Экологические последствия лесных пожаров

Верховые пожары, выделяя  большое количество теплоты, вызывают восходящие потоки продуктов горения  и нагретоговоздуха и образуют конвективные колонки диаметром в несколько сотен метров. Их поступательное движение совпадает с направлением продвижения фронта пожара. Пламя в середине колонки может подниматься на высоту 100-120 метров. Конвективная колонка увеличивает приток воздуха в зону пожара и порождает ветер, который усиливает горение. Форма площади при беглом верховом пожаре вытянутая по направлению ветра. Дым верхового пожара темный.

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  под водой).[1]

Для каждого вида лесных пожаров свойственна своя скорость распространения (рис. 5).

Низовой пожар имеет скорость распространения:

• слабую - до 1 м/мин (высота - до 0,5 м)
• среднюю - от 1м/мин до 3 м/мин (высота - до 1,5 м)
• сильную - свыше 3 м/мин (высота - свыше 1,5 м)

Верховой пожар имеет  скорость распространения:

• слабую - до 3 м/мин,
• среднюю - до 100 м/мин,
• сильную - свыше 100 м/мин.

Сила подземного пожара определяется по глубине выгорания:

• слабым подземным пожаром считается такой, у которого глубина прогорания не превышает 25 см,
• средним — 25-50 см,
• сильным — более 50 см.
• загорание (огнём охвачено 0,1-2 гектара)
• малый (2-20 га)
• средний (20-200 га)
• крупный (200-2000 га)
• катастрофический (более 2000 га). [2]

Крупный лесной пожар - лесной пожар, распространившийся на площадь  более 25 га в районах наземной охраны и более 200 га в районах авиационной  охраны лесов от пожаров.

К крупным лесным пожарам  относят пожары площадью более 200 га в Азиатской части России и  более 25 га - в Европейской части  России. Крупные пожары чаще всего  бывают смешанными - низовыми и верховыми  одновременно. Для возникновения  крупных лесных пожаров с переходом  в верховые необходимо большое количество действующих очагов (участков) низовых  пожаров, сухая жаркая погода, усиление ветра от умеренного до сильного или  штормового.

В таких условиях может  происходить слияние многочисленных очагов пожара и образование обширных зон массовых пожаров площадью до сотен тысяч гектаров, создаваться непосредственная угроза уничтожения огнем населенных пунктов и объектов различного назначения, расположенных в лесных массивах или вблизи них. На развитие крупных пожаров оказывает влияние много различных фактов: климатических, человеческих, технических, природных и организационных. Они взаимосвязаны и определенные их сочетания создают те условия, когда пожар развивается в крупный. К природным факторам относятся: растительность, рельефи погодные условия. К техническим факторам относятся: наличие или отсутствие тех или иных средств пожаротушения и условий, определяющих их применение. К организационным относятся все вопросы, связанные с охраной лесов в целом и с организациейтушения отдельных пожаров.[1]

Лесные пожары в России по видам распределяются следующим  образом: низовые - составляют 98% от годового количества пожаров и охватывают 81,4% площади (рис. 6), верховые- 1,5% и охватывают 18,6% площади, почвенные - 0,5%, их площадь 0,02%. В отдельные засушливые годы количество почвенных пожаров возрастает до 2%.[1]

Рисунок 6 – Виды лесных пожаров  в % от годового количества пожаров

Критериями чрезвычайной лесопожарной ситуации являются:

• наличие крупных лесных пожаров (25 га охваченного пожаромлесного фонда в районах наземной охраны лесов и 200 га - в районах авиационной охраны лесов);
• количество возникающих в один день и/или одновременно действующих лесных пожаров превышает средний многолетний уровень;
• наличие лесных пожаров, вышедших из-под контроля лесной охраны;
• лесной пожар на загрязненной радионуклидами территории, не потушенный в день возникновения;
• лесной пожар на загрязненной радионуклидами территории, дающий большие дымовые выбросы.[5]

Причины возникновения  лесных пожаров

Чаще всего лесные пожары возникают вблизи населенных пунктов, в интенсивно используемых лесопарковых зонах, а также вдоль автомобильных и железных дорог, по берегам судоходных рек. В радиусе 5 км от жилой зоны возникает от 50 до 70% пожаров, 10 км - от 80 до 93%, а за пределами 20 км - лишь от 3 до 10% пожаров.[1]

В России из - за антропогенной  деятельности возникает примерно 90% природных пожаров (рис. 7). От огня чаще страдают наиболее привлекательные, а  потому более посещаемые людьми места.[3]

Следует отметить, что естественные пожары (вызванные молниями), отличаются от антропогенных (вызванных людьми) пожаров. Так, молнии, как правило, попадают в деревья на возвышенностях, и огонь, спускаясь по склону, продвигается медленно. При этом теряется сила пламени, и огонь редко распространяется на большие площади. Антропогенные же пожары чаще начинаются в низинах и распадках, что определяет более быстрое и опасное их развитие.

Отдельной проблемой стали  выжигания сухой растительности на сельхозземлях (палы сухой травы), зачастую самими земледельцами. В последние  годы именно от палов начинается большинство  лесных пожаров.

В настоящее время современная организация борьбы с лесными пожарами практически не позволяет эффективно бороться с ними. Меры по ликвидации пожаров зачастую начинают принимать только тогда, когда огонь "приходит" в лесной массив или угрожает населенному пункту.[3]

Возникновению лесных пожаров  во многом способствуют засухи. Явление  засухи можно рассматривать как  комплекс атмосферных процессов, когда осадки в течение 21 дня или более составляют 30% от среднемесячной нормы для данного района.

Осенне-зимний период, предшествующий пожароопасному сезону с чрезвычайной горимостью, характеризуется теплой осенью и холодной малоснежной зимой. Такие исходные погодные условия, предшествующие и сопровождающие сезоны с чрезвычайной горимостью, наблюдаются в большинстве  регионах страны.

В заболоченных лесах увлажнение и высыхание напочвенных горючих  материалов зависят не только от атмосферных  осадков, но и от уровня стояния грунтовых  вод. При определенном уровне грунтовых  вод, когда прекращается подпитка напочвенного покрова грунтовыми водами, увлажнение и высыхание последнего зависит  только от атмосферных осадков. В  этом случае для пожарного созревания напочвенного покрова в заболоченном лесу достаточно нескольких дней без  осадков.[1]

Для заболоченных лесов Западной Сибири установлено, что независимо от характера участка падение уровня грунтовых вод ниже отметки 30 - 60 см является критическим и сигнализирует о чрезвычайной пожароопасности этих лесов. Уровень грунтовых вод перед сезоном с высокой горимостью понижается подряд в течение двух-трех лет.

Причиной возникновения  пожаров могут стать и метеорологические  условия. Погода является фактором либо способствующим, либо препятствующим распространению пожаров: жара и  ветер создают прямую угрозу выгорания  леса на больших площадях, затрудняют борьбу с огнем; обложные дожди, сырая, ненастная погода предотвращают  лесные пожары.

От скорости и направления  ветра зависит интенсивность  пожара, конфигурация контура, соотношения  длин частей кромки. Влияние ветра  на распространение пожара выражается в двух аспектах. Это обычный процесс, проявляющийся на всех пожарах, при  которых ветер действует непосредственно  на горящую кромку, наклоняет пламя  к горючему, ускоряя его воспламенение, и выносит за пределы фронтальной кромки горящие частицы, которые образуют новые очаги горения в нескольких метрах от фронта. Второй вариант наиболее опасный с точки зрения тушения пожара - когда развивается "пятнистая" форма распространения пожара. Она связана с поднятием горящих частиц конвективным потоком пожара на высоту 1000-2000 м, где они переносятся верхним ветром на большие расстояния, образуя очаги горения. Большое число горящих частиц в пределах 300-1000 м от фронта пожара часто создают трагические условия из-за воспламенения леса позади тушильщиков. При верховых пожарах иногда возникают огромные конвекционные потоки горячего воздуха, переносящие при усилении ветра зажженые куски коры, шишки, кусочки древесины на расстояние до нескольких километров.представлена зависимость вероятности возникновения лесного пожара в условиях ясного неба (а) и средней облачности (б). Кривые 1-3 соответственно отражаютвероятность пожара для метеоусловий июня, июля и августа. При ясном небе лесная пожарная опасность раньше наступает в июле, затем в июне и августе, хотя суммы суммарной солнечной радиации при ясном небе в порядке убывания располагаются следующим образом: 30,16 МДж/м² в июне, 28.33 МДж/м² в июле и 22.92 МДж/м² в августе. Однако высокие температуры окружающего воздуха в июле способствуют более быстрому высыханию слоя лесных горючих материалов. При условиях средней облачности ситуациякоренным образом не меняется. Увеличивается время сушки слоя лесных горючих материалов, и лесная пожарная опасность наступает позже. Распределение по месяцам аналогично, за исключением того, что кривые вероятностей ложатся чуть ближе друг к другу, что объясняется меньшим различием в суммах солнечной радиации при средних условиях облачности.

• После длительной жары летние грозы часто бывают причиной загорания леса - удары молний в землю там, где есть сушняк или сухая трава, создают очаги пожара, и если ливень при грозе не потушит их, то пожар может охватить огромную площадь. Особенно опасны для леса "сухие грозы", когда разряды атмосферного электричества между облаками и землей не сопровождаются выпадением дождя. Очень часто эти явления наблюдаются в Сибири, становясь виновниками возникновения лесных пожаров. Малоснежная зима, длительный бездождевой период (15-20 дней) с высокой ( выше средней многолетней) среднесуточной температурой воздуха и малой относительной влажностью в начале пожароопасного сезона, когда степень пожарной опасности в лесу по условиям погоды характеризуется IV, Vклассами пожарной опасности, длительный период с IV, Vклассами пожарной опасности, атмосферная засуха в любоевремя пожароопасного сезона.
• Наличие в лесном фонде бесконтрольных антропогенных источников огня и/или частые грозовые разряды при высокой степени пожарной опасности в лесу по условиям погоды.[5]

Ликвидация лесных пожаров

Своевременная ликвидация лесных пожаров, безусловно, является очень  важной. Исходя из многообразия факторов, следует в первую очередь локализовать пожар и лишь после этого приступить к его ликвидации, выбрав подходящие приемы.

 Основы тактики  и приемы локализации при тушении  различных видов лесных пожаров

Тактика - это выбор методов, приемов и способов ликвидации горения в зависимости от характеристики участков, охваченных пожаром и условий, существующих в момент тушения.

Различают два метода ликвидации горения: прямой и косвенный (упреждающий) (Приложение Ж).

Прямой метод применяется  в том случае, когда есть возможность  локализации пожара непосредственным тушением кромки пожара или созданием  у кромки заградительной полосы.

Метод упреждения (косвенный  метод) применяется, когда линия  остановки огня выбирается на некотором  расстоянии от кромки пожара. Применение этого метода обусловлено рядом  причин: необходимостью отдалить пожарных от кромки пожара из-за его большой  интенсивности; выбором лучшего  места для создания заградительной или опорной полосы; возможностью сокращения длины полосы и уменьшения времени на ее создание; использование  имеющихся естественных и искусственных  преград и т. п.

Тушение лесного пожара разделяется  на следующие последовательно осуществляемые стадии (этапы):

• разведку пожара;
• остановку распространения кромки пожара (фронта, флангов);
• локализацию пожара (по фронту или части периметра площади пожара);
• дотушивание очагов горения, оставшихся внутри пожарища;
• окарауливание выгоревшей площади пожара.[1]

Разведка лесного пожара производится группой в сопровождении  лиц, знающих местность и специалистов лесного хозяйства. При большой площади пожара разведка и наблюдение за распространением огня и ходом его тушения производятся с помощью вертолетов, самолетов и автотранспорта.

В ходе разведки определяются:

• вид и размеры пожара, рельеф местности, скорость и направление распространения огня, ожидаемое развитие пожара в период его тушения, вероятность его распространения на населенные пункты, объекте лесозаготовки, торфяные поля;
• участки, где возможно наиболее интенсивное развитие пожара (хвойный молодняк, захламленные участки леса, площади пожароопасных культур временные склады лесоматериалов, торфоразработки и т. п.);
• возможные препятствия, способствующие остановке огня (дороги, просеки, реки, канавы, ручьи, поляны, сырые лощины и т. п.);
• возможность и пути подъезда к кромке леса, границе пожара с целью применения механизированных средств локализации и тушения;
• наличие и возможность использования естественных водоисточников;
• места создания опорных полос для пуска встречного огня[1].

По результатам разведки прогнозируют возможное положение  фронта пожара, его характер.

Наиболее сложной и  трудоемкой является локализация пожара. Локализация пожара представляет собой  решающий этап работ по его тушению.

В ходе локализации осуществляется остановка распространения пожара непосредственно воздействием огнетушащих  веществ на его горящую кромку (захлестывание, засыпка грунтом  или заливка с помощью лесных огнетушителей кромки пожара водой  или растворами химикатов). Эти меры в большинстве случаев обеспечивают лишь временную остановку распространения  кромки пожара, но дают возможность  выиграть время и сосредоточить  силы и средства на более трудоемких работах- прокладке заградительных полос и канав и на необходимой дополнительной обработке флангов пожара с тем, чтобы исключить возможность возобновления его распространения.

Локализованными считаются  только те пожары, вокруг которых проложены  заградительные минерализованные полосы или канавы, надежно преграждающие  пути дальнейшего распространения  горения, и когда у руководителя тушения имеется достаточно сил  и средств для его окончательной  ликвидации.

Дотушивание пожара заключается  в ликвидации очагов горения, оставшихся на пройденной пожаром площади после  его локализации.