Факторы влияющие на развитие лесных пожаров.
Лесные горючие материалы.
В лесу в изобилии имеются растительные горючие материалы и кислород воздуха. Источник высокой температуры (огонь), который может замкнуть символический треугольник (рис. 1) и вызвать горение, попадает извне. Это оставленный без присмотра и разведенный вне установленного места костер, брошенный горящей окурок или спичка, искры из выхлопных труб различных механизмов, выжигание остатков прошлогодней растительности, а также другие антропогенные источники огня, связанные с деятельностью человека. Природным источником огня являются разряды молний облако-земля. Возможность распространения горения по напочвенному покрову, с которого начинаются все лесные пожары, зависит от количества и. непрерывности слоя проводников горения, таких как кустистых лишайников, мхов, опада. подстилки и др. не менее 0.2 кг на м2.
По условиям загорания горючие материалы можно разделить на две основные группы: легковоспламеняющиеся и быстрогорящие материалы (проводники горения) - сухая трава, мхи. лишайники, отмершие листья, хвоя, мелкие ветки, сучья, некоторые кустарники, самосев и др. Эти 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 и усилению действия пожара. Имеется также третья группа - травянистых растений, которые в следствии высокого влагосодержания сдерживают распространение горения. В зависимости от видов горючих материалов, характерных для определенных типов леса и категорий лесных площадей, устанавливается опасность возникновения лесных пожаров.
Природная пожарная опасность.
Оценка лесных участков по степени опасностивозникновения в них лесных пожаров (природной пожарной опасности насаждений) производится по шкале применяемой при лесоустройстве и подготовке проекта организации по ведению лесного хозяйства в лесном фонде лесхоза:
| Класс пожарной опасности | Объект загорания (характерныетипы леса и типы вырубок, другие категории насаждений и безлесных пространств) | Наиболее вероятные виды пожаров, условия и продолжительность периода их возможного возникновения и распространения |
| I | Хвойные молодняки. Сплошные вырубки: лишайниковые, вересковые,вейниковые и другие типы вырубок по суходолам (особенно захламленные). Сосняки лишайниковые и верещатники. Расстроенные, отмирающие и сильно поврежденные древостой (сухостойники. участки бурелома и ветровала, недорубы), участки условно-сплошных и интенсивных выборочных рубок. Захламленные гари. | В течение всего пожароопасного сезона возможны низовые пожары, а на участках с наличием древостоя верховые. На вейниковых и других травяных типах вырубок по суходолу особенно значительная пожарная опасность весной, а в некоторых районах и осенью |
| II | Сосняки, брусничники, особенно с наличием соснового подроста или подлеска из можжевельника выше средней густоты Листвяги кедрово-стланцевые. | Низовые пожары возможны в течение всего пожароопасного сезона; верховые -в периоды пожарных максимумов |
| III | Сосняки, кисличники и черничники. Листвяги брусничники. Кедровники всех типов, кроме приручейных и сфагновых. Ельники, брусничники и кисличники. | Низовые и верховые пожары возможны в период летнего пожарного максимума, а в кедровниках, кроме того, в периоды весеннего и особенно осеннего максимумов. |
| IV | Сплошные вырубки таволговых и долгомошниковых типов (особенно захламленные). Сосняки, листвяги и насаждения лиственных пород травяных типов, Сосняки, ельники сложные, липняковые, лещиновые, дубняковые. Ельники-черничники. Сосняки сфагновые и долгомошниковые. Кедровники приручейные и сфагновые. Березняки: брусничники, хмеличники, черничники и сфагновые. Осинники, кисличники и черничники. Мари. | Возникновение пожаров (в первую очередь низовых) возможно в травяных типах леса и на таволговых вырубках в периоды весеннего и осеннего пожарных максимумов, в остальных типах леса и на долгомошниковых вы- рубках - в период летнего максимума. |
| V | Ельники, березняки и осинники долгомошники. Ельники сфагновые и приручейные. Ольшаники всех типов. | Возникновение пожара возможно только при особо неблагоприятных условиях (длительная засуха). |
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 на паровозной тяге, 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.
Виды лесных пожаров.
Лесной пожар это стихийное неуправляемое распространение огня на лесной площади. Исходя из этого всякое неуправляемое распространение огня на лесной площади, независимо от величины охваченной им площади, является лесным пожаром. В то же время распространение по лесной площади управляемого (контролирующего) огня, например сжигание порубочных остатков, пуск отжига для уничтожения горючих материалов перед фронтом лесного пожарапри его тушении, а также проведение других контролируемых огневых работ, не является лесным пожаром. Различают три основных вида лесных пожаров, которые распределяются по количеству и пройденной площади в следующем порядке (табл. 1).
Таблица 1
| NN ПП | Виды лесных пожаров | Количество пожаров, % (1985-1995 ГГ.) | Площадь, пройденная огнем, % |
| Низовые | 98,0 | 81.40 | |
| Верховые | 1.5 | 18,58 | |
| Подземные (почвенные, торфяные) | 0.5 | 0.02 |
Низовой пожар характеризуется распространением огня по напочвенному покрову. При этом горит лесной опад, состоящий из мелких ветвей, коры, хвои, листьев; сухая трава и травянистая растительность; живойнапочвенный покров из трав, мхов, мелкий подрост и кора в нижней части древесных стволов. По скорости распространения огня и характеру горения низовые пожары имеют две формы - беглый и устойчивый. Беглый низовой пожар, как правило, развивается в весенний период, когда подсох лишь самый верхний слой мелких горючих материалов напочвенного покрова (опад) и прошлогодняя травянистая растительность. Скорость распространения огня довольно значительна - 180-300 м/ч и находится в прямой зависимости от скорости ветра в приземном слое. При этом участки с повышенной влажностью покрова остаются нетронутыми огнем и площадь, пройденная огнем, имеет пятнистую форму, В хвойных насаждениях с низко опущенными кронами огонь беглого низового пожара может перейти в верховой.
Устойчивый низовой пожар характеризуется полным сгоранием напочвенного покрова и лесной подстилки. Устойчивые низовые пожары развиваются обычно в середине лета, когда подстилка просыхает по всей толщине залегания. На участках, пройденных устойчивым пожаром, сгорает полностью подрост, подлесок, лесная подстилка. Частично обгорают корни и кора деревьев, в результате чего насаждения получают серьезные повреждения, а часть деревьев прекращает рост и гибнет. На торфяных почвах такие пожары могут перейти в подземные (торфяные), а в молодняках и многоярусных насаждениях с наличием хвойного подроста - в верховые. Скорость распространения огня в устойчивом пожаре варьирует от нескольких метров до 180 м/час. По статистическим данным за последние пять лет (1990-1995 гг.) низовые пожары в среднем составляют 97-98%, а охваченная ими площадь - около 87-89% от всех зарегистрированных случаев лесных пожаров.При верховом пожаре - огонь распространяется по кронам деревьев, при этом, чаще всего, горит весь древостой. Возникновение и развитие верховых пожаров чаще всего происходит.
От низового пожара в древостоях с низко опущенными кронами, в разновозрастных хвойных, в многоярусных и с обильным подростом насаждениях, а также в горных лесах. Наиболее подвержены верховым пожарам хвойные молодняки на сухих повышенных местах, заросли кедрового стланика и дуба кустарниковой формы (весной с наличием сухого прошлогоднего листа). В горных лесах все хвойные насаждения, расположенные в верхней части крутых склонов или на перевалах, как правило, горят верховым гнем. Возникновению верховых пожаров в значительной степени способствуют засухи к сильные ветры. Количество случаев верховых пожаров составляет около 1,5-2.0%,а пройденная ими площадь - около 10-12% от площади всех пожаров. Подземный (торфяной) пожар развивается в результате заглубления огня низового пожара в нижние слои подстилки и торфяной слой почвы. При почвенном пожаре сгорают корни и деревья падают, как правило, вершинами к центру пожара, который в большинстве случаев имеет круглую или овальную форму пожарища. Скорость распространения огня почвенного пожара незначительна - от нескольких десятков сантиметров до нескольких метров в сутки. Поля почвенных пожаров составляет всего лишь 0,5-1.0% от всех пожаров, а площадь менее 196. Однако, в отдельные засушливые годы эти значения могут достигнуть значительных величин.
По силе действия лесные пожары классифицируются как слабые, средние и сильные. Профессор Н.П. Курбатский (1962 г.) предложил следующие значения показателей силы развития пожаров:
| Лесные пожары | Слабый | Средний | Сильный |
| Низовой лесной пожар Скорость распространения огня, м/мин Высота пламени в м | до 1 до 0,5 | до 3 до 1,5 | свыше 3 более 1.5 |
| Верховой лесной пожар Скорость распространения огня, м/мин | до 25 | до 50 | более 50 |
| Подземный лесной пожар Глубина прогорания, см | до 3 | до 100 | свыше 100 |
Сила пожара определяется по наиболее интенсивной части пожара иможет меняться во времени в зависимости от погодных условий, характеристики места горения и времени суток. Структура и элементы лесного пожара приведены на рис. 2.
Кроме вида лесного пожара имеется понятие - крупный лесной пожар - пожар достигший более 25 га в районах интенсивного ведения лесного хозяйства (район наземной охраны) и более 200 га в таежной зоне (район авиалесоохраны). Количество таких пожаров не велико 1-2% в год, но пройденная ими площадь достигает 60-70% от всех пожаров.
Горимость лесовхарактеризуется количеством лесных пожаров и пройденной ими лесной площади и определяется следующими основными факторами: степенью природной пожарной опасности лесных площадей; погодными условиями и источниками огня, а также уровнем организации службы охраны лесов от пожаров.
Для лесного Фонда России горимость характеризуется следующими данными:
Таблица 2
| Годы | Среднее количество пожаров. (тыс. в год) | Средняя площадь пожаров, (тыс.га в год) | Средня площадь пожара, га |
| 1966-1970 | 19.5 | 283,3 | 14.5 |
| 1971-1975 | 20,9 | 525.7 | 25.2 |
| 1976-1980 | 14.4 | 396,4 | 27.4 |
| 1981-1985 | 13.9 | 308,9 | 22.2 |
| 1986-1990 | 13.7 | 693,8 | 50.6 |
| 1991-1995 | 21.3 | 602.1 | 28,2 |
Факторы влияющие на развитие лесных пожаров.
На распространение лесного пожара оказывают влияние многие факторы, которые могут усиливать или ограничивать распространение горения.
Основными факторами являются: горючие материалы, рельеф местности, погодные условия и время года.Горючие материалы - их вид. количество, состояние и распределение имеют основное значение в распространении лесных пожаров. Так, от пожарной зрелости (сухости) материалов, их количества, зависит 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 тонн на гектар. Немаловажное значение на распространение огня имеет равномерность и непрерывность распределения горючих материалов. Искусственные преграды (ручьи, реки, озера), разделяющие насаждения и горючие материалы, ограничивают распространение лесных пожаров.
Рельеф местности оказывает влияние на "созревание" горючих материалов, направление и скорость распространения горения. В горных условиях направление и скорость распространения пожара зависит от экспозиции и крутизны склонов. Пожар охотно распространяется вверх по склону и чем круче склон, тем выше скорость движения огня.
В равнинных условиях пожар распространяется, как правило, в направлении ветра, а при его отсутствии - равномерно во всех направлениях (при однородных горючих материалах).Погодные условия имеют решающее значение - дожди и высокая влажность ограничивают или 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.
Время года (весна, лето, осень) 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 - низовые пожары при которых сгорает напочвенный покров и частично гумус лесной подстилки, более устойчивы. При определенных условиях (ветер, низко расположенные ветви крон хвойных культур, подроста и др. ) огонь может перейти в верховой (на кроны деревьев) и полностью уничтожить насаждение. Летние и летне-осенние низовые пожары весьма устойчивы и уничтожают на своем пути напочвенный покров, подлесок, весь слой гумуса и поверхностные корни древесных пород, а при наличии торфяных почв заглубляются, переходя в подземные, или могут перейти в верховые. Осенние лесные пожары, в основном низовые, развиваются, как правило, только в дневное время, ночью из-за невысоких температур воздуха и влажности горение замедляется или прекращается.
Продолжительность пожароопасного сезона (времени года, когда по условиям погоды могут возникать лесные пожары - период с момента схода снежного покрова до наступления осенней, устойчивой дождливой погоды или образования снежного покрова) в днях варьирует в довольно широких пределах и зависит от географической широты местности. Так на широте 68-72° она колеблется от 45 до 115 дней, а на широте 40-44° - от 175 до 250 дней в году.
Причины лесных пожаров
По данным многолетних наблюдений основными причинами возникновения лесных пожаров являются деятельность человека (в 85-90% случаев) и молнии (в 10-15% случаев). Наиболее часто массовые вспышки лесных пожаров возникают после прохождения "сухих" фронтальных гроз, развивающихся на малоподвижных холодных атмосферных фронтах. Как правило, им предшествует длительный сухой период, характеризующийся высокой температурой и низкой влажностью воздуха и лесных горючих материалов, т.е. высокой степенью пожарной опасности в лесу. Не каждый удар молнии, достигающий земли, (леса) вызывает загорание. По данным специалистов службы охраны лесов Канады, из 100 ударов молний только в 1-2 случаях возникают лесные пожары. Эти данные получены на основании регистрации грозопеленгаторами молний, достигающих земной поверхности. Лесные пожары от молний появляются, как правило, через несколько часов, а иногда и суток, хотя нередки случаи появления горения и дыма, особенно в сухих борах, одновременно с ударом молнии. На лесной территории практически всегда имеются источники огня, способные при определенных условиях вызвать загорание лесных горючих материалов. Опасность источников огня зависит в основном от влажности горючих материалов. По данным И.С.Мелехова (1979 г.). различные источники могут вызвать лесной пожар при следующей влажности лесных горючих материалов.
Таблица 3
| Влажность лесных горючих материалов в лесной подстилке, % | Опасные источники огня |
| 21-25 и выше | Костры, хозяйственные палы |
| 16-20 | Горящие спички, молнии |
| 11-15 | Тлеющие окурки, пепел из трубок |
| 7-10 | Тлеющие спички |
| 5-6 | Искры от двигателей внутреннего сгорания |
По данным исследований института леса им. В.Н.Сукачева СО РАН молнии вызывают лесные пожары при влажности горючих материалов в лесной подстилке менее 7%. Источники огня (кроме перечисленных в таблице) могут быть самыми разнообразными, в т.ч.: искры и раскаленная окалина металла при сварке металлоконструкций и ремонте техники в лесу; загорание мха, попадающего на выхлопные трубы колесных и гусеничных машин; проведение различны огневых работ (выжигание прошлогодней травы, стерни, сжигание порубочных остатков, строительного хлама и т.п.); самовозгорание торфа в караванах на торфопредприятиях с последующим переходом огня в лес, стрельба на полигонах, использование на охоте зарядов с тлеющими пыжами и др. Основные учитываемые причины лесных пожаров приведены в табл.4.
Таблица 4
| NN ПП | Основные причины возникновения лесных пожаров Количество лесных пожаров | Количество лесных пожаров, % 1985г. | Количество лесных пожаров, % 1990г. | Количество лесных пожаров, % 1995г. |
| 1. | Сельскохозяйственные палы | 7.3 | 7.2 | 3.1 |
| 2. | Лесозаготовки | 2.9 | 2.4 | 0.8 |
| 3. | Экспедиции | 0.9 | 0.7 | 0.1 |
| 4. | Другие организации и предприятия | 5.0 | 4,2 | 1.6 |
| 5. | Население | 64.8 | 64.3 | 81.8 |
| 6. | Неустановленные причины | 3.1 | 3.7 | 1.9 |
| 7. | Молнии | 16.0 | 17.5 | 10,7 |
Кроме перечисленных, в зарубежных странах учитываются такие причины, как поджоги, совершаемые в различных целях. Так, например, в сентябре 1989 г. лесные пожары от поджогов охватили центральную и северную часть Португалии и приняли характер национального бедствия. Огнем были охвачены сотни тысяч гектаров лесов, в борьбе со стихией погибли несколько десятков человек. Распространению огня способствовали засуха и сильные ветры. Только за несколько дней сентября 1989 г. было арестовано более 70 поджигателей, которые в большинстве своем являлись перекупщиками древесины. Поджигая эвкалиптовые и сосновые насаждения, они добиваются того, что эти ценные породы распродаются землевладельцами за бесценок. В США и Канаде нередки случаи поджогов безработными, которые затем привлекаются на тушение и имеют определенный заработок.