Причины, ликвидация и экологические последствия лесных пожаров

При низовых пожарах в кустарниках и мелколесье заградительные полосы могут находиться на расстоянии 20 - 30 м от кромки огня. Если пожар верховой, при выборе места для них учитывают скорость распространения огня.

Каждая заградительная полоса создается на некотором удалении от кромки пожара и должна своими концами упираться на какие-либо естественные или искусственные противопожарные барьеры (дороги, ручьи, минерализованные полосы и др.)

Заградительные полосы устраивают с помощью дорожной землеройной техники. За 1 ч бульдозер обрабатывает 1000 - 1200 м полосы [1].

При отсутствии механизированных средств или нецелесообразности либо невозможности их применения (в случаях небольших пожаров, трудностей маневрирования из-за густоты древостоя и т. д.) заградительные полосы прокладывают с помощью ручных орудий, удаляя граблями напочвенный покров (на легких почвах с незначительным покровом) или снимая дернину (лопатами или мотыгами) до минерального слоя.

Заградительные минерализированные полосы и канавы создают в качестве преград на путях распространения огня, как опорные полосы при осуществлении отжига и для надежной локализации остановленного пожара.

Для устройства минерализованных полос применяют плуги, а при большой глубине залегания торфа - экскаваторы и траншеекопатели. На прокладку 1000 м минерализованной полосы трактором с плугом в один след затрачивается примерно 20 - 30 мин.

Для прокладки канав применяют плуг-канавокопатель ПКЛН-500А, прокладывающий канаву глубиной 0,5 м и шириной по дну 0.3 м и канавокопатель ЛКН-600, прокладывающий канаву глубиной 0,7 м и шириной по дну -- 03м.

· Взрывчатые вещества и средства взрывания

Взрывчатые вещества и средства взрывания для устройства заградительных и минерализованных полос и канав используются там, где невозможно применять машины или неэффективны легкие механизмы. Заряд взрывчатого вещества (обычно аммонита) укладывают в специально подготовленные скважины-шпуры. В каждый шпур укладывают заряд аммонита массой 600 г. Расстояние между шпурами и массу снарядов руководитель взрывных работ выбирает с таким расчетом, чтобы после взрыва воронки соприкасались краями и образовалась сплошная полоса, требующая лишь незначительной доделки вручную. Кроме того, взрывным способом можно устраивать заградительные полосы, усиленные канавой глубиной до 4м. При этом используют накладные заряды массой 15кг.

В зависимости от условий, в которых производятся работы, заряды подрывают огневым или электрическим способом. Группа из 4 человек электрическим способом за 1ч работы может проложить 200-300м полосы.

· Отжиг (пуск встречного огня)

Как показывает практика тушения, большинство сильных и средних пожаров при недостаточном количестве сил и средств локализуется за счет пуска встречного огня (отжига) от опорных полос.

Отжиг - наиболее эффективный способ, применяемый при тушении верховых, а также низовых пожаров высокой и средней интенсивности. Этот способ позволяет быстро останавливать распространение таких пожаров небольшими по численности силами [1].

Способ отжига заключается в выжигании лесного напочвенного покрова (подстилки) между опорной полосой и кромкой надвигающегося пожара. Этим достигается увеличение ширины препятствия, что затрудняет переброс огня или искр через полосу.

Опорными полосами могут являться естественные (реки, ручьи, озера и т.д.) и искусственные (дороги, просеки, минерализованные полосы и др.) преграды.

При пуске встречного огня опорная полоса должна быть замкнутой, т.е окружать пожар или своими концами упираться в непроходимые для огня препятствия.

Отжиг наиболее безопасно проводить рано утром или вечером, когда повышается влажность воздуха и скорость ветра снижается до 1 м/с.[11]

· Искусственное вызывание осадков из конвективных облаков

Искусственное вызывание осадков из конвективных облаков - технологическое мероприятие, имеющее целью вызвать выпадение осадков в результате превращения конвективных облаков из коллоидно-устойчивых в коллоидно-неустойчивые.

Искусственное вызывание осадков из конвективных облаков при борьбе с лесными пожарами относят к области активных воздействий на метеорологические и другие геофизические процессы.

Активное воздействие на метеорологические и другие геофизические процессы проводят в целях их регулирования и уменьшения возможного ущерба населению и народному хозяйству регионов от опасных природных (гидрометеорологических) явлений, в частности от лесных, торфяных, тундровых и других пожаров.

Работы по искусственному вызыванию осадков выполняют с использованием воздушного судна (включая отряды лесной авиации) по лицензии, выданной Росгидрометом. Для искусственного вызывания осадков применяют заряженные гигроскопические реагенты или реагенты, содержащие йодистое серебро [13].

В настоящее время это имеет уже практическое применение. Самолет, прилетев к пожару, набирает высоту так, чтобы достигнуть уровня с температурой воздуха около минус 7 градусов. Мощные кучевые облака перемещаются обычно со скоростью ветра на высоте 3 километров над уровнем моря. Если на расстоянии 30-40-минутного переноса облака, или ближе к пожару располагаются облака, то самолет летит и приступает к действию. Он проходит близ облака и выстреливает 1-2 пиропатрона в облако. Если скорость ветра составляет 40 километров в час (направление ветра на рисунке указано стрелкой), то воздействовать на облако надо на расстоянии 20-30 километров от пожара, причем самолет летит против ветра.

Выпадение дождя начинается на расстоянии около 10 километров от места воздействия. Наиболее сильный дождь выпадает непосредственно в зоне пожара. Следят за ликвидацией пожара с самолета. Сброшенные пожарники-парашютисты тушат оставшиеся очаги огня, по радио сообщают о начале и конце воздействия [21].

· Дотушивание

После локализации лесных пожаров на площади, охваченной пожаром, производится дотушивание оставшихся очагов горения. Ликвидация оставшихся очагов горения производится полностью в том случае, когда площадь пожара не превышает 5-10 га. При больших площадях пожаров оставшиеся очаги горения ликвидируются в полосе шириной 10-20м, прилегающие к кромке пожара. Ликвидация оставшихся очагов горения, как правило, производится путем засыпки землей, заливания водой или растворами химикатов. После полной ликвидации горения выделяют рабочих для охраны места пожара. Продолжительность охраны определяется в зависимости от метеорологических условий [1].

1.4.1.3 Пожарный робот FFR-1 как один из новейших методов тушения пожара

Израильская компания Intelligence Robotics (INROB) презентовала свою новую разработку. Пожарный робот FFR-1 предназначен для пожаротушения в опасной среде, будь то химическое или радиационное заражение или пожар во взрывоопасной зоне. Пожарный робот позволяет выполнять очень трудные операции без риска для жизни человека. FFR-1 просто незаменим в таких ситуациях как борьба с огнем в труднодоступных местах таких как: узкие улицы, индустриальные здания, склады, туннели, аэропорты, военные сооружения, электростанции и химические заводы, а также при тушении пожаров в сложных условиях при высоких температурах, радиации, отравленной среде и т.д. [14].

К основным возможностям пожарного робота относятся:

· теплостойкие видеокамеры;

· бортовые датчики влажности, химического и биологического обнаружения и радиации;

· передача обстановки на месте в реальном времени удаленному оператору;

· гибкое программирование для передачи важной информации оператору;

· оперативное пожаротушение в труднодоступных местах;

· высокая маневренность, способность движения по пересеченной местности;

· высокая проходимость и способность преодолевать препятствия;

· уникальная внутренняя система охлаждения позволяет роботу работать продолжительное время при высоких внешних температурах;

· легко транспортируется на грузовом транспортном средстве, прицепе или трейлере.

Новейшие технологии INROB позволяют в реальном времени управлять всеми типами роботов и беспилотных транспортных средств (UVG) для вооруженных сил и гражданских объектов. Разработки компании используются на многих гражданских объектах, таких как атомные станции, вредное производство, в условиях разрушений и стихийных бедствий, чрезвычайных ситуациях и пожаротушении [14].

1.4.2 Защита населенных пунктов от лесного пожара

Особое внимание при борьбе с лесными пожарами уделяется защите населенных пунктов. Для населенных пунктов, расположенных в лесных массивах, органами местного самоуправления разрабатываются и выполняются мероприятия, исключающие возможность переброса огня при лесных и торфяных пожарах на здания и сооружения (устройство защитных противопожарных полос, посадка лиственных насаждений, удаление в летний период сухой растительности и другие).

Рекомендуется у каждого жилого строения устанавливать емкость (бочку) с водой или иметь огнетушитель.

На территории сельских населенных пунктов, блокконтейнерных зданий, дачных и садоводческих поселков должны устанавливаться средства звуковой сигнализации для оповещения людей на случай пожара и создаваться запасы воды для целей пожаротушения, а также определен порядок вызова пожарной охраны.

В летний период в условиях устойчивой сухой, жаркой и ветреной погоды или при получении штормового предупреждения в сельских населенных пунктах и предприятиях, дачных поселках, садовых участках по решению органов исполнительной власти, местного самоуправления разведение костров, проведение пожароопасных работ на определенных участках, топка печей, кухонных очагов и котельных установок, работающих на твердом топливе, может быть временно приостановлена.

В этих случаях силами местного населения и членов добровольных пожарных формирований организуется патрулирование населенных пунктов с первичными средствами пожаротушения (ведро с водой, огнетушитель, лопата), а также подготовка для возможного использования имеющейся водовозной и землеройной техники, проводится соответствующая разъяснительная работа о мерах пожарной безопасности и действиях в случае пожара.[1]

В весенне-летний пожароопасный период при пожарном депо в помощь членам добровольной пожарной дружины (пожарно-сторожевой охраны) организуется дежурство граждан и работников предприятий, расположенных в населенном пункте.

Населенные пункты и отдельно расположенные объекты должны быть обеспечены исправной телефонной или радиосвязью для сообщения о пожаре в пожарную охрану. В большинстве лесных населенных пунктов нет подразделении пожарной охраны.

Для защиты населения и снижения ущерба при массовых пожарах заблаговременно проводятся мероприятия по прокладыванию и расчистке просек и грунтовых полос шириной 5-10 м в сплошных лесах и до 50 м в хвойных лесах, в населенных пунктах устраиваются пруды и водоемы.[1]

Опасность лесных пожаров для людей связана не только с прямым действием огня, но и большой вероятностью отравления из-за сильного обескислороживания атмосферного воздуха, резкого повышения концентрации угарного газа, окиси углерода и других вредных примесей. Поэтому основными мерами защиты населения от лесных пожаров являются:

· спасение людей и сельскохозяйственных животных с отрезанной огнем территории;

· исключение пребывания людей в зоне пожара путем проведения эвакуации из населенных пунктов, объектов и мест отдыха;

· ограничение въезда в пожароопасные районы;

· тушение пожаров;

· обеспечение безопасного ведения работ по тушению пожаров.[10]

1.5 Экологические последствия лесных пожаров

Все экологические последствия лесных пожаров можно разделить на краткосрочные и отдаленные. К краткосрочным последствиям относится изменение среды обитания человека в зоне пожара. Характерное время этих последствий ненамного больше характерного времени действия пожара. Все краткосрочные последствия лесных пожаров носят негативный характер.

К краткосрочным последствиям лесных пожаров относятся:

1) повышение температуры среды во фронте пожара (до 300К), что приводит к гибели людей и животных, настигнутых фронтом лесного пожара;

2) выбросы вредных химических веществ (CO, окислы азота) в приземный слой атмосферы;

3) высокие плотности тепловых потоков во фронте лесного пожара (до 200 кВт/м2 ), что приводит к возгоранию складов древесины, деревянных домов и других хозяйственных объектов, расположенных в тайге, в том числе и нефтепромыслов;

4) задымленность приземного слоя атмосферы в зоне пожара, в результате которой прекращаются полеты воздушных судов на местных авиалиниях и плавание речных судов;

5) действие инфразвуковых волн, генерируемых пожаром, на людей.

Действие этих негативных факторов обычно ограничивается зоной лесного пожара [21].

К отдаленным экологическим последствиям относятся те из них, для которых характерное время последствий значительно больше характерного времени действия пожара. Отдаленные последствия могут быть позитивными и негативными.

К позитивным последствиям лесных пожаров относятся:

1) уменьшение запаса лесных горючих материалов;

2) повышение плодородия почв за счет ее удобрения золой;

3) повышение видового разнообразия в природных системах.

К негативным последствиям лесных пожаров относятся:

1) уничтожение фитомассы лесных биогеоценозов в том числе и деловой древесины;

2) разрушение сложившихся экосистем, эрозия почв, уменьшение стока рек и опустынивание земель;

3) уменьшение дозы солнечной радиации на подстилающую поверхность и более позднее созревание сельскохозяйственных культур;

4) нарушение природного углеродного цикла, повышение концентрации диоксида углерода и глобальное потепление климата (парниковый эффект);

5) повторное радиоактивное заражение местности при лесных пожарах в радиоактивных лесных фитоценозах (Приложение А) [21].

1.5.1 Экологические последствия для атмосферы

Лесные пожары являются одним из наиболее частых явлений, сопровождающихся большим выбросом в атмосферу окиси и двуокиси углерода и оксидов азота (от 3 до 150 млн т в год) [1].

В отдельные годы этих выбросов столько же, сколько от сжигания всей перерабатываемой в России нефти.

От задымления страдают жители городов и поселков. По оценкам медиков, задымление Москвы в результате лесных и торфяных пожаров летом 2002 г. могло привести к гибели более 100 человек. Особенно опасно задымление воздуха для детей первого года жизни и новорожденных. У них под воздействием дыма увеличивается частота врожденных пороков сердца и заболеваний органов дыхания [16].

Анализ последствий лесных пожаров на Аляске показал, что в долгосрочном плане пожары приводят скорее к похолоданию, чем к потеплению. Происходит это из-за того, что после уничтожения древесной растительности возрастает величина альбедо, характеризующая отражение солнечного света от земной поверхности.

При лесном пожаре происходит поступление в атмосферу большого количества СО2, CH4 и других парниковых газов, которые рассеивают длинноволновое излучение, отдаваемое в космос нагретой солнцем землей, и тем самым способствуют удержанию тепла в нижних слоях атмосферы.

Пожары могут и отрицательно сказываться на радиационном балансе Земли. Дым, как правило, способствует охлаждению, так как мешает солнечным лучам достигать поверхности Земли. Если же говорить о долгосрочных последствиях, проявляющихся в течение многих лет после пожара, то здесь на первое место выходит состояние растительного покрова.

Выяснилось, что суммарный эффект всех последствий пожара в течение первого года после того, как он произошел, -- это возрастание радиационного баланса. Иными словами, если говорить о небольшом отрезке времени, пожар способствовал потеплению.

Однако уже через год непосредственные последствия пожара на радиационном балансе заметно не сказываются, а если рассчитать эффект в долгосрочной перспективе, то влияние его на температуру у поверхности Земли будет негативным, способствующим похолоданию, а не потеплению [20].

К опасным последствиям приводит использование галлонов. Бромсодержащие вещества - галоны применяются как ингибиторы горения в оборонной промышленности и в пенных огнетушителях, широко используемых при тушении лесных пожаров. Хотя галоны - высокоэффективные вещества для борьбы с огнем и предотвращают взрыв, вместе с тем они - чрезвычайно мощные озоноразрушающие вещества, а также газы, существенно влияющие на глобальное потепление. Озоноразрушающие способности атома брома в 10 раз выше, чем атома хлора.

Частицы дыма, образующиеся при лесных пожарах, являются аэрозолями естественного происхождения. В то же время аэрозоли оказывают влияние на формирование радиационного режима планеты, водный режим планеты, а также на формирование условий среды обитания человека.

В связи с глобальными изменениями климата с каждым годом возрастает количество катастрофических пожаров, увеличивается общая продолжительность пожароопасного периода. Пожары, в свою очередь, приводят к еще большим глобальным изменениям климата и формируют погоду на региональном уровне. В месте действия крупных лесных пожаров формируются устойчивые области высокого атмосферного давления, которые "не подпускают" циклоны с осадками к пожарам [26].

1.5.2 Экологические последствия для биоты

На территории России природные пожары могут играть как деструктивную, так и стабилизирующую роль. На большей части лесной зоны лесные пожары являются одним из наиболее опасных природных явлений, ведущих к существенным экономическим потерям и отрицательным экологическим последствиям (Приложение Б). И лишь только в неуправляемых и неиспользуемых лесах лесотундры и северной редкостойной тайги, в частности на вечной мерзлоте, низовые пожары с достаточно длительным сроком повторяемости (порядка 80-100 лет) представляют собой природный механизм, предотвращающий деградацию лесов и превращение их в травяно-кустарниковые заросли и болота. Исключение огня здесь ведет к накоплению толстого поверхностного слоя органического материала, который уменьшает глубину активного слоя почвы, обусловливает поднятие вечной мерзлоты, что, в конечном счете, ведет к ухудшению лесорастительных условий, снижению продуктивности лесов, закустариванию и заболачиванию. Однако даже здесь, частые повторяющиеся пожары ведут к ухудшению состояния лесов, их продуктивности и устойчивости и продвижению южной границы лесов к югу. Пожары являются основной причиной безлесого пояса шириной 100-250 км на границе тайги и тундры, который постепенно расширяется к югу. Пожары оказывают отрицательное влияние также на биоразнообразие на породном, экосистемном и ландшафтном уровнях [17].

Наиболее сильное воздействие на лесные экосистемы оказывают пожары самой высокой интенсивности, к каким в первую очередь относятся верховые повальные. В связи с выгоранием всей почвенной органики корни больше не могут удерживать деревья и они вываливаются, как и при ветровале. Такие пожары приводят к полной смене насаждения на очень длительный период, необходимый для восстановления почвенной органики. В итоге сукцессионный процесс восстановления первоначальной экосистемы будет начинаться буквально с нуля.

На пройденных огнем участках, с увеличением общей освещенности и влажности почвы, немногие уцелевшие деревья оказываются в непривычных условиях и находятся в угнетенном состоянии. Вывалившиеся с корнем деревья образуют западины, благоприятные для заселения пород-пионеров, которые благодаря повышенной нитрификации и увлажненности почвы уже через 3-4 года формируют сомкнутый ярус подроста лиственницы и березы. Формируется одновозрастное насаждение исключительно семенного происхождения. На более плодородных почвах восстановление леса на гарях идет преимущественно через осину, благодаря ее способности образовывать коренные отпрыски из спящих почек на корнях. Здесь так же формируется одновозрастное насаждение, но уже порослевого происхождения.

Однако процесс лесовосстановления на таких гарях возможен лишь при недопущении повторных пожаров и начинается с образования послепожарной травяно-кустарниковой растительности и последующего накопления почвенного субстрата и лишь после этого - восстановление лесного насаждения, прежде всего - породами-пионерами - лиственница, береза, осина [19].

При пожарах страдают или гибнут дикие животные. Так более миллиона диких животных погибли в лесных пожарах Австралии, в том числе опоссумы, бандикуты и вомбаты. В Восточной Сибири, пожары часто идут сплошным фронтом, и в выгорающих лесных массивах гибнет большое количество лесных животных.

Также лесные пожары могут приводить к миграции животных [23].

1.5.3 Экологические последствия для гидросферы

Лес непосредственно участвует в круговороте воды в природе и таким образом взаимодействует с гидросферой. Лес задерживает почвенные воды от их ухода с реками в крупные водоёмы. Таким образом, потеря леса, растущего берегам рек приводит к их обмелению, что ведёт к ухудшению водоснабжения населённых пунктов и снижению плодородия сельскохозяйственных угодий.

Лес играет важную роль в поддержании нормального режима стока рек и ручьев. Лесной полог задерживает (растягивает во времени) весеннее снеготаяние, иногда на несколько недель по сравнению с открытым местом - в результате чего паводки на реках оказываются заметно сглаженными, а летний сток - заметно более полноводным. Лесная почва и подстилка, богатые органическим веществом и обычно обладающие неровной поверхностью со множеством впадин, эффективно удерживают воду после мощных дождей или снеготаяния - тем самым также сберегая ее для более сухих периодов.

Лишая почву растительного покрова, лесные пожары приводят к серьезному и долговременному ухудшению состояния водосборных бассейнов, снижают рекреационную и научную ценность ландшафтов.

Лесные пожары ведут к уменьшению стока рек. Лесной пожар приводит к снижению общего уровня грунтовых вод. Экологический ущерб принимает особенно крупные масштабы, когда на больших площадях гарей происходит смена хвойных лесов на производные мелколиственные. В этом случае изменяется гидрологический режим природных комплексов. Снижение водорегулирующей функции лесов вследствие появления больших площадей гарей является одной из главных причин наводнений [27].

1.5.4 Экологические последствия для литосферы

Почва, как главный компонент биогеоценоза, наиболее чувствителен к воздействию пожаров. Помимо прямого (пиролиз), пожары оказывают огромное косвенное влияние на лесные биогеоценозы. Они коренным образом меняют эдафические условия, а значит, микробиологические и биохимические процессы в почвах.

Воздействие пожаров на почву идет несколькими путями. Это - непосредственное воздействие высоких температур на твердую фазу почв, единовременное поступление на поверхность почвы значительного количества золы, образовавшейся при минерализации подстилки и других горючих материалов, изменение структуры и качества органического вещества и смена одних растительных сообществ другими.

Можно отметить, что в результате пожаров существенно изменяются физико-химические свойства, механический состав, водно-воздушный и гидротермический режим почв, что оказывает непосредственное влияние на биологические свойства почв. Значительное влияние лесных пожаров на физико-химические свойства почв заключается в повышении величины рН, уменьшении гидролитической кислотности.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5