Секция 1. Чрезвычайные ситуации и техногенные катастрофы. Обеспечение деятельности подразделений МЧС России

Катастрофические степные пожары: проблемы и пути их решения

В России степные пожары от выжигания сухой травы скотоводами в степных и лесостепных зонах относятся к V веку. Древними скотоводами было подмечено, что выжигание сухой травы ранней весной ускоряет рост зеленой массы и удлиняет период ее вегетации. Этот способ применяли в степях и лесостепях на обширной территории Евразии от Южного Урала до Хабаровского края, включая Алтай, Хакасию и Туву (1). До сих пор легально этот способ применяется на пастбищах Монголии, но катастрофических пожаров там не бывает, т.к. многотысячные отары овец поедают траву в степи, а в зоне поселений еще и вытаптывают её.

В XVIII веке действовал закон царя Петра I, запрещающий выжигания сухой травы на полях и сельхозугодьях, примыкающих к лесу, и виновные подвергались большому денежному штрафу. В XIX веке запрет на выжигание сельхозугодий в степных зонах был ужесточен до уголовной ответственности. В ряде регионов России запрет на сельхозпалы действует до сих пор.

Исторический опыт свидетельствует о том, что исключительно запретами на выжигания сухой травы в степных и лесостепных районах невозможно добиться желаемого результата, тем более оценки последствий таких выжиганий не однозначны.

Поэтому, кроме запретов сельхозпалов, необходимо искать альтернативные пути решения этой серьезной проблемы. Масштабы ее очень велики, степными пожарами подвержены потенциально почти 2/3 территории России (рис.1). Для решения проблемы необходим федеральный план противопожарной защиты поселков от степных пожаров. Регионы без поддержки Правительства Российской Федерации эту проблему решить не смогут. Это наглядно показал опыт борьбы со степными пожарами в Хакасии и в Забайкалье.

Катастрофические степные пожары в этих регионах охватили почти 40 населенных пунктов. В Хакасии погибли 35 человек, 1600 пострадали от пожаров. В этих пожарах погибло около 5000 сельскохозяйственных животных. Предварительный ущерб, нанесенный пожарами, превысил 5 миллиардов рублей (2). Катастрофические пожары в степях развиваются при аномальных погодных условиях: длительная засуха, высокие температуры воздуха (более 25-30 °C) и штормовые ветры более 20 м/с.

120* 130* 140*

LZj границы стран

субъекты РФ

лесная территория

® города

Нелесные пожары 2010 • 2014 гг

• 1-30 марта

  • 70*
  • 130’
Степные пожары евразийского региона. Данные спутникового мониторинга 2010 -

Рис. 1. Степные пожары евразийского региона. Данные спутникового мониторинга 2010 -

2014 гг., статистика на начало пожароопасного периода: март (а), апрель (б), май (в).

Многолетний опыт борьбы с природными пожарами показывает, что огнезащитные полосы только из вспаханной земли даже шириной несколько десятков метров не задерживают степные пожары при сильном ветре. Горящие пучки сухой травы легко преодолевают эту преграду. Поэтому для решения проблемы необходим комплекс мер и технологий, обеспечивающих защиту поселков от степных пожаров. Разрабатываемые противопожарные технологии должны обязательно учитывать поведение пожаров в аномальных метеорологических условиях.

В целом мероприятия, направленные на решение проблемы, можно подразделить на два блока. Первый блок включает разработку профилактических мероприятий и технических решений, связанных с противопожарным обустройством территорий, прилегающих к степным населенным пунктам. Его основой должно быть создание противопожарных заградительных поясов по периметру населенных пунктов. Второй блок должен предусматривать организацию оперативных мероприятий по мобилизации населения на эффективную борьбу с пожарами в случае их возникновения и профилактическую работу с населением.

Литература

  • 1. Технологии контролируемых выжиганий в лесах Сибири / Валендик Э. Н., С. В. Верховец, Е. К. Кисиляхов, Г. А. Иванова, А. В. Брюханов, И. В. Косов, И. Г. Голдам-мер. - Красноярск: Сибирский федеральный ун-т. 2010. - 160 с.
  • 2. Гуггенгейм С. Противопожарная слеза // Московский комсомолец в Красноярске, 21(908), 20-27 мая 2015 г. С. 2.

Борьба со степными пожарами выжиганием заградительных полос

Открытые безлесные пространства, где активатором горения являются травянистая растительность, занимают в Сибири десятки млн. га. Под влиянием погодных условий и антропогенного фактора эти площади обладают весной максимальной пожарной опасностью. Степные пожары становятся причиной других, более катастрофичных пожаров, когда сгорают дома, дачные поселки, деревни. Шлейф дыма от разгоревшейся травы или оставленной на поле соломы может распространяться на многие километры, резко снижается видимость, нередки случаи отравления людей и животных окисью углерода. Травяные палы уничтожают лесополосы среди полей, линии электропередач, посёлки.

Нередки случаи, когда из - за степных пожаров сгорают заготовки сена. Однако основной проблемой является переход пожара на населенные пункты, на территории Хакасии 60% поселений находиться в степной зоне. Зачастую в степи стоят различные фермы, коровники, загоны для скота. В 2014 году пожарные подразделения 422 раза ликвидировали травяные палы по данным ГУ МЧС России по Хакасии.

Установлено, что степные пожары всегда ведут к снижению фиторазнообразия. Происходит уничтожение надземных и подземных частей растений, что обусловливает отмирание как молодых, так и сформировавшихся взрослых особей. Сгорание цветков и плодов уменьшает реальную семенную продуктивность растений, банк семян в почве и число появившихся из них впоследствии проростков. Огонь воздействует на травостой степи прямо и косвенно:

  • • во-первых, огонь непосредственно действует на органы растений;
  • • во-вторых, происходит изменение условий их существования, связанное с разрушением степной дернины и оголением почвы.

Нерегулируемые палы, на наш взгляд, почти всегда можно рассматривать как негативный фактор воздействия на степные фитоценозы, особенно в периоды активной вегетации, цветения и плодоношения растений. При неконтролируемых пожарах происходит глубокая деградация биоценозов, часто до полного разрушения их компонентов.

Урон наносится и животному миру. В огне гибнут мелкие и крупные млекопитающие, рептилии, насекомые и представители других таксономических групп, кладки птиц, личинки и др. В большей степени от пожаров страдает фауна беспозвоночных, связанных с травостоем - долгоносики,листоеды, равнокрылые, чешуекрылые и др. Медленно происходит восстановление фауны беспозвоночных, связанных с лесной подстилкой - многоножек, некоторых пауков, клопов. Обычно их не фиксируют на выгоревшей территории до трёх и более лет. Итогом пожара может быть полное уничтожение не только биоты, но и почвы как сложного органоминерального комплекса. На пройденных огнем территориях заметно возрастает засоление, развивается водная и ветровая эрозия.

Основным способом борьбы со степными пожарами является опашка его минерализованными полосами или локализация заградительными барьерами, выполняемыми посредством отжига.

Прокладка на пути огня или с целью профилактики его распространения защитных минерализованных полос может выполняться с применением лесного плуга ПКЛ - 70, пропашного плуга ПН - 4 - 35 или плуга лесного комбинированного ПЛК- 2. При высоте сухих трав до 15 см необходимая ширина защитной полосы составляет не менее 2,0 м, при их высоте от 15 до 30 см - 2,8 м, до 50 см - 4,2 м [2].

В моей работе предлагается использование специальной установки для выжигания полос, которая исключает возможность перехода пала в пожар, а так же является более экономичной и быстрой в использовании. Предлагаемая установка может использоваться как для профилактики так и для оперативного тушения степного пожара (Рисунок 1).

Предлагается отказаться от энергоёмкой и медленной операции напашки противопожарных полос и перейти к их выжиганию управляемым огнём [3].

Агрегат для выжигания трав при борьбе со степными пожарами 1 - автомобиль, 2 - погрузчик; 3- оборудование

Рис. 1. Агрегат для выжигания трав при борьбе со степными пожарами 1 - автомобиль, 2 - погрузчик; 3- оборудование

Для этой цели предлагается устройство к автомобилю ГаЗ-66 (ГАЗ 3308).Устройство посредством гидроподъёмника грузится в кузов и транспортируется к месту степного пожара. На рисунке 2 представлена конструкция предлагаемого устройства и схема его работы.

На месте работы устройство выгружается и присоединяется к буксирному устройству автомобиля. В ёмкости 2 и 4 подаётся воздух от компрессора машины. Зажигаются горелки от паяльных ламп 3 и орудие буксируется вдоль кромки пожара на заданном удалении. Под рамой 1 сухая трава сгорает, по сторонам из форсунок 5, соединённых с резервуарами 4 вода с пенообразователем образует защитные полосы. При выжигании полос с обеих сторон прокладываются пенные полосы. Пена применяется для экономии воды. При пуске отжига в сторону пожара перекрываются форсунки 5 с требуемой стороны и огонь идёт навстречу пожару, увеличивая ширину выжженной полосы. Дозаправка резервуаров 4 производится из бака в кузове машины по мере расходования жидкости [3].

Схема устройства для выжигания заградительных полос и барьеров при борьбе со степными пожарами

Рис. 2. Схема устройства для выжигания заградительных полос и барьеров при борьбе со степными пожарами. 1 - рама с дышлом; 2 - резервуар для бензина; 3 - горелки паяльных ламп; 4 - резервуары для огнегасящей жидкости;

5 - форсунки для смачивания растительного покрова

Протяжённость барьера при автономной работе устройства 10-15 км, рабочая скорость 5-7 км/ч, масса конструкционная 500 кг,транспортная скорость- по характеристике автомобиля.

Для сравнения базовых и предлагаемой технологий зададимся удалённостью пожара от места базирования техники 20 км и сравним экологический ущерб от степного пожара при высоте травостоя 30 см и скорости продвижения его фронта 5 м/мин по критерию выбросов диоксида углерода и поглощения кислорода. Варианты - Бх- плуг ПН-4-35 на ДТ- 75М, Б2- плуг ПКЛ - 2 на МТЗ - 82, Нх- предлагаемое устройство на ГАЗ - 66.

Согласно тактических расчётов и методики определения экологического ущерба сравним размеры выгоревших площадей и экологический ущерб от применения на тушении степного пожара предлагаемого нового устройства (Н) и базовых (Б1 и Б2) технологий [4].

Площади пожаров, га и их периметры, км составят (га/км) 81/4,5, 25/2,5 и 7,5/1,38. Скорость роста периметра пожара 1,38 км/ч. Время локализации ТдБ1 = 1,94 ч,ТлБ2 = 1,1 ч,Тлн = 0,26 ч. Периметр пожара к концутушения РкБ1 = 5,82 км. Р/2 = 3,3 км, Ркн = 1,56 км.

Выгоревшие площади Sbl = 104,3 га, S52 = 38,2 га, SH = 13,74 га.

Количество выбросов диоксида углерода по вариантам Бг Б2 и Н соответственно 104,3 т, 38,2 т и 13,7 т, выгорание кислорода 258,7 т, 94,7 т и 34,1 т соответственно.

Табл.Технико-экономические показатели эффективности устройства

Показатели

Базовый вариант

Проектируемый вариант

Базовый трактор

ДТ - 75

ГАЗ - 3308

Оборудование

Плуг ПН- 4-35

Проектное устройство

Стоимость всего, тыс. руб:

  • - трактора
  • - плуга
  • - проектного орудия
  • 1240000
  • 120000
  • 1469000
  • 58494

Производительность эксплуатационная, км/ч

6

7

Транспортная скорость, км/ч

8

30-60

Число пожаров за сезон, шт

52

52

Объём работ за сезон, км

196,6 км

61,88

Затраты времени за сезон, ч

162,2

43,6

Показатель выработки, руб/км

194,42

46,35

Затраты времени, ч/км

0,14

0,04

Прирост прибыли, тыс. руб.

9,04

Срок окупаемости, год

6,47

Применение предлагаемого устройства взамен использования на тушении степных пожаров тракторов с плугами сократит выгоревшие площади в 7,6 раза, в такой же пропорции сократятся выбросы диоксида углерода и поглощение кислорода [3].

Литература

  • 1. Орловский С.Н. Лесные и торфяные пожары. Практика их тушения в условиях Сибири (Учебное пособие)/С.Н. Орловский//Краснояр. гос. аграр. ун-т. Красноярск,- 2003.- 163 с.
  • 2. Орловский С.Н. Методические указания для выполнения курсовых расчётных работ специальности 280102.65 «Техносферная безопасность» по курсу «Борьба с лесными пожарами»/ С.Н. Орловский, Краснояр. гос. аграр. ун-т. - Красноярск, 2014,72 с.
  • 3. Балахчин С.А. Тушение степных пожаров выжиганием заградительных полос/

С.А. Балахчин, Сборник докладов IX Всероссийской студенческой научной конференции «Студенческая наука - взгляд в будущее»./Краснояр. гос. аграр. ун-т. - Красноярск, 2014. - с. 178-180.

4. Орловский С.Н., Розанова Т.С. Методика определения экономического и экологического ущерба от лесных пожаров.//Лесоэксплуатация. Вып. 3. Красноярск. Изд-во СибГТУ.С. 47-51

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >