Вода как средство тушения лесных пожаров

Вода до последнего времени является одним из наиболее эффективных средств тушения. Высокие огнетушащие свойства и большое противопожарное значение воды объясняются прежде всего ее физическими особенностями: большой теплоемкостью и высокой теплотой испарения.

Необходимым условием для прекращения горения древесины и других видов твердых горючих материалов является снижение температуры их прогретого поверхностного слоя ниже величины начала пиролиза (примерно 200°С). На нагревание и испарение одного литра воды комнатной температуры требуется 524 ккал тепла. Подаваемая к объекту горения вода вследствие разности температур и испарения отнимает тепло, препятствуя тем самым развитию пожара.

Несомненным достоинством воды как средства пожаротушения является значительное увеличение объема ее при переходе из жидкого состояния в газообразное. Установлено (Курбатский, 1958), что при снижении доли кислорода в воздухе с 21 до 16% процесс горения замедляется, а до 14% - прекращается. При испарении в свободной атмосфере одного литра воды образуется 1650 л пара. При тушении пожара водой пар, поступая непрерывно в течение длительного времени, снижает содержание кислорода и способствует снижению интенсивности горения.

Для прекращения горения необходимо подавать к горящим материалам количество воды, которое способно поглотить тепло, идущее на подготовку горючих материалов. Если вода подается в недостаточных количествах, то ее испарение не приводит к тушению пожара, а только замедляет горение. Помимо непосредственного тушения огня, вода может использоваться и для смачивания еще не воспламенившихся горючих материалов, предотвращая их воспламенение.

Многие горючие материалы в процессе подсушивания пропитываются парафиносодержащими веществами (торф) или спекаются в комки и глыбы, что затрудняет их тушение. Для успешности тушения желательно нарушение их структуры, раздробление и измельчение. Эта задача может быть решена использованием ударной силы сосредоточенных струй воды, выбрасываемых под напором и с большой скоростью.

Таким образом, при тушении лесных пожаров водой одновременно решаются следующие промежуточные задачи: охлаждения и смачивания горючих материалов, нарушения их структуры, а также снижения притока кислорода к месту горения. В зависимости от объекта применяются различные варианты. Если торфяные пожары тушить предпочтительнее мощными сосредоточенными струями, верховые в хвойных молодняках дальнебойными струями мелкораспыленной воды, то при тушении беглых низовых пожаров вполне достаточно мелкокапельной струи из ранцевого опрыскивателя.

Наряду с положительными свойствами вода как средство тушения имеет и ряд существенных недостатков, в частности, низкую теплопроводность и большое поверхностное натяжение. Из-за низкой теплопроводности нагревание и испарение воды происходят только на поверхности соприкосновения капель с горючим материалом. Большое поверхностное натяжение обусловливает слабые смачивающие свойства воды, которые проявляются в том, что капли, попадая на сухую поверхность древесины, листья, покрытые восковым налетом (брусника, толокнянка, кассандра и др.) и пропарафиненные куски торфа, не смачивают, а скатываются с них. По этой причине при тушении лесных пожаров большая часть воды выливается бесполезно. Частично последний недостаток может быть ликвидирован использованием воды в распыленном виде. Мелкие капли воды в совокупности имеют большую поверхность. Они начинают нагреваться уже тогда, когда пролетают пламя, а затем более равномерно покрывают горящие поверхности, быстрее испаряются и замедляют или прекращают горение.

В качестве веществ, способствующих повышению смачивающей способности воды, могут быть использованы растворы высокосортных глин. Однако их применение сдерживается невозможностью использования опрыскивателей, мотопомп и других механизмов подачи растворов к месту пожара. Более эффективным средством снижения расхода воды для тушения лесных пожаров является применение химических веществ, снижающих поверхностное натяжение и создающих так называемую «мокрую» воду.

Растворы поверхностно-активных веществ типа НТ-1, ОП-7, ОП-10, РАС и других позволяют снизить поверхностное натяжение воды с 72,53 дин/см^-1 (при температуре 20°С) до 32 дин/см^-1.

Помимо традиционных способов использования при борьбе с лесными пожарами, вода является основным компонентом для изготовления многих огнегасящих растворов, эмульсий, суспензий и пен, а также основой при тушении искусственно вызываемыми осадками.