​4. УСЛОВИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ, РАСПРОСТРАНЕНИЯ И ПОВЕДЕНИЯ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ

ТУШЕНИЕ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ (пособие для лесных пожарных) автор: Е.А. Щетинский

Содержание

1. Организация охраны лесов от пожаров
2. Предупреждение лесных пожаров
3. Обнаружение лесных пожаров
4. Условия возникновения, распространения и поведения лесных пожаров
5. Тушение лесных пожаров
6. Инструменты, оборудование и оснащение для тушения лесных пожаров
7. Организация лагеря (табора) на пожаре

4. УСЛОВИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ, РАСПРОСТРАНЕНИЯ И ПОВЕДЕНИЯ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ

Каждый лесной пожарный должен знать и понимать основные особенности возникновения, распространения и поведения лесных пожаров в зависимости от рельефно-ландшафтных, растительных, погодных и других условий. Это необходимо для принятия решения о наиболее целесообразной организации тушения и безопасности лесных пожарных и других лиц, принимающих участие в тушении пожаров.
Особенно важно знать условия и факторы, влияющие на поведение пожара, то есть факторы, обуславливающие процесс горения, его интенсивность, увеличение скорости распространения, его направление.

4.1. Горение лесных горючих материалов

Горение, вызывающее лесной пожар, представляет собой совокупность явлений, которыми сопровождается реакция, проходящая под воздействием высокой температуры, кислорода воздуха и горючих материалов (рис. 2).

src="/img/instr/1tlp.jpg" width="" height="" border="0">
Рис. 2. Элементы горения в лесу
В лесу имеются в изобилии горючие материалы и кислород воздуха. Источник высокой температуры (огня), который может вызвать горение, попадает извне. Это оставленный без присмотра и разведенный вне установленного места костер, горящий окурок или спичка, искры из выхлопных труб различных механизмов, выжигание остатков прошлогодней растительности и горючего хлама, а также другие источники огня, связанные с деятельностью человека, разряды молний. Начавшийся лесной пожар сам становится источником тепла, поддерживающим горение.
Процесс горения начинается не сразу, а последовательно проходит следующие фазы:
1. Предварительный нагрев и подсушивание с выделением водяных паров (120°С); высыхание, горение с выделением водяных паров, горючих веществ (кислот, смол) - 260°С.
2. Воспламенение газов (315-425°С). Пламенное горение с выделением дыма, углекислого газа, водяных паров и несгоревших газов (650-1095°С).
3. Обугливание и горение углей до полного сгорания горючих веществ.

4.2. Причины распространения пожара

В процессе горения выделяется большое количество тепла, которое передается окружающей среде путем конвекции, излучения, проводимости.
1. Конвекция - это распространение высоких температур путем подъема массы горячего воздуха над местом горения в виде конвекционной колонки,
2. Излучение - распространение высоких температур в виде лучевой энергии по радиусу во всех направлениях от источника горения.
3. Проводимость - распространение высоких температур по горючим материалам от очага горения.
Выделение большого количества тепла и его распространение создают условия для возникновения новых очагов лесных пожаров.
Излучение тепловой энергии вызывает нагревание окружающего древостоя, что способствует усилению горения. Способность лесных материалов к тепловой проводимости обеспечивает распространение горения по валежникам, корням и другим частям древесных растений и образование подземных (торфяных) и гумусных лесных пожаров.
Кроме выделяемого тепла, имеется множество факторов, определяющих дальнейшее поведение пожара, однако, основными из них, оказывающими решающее влияние на распространение пожара, являются: горючий материал, погодные условия и рельеф местности (рис. 3).

src="/img/instr/2tlp.jpg" width="" height="" border="0">
Рис. 3. Основные природные факторы, определяющие поведение пожара
4.2.1. Горючие материалы
По условиям загорания горючие материалы можно разделить на 2 основные группы:
легковоспламеняющиеся и быстрогорящие материалы - сухая трава, отмершие листья, хвоя, мелкие ветки, сучья, некоторые кустарники, самосев и др. Эти горючие материалы обеспечивают быстрое распространение огня и служат воспламенителями для медленно воспламеняющихся материалов;
к медленно воспламеняющимся лесным горючим материалам относится валежник, пни, нижние слои лесной подстилки, кустарники и деревья. Эта группа горючих материалов при горении выделяет большое количество тепла и способствует развитию пожара.
Вид горючих материалов - их количество, состояние и распределение имеют основное значение в распространении лесных пожаров.
Так, от пожарной зрелости (сухости) материалов, их количества зависят скорость и интенсивность горения. Особую опасность представляет мертвый запас горючих материалов, количество которого в зависимости от древесной породы, возраста и типа насаждения составляет в среднем от 8 до 50 т/га. Немаловажную роль в распространении огня играет равномерность и непрерывность распределения горючих материалов.
4.2.2. Погодные условия
Погодные условия имеют решающее значение для распространения пожара, так как дожди и высокая влажность ограничивают и прекращают горение, сильные ветры способствуют распространению огня, тихая погода и понижение температуры воздуха, особенно в ночное время, стабилизируют горение. Сухая жаркая погода создает самые благоприятные условия для возникновения и распространения огня. В практике работ основными учитываемыми погодными факторами, влияющими на распространение пожара, являются: ветер, влажность и температура воздуха (рис. 4).
Ветер. Чем сильнее ветер, тем быстрее распространяется пожар.
Это обуславливается тем, что ветер способствует дополнительному притоку кислорода, переносу пламени на расположенные впереди (по

Рис. 4. Погодные факторы, определяющие распространение пожара
направлению ветра) горючие материалы и вызывает возникновение новых очагов пожара, перебрасывая искры, горящую золу за кромку основного огня.
В практике работ для оценки скорости ветра могут быть полезны приводимые согласно шкале Бофорта признаки (табл. 4).
Таблица 4. Шкала Бофорта

Лесной пожар сам по себе вызывает возникновение локальных воздушных потоков, чем усиливает влияние преобладающего ветра на распространение огня Воздух над поверхностью пламени нагревается и поднимается вверх. На его место устремляется свежий воздух, который содействует процессу горения. В результате над пожаром образуется тепловая (конвекционная) колонка. В конвекционной колонке
часто находятся горящие ветки, пучки хвои, которые поднимаются
над лесным пологом, а затем опускаются на лес на расстоянии
200-300 и более метров от основного очага горения, в зависимости от скорости ветра и наклона конвекционной колонки, и создают новые очаги горения (рис. 5).

Рис. 5. Механизм развития пожара и образование новых очагов горения
В течение дня, но мере того как солнце нагревает земную поверхность, происходит нагрев и подъем вверх слоев воздуха, находящихся у земли. Поэтому в течение дня воздушные потоки обычно текут вверх по ложбинам и склонам. Вечером и ночью поверхность земли охлаждается, воздушные потоки меняют свое направление и текут вниз по ложбинам и склонам. Что касается ветровых потоков, то они связаны той же закономерностью - днем ветер дует вверх по склону, ночью - вниз по склону. Это важно помнить при планировании тушения пожара.
Влажность. В воздухе всегда присутствует влага в виде водяных паров. Количество влаги, содержащееся в воздухе, отражается на влагосодержании горючих материалов. Влажность горючего материала - важный фактор, влияющий на ход тушения пожаров, поскольку сырой горючий материал, равно как и большинство видов зеленого горючего материала, не горит. Днем воздух обычно суше чем ночью. Поэтому ночью пожары (при обычных условиях) горят (распространяются) медленно, так как горючие мате риалы поглотают влагу из более
сырого ночного воздуха. В частности это относится к сухой траве,
хвое, мелкой ветоши и другим легким горючим материалам.
Поглощение влаги горючим материалом, дующие вниз по склону ветры, более низкая ночная температура, а также другие элементы
ночной погоды обычно облегчают работу пожарных. Поэтому пожары,
которые вышли из под контроля в дневное время, удается той же пожарной командой потушить (ограничить распространение) ночью.
Следует приложить все возможные усилия для полной локализации
лесного пожара, чтобы на следующий день, когда создадутся условия
его распространения, он не мог выйти за пределы локализованной
площади.
Это не означает, что следует отказаться от попытки тушения
пожаров днем. Большинство пожаров тушится днем. Однако, если не
представляется возможным потушить пожар днем, основные усилия
по борьбе с ним должны быть предприняты в ночное время.
Суточный цикл развития лесного пожара примерно следующий:
1. Максимальная интенсивность горения с 9 до 21 ч, тушить
очень трудно.
2. Снижение интенсивности горения с 21 до 4 ч, эффективность тушения повышается.
3. Слабая интенсивность горения с 4 до 6 ч (в основном беспламенное горение), это лучшее время тушения.
4. Увеличение интенсивности горения с 6 до 9 ч, хорошее время для тушения.
Температура воздуха при тушении пожаров должна учитываться как один из основных факторов. Известно, что нагретый на солнце горючий материал теряет влагу и горит более быстро чем при отсутствии прогрева. Температура поверхности почвы влияет также на движение воздушных потоков. Температура непосредственно воздействует и на самих пожарных, затрудняя их работу.
Время года оказывает влияние на интенсивность развития лесных пожаров. Так, ранневесенние, это в основном, низовые беглые (пятнистые) лесные пожары, развивающиеся по сухой травянистой растительности со скоростью, которую им придает ветер; весенне-летние - это низовые пожары, при которых сгорает напочвенный покров и частично гумус лесной подстилки, они более устойчивы. При определенных условиях (ветер, низко расположенные ветви крон хвойных культур, наличие подроста и др.) огонь может перейти в верховой (на кроны деревьев) и полностью уничтожить насаждение. Летние и летне-осенние низовые пожары весьма устойчивы, от чих погибают напочвенный покров, подлесок, весь слой гумуса и поверхностные корни древесных пород. При наличии торфяных почв огонь заглубляется,
переходя в подземный, или может перейти в верховой. Осенние лесные пожары в основном ни низовые и развиваются только в дневное время, ночью из-за невысоких температур воздуха и влажности горение замедляется и частично прекращается.
4.2.3. Рельеф
Рельеф местности, особенно горный, оказывает своеобразное
влияние на распространение пожаров.
В горных условиях направление и скорость распространения пожара зависят от экспозиции и крутизны склонов. Пожар охотно распространяется вверх по склону, и чем круче склон, тем выше скорость движения, если ветер не обладает силой, способной изменить эту ситуацию.
При подъеме вверх по склону огонь пожара находится на незначительном расстоянии от нижней части крон деревьев. Это вызывает их подогрев, подсушивание и более быстрое воспламенение. Теплый воздух поднимается вверх по склону и вызывает "тягу", в результате увеличивается скорость распространения огня.
В тоже время на крутых склонах горящие материалы могут
скатываться вниз и создавать новые очаги горения (рис. 6).

Рис. 6 Механизм развития пожара на склоне и образование новых очагов горения.

4.3. Пожарная опасность
4.3.1. Пожарная опасность по условиям погоды

Лесная служба (лесхозы) обязана ежедневно иметь информацию об уровне пожарной опасности в лесном фонде и информировать о нем население, всех работающих в лесу. Каждый лесной пожарный должен знать текущий уровень пожарной опасности по условиям погоды.
Условия возможности возникновения и распространения пожаров находятся в прямой зависимости от погоды. Показатель пожарной опасности (класс пожарной опасности - КПО) в лесу по условиям
погоды определяется на 12-14 часов местного времени, как сумма произведения температуры (t°) воздуха на разность между температурой воздуха и точки росы (n,) за (n) дней без дождя:
Различают 5 классов пожарной опасности (табл. 5).
Таблица 5. Шкала классов пожарной опасности

При I классе пожарной опасности большинство причин (источников огня) сами по себе пожаров не вызывают, хотя возможны пожары от молний (при сухих грозах). Возникшие ранее пожары распространяются медленно, мелкие очага распространяются неравномерно или прекращают действовать.
При II классе пожары могут возникать от сильных источников огня, однако количество загораний невелико. Скорость pacпространения горения незначительна. Борьба с пожарами в этот период не представляет особой трудности.
При III классе большинство источников огня приводят к возникновению лесных пожаров. Пожары горят интенсивно, выделяют большое количество тепла, быстро распространяются и создают дополнительные мелкие очаги. Борьба с огнем в этот период связана с определенными трудностями, если не будет обеспечено тушение пожара в самом начале их развития.
При IV классе пожары возникают даже от незначительных источников огня, быстро распространяются и создают дополнительные мелкие очаги. Непосредственное тушение фронта огня, как правило, невозможно. Необходимо заблаговременно создавать преграды для остановки распространения огня.
При V классе пожары возникают от любого источника огня и
высоких температур. Горение происходит весьма интенсивно и быстро распространяется. Непосредственное тушение их невозможно, за исключением только начавшихся. Как и в условиях IV класса пожарной опасности, необходимо создавать преграды.

4.3.2. Пожарная опасность по природным условиям лесных участков

Тип леса, структура насаждения, породный состав и возраст,
категория лесных площадей, вырубок и другие характеристики лесного фонда определяют степень опасности возникновения и распространения пожаров.
Для оценки лесных участков по степени опасности возникновения в них пожаров инструкцией по устройству лесного фонда предусмотрена следующая шкала (табл. 6).
Таблица 6. Шкала оценки лесных участков по степени опасности возникновения пожаров

Примечания:
1. Пожарная опасность устанавливается на класс выше:
а) для хвойных насаждений, строение которых или другие особенности способствуют переходу низового пожара в верховой (густой высокий подрост хвойных, значительная захламленность и т.п.);
б) для небольших участков леса на суходолах, окруженных площадями с повышенной горимостью;
в) для лесных участков, примыкающих к дорогам общего пользования, железным дорогам или расположенных -в непосредственной близости от огнедействующих лесных предприятий.
2. Кедровники с наличием густого подроста или разновозрастные с вертикальной сомкнутостью полога относятся ко II классу пожарной опасности.