Ответы на экзаменационные вопросы по лесной пирологии. Экзамен. 2. Понятие о лесном пожаре. Предмет и задачи лесной пирологии, ее разделы. Пожар
 Скачать 0.89 Mb.
|
|
16. Географические лесопожарные пояса России. Лесные пожары на территории нашей страны, как известно, происходят, главным образом, в летний период (включая часть весенних и осенних месяцев). Для объяснения этого явления надо принять в расчет не только географическую широту, с чем, прежде всего, связаны различные сезонные проявления, но, как отмечалось ранее, и ряд других моментов. Среди них нужно учесть и то обстоятельство, что большая часть территории лесов России находится внутри огромного континента. Как уже сказано в первой главе, в нашей стране лесные пожары начинаются с апреля, а наибольшее число их бывает в мае и июне. Обычно в мае (а в северных районах и в первой половине июня) весьма легко воспламеняемым материалом служит подсохшая прошлогодняя трава, которая и способствует распространению пожара. Но дело не только в этом. Примем во внимание особенности климата России и, прежде всего, распределение летних осадков. Для всей страны в целом наибольшее количество осадков приходится на лето: на севере в августе (и в июле); в средней полосе в июле; на юге в июне; на большей части территории Сибири максимум осадков приходится на июль и август. Напротив, к весне в большинстве лесных районов приурочен минимум осадков. В разных районах России время возникновения лесных пожаров неодинаковое: в одних, более южных, раньше; в других, более северных, позднее. Для территории лесов европейской части России время наступления пожарного сезона можно разбить на 4 пояса: 1) пояс возникновения ранних - мартовских и апрельских - пожаров, идущих к северу, приблизительно до широты г. Киева; 2) пояс апрельских пожаров (примерно от 50-51° до 55-56° с.ш.); 3) пояс майских пожаров, характерный для южной подзоны тайги (до 59° с.ш.); однако и для того пояса не устраняется опасность пожара в апреле; 4) пояс майско-июньских пожаров - севернее 59° с.ш.. - свойственный средней и северной подзонам тайги; в свою очередь, он может быть разбит на две части: в) южную, где пожарный сезон начинается чаще в мае (включая и первую половину), чем в июне; б) северную, начинающуюся выше 60-й параллели, где более часто наступление пожарного сезона приходится на конец мая и июнь. Географическая схема лесопожарных поясов для европейской части СССР была впервые опубликована И.С. Мелеховым в 1946 г. В дальнейшем она получила полное подтверждение в работе Г. А. Макеева. Проверив и подтвердив установленные И.С. Мелеховым лесопожарные пояса, Г.А. Мокеев продолжил эту работу применительно к азиатской части и выделил лесопожарные пояса для этой части страны. Таким образом, у нас имеется теперь карта лесопожарных поясов для всей страны. Составление такой карты имеет практическое значение для планирования охраны лесов от пожаров. Нельзя, разумеется, требовать от этой карты Одинаковой степени точности для всех регионов. Для отдельных пунктов Дальнего Востока, Восточной Сибири, Средней Азии и некоторых других потребуются дальнейшие уточнения и исправления. Но это не умаляет значения составленной карты лесопожарных поясов России. С лесопожарными поясами связана и продолжительность пожароопасных сезонов. Идея лесопожарных поясов получила дальнейшее развитие и детализацию в ряде последующих работ. В целях уточнения карты лесопожарных поясов, региональной динамики горимости лесов и оперативного использования в охране лесов от пожаров, большое значение имеет установление местных придержек. В этом отношении заслуживают внимания уточненные сроки пожароопасных периодов и пожарных максимумов в районах Дальнего Востока, установленные ДальНИИЛХом. Географические различия в составе лесов обусловливают и различия в характере лесных пожаров. В районах с господством сосновых спелых лесов преобладают низовые пожары, а в массивах сибирского кедра увеличивается опасность появления верховых повальных пожаров. Своеобразны пожары в районах распространения кедрового стланика, кустарника или небольшого деревца с густой хвоей и высокой смолистостью, с его огромным ареалом в северных районах Восточной Сибири и Дальнего Востока. Огонь целиком уничтожает его и надолго оголяет территорию. 17. Периодичность лесных пожаров, ее закономерности. Периодичность лесных пожаров, как и географичность их, - понятие многоаспектное, разномасштабное. Следует различать периодичность многолетнюю, годичную, сезонную, суточную. Периодичность лесных пожаров связана с чередованием сухих и влажных периодов, с сезонными и суточными изменениями погоды, с характером леса (в частности с типом леса) и изменениями его во времени (фенологическими, фитоценотическими, возрастными, почвенно-гидрологическими), временем и характером предшествовавших пожаров, с территориальным местонахождением лесных массивов и их отдельных частей, с антропогенными факторами. 18. Условия возникновения и развития лесных пожаров, фазы развития пожара. Лесной пожар - стихийное, неуправляемое распространение огня по лесной территории. Неуправляемость огня при лесном пожаре отличает его от управляемых форм использования огня в лесном хозяйстве. Пожары считаются лесными независимо от того, покрыта территория лесного хозяиства лесом или не покрыта (несомкнувшиеся хвойные молодняки, лесные болота и т.д.). Возникновение пожара возможно лишь при сочетании определенных условии: 1) наличие горючих материалов; 2) погодные условия, способствующие возгоранию горючих материалов; 3) источник огня. Комплекс данных условий называется триадой возгорания. При отсутствии одного из условии пожар невозможен. В самой начальной фазе развития лесного пожара зона действия огня более или менее равна площади пожара в целом. По мере того, как пожар охватывает все большую территорию, зона огня передвигается от центра к периферии, становясь его кромкой. Внутреннее пространство в той или иной степени становится «отработанным» огнем в связи с уничтожением запасов наиболее горючих материалов; здесь внутри на общем черном фоне могут оставаться лишь отдельные локальные очаги огня (для простоты мы пока исключаем сложные случаи образования нескольких огневых зон при комбинированных формах пожаров). 19. Лесные горючие материалы, их структура, строение, динамика запасов. Лесные горючие материалы могут быть в виде первичных и вторичных объектов загорания. Наиболее частыми объектами первоначального загорания в лесу являются наземные объекты: лесной опад, сухая отмершая трава, определенные виды живого напочвенного покрова, валеж, гнилые пни, порубочные остатки. Реже лесные пожары начинаются с загорания надземных частей леса. Эти случаи могут быть сведены к следующим: 1)загорание лишайников, поселившихся на ветвях или стволах, от искр или другого источника огня; 2)загорание «ведьминых мётел» на хвойных деревьях от таких же причин; 3)загорание сухостойных деревьев от залетающих искр, углей или головней и от других причин; 4)загорание хвои и ветвей растущих деревьев, а также и их стволов от какой-либо из приведенных выше или других причин. В числе причин, вызывающих загорания в области кроны или ствола, может быть молния. За последнее время этот вариант для надземных объектов оспаривается, но исключать его полностью нельзя надо продолжать наблюдения и исследования. Поскольку в обычных условиях наземные лесные горючие материалы являются основным объектом загорания, остановимся на них подробнее. Опасность загорания одного и того же вида горючего материала не Одинакова в зависимости от характера источника огня спичка, костер и т. д. При наиболее опасных источниках (видах) огня разница в загораемости различных видов ЛГМ уменьшается, в ряде случаев заметно сглаживается. Различия в загораемости ЛГМ связаны с их морфологическими особенностями, физико-химической природой и реакцией на изменения внешних условий. Лесные горючие материалы 1 и 2 групп являются обычно первичными объектами загорания. Материалы, входящие в 3 и 4, чаще всего представляют собою вторичные объекты загорания, т. е. они загораются после возникновения горения первичных объектов, под влиянием последних; более того, растения из 4 группы, являясь особо огнестойкими задерживают горение, могут препятствовать распространению пожара. Надо понимать и некоторую условность приведенных разграничений. Так, валеж может не загораться от брошенной спички и не считаться первичным объектом, но от пламени расположенного вблизи костра или от залетевшей головни он вполне может стать первичным, причем наиболее опасным объектом загорания. Некоторые исследователи (Н.П. Курбатскмй и др.) придерживаются разделения лесных объектов горения на три класса: 1) проводники горения; 2) материалы, поддерживающие горение; 3) материалы, задерживающие его. Проводники горения это наиболее быстро загорающиеся материалы, обеспечивающие непрерывное распространение пламени по напочвенному покрову. Материалы, поддерживающие горение, это живые растения с постоянной высокой влажностью. Материалы, задерживающие горение, представлены наиболее огнестойкими видами напочвенного покрова. Это деление имеет свои основания, но и оно так же условно, как и рассмотренное ранее. Не всегда возможно механически отделить один класс от другого, может быть их совместное действие. Так, торф может быть и проводником горения, и материалом, поддерживающим горение. Для лесной пирологии все больший интерес приобретают физико-химическис аспекты горения различных компонентов леса. Они отражены в работе Э.В. Конева. К основным физико-химичсским процессам отнесены: возникновение очага горения, распространение фронта горения, сгорание охваченного пламенем горючего материала, затухание фронта горения. Как подчеркивает автор, каждый из них сложное многостадийное явление. Э.В. Коневым дана схема, показывающая основные процессы, проявляющиеся при трении растительного покрова. Возникновение очага трения выражается обычно в виде восплшонения. Однако в многообразных условиях леса это - не единственная форма. Очаг лесного пожара, его зарождение могут проявиться и в виде беспламенного горения. Имеется немало случаев, например, когда после прогоревшего и «патушенного» костра развивается горение внутренней части подстилки в непосредственной близости от кострища, и возникает очаг потенциально опасного пожара. Об этой начальной фазе, при отсутствии пламени, можно судить только по обонянию, а при приближении к нему также по дыму и некоторым другим признакам. Для понимания распространения фронта горения в практике борьбы с лесными пожарами большое значение имеет изучение изменений в кромке пожара по таким показателям, как интенсивность горения, глубина огненной кромки, продолжительность выгорания материала и др. На примере изучения отжигов А.В. Василенко показал, что интенсивность горения передней (рабочей) кромки прямо пропорциональна теплотворной способности лесного горючего материала, его активному запасу, глуби не кромки огненного вала и скорости распространения огня. Различают пламенное и беспламенное горение. В условиях леса, как мы уже отмечали, такое разделение имеет большое не только теоретическое, но и практическое значение. В то же время они связаны друг с другом взаимными переходами. Процесс сгорания материала при пламенном горении состоит из ряда стадий. Анализируя пламенное горение отдельной условной частицы (хвоинки, веточки, частицы торфа и т. д.), примерно так описывают этот процесс: «…под воздействием тепла от соседних горючих частиц первоначально происходит нагревание поверхности частицы до 100 °С, затем, примерно до 150° С, - испарение различных видов воды, потом начинается процесс разложения строительного материала поверхности частицы (целлюлозы, лигнина и др. веществ) с испарением летучих органических веществ. Процесс быстро ускоряется до максимума при температуре 275-300 °С, при более высоких температурах наступает быстрый спад скорости разложения так, что при 400-450 °С разложение обугленной частицы идет уже медленнее». После окончания процесса разложения на поверхности частицы начинается горение оставшегося угля. Температура при горении угля на поверхности частицы может подниматься до 1000°С и выше. Подобные процессы происходят не только на поверхности частицы, но и в глубине, только со все большим запаздыванием по мере продвижения внутрь частицы. Таким образом, не только на участке кромки пожара, но даже и в одной из горящих частиц можно иметь совокупность почти всех стадий горения. Пламенное горение частицы начинается с подогрева поверхности частицы до 200-300°С и продолжается до подогрева центра: частицы до 400 °С; при значительном диаметре частицы (например, порядки 1 см) температура поверхности к этому времени будет значительно выше. Изучение процессов горения различных видов материалов в лесу заметно продвинулось благодаря трудам Н.П. Курбатского, Г.А. Амосова, Н.Н. Красавиной, Э.В. Конева, С.М. Вонского, А.В. Василенко, В.В. Фуряева, Э.Н. Валендика, М.А. Софронова, А.В. Волокитиной, Г.П. Телицына., М.А. Шешукова. Однако природа горения различных составных частей леса остается еще во многом не раскрытой и требует дальнейших экспериментальных исследований. ЛГМ в действительности встречаются в различных сочетаниях : быстро загораемые - с медленно загораемыми или с материалами, затрудняющими горение и т. д. ЛГМ - это часто своеобразное комплексное горючее, но этим не ослабляется значение его доминирующих элементов. В одних случаях напочвенный запас горючего лесного материала может быть полностью объектом горения, в других лишь частично. Соотношения горимой и негоримой частей запаса меняются и в пространстве, и во времени, в зависимости не только от приведенных выше различий, но и от внешних условий - прежде всего, погоды и характера леса. 20. Классфифкация ЛГМ. По И. С. Мелехову: 1)Наиболее часто загораемые: - Прошлогодняя отмершая трава (весенняя опасность); опавшая хвоя, опавшие мелкие охвоенные сучья с подсохшей или подсыхающей хвоей; кустистые лишайники; - отмирающие и отмершие зеленые мхи (характерные для недавних вырубок); - опавшая листва деревьев и кустарников. 2)Часто загораемые: - многолетние подсыхающие и подсохшие в текущем сезоне злаки, подсохший иван-чай (позднелетняя опасность); обнажения торфа; - зеленые мхи; - полуразложившаяся лесная подстилка; - гнилая древесина, валежник; 3)Редко загораемые: - брусника; - черника; - багульник, голубика, плаун сплюснутый. 4)Очень редко загораемые: - кукушкин лен, сфагнум; - широколистные лесные и луговые травы в вегетирующем состоянии. Различия в загораемости ЛГМ связаны с их морфологическими особенностями, физико-химической природой и реакцией на изменения внешних условий. Лесные горючие материалы 1 и 2 групп являются обычно первичными объектами загорания. Материалы, входящие в 3 и 4, чаще всего представляют собою вторичные объекты загорания, т. е. они загораются после возникновения горения первичных объектов, под влиянием последних; более того, растения из 4 группы, являясь особо огнестойкими задерживают горение, могут препятствовать распространению пожара. Надо понимать и некоторую условность приведенных разграничений. Так, валеж может не загораться от брошенной спички и не считаться первичным объектом, но от пламени расположенного вблизи костра или от залетевшей головни он вполне может стать первичным, причем наиболее опасным объектом загорания. Некоторые исследователи (Н.П. Курбатскмй и др.) придерживаются разделения лесных объектов горения на три класса: 1) проводники горения; 2) материалы, поддерживающие горение; 3) материалы, задерживающие его. Проводники горения это наиболее быстро загорающиеся материалы, обеспечивающие непрерывное распространение пламени по напочвенному покрову. Материалы, поддерживающие горение, это живые растения с постоянной высокой влажностью. Материалы, задерживающие горение, представлены наиболее огнестойкими видами напочвенного покрова. Это деление имеет свои основания, но и оно так же условно, как и рассмотренное ранее. Не всегда возможно механически отделить один класс от другого, может быть их совместное действие. Так, торф может быть и проводником горения, и материалом, поддерживающим горение. Используя это разделение, Э.В. Конев составил схему объектов горения, увязав в ней группы горючих материалов с видами пожара и рассмотренными выше тремя классами  Почвенный Низовой Низовой Низовой Верховой Верховой 21. Гомогенное, гетерогенное, пламенное, беспламенное горение. Стадии сгорания элемента горючего. Различают пламенное и беспламенное горение. В условиях леса, как мы уже отмечали, такое разделение имеет большое не только теоретическое, но и практическое значение. В то же время они связаны друг с другом взаимными переходами. Процесс сгорания материала при пламенном горении состоит из ряда стадий. Анализируя пламенное горение отдельной условной частицы (хвоинки, веточки, частицы торфа и т. д.), примерно так описывают этот процесс: «…под воздействием тепла от соседних горючих частиц первоначально происходит нагревание поверхности частицы до 100 °С, затем, примерно до 150° С, - испарение различных видов воды, потом начинается процесс разложения строительного материала поверхности частицы (целлюлозы, лигнина и др. веществ) с испарением летучих органических веществ. Процесс быстро ускоряется до максимума при температуре 275-300 °С, при более высоких температурах наступает быстрый спад скорости разложения так, что при 400-450 °С разложение обугленной частицы идет уже медленнее». После окончания процесса разложения на поверхности частицы начинается горение оставшегося угля. Температура при горении угля на поверхности частицы может подниматься до 1000°С и выше. Подобные процессы происходят не только на поверхности частицы, но и в глубине, только со все большим запаздыванием по мере продвижения внутрь частицы. Таким образом, не только на участке кромки пожара, но даже и в одной из горящих частиц можно иметь совокупность почти всех стадий горения. Пламенное горение частицы начинается с подогрева поверхности частицы до 200-300°С и продолжается до подогрева центра: частицы до 400 °С; при значительном диаметре частицы (например, порядки 1 см) температура поверхности к этому времени будет значительно выше. Изучение процессов горения различных видов материалов в лесу заметно продвинулось благодаря трудам Н.П. Курбатского, Г.А. Амосова, Н.Н. Красавиной, Э.В. Конева, С.М. Вонского, А.В. Василенко, В.В. Фуряева, Э.Н. Валендика, М.А. Софронова, А.В. Волокитиной, Г.П. Телицына., М.А. Шешукова. Однако природа горения различных составных частей леса остается еще во многом не раскрытой и требует дальнейших экспериментальных исследований. ЛГМ в действительности встречаются в различных сочетаниях : быстро загораемые - с медленно загораемыми или с материалами, затрудняющими горение и т. д. ЛГМ - это часто своеобразное комплексное горючее, но этим не ослабляется значение его доминирующих элементов. В одних случаях напочвенный запас горючего лесного материала может быть полностью объектом горения, в других лишь частично. Соотношения горимой и негоримой частей запаса меняются и в пространстве, и во времени, в зависимости не только от приведенных выше различий, но и от внешних условий - прежде всего, погоды и характера леса. |