Факультет

Студентам

Посетителям

Пятнистая форма распространения пожара

Отечественными учеными сравнительно хорошо изучены закономерности развития пожаров в зависимости от географического положения лесов, типов леса, состояния горючих материалов и хода погоды.

Проведен ряд работ для выяснения влияния состояния атмосферы на возникновение и распространение лесных пожаров. Изучение же поведения пожаров в зависимости от условий, которые создает сам пожар, взаимодействуя с атмосферой, у нас почти не проводилось.

Трудность изучения лесных пожаров, которые при взаимодействии с атмосферой могут оказать существенное влияние на характер их распространения и условия тушения, объясняется тем, что такие пожары, как правило, являются настоящим стихийным бедствием. Их лабораторное исследование затруднено вследствие невозможности в настоящее время моделировать добавочный механизм распространения этих пожаров пятнами от горящих частиц, падающих на почву.

Однако имеется большое число работ, касающихся вопроса природы высокоинтенсивных лесных пожаров, взаимодействие которых с пограничным слоем атмосферы (ПГСА) вызывает видимые изменения характера распространения пожаров и воздействия их на прилегающие слои воздуха.

На опасность разлета горящих углей при высокоинтенсивных лесных пожарах указывали А. Левиз (1833), И. С. Мелехов (1933, 1936), В. Г. Нестеров (1939).

М. Е. Ткаченко (1939) писал, что при верховых пожарах иногда возникают огромные конвекционные потоки горячего воздуха, переносящие при усилении ветра зажженные куски коры, шишки, кусочки древесины на расстояния до нескольких километров. По данным Байрама, вероятность создания пожаром конвекционного потока, способного поднять вверх кусочки горючего, быстро возрастает по мере увеличения его размера. Н. П. Курбатский (1962) отмечает, что пятнистость свойственна любому беглому верховому пожару, возникающему при сильном ветре.

Сведения о распределении скорости и температуры газового потока над лесным пожаром, могущие характеризовать возможность переноса горящих частиц, весьма отрывочны. Опубликованные работы, проделанные в данном направлении, не дают достаточной информации об этих величинах.

Так, Байрам указывает, что скорости конвекционного потока над пожаром могут достигать 35 м/сек. Тэйлором при двухкратном пролете через конвекционный поток кустарникового пожара на высоте 900 м зарегистрированы скорости 13 и 15 м/сек.

Отрывочные сведения о скорости конвекционных потоков над : пожаром имеются также у Веренкампа. Им на опытах стационарных пожаров были зафиксированы вертикальные скорости газового потока, равные 5 м/сек.

Попытки выявления скорости и температуры конвекционных потоков над слабыми лесными пожарами были предприняты Вульфсоном и Гутманом (1965). Из их данных следует, что температура газового потока пожара резко понижается с высотой, а его скорость возрастает. Ими найден метод расчета скорости и температуры над точечными источниками тепла различной интенсивности. Однако полученные данные нераспространимы на высоты менее 100 м, т. е. но их методике нельзя рассчитать скорости и температуры именно на тех высотах, где горючие материалы поступают в конвекционный поток пожара. Кантримен делает вывод о том, что максимальная скорость воздуха, поступающего в газовый поток, имеет место выше основания пожара, но это противоречит результатам опытов, проделанных Веренкампом.

Конкретные скорости газового потока пожара Кантрименом не выявлены.

Как полезные следует отметить опыты на микромоделях, имитирующих пожары слабой интенсивности, хотя эти опыты и не могут претендовать на распространимость их результатов на естественные пятнистые пожары.

Интересны опыты, проведённые Э. Н. Валендиком (1968), измерявшим скорость газового потока над горящим валом горючего с помощью анеморумбометра М-47. Автор отмечает некоторое увеличение скорости газового потока пожара с высотой в отдельных опытах, но считает это лишь следствием сужения прохода для газов на высоте крон деревьев. Достоверность этого явления статистически им не подтверждена.

Валендиком же проведены исследования изменения зоны встречной тяги. Им выяснено, что встречная тяга усиливается при увеличении интенсивности пожара. Наибольшей силы она достигает при штиле. Определена величина зоны встречной тяги у поверхности земли в зависимости от метеорологических условий и интенсивности пожара.

В работе Фаура говорится, что при пожарах: большой силы создавались воздушные потоки, способные перевернуть самолет.

В исследованиях С. Тарифа предпринята попытка смоделировать условия полета горящей частицы в воздухе и определить теоретическим путем дальность разлета горящих частиц. Использовать полученные им данные затруднительно, так как не выявлены вид, форма и размеры горящих частиц, представляющих наибольшую опасность. Кроме того, Тарифа проводил опыты со здоровой древесиной, высушенной до влажности от 25 до 2%.

В естественных условиях влажность живых здоровых веточек редко бывает меньше 90—100%. Имеющая же подобную влажность древесина, подверженная гнили, обладает другими физико-химическими свойствами, что должно отражаться на ее полетных свойствах и характере горения.

Однако в целом работа Тарифа весьма полезна, так как помогает лучше понять природу пятнистых пожаров. Заслуживающим внимания представляется нам сделанный Тарифа вывод о том, что частицы горючего, переносимые ветром, перемещаются по горизонтали со скоростью ветра, причем время, за которое они достигают этой скорости, настолько мало, что при практических расчетах им можно пренебречь.

Работа Кронит (1973), по нашему мнению, полезна тем, что еще раз привлекает внимание к испытанному средству тушения лесных пожаров — отжигу. Правда, с выводом, вытекающим из этой работы, что на лесных пожарах расстояние переноса горящих частиц не превышает двух высот древостоя, нельзя согласиться. Да и сам автор в этой же статье указывает, что противопожарные разрывы шириной 30—50 м и даже более не являются преградой для верховых пожаров.

С. В. Рыжков (1973) рекомендует перед верховыми пожарами выжигать полосу в 100—150 м шириной. Однако и эту рекомендацию нельзя считать правильной, так как в ряде случаев горящие частицы будут выноситься на меньшее расстояние перед кромкой пожаров, а в других это расстояние будет больше.

После того как горящая частица упадет на землю, она в зависимости от своих размеров — от вида напочвенного покрова, от его состояния, а также от погодных условий — может вызвать или не вызвать загорание напочвенного покрова.

Опасность таких источников зажигания, как: костры, спички, трубочный пепел, искры паровоза, в зависимости от влажности верхнего слоя подстилки была проанализирована Стикелом. Приводимые им данные дают качественную картину влияния влажности горючего на способность его к загоранию и сравнительную оценку инициаторов зажигания, но, как справедливо замечал И. С. Мелехов (1947), количественные оценки влияния влажности подстилки на ее загораемость от перечисленных источников огня не могут быть использованы у нас «не только в силу физико-географических различий, но и в силу того, что показатели влажности могут быть резко различны в зависимости и от характера горючих материалов и от методики определения ее».

Действительно, как известно, различные виды напочвенного покрова имеют различную критическую влажность горения, т. е. максимальную влажность, при которой возможно горение этого вида горючего.

Более ценными, на наш взгляд, являются исследования, проведенные под руководством И. С. Мелехова (1947), в которых изучалась опасность загорания от горящих спичек в различных типах лесорастительных условий в разные часы дня. По результатам этих исследований можно сделать вывод о том, что способность к загоранию от идентичных источников огня в большой степени зависит от типа леса.

Не отрицая ценности вышеуказанных и ряда других работ, проведенных в этом направлении, нельзя не заметить, что данные о загорании напочвенного покрова от рассмотренных источников зажигания не могут быть использованы для определения вероятности загорания напочвенного покрова от горящих углей, разбрасываемых высокоинтенсивным пожаром, в силу отсутствия сведений о влиянии на этот процесс отдельных важных факторов (ветер, размер инициатора зажигания, его происхождение) и их комплекса.

Интересна в данном отношении работа Берлада, в которой он рассматривает возможность зажигания слоя горючих материалов горящими частицами, разлетающимися от лесного пожара. Берлад обращает внимание на то, что возможность загорания горючего в этих случаях будет определяться видом горючего, его структурой, состоянием и размером горящих частиц. Тем не менее он не дает числовой оценки степени влияния всех этих факторов на загорание горючего. Большинство указаний Берлада предположительны и, по его мнению, требуют экспериментальной проверки.

В результате анализа литературных данных можно сделать следующее краткое изложение того, что известно о высокоинтенсивных лесных пожарах. При определенной, как правило, высокой интенсивности лесного пожара и ветра, скорость которого недостаточна для смятия конвекционного потока у его основания, последний увлекает вверх горящие частицы горючего. Эти частицы, покинув конвекционный поток на какой-то высоте, переносятся ветром на различные расстояния. После падения на землю они, в случае достаточной сухости напочвенного покрова, могут вызвать его загорание, в результате чего перед фронтом пожара появляются новые очаги горения, которые часто превращаются в самостоятельные пожары, или соединяются с основным пожаром. Так как при неблагоприятных условиях удаленность этих очагов горения может быть весьма значительной, пятнистые пожары распространяются особенно быстро и бороться с ними чрезвычайно трудно.

Увеличение интенсивности пожара вызывает усиление трансформации воздушных потоков, вследствие чего условия полетов; в зоне пожаров изменяются и могут, по-видимому, исключить возможность работы летательных аппаратов вблизи пожара.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: