения всего комплекса работ.
Например, если отжиг проводится по мере создания опорной полосы, то затраты времени на его выполнение не учитываются. Основными параметрами расчёта являются объёмы работ, производительность при их выполнении, характеристики распространения горения, расстояние между рубежом и кромкой и необходимая ширина заградительной полосы.
При тушении косвенными параллельными методами, когда средство тушения движется на некотором расстоянии от кромки и создаёт заградительную полосу заданной ширины, возможны два основных варианта:
1. При создании минерализованных заградительных полос с применением землеройной техники, расстояние, на котором находится техническое средство по отношению к кромке пожара, определяется из требований техники безопасности.
2. Если заградительная полоса создаётся выжиганием напочвенного покрова от опорной полосы, то расстояние, на которое отступает средство тушения от кромки (1П) определяется по формуле
I =в
Ь п
у
кр
• + І
(8)
где В - необходимая ширина выжигаемой полосы, м;
Укр - скорость распространения горениям/мин.;
Уотж - скорость распространения отжига, м/мин. "
При использовании косвенных независимых способов тушения, когда силы и средства известны, расстояние (Ьп), на котором следует создавать рубеж для остановки пожара, находится по формуле
с
Ьи = В
V
Укр
Уоот
■ + 1
+ ■
5п_
Улок
Ух р, (9)
где В, Укр, Уотж - то же, что в предыдущей формуле:
8п - протяжённость создаваемого рубежа, м;
Улок - производительность средства тушения, м/мин.
В последнем случае второе слагаемое учитывает необходимость увеличения искомого расстояния, что обусловлено затратами времени при выполнении работ на рубеже. Когда рубеж выбран заранее, то определяются необходимые силы и средства, которые должны обеспечить проведение комплекса работ до подхода пожара, при выполнении требований по ширине полос. С этой целью сначала определяется необходимая суммарная производительность, затем с учётом условий работ устанавливаются конкретные типы технических средств и численность рабочих с ручными и моторизованными инструментами. Для расчётов в полевых условиях составлена номограмма ( рис. 4).
огня отжига, мЛлин
распространения создаваемого
пожара, м/мин. рубежа, г<л
км/ч.
Рис.4. Номограмма для расчёта минимальных расстояний от кромки пожара до создаваемых рубежей
При тушении пожара для компенсации недостатка ресурсов осуществляется маневрирование сил и средств из одного сектора пожара в другой. Маневрирование имеет смысл в том случае, если невелики потери времени на его осуществление. В противном случае целесообразно привлекать дополнительные силы и средства. Если их привлечение невозможно в сроки, предусмотренные планом тушения, то в зоне действия КЛП должен находиться резерв. Маневр силами и средствами тушения проводится, как правило, при ухудшении ситуации на одном или нескольких участках пожара. Кроме того, маневр может планироваться заранее при установлении очерёдности работ на различных участках пожара.
Местоположение резерва должно в кратчайшие сроки обеспечить возможность переброски сил и средств на наиболее опасные участки. Вблизи расположения резерва необходимо иметь вертолётную площадку, а также должны быть осуществлены другие мероприятия по инженерному обеспечению сил и средств, находящихся в резерве. Качественный состав средств тушения определяется имеющимися в распоряжении ресурсами и условиями борьбы с пожаром.
При необходимости осуществления маневра силами и средствами в ходе тушения крупного пожара нужно рассчитать время переброски ресурсов и их количество, продолжительность выполнения работ и другие параметры процесса тушения. Аналогичные расчёты выполняются при решении вопросов
о привлечении дополнительных ресурсов или резерва. Исходными материалами для расчётов являются: маршрут и способ переброски, производительность участвующих в маневре сил и средств тушения, информация о характере и условиях распространения пожара на участках, где осуществляется маневр (скорость кромки, интенсивность, конфигурация контура и др.).
Борьба с КЛП предполагает большое многообразие ситуаций и невозможность принятия всех решений на уровне руководителя тушения. Поэтому возникает необходимость в принятии тактических и организаци-
онных решений на уровне руководителя сектора, участка, отдельной бригады или звена. Ниже приведёны расчётные формулы, позволяющие принимать оптимальные решения при организации лесопожарных работ, выборе технологиии при преимущественном использовании ручных методов тушения. В конечном счёте это обеспечивает выполнение поставленной тактической задачи.
Важное значение имеет расчёт общей производительности бригады, состоящей из п человек. В соответствии с принятым нами делением по способам при косвенном тушении некоторой части кромки бригадой с ручными инструментами, когда каждый ту-шилыцик выполняет работы на участке определённой длины и затем осуществляет переход на новый участок перед идущим впереди членом бригады, общая производительность вычисляется по формуле
IV бр
.. ” у,™р '!!. , (10)
V пер
+ {п -1^1
где 1¥пвр- скорость при переходе с одного участка работы на другой, м/мин.;
\¥1 - производительность одного ту-шилыцика, м/мин.
Отметим, что при отсутствии переходов (все члены бригады к моменту начала тушения находятся на исходных позициях) общая производительность бригады равна п!¥/. Из формулы (10) следует, что с увеличением численности бригады на возрастание общей производительности бригады оказывает влияние скорость движения при переходах. Если бригада, разделившись на две части, будет двигаться в различных направлениях, то общая производительность, определяемая как сумма производительностей обеих частей бригады, будет выше, чем при движении всей бригады в одном направлении.
Формула (10) может применяться при расчетах, как косвенных независимых способов тушения, так и косвенных параллельных. В последнем случае может определяться эффективная скорость локализации исхо-
дя из общей производительности и скорости распространения горения. При прямых способах тушения также можно использовать формулу (10), предварительно вычислив эффективную скорость локализации отдельного тушилыцика (Уэф1) и, заменив в ней IV! на Уэф1. При работе бригады несколькими звеньями (группами) с переходами расчёты проводятся аналогично, причём, «я» означает число звеньев.
Из приведённого выше следует, что более эффективное использование технических средств высокой производительности достигается при их работе в едином технологическом комплексе* когда каждое техническое средство выполняет отдельные операции при движении друг за другом. Это позволит повысить производительность и избегать холостых передвижений. При дальнейших тактических расчётах уже можно оперировать не производительностью отдельного тушилыцика или звена, а производительностью или эффективной скоростью локализации всей бригады.
При тушении кромки пожара рабочими с помощью лесных огнетушителей расчёт общей производительности бригады осложнён необходимостью учёта заправки и подноски огнетушителей. В связи с этим возникает необходимость разделения бригады численностью п на основных рабочих {птуШ) и вспомогательных («всп), которые обеспечивают ритмичную работу тушиль-щиков. Поэтому на первом этапе расчёта нужно определить соотношение между числом тушилыциков и количеством вспомогательных рабочих.
Из состава бригады выделяется п туШ тушилыциков:
п...=
1 запр
туш /
2/1
'у V пер
V
кр
+ (запр ’ т/ + Чзапр
(11)
где * запр - время заправки огнетушителя, мин.;
* 1запр. : время тушения одной заправ-кой, мин.;
1\ - србднее расстояние подноски огнетушителей к месту тушения, м;
Vпер - средняя скорость передвижения рабочих в лесу, м/мин;
Укр - скорость движения кромки пожара в секторе работ бригады, м/мин.
Число вспомогательных рабочих составляет:
п — п
туш
(12)
Общая производительность в этом случае также определяется по формуле (10) в расчёте на численность бригады, равную «туш, и эффективную скорость локализации отдельного тушилыцика У-,ф\.
Основные выводы
1. Ведущую роль при борьбе с крупными лесными пожарами играет тактика, поэтому нами рассмотрены основные тактические принципы и методы тактических расчетов при разработке плана тушения КЛП. В качестве основных принципов разработки и реализации тактического плана тушения приняты следующие:
выбор главных направлений тушения пожара с учетом лесопирологической оценки прилегающей к пожару территории и выделения на её основе секторов тушения;
делегирование элементов планирования на более низкие уровни управления для детализации общих тактических решений руководителями секторов, бригад в пределах порученных им участков работ;
поэтапное планирование работ, обусловленное' длительностью процессов борьбы с КЛП и фактором неопределенности поведения пожара.
2. На этих принципах основаны предлагаемые методы тактических расчетов, которые позволяют в полевых условиях определять параметры лесного пожара, необходимое количество сил и средств тушения пожара в целом и в его отдельных секторах, время доставки людей и техники с использованием наземного и воздушного транспорта. Кроме того, приведены формулы для вычисления расстояний, на которых создаются за-
градительные полосы, и расчеты суммарной производительности лесопожарной бригады с ручными инструментами. С целью проведения вычислений составлены номограммы для оперативного определения параметров процесса тушения лесного пожара.
Литература
1. Курбатский Н.П. Техника и тактика тушения лесных пожаров. - М.: Гослесбумиздат, 1962. - 154 с.
2. Курбатский Н.П. Некоторые вопросы стратегии, тактики и техники охраны лесов от пожаров //Вопросы лесной пирологии. - Красноярск: ИЛ и Д СО.
3. Валендик Э.Н. Борьба с крупными лесными пожарами. - Новосибирск: Наука. Сиб. отделение, 1990. -193 с.
4. Валендик Э.Н. Особенности распространения крупных лесных пожаров //Лесные пожары и борьба с ними. - М.: ВНИИЛМ, 1987. - С. 28-42.
5. Телицын Г.П. Рекомендации по борьбе с крупными лесными пожарами на Дальнем Востоке. - Хабаровск: ДальНИИЛХ, 1987. - 48 с.
6. Телицын Г.П. Расчет объема работ, скорости и продолжительности локализации лесных пожаров //Лесное хозяйство. - 1965. -№ 5. - С. 44-47.
7. Телицын Г.П. Определение параметров крупных лесных пожаров при организации их тушения //Лесное хозяйство. - 1980. - № 7. - С. 58-60.
8. Вонский С.М. Методика расчета численности рабочих, вооруженных ранцевой аппаратурой для тушения лесных низовых пожаров. Л.: ЛенНИИЛХ, 1971.-26 с.
9. Овсянников И.В. Расчет состава группы по тушению лесных пожаров // Лесное хозяйство. - № 11.-С. 61-63.
10. Курбатский Н.П. Итоги и перспективы исследований природы лесных пожаров //Горение и пожары в лесу. - Красноярск: ИЛ и Д СО АН СССР, 1973. -С. 3-18.
11. Овчинников Ф.М., Груманс В.М. Скорость локализации в тактических расчетах тушения лесного пожара //Лесное хозяйство. - 1988. - № 8. - С. 52-53.
12. Софронов М.А., Волокитина А.В. Типы основных проводников горения при низовых пожарах //Лесной журнал. - 1985. -№ 5. -С. 12-17.
13. Софронов М.А., Волокитина А.В. Пирологическое районирование в таежной зоне. - Новосибирск: Наука. Сиб. отделение. 1990.-205 с.
14. Софронов М.А. Лесные пожары в горах Южной Сибири. - М.: Наука, 1967. - 150 с.
15. Указания по обнаружению и тушению лесных пожаров. - М.: 1995. - 96 с.
16. Конев Э.В. Лесопожарный определитель //Лесное хозяйство. - 1986. - № 6. - С. 60-62.
ОСОБЕННОСТИ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ В РАЗНЫХ ФОРМАЦИЯХ, ТИПАХ ЛЕСА И МЕТОДЫ ИХ ТУШЕНИЯ В ЛЕСАХ КРАЙНЕГО СЕВЕРО-ВОСТОКА СИБИРИ
Г.В. СНЫТКИН, Всероссийский НИИ химизации лесного хозяйства
В условиях сурового климата, многолетней мерзлоты грунта и близости Арктики лес на крайнем северо-востоке Сибири (Магаданская область) - исключительно важный природный экологический фактор. В лесорастительном отношении территория относится к северной подгруппе провинции Восточной Сибири. Лесистость ее значительно ниже других районов Сибири и Дальнего Востока - 17,3 %. Это объясняется суровыми природными условиями. Огромные пространства горной страны заняты редкостойными малопроизводительными лиственничниками, не представляющими, промышленного интереса. Они занимают площадь более 9
млн. га. с общим запасов древесины 520 млн. м3 - 43,4 % лесопокрытой площади и 63,6 % всех запасов древесины. Широко распространенный по горным склонам кедровый стланик занимает 54,6 % лесопокрытой площади. В горных районах лесорастительные условия тесно связаны с рельефом местности в системе элементов горного ландшафта.
Особенно часто встречается стланик на северном Охотоморье, занимая почти все элементы рельефа. Он входит в виде подлеска в состав лиственничных лесов и образует сообщества без участия других древесных пород. В суровых природных условиях, являясь единственным вечнозеленым хвойным
