Условия возникновения и развития лесных пожаров.

Возникновение и развитие лесных пожаров возможно при наличии: горючего материала, благоприятных условий для созревания и загорания лесных горючих материалов, источника огня (рис. 3.5). При отсутствии любой из этих составляющих возникновение лесного пожара невозможно. Причину лесного пожара определяет источник огня, возможность воспламенения горючих материалов.

Рис. 3.5. Возникновение лесного пожара

(Триада загорания леса).

Горючих материалов для возникновения и развития пожаров в лесу всегда хватает. Влияние на их готовность к воспламенению, скорость распространения и характер пожара оказывают метеорологические условия (осадки, температура и влажность воздуха, скорость ветра, облачность и др.), рельеф местности, характер растительного покрова и другие факторы.

Одним из самых важных климатических факторов, снижающих пожарную опасность в лесу, являются осадки. После их выпадения ЛГМ увлажняются и на протяжении нескольких дней после дождя не загораются. Снижение влажности ЛГМ ниже 45 % - признак наступления пожарной опасности в лесу. Чрезвычайная пожарная опасность наступает после длительных засух при влажности ЛГМ менее 10 %. Критическое содержание влаги, при котором возможно распространение горения для отмерших трав 15-20 %, зеленых мхов -35-40 %, лесной подстилки - 50-60 %, торфа 400-500 % (Коровин, Андреев, 1988).

Температура воздуха оказывает влияние на пожарную опасность через дефицит влажности, появление и отмирание напочвенного покрова. Повышение температуры воздуха и почвы приводит к усилению водопоглощения растениями и ослабляет высыхание напочвенного покрова с одной стороны, а с другой –нагревание ЛГМ способствует повышению пожарной опасности.

Облачность замедляет скорость высыхания ЛГМ, а образование кучевых облаков над лесными регионами создает условия для тушения лесных пожаров искусственно вызываемыми осадками.

Ветер ускоряет испарение влаги, содействует более быстрому наступлению пожарной зрелости ЛГМ, обеспечивает зону горения новыми порциями кислорода, усиливает интенсивность горения на фронтальной кромке пожара, приводит к образованию новых очагов горения и при благоприятных условиях может способствовать переходу сильных низовых пожаров в верховые. Общеизвестно влияние рельефа местности и экспозиции склона на скорость созревания ЛГМ, интенсивность горения и скорость распространения пожара. По исследованиям М.А. Софронова, скорость низового пожара, распространяющегося вверх по склону крутизной 25-40⁰ и более, повышается в 10 и более раз. Низовой пожар в таких условиях часто переходит в верховой.

На скорость распространения и вид пожара оказывает влияние лесоводственно-таксационная характеристика древостоев и пирологическая характеристика ЛГМ. При толстом и рыхло сложенном слое ЛГМ могут возникать верховые пожары сильной интенсивности.

Неоднородность ЛГМ и непостоянство метеорологических условий обусловливает изменение процесса горения во времени и пространстве.

Под развитием лесного пожара понимается процесс перехода пожара от простой формы к более сложной. Особенности развития пожара определяются конкретными физико-географическими условиями: климатом, характером лесной растительности, расчлененностью территории естественными или искусственными противопожарными барьерами (реки, озера, дороги и т.д.). Под влиянием этих факторов пожар в процессе распространения принимает определенную форму и вид.

В начальной стадии пожар развивается в виде низового, но в ряде случаев он может переходить и в другие виды. Так, на площади с хорошо развитым напочвенным покровом и дерновым горизонтом при устойчивой засухе после прохода кромки низового пожара в местах накопления большого количества ЛГМ (валеж, кучи хвороста и т.д.) горение продолжается и постепенно заглубляется в дернину, которая, как правило, выгорает до минерального слоя почвы. Такие пожары относят к подстилочно-гумусовым. По аналогичной схеме развиваются торфяные пожары.

Географизм лесных пожаров.Лесные пожары, как и лес, рассматриваются как явление географическое. По мнению И.С. Мелехова, географизм пожаров проявляется: 1) в разной степени опасности их возникновения и воздействия на лесные биогеоценозы в различных регионах; 2) в сезонной горимости лесов и продолжительности пожароопасных сезонов; 3) в разной горимости лесов из-за неодинаковой плотности населения и характера его деятельности; 4) в географических особенностях самих лесов; 5) в различных послепожарных изменениях в лесах разных регионов и т.д.

Продолжительность пожароопасных сезонов в Беларуси увеличивается с севера на юг. В северной части республики на 55° северной широты средняя продолжительность пожароопасного сезона составляет 142 дня, а в южной - 179 дней.

Классификация лесных пожаров.За 100 с лишним лет до выделения лесной пирологии как самостоятельной дисциплины в 1835 г. П. Перелыгиным лесные пожары были разделены на три вида: по земле, по вершинам и по лесной почве. На протяжении почти всего этого периода классификация лесных пожаров почти не изменялась. Только в 1947 году И.С. Мелехов внес уточнения в названия видов пожаров. В зависимости от характера воздействия огня на составные части насаждений пожары им разделены на: низовые, верховые и торфяные (подземные), каждый из которых в зависимости от скорости продвижения кромки пожара и доминирующего комплекса горючих материалов - на подвиды. И.С. Мелехов (1978) считает, что при разработке классификации лесных пожаров необходимо учитывать: 1) влияние огня на компоненты насаждений; 2) характер объекта в целом; 3) повторяемость пожаров; 4) время сезона и суток; 5) величину охваченной огнем площади; 6) причину возникновения; 7) особенности характера послепожарных изменений и др.

По воздействию огня на компоненты насаждений пожары делятся на три вида: низовой, верховой и торфяной (подземный).

Низовой пожар - пожар, распространяющийся по нижним ярусам растительности, лесной подстилке и опаду. На долю этих пожаров приходится до 98 % их общего количества. По скорости распространения и характеру горения низовые пожары делятся на беглые и устойчивые. Беглые низовые пожары чаще всего возникают ранней весной, когда пожарной зрелости достигают самые верхние слои опада, лесной подстилки и отмершая лесная трава. Скорость распространения таких пожаров превышает 0,5 м/мин. При таких пожарах деревья обычно не повреждаются, но в хвойных молодняках возможна угроза перехода в верховые. Устойчивые верховые пожары распространяются со скоростью до 0,5 м/мин с преобладающим беспламенным горением подстилки, валежа и других компонентов ЛГМ. Возникают такие пожары преимущественно в летне-осенний период. При устойчивых низовых пожарах погибает напочвенный покров, подрост и подлесок, повреждаются нижние части стволов и корни. На торфяных почвах устойчивые низовые пожары могут переходить в торфяные, а в молодняках и многоярусных насаждениях с наличием хвойного подроста - и в верховые. Для низового пожара характерна вытянутая форма горельника, светло-серый цвет дыма, температура горения - 700-800⁰С.

Верховой пожар - это лесной пожар, охватывающий весь полог леса. Он является последующей стадией интенсивного низового пожара. Переходу низового пожара в верховой способствуют вертикальная сомкнутость древесного полога, наличие густого хвойного подроста и подлеска и ряд других факторов. Беглый верховой пожар распространяется со скоростью более 60 м/мин и значительно опережает скорость одновременного горения нижних ярусов лесной растительности. Возникают верховые пожары в летне-осенний период при сильных ветрах. Огонь по пологу распространяется очень быстро, скачками и периодически опережает фронт низового пожара. Устойчивый верховой пожар - это верховой пожар, распространяющийся со скоростью до 60 м/мин, периодически опережающий и ускоряющий распространение огня по нижним ярусам лесной растительности. При устойчивом верховом пожаре происходит более полное сгорание напочвенного покрова, подроста, подлеска, хвои, крупных ветвей и поврежденных стволов деревьев. Такие пожары возникают в хвойных молодняках и многоярусных хвойных древостоях. При верховых пожарах дым темно-серый, высота пламени над уровнем крон до 5-8 м, температура пламени - 900-1200°С. Форма пожарища сильно вытянутая.

Торфяной пожар (подземный) - лесной пожар, при котором сгорает органический слой заболоченных и болотных почв. Он представляет дальнейшую стадию развития низового пожара на участках с торфяными почвами или толстым слоем (более 20 см) лесной подстилки. Возникают такие пожары в летне-осенний период после длительных засух. При торфяном пожаре сгорают корни деревьев, и они падают в зону горения. Горение распространяется медленно, до нескольких сантиметров (метров) в сутки. Иногда низовые пожары переходят в торфяные в нескольких местах и образуют многоочаговые пожары. Тлеющие частицы торфа с высохших кавальеров мелиоративных канав могут разноситься сильным ветром до 50 м и более, создавая новые очаги горения. Тепло, выделяющееся при торфяном пожаре, накапливается в слое торфа и подготавливает к горению смежные слои. По этой причине торф может гореть при абсолютной влажности до 500 %. Дым торфяного пожара светло-серый, неподвижный, температура пламени 1000-1200°С. Конфигурация торфяного пожара приближается к кругу.

По виду горючего материала, сгорающего в огне, выделены следующие разновидности: низовые (подстилочно-гумусовые, напочвенные, кустарниковые, валежные, пневые), верховые (вершинные, стволовые, валежные), торфяные (подземные). По интенсивности в зависимости от скорости распространения, высоты пламени или глубины прогорания торфа лесные пожары делятся на слабой, средней и сильной интенсивности. Интенсивность - важнейшая характеристика лесного пожара. В зависимости от вида пожара в качестве критерия для определения интенсивности используется высота пламени, скорость распространения огня, глубина прогорания торфа, высота нагара на стволах, степень повреждения древостоя огнем и другие показатели (табл. 3.1). Высота пламени и скорость продвижения фронтальной кромки быстро изменяются даже в пределах одного насаждения. Это необходимо учитывать при определении интенсивности пожара и его тушении.

Таблица 3.1

Классификация лесных пожаров по интенсивности

(по Н.П. Курбатскому)

Во всех случаях скорость распространения принято определять по наиболее интенсивной части контура пожара.

По повторяемости И.С. Мелехов делит лесные пожары на одноразового и многоразового действия. Повторные пожары по интенсивности могут быть: 1) более сильными, когда предыдущий пожар вызвал увеличение массы горючих материалов (сухостой, бурелом, валеж); 2) более слабыми, если предшествующий пожар уничтожил почти все горючие материалы, а новые еще не накопились. Повторные пожары могут возникать: на протяжении одного пожароопасного сезона; через один или несколько сезонов.

По времени возникновения лесные пожары делятся на: 1) весенние (апрель-май); 2) летние (июнь-август); 3) осенние (сентябрь-октябрь). В Беларуси весенние пожары, в общем их количестве, составляют 39,9 %, летние - 51,9 %, осенние - 8,2 %.

По величине выгоревшей площади пожары в лесах Беларуси делятся на: 1) загорания - менее 0,01 га; 2) малые - 0,01-0,10 га; 3) средние - 0,11-5,0 га; 4) крупные - 5,1-25,0 га и 5) катастрофические - более 25 га.

Лесные пожары могут возникать как от естественных источников (молний самовозгорание торфа в местах нарушенных слоев и др.), так и по вине человека (антропогенные источники).

При статистическом учете пожаров используется следующая классификация причин: 1) от сельскохозяйственных палов, 2) по вине лесозаготовителей, 3) по вине экспедиций, 4) по вине других организаций и предприятий, 5) по вине населения, 6) по не выявленным причинам, 7) от молний.

Площадь лесного пожара имеет важное значение как на этапе тушения, так и ликвидация последствий. При тушении сведения о площади лесного пожара используются для выбора тактики и техники тушения, а после тушения - определения объема работ по ликвидации последствий и статистики.