Главная страница
Навигация по странице:

  • Рос ы т о чка

  • ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 4. Практическая работа 4 Прогнозирование и оценка обстановки при пожарах


    Скачать 389.5 Kb.
    НазваниеПрактическая работа 4 Прогнозирование и оценка обстановки при пожарах
    АнкорПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 4.doc
    Дата22.01.2018
    Размер389.5 Kb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлаПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 4.doc
    ТипПрактическая работа
    #11862

    ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 4
    Прогнозирование и оценка обстановки при пожарах
    Лес – это совокупность земли, древесной, кустарниковой и травяной растительности и других компонентов окружающей среды, биологически взаимосвязанных и влияющих друг на друга в своём развитии.

    Лесные пожары являются основными факторами, определяющими состояние и динамику лесного фонда РФ, особенно районов Сибири и Дальнего Востока, где площади гарей и погибших насаждений в несколько раз превышают площади необлесившихся вырубок.

    Основной период действия природных пожаров на территории РФ с апреля по октябрь. В конце весны горят леса Приморья, Алтая, Бурятии и Поволжья. Ближе к середине лета огонь перемещается на Северо-Запад РФ – в Карелию, Ленинградскую, Новгородскую и Псковские области. Осенью пожары распространяются на Бурятию, Приамурье, Читинскую область, Хабаровский край. Огромные площади и слабо развитая дорожная сеть делают последствия пожара особенно тяжёлыми.

    Лесной пожар – это неуправляемое (стихийное) горение, распространяющееся по лесной площади.

    Лесные пожары делятся на низовые, верховые и подземные (почвенные). Низовые и верховые пожары могут быть устойчивыми и беглыми.

    Устойчивый низовой пожар распространяется по нижнему ярусу леса (горит напочвенный покров, подлесок, валежник) с малой скоростью (до 0,5 м/мин), охватывая нижние части стволов и выступающие на поверхность корни.

    При беглом низовом пожаре сгорает живой и мёртвый напочвенный покров, валежник, самосев леса, хвойный подрост и подлесок. Такой пожар распространяется со скоростью более 1 м/мин, обходя места с повышенной влажностью покрова.

    Для низового пожара характерна вытянутая форма пожарища с неровной кромкой. Цвет дыма светло-серый, скорость распространения низовых пожаров против ветра в 6-10 раз меньше, чем по ветру.

    При изменении направления ветра усложняется определение формы пожара и его основных элементов: фронта, тыла, флангов. Ориентироваться в обстановке при крупных пожарах можно только с помощью авиации.

    Верховой устойчивый пожар является следующей стадией низового, пламя низового пожара поджигает кроны деревьев, при этом сгорает хвоя, листья, мелкие и более крупные ветви. Переход низового пожара на полог древостоя происходит при сильном ветре, а также в насаждениях с низко опущенными кронами, в разновозрастных насаждениях или при обильном хвойном подросте (особенно на горных склонах при распространении огня вверх). Древостой после верхового пожара, как правило, полностью погибает, остаются только обугленные остатки стволов. При верховом устойчивом пожаре огонь распространяется по кронам по мере продвижения кромки низового пожара.

    При верховом беглом пожаре, который возникает только при сильном ветре, огонь распространяется по кронам деревьев «скачками», опережая фронт низового пожара. Ветер разносит мелкие горящие объекты и искры, которые создают новые очаги низовых пожаров впереди основного очага.

    В ряде случаев огонь «перебрасывается» таким способом через реки, широкие дороги, безлесные участки и другие рубежи локализации пожара.

    Верховые пожары, выделяя большое количество теплоты, вызывают восходящие потоки продуктов горения и нагретого воздуха и образуют конвективные колонки диаметром в несколько сотен метров. Их поступательное движение совпадает с направлением продвижения фронта пожара. Пламя в середине колонки пожара может подниматься на высоту 100-120 м. 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 тёмный.

    Подземные (почвенные) пожары возникают на хорошо просохших участках с торфяными почвами или с мощным слоем лесной подстилки (до 20 см и более). Пожар по слою торфа распространяется медленно – до нескольких метров в сутки. Торф и лесная подстилка сгорают на всю глубину сухого слоя или до минеральной (земляной) почвы.

    Чаще всего почвенные лесные пожары представляют собой дальнейшую стадию развития низовых. На первой стадии пожара более сухой торфянистый выгорает только под деревьями, которые беспорядочно падают и лесной участок, повреждённый пожаром, выглядит как изрытый. Затем продолжается почвенное воронкообразное горение в глубь торфяного слоя. При ветре горячие частицы торфа и лесной подстилки перебрасываются на соседние участки, способствуя развитию пожара по площади торфяника и возникновению низовых пожаров.

    К крупным лесным пожарам относят пожары площадью более 200 га в Азиатской части РФ и более 25 га в Европейской части РФ. 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 (III – V классов пожарной опасности), 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 угроза уничтожения огнём населённых пунктов и объектов различного назначения, расположенных в лесных массивах или вблизи них.

    Почти все крупные пожары возникают в экстремальных погодных условиях в засуху.

    Засуха – это бездождевой период, достаточно продолжительный для того, чтобы усваиваемая растениями влага в корнеобитаемом слое почвы была исчерпана. Например, критическим условием возникновения крупных пожаров в лесах Сибири и Дальнего Востока являются весной – 10 дневный период без дождя, летом – 20 дневный, осенью 30…40 дневный.

    Основными поражающими факторами лесных пожаров являются:

    - теплофизический, проявляющийся в виде пламени, нагрева тепловым потоком, теплового удара, помутнения воздуха;

    - химический, проявляющийся в виде загрязнения атмосферы, почвы, грунтов, гидросферы.

    Критериями чрезвычайной лесопожарной ситуации служат:

    - наличие крупных лесных пожаров;

    - количество возникающих в один день одновременно действующих лесных пожаров, превышающее средний многолетний уровень;

    - наличие лесных пожаров, вышедших из-под контроля.

    В лесной пирологии принято определение пожарной опасности – угроза возникновения пожара, выражаемая его вероятностью.

    Предпосылками чрезвычайной ситуации являются:

    - 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, V классами пожарной опасности;

    - атмосферная засуха в любое время пожароопасного сезона;

    - наличие в лесном фонде бесконтрольных источников огня и частые грозовые разряды при высокой степени пожарной опасности в лесу по условиям погоды.

    Степень пожарной опасности в лесу по условиям погоды определяется по комплексному показателю (К), который вычисляется на основе данных о температуре воздуха, температуре точки росы, количестве выпавших осадков по формуле:
    К = (tвоз tросы) ∙ tвоз, (1)

    где, tвоз – температура воздуха в 12 часов по местному времени, 0С; tросы – точка росы в 12 часов по местному времени, 0С, n – число дне после дождя.

    Примечание: Росы точка, температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы достичь состояния насыщения водяным паром при данном влагосодержании и неизменном давлении. При достижении точки росы в воздухе или на предметах, с которыми он соприкасается, начинается конденсация водяного пара.
    Общероссийская шкала имеет пять классов пожарной опасности в лесу по условиям погоды (табл. 1).

    Таблица 1
    Шкала пожарной опасности в лесу по условиям погоды


    Класс пожарной опасности по условиям погоды

    Значение комплексного показателя

    Степень пожарной опасности

    I

    до 300

    -

    II

    от 300 до 1000

    малая

    III

    от 1001 до 4000

    средняя

    IV

    от 4001 до 10 000

    высокая

    V

    более 10 000

    чрезвычайная


    Для отдельных регионов разработаны региональные шкалы пожарной опасности в лесу по условиям погоды, учитывающие местные особенности и в которых значения комплексного показателя по классам отличаются от значений общероссийской шкалы.

    Каждому типу лесного массива соответствует свое значение комплексного показателя К, при котором возможно возгорание лесного массива табл. 2.
    Таблица 2
    Значения комплексного показателя пожарной опасности, при котором возможно возгорание леса


    Наименование участка леса

    К

    сосняки-брусничники

    300

    ельники-брусничники

    500

    сосняки

    550

    смешанные

    800

    лиственные

    900

    березняки-черничники

    900

    травяные насаждения

    5000


    Для РФ по загораемости может быть выделено тои основные группы древесных пород. К первой группе относятся типы лесов, характеризующиеся наибольшей загораемостью (хвойные молодняки, сосняки с наличием соснового подростка), ко второй группе – умеренной загораемости (сосняки, ельники, кедровники), к третьей группе – трудно загорающиеся (березняки, ольховники и другие лиственные породы).

    У распространяющегося лесного низового пожара различают фронт, тыл и фланги, линейные скорости которых в зависимости от скорости леса и группы лесов приведены на рис. 1 и рис. 2.


    Рис. 1. Зависимость линейной скорости распространения низового пожара от скорости ветра для насаждений первой группы по загораемости (римскими цифрами обозначены классы пожарной опасности погоды)


    Рис. 2 Зависимость линейной скорости распространения низового пожара от скорости ветра (Vв) для насаждений второй группы по загораемости (римскими цифрами обозначены классы пожарной опасности погоды)
    Приращение периметра пожара ΔП (м) за время распространения τ (ч) находится по формуле:
    ΔП = 3,3 ∙ Vф τ, (2)
    где, Vф – скорость распространения фронта пожара, м/с.
    Если начальный периметр пожара П0 (м) известен, то через время с начала пожара периметр будет равен:
    П = П0 + ΔП, (3)
    Площадь пожара S (га) рассчитывается по формуле:
    S= 4 ∙ 10-6 ∙ П2, (4)
    Доля непригодной к реализации древесины после верхового пожара может быть определена по табл. 3.
    Таблица 3
    Доля (%) непригодной к реализации древесины по видам после верховых пожаров


    Вид пожара

    Сосна

    Кедр

    Ель, пихта

    верховой устойчивый

    50

    30

    70

    верховой беглый

    30

    20

    60


    Пример: На лесной территории площадью 1000 га с хвойными насаждениями (сосна) установилась жаркая сухая погода с температурой в 12 часов дня tвоз = 25 0С. Принимая, что точка росы равна tросы = 21 0С, определить:

    1.Через сколько дней после установления жаркой погоды возникнет пожароопасная обстановка.

    2. Последствия пожара через 24 часа после возникновения, если начальный периметр низового пожара П0 = 10 000 м, а скорость ветра 4 м/с.

    Решение:

    1.Из формулы (1) с учётом данных табл. 2 найдём количество дней через которое возникнет пожароопасная обстановка при условии, что в эти дни tвоз, tросы – постоянны.

    Для этого перепишем выражение (1):
    К = n ∙ (tвоз tросы) ∙ tвоз.
    и решим полученное уравнение относительно n:

    n= К / [(tвоз tросы) ∙ tвоз].
    Тогда по условиям примера К = 550 – сосняки. Подставляя значения в формулу (2) получим:
    n= 550 / [(25 – 21) ∙ 25] = 5,3 дня.
    2. Учитывая, что сосняки относятся к первой группе по загораемости, для скорости ветра 4 м/с и II класса пожарной опасности (300 < K < 1000) табл.2, по графику рис.1, а определяем, что линейная скорость фронта низового пожара равна Vфр = 90 м/ч, а линейные скорости распространения Vфл и тыла Vт определим по графику рис.1, б и рис. 1, в: Vфл = 20 м/ч, Vт = 10 м/ч.
    3. Приращение периметра ΔП за τ = 24 часа найдём по формуле (2):
    ΔП = 3,3 ∙ 90 ∙ 24 = 7100 м.
    4. Периметр пожара П через 24 часа после загорания по формуле (3) будет:
    П = 10 000 + 7100 = 17100 м.
    5. Площадь пожара через 24 часа после будет равна (4):
    S = 4 ∙ 10-6 ∙ 171002 = 1200 га.
    6. Определим время, за которое пожар охватит весь лесной массив площадью S0 = 1000 га, используя формулы (2) – (4) приняв S =S0 :
    τ = (- П0)/(3,3 ∙ Vфр) = (- 10 000)/(3,3 ∙ 90) = 19,5 ч.
    7. Согласно табл. 3 , в случае возникновения верхового устойчивого пожара 50 % леса окажется непригодной к реализации.

    Задание
    1. Определить последствия пожара
    Исходные данные


    № п/п

    Площадь территории, га

    Температура воздуха, 0С

    Точка росы, 0С

    Последствия пожара, ч

    Периметр, м

    Скорость ветра, м/с

    Вид пожара

    Насаждения

    1

    500

    7

    -0,21

    24

    1000

    2

    верховой устойчивый

    сосна

    2

    1000

    8

    -0,72

    36

    2000

    4

    верховой беглый

    кедр

    3

    1500

    9

    1,66

    48

    10000

    6

    верховой устойчивый

    ель

    4

    2000

    10

    2,6

    60

    15000

    8

    верховой беглый

    сосна

    5

    500

    11

    3,54

    24

    1000

    2

    верховой устойчивый

    кедр

    6

    1000

    12

    4,48

    36

    2000

    4

    верховой беглый

    ель

    7

    1500

    13

    5,42

    48

    10000

    6

    верховой устойчивый

    сосна

    8

    2000

    14

    6,36

    60

    15000

    8

    верховой беглый

    кедр

    9

    500

    15

    7,3

    24

    1000

    2

    верховой устойчивый

    ель

    10

    1000

    16

    8,24

    36

    2000

    4

    верховой беглый

    сосна

    11

    1500

    17

    9,18

    48

    10000

    6

    верховой устойчивый

    кедр

    12

    2000

    18

    10,12

    60

    15000

    8

    верховой беглый

    ель

    13

    500

    19

    11,06

    24

    1000

    2

    верховой устойчивый

    сосна

    14

    1000

    20

    12,0

    36

    2000

    4

    верховой беглый

    кедр

    15

    1500

    21

    12,94

    48

    10000

    6

    верховой устойчивый

    ель

    15

    2000

    22

    13,88

    60

    15000

    8

    верховой беглый

    сосна

    17

    500

    23

    14,82

    24

    1000

    4

    верховой устойчивый

    кедр

    18

    1000

    24

    15,76

    36

    2000

    6

    верховой беглый

    ель

    19

    1500

    25

    16,7

    48

    10000

    8

    верховой устойчивый

    сосна

    Продолжение таблицы


    № п/п

    Площадь территории

    га

    Температура воздуха, 0С

    Точка росы, 0С

    Последствия пожара, ч

    Периметр м

    Скорость ветра, м/с

    Вид пожара

    Насаждения

    20

    2000

    26

    17,64

    60

    1000

    2

    верховой беглый

    кедр

    21

    500

    27

    18,57

    24

    2000

    4

    верховой устойчивый

    ель

    22

    1000

    28

    19,5

    36

    10000

    6

    верховой беглый

    сосна

    23

    1500

    29

    20,44

    48

    15000

    8

    верховой устойчивый

    кедр

    24

    2000

    30

    21,38

    60

    1000

    2

    верховой беглый

    ель

    25

    500

    31

    22,32

    24

    2000

    4

    верховой устойчивый

    сосна

    25

    1000

    32

    23,26

    36

    10000

    6

    верховой беглый

    кедр

    27

    1500

    33

    24,2

    48

    15000

    8

    верховой устойчивый

    ель

    28

    2000

    34

    25,14

    60

    1000

    4

    верховой беглый

    сосна

    29

    500

    35

    26,08

    24

    2000

    6

    верховой устойчивый

    кедр

    30

    1000

    6

    -1,04

    36

    10000

    8

    верховой беглый

    ель


    2. Подготовить ответы на вопросы.

    2.1 Что является предпосылками чрезвычайной противопожарной ситуации.

    2.2 Как определяется степень пожарной опасности в лесу по условиям погоды

    2.3 Группы древесных пород по загораемости

    2.4 Характеристика почвенных пожаров

    2.5 Характеристика верхового пожара

    2.6 Основные поражающие факторы лесных пожаров

    2.7 Характеристика низового пожара

    2.8 Определение лесного пожара

    2.9 Характеристика верхового устойчивого пожара

    2.10 Что является предпосылками чрезвычайной ситуации (пожара).
    написать администратору сайта