ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ТОРФЯНЫХ ПОЖАРОВ Текст научной статьи по специальности «Математика»

УДК 629.76

ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ТОРФЯНЫХ ПОЖАРОВ

1 1* Е. В. Ехалов , Е. А. Антощенко

1 2

Научный руководитель - А. А. Снежко '

1 Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России Российская Федерация, 662972, Красноярский край, г. Железногорск, ул. Северная, 1 2Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

*E-mail: antohenko [email protected]

В данный момент на земле находится большое количество залежей торфа, которые при полном высыхании имеют свойство воспламеняться, что приводит к серьёзным пожарам. Как следствие, возникают угроза здоровью граждан и помехи движению самолетов в воздушном пространстве. В работе анализируются причины возникновения и способы предотвращения торфяных пожаров.

Ключевые слова: торфяные пожары, предотвращение, грунтовые воды.

PEAT FIRE PREVENTION

E. V. Ekhalov1, E. A. Antoshchenko1* Scientific Supervisor - A. A. Snezhko1,2

'Siberian Fire and Rescue Academy of the Ministry of Emergency Situations of Russia 1, Severnaya, Zheleznogorsk, Krasnoyarsk Territory, 662972, Russian Federation 2Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation *E-mail: antohenko [email protected]

At the moment, there are a large number of peat deposits on the ground, which, when completely dried, tend to ignite, which leads to serious fires. As a result, there is a threat to the health of citizens and interference with the movement of aircraft in the airspace. The paper analyzes the causes and methods ofpreventing peat fires.

Keywords: peat fires, prevention, groundwater.

Торфяником также называют месторождение торфа - осадочной рыхлой горной породы, образованной скоплением остатков мхов, подвергшихся неполному разложению в условиях болот. Торф содержит 50 ^ 60 % углерода (максимальная теплота сгорания - 24 МДж/кг). Используется комплексно как топливо, удобрение, теплоизоляционный материал и в других целях.

Торфяные пожары происходят на болотах, осушенных в следствии прокладывания дренажной сети в сельскохозяйственных целях, а также в целях увеличения продуктивных особенностей лесов.

Опасность состоит в том, что они очень долго разгораются и также долго распространяются, но длительность таких пожаров превышает все разновидности пожаров.

По количеству очагов возгорания торфяные пожары делят на одноочаговые и многоочаговые. Человеческий фактор чаще приводит к одноочаговым. Если произошло

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2022. Том 2

самовозгорания, или причиной стал низовой пожар, то могут возникнуть несколько очагов возгорания.

Причинами возникновения торфяных пожаров являются неправильное обращение с огнем, разряд молнии или самовозгорание, которое может происходить при температуре выше 50 градусов по Цельсию. Летом поверхность почвы в средней полосе может нагреваться до 52-54 градусов, что является опасностью возгорания сухих торфяников

Большинство моделей развития торфяного пожара не всегда учитывают все возможные факторы и риски. Так, в отдельных работах игнорируется процесс пиролиза. Утверждается, что процесс горения торфа происходит с химическим недожогом и при сгорании кокса образуются СО2 и СО, а изменение объема газовой фазы не происходит. Одна из причин беспламенного горения торфа заключается в его низкой теплопроводности. Именно этот недостаток наблюдается в некоторых работах - отмечают авторы [1].

С другой стороны, при анализе процессов горения не выполняется закон сохранения массы сгорающего материала в алгебраической форме [1].

Авторами [1] также установлено, для одних значений коэффициентов тепло- и массообмена, описывающих взаимодействие слоя горящего торфа с атмосферой и с инертной почвой, на которой расположен этот слой, может возникнуть поверхностное горение торфа вблизи границы раздела «атмосфера - горящий слой торфа», а для других -волна тления уходит в глубь торфяника. В рамках решения задачи о стационарном распространении фронта торфяного пожара было показано, что структура фронта торфяного пожара в качественном отношении совпадает со структурой фронта лесного пожара и горение носит диффузионный характер, т.е. лимитируется притоком окислителя. Расчетная скорость распространения пожаров зависит от начальной пористости торфа и коэффициента массообмена с окружающей средой, и с ростом этих величин скорость растет вследствие наличия запаса кислорода в порах и притока O2 во фронт торфяного пожара из приземного слоя атмосферы.

В 2008 г. Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН опубликовал две работы - «Проблемы тушения пожаров на территории России» и «Управление рисками лесных пожаров». Сотрудники института максимально подробно изучили ситуацию в России и других странах, исследовали все данные, связанные с лесами и торфяниками в этих странах, определили наиболее опасные участки и пришли к выводу: «Любой достаточно засушливый год может стать катастрофическим», как и произошло в 2010 г. Риски возгорания торфяников возрастают обратно пропорционально уровню грунтовых вод (УГВ) относительно поверхности почвы.

Авторами [2] была реализована стратегия управления грунтовых вод и предложено программное обеспечение к техническому оборудованию на базе MicroPC фирмы Octagon Systems, данная установка включает в себя: импортную и отечественную элементарную базу приборов, средств автоматизации, измерения, контроля, регистрации, регулирование параметров ПС, программное обеспечение и исполняющее устройство для решения следующих основных задач: купирование рисков возгорания торфяников; ликвидация подтоплений лесных массивов; управление плодородием сельскохозяйственных земель.

Особую пожарную опасность представляют антропогенно нарушенные торфяники. Поэтому при осуществлении хозяйственной и промышленной деятельности необходимо сохранять торфяно-болотные почвы, восстанавливать деградированные (в т.ч. нарушенные) земли, проводить их консервацию, если нет возможности восстановления до исходного состояния. Все это будет в значительной степени способствовать снижению пожароопасной обстановки на торфяниках [3].

Рекультивацию выработанных торфяников проводят различными методами. Наиболее рациональным является возобновление торфяного массива, а также обязательное оставление перед завершением добычи торфа защитного слоя толщиной не менее 30 см [3].

Эффективным методом реабилитации антропогенно нарушенных торфяников и снижение пожароопасной обстановки на осушенных территориях является создание лесных культур из различных пород деревьев, неприхотливых к почвенному плодородию и наиболее устойчивых к возгоранию в пожароопасный период. Также результативна организация плантаций по выращиванию голубики, клюквы и брусники. Данные действия помогут устранить торфяные пожары и их последствия.

Библиографические ссылки

1. О математическом моделировании торфяных пожаров / А. М. Гришин // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2008.№ 3 (4). С. 85-95.

2. Автоматизированное управление уровнем грунтовых вод, обеспечивающее купирование рисков возгорания торфяников и подтопления лесов / Н. Д. Бобарыкин, А. Б. Тристанов, Е. Н. Графова // Информатика и системы управления. 2017.№ 1 (51). С. 85-94.

3. Экологические аспекты реабилитации переданных в лесной фонд деградированных мелиорированных торфяников / Н. В. Москаленко, Н. И. Булко, И. А. Машков [и др.] // Вестник Полесского государственного университета. Серия природоведческих наук. - 2019. - № 1. - С. 35-42.

© Ехалов Е. В., Антощенко Е. А. 2022