ГЛАВА 8. Мониторинг прогнозирование лесных пожаров

Лекционный материал

Лесной пожар является разновидность природного пожара, который согласно ГОСТ Р 22.0.03-95 «Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Природные чрезвычайные ситуации: термины и определения» представляет собой неконтролируемый процесс горения, стихийно возникающий и распространяющийся в природной среде.

Основные положения и общие требования по составу и содержанию работ по мониторингу и прогнозированию лесных пожаров устанавливаются ГОСТ Р 22.1.09-99 «Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг и прогнозирование лесных пожаров».

Настоящим стандартом вводится ряд терминов, в том числе:

мониторинг лесных пожаров, лесопожарный мониторинг: Система наблюдений и контроля за пожарной опасностью в лесу по условиям погоды, состоянием лесных горючих материалов, источниками огня и лесными пожарами с целью своевременной разработки и проведения мероприятий по предупреждению лесных пожаров и (или) снижению ущерба от них;

радиационно-пирологический мониторинг лесов: Мониторинг лесных пожаров в зонах радиоактивного загрязнения;

прогнозирование лесных пожаров: Определение вероятности возникновения разрастания лесных пожаров во времени и пространстве на основе анализа данных мониторинга лесных пожаров;

лесной фонд: Все леса, за исключением лесов, расположенных на землях закрытых территорий и населенных пунктов (поселений), а также земли лесного фонда, не покрытые лесной растительностью (лесные земли и нелесные земли);

активно охраняемые леса: Территория лесного фонда, где регулярно проводится предупреждение, обнаружение и тушение лесных пожаров специально предназначенными силами и средствами;

чрезвычайная лесопожарная ситуация; ЧЛС: Обстановка на определенной территории, сложившаяся в результате возникновения источника природной чрезвычайной ситуации — лесного пожара (лесных пожаров), который может повлечь или повлек за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей и/или окружающей природной среде, значительные материальные потери и нарушение условий жизнедеятельности людей;

пожарный максимум: Месяцы (период) пожароопасного сезона, в течение которых (которого) число пожаров превышает среднемесячное по лесхозу или управлению лесами субъекта Российской Федерации;

пожарный пик: Месяц, в течение которого возникает пожаров больше, чем в месяцы предыдущий и последующий;

лесные горючие материалы; ЛГМ: Растения лесов, их морфологические части и растительные остатки разной степени разложения, которые могут гореть при лесных пожарах;

запас лесных горючих материалов; запас ЛГМ: Масса абсолютно сухих (высушенных до постоянной массы при температуре 105 °С) ЛГМ на единице площади (кг/м², т/га);

пожарная опасность лесного фонда: Степень пожарной опасности территории лесного фонда, обусловленная преобладающими на ней типами леса и лесных участков, их природными и другими особенностями, определяющими состав, количество и распределение лесных горючих материалов, а также в значительной степени содержание влаги в этих материалах;

квартал лесной: Отграниченная на местности просеками или иными естественными или искусственными рубежами (натурными границами) часть лесного массива или не покрытых лесом и нелесных земель лесного фонда, являющаяся постоянной учетной и организационно-хозяйственной единицей в лесу;

лесной пожар радиоактивный: Лесной пожар, при котором горят загрязненные радионуклидами лесные горючие материалы и образующиеся продукты горения (зола, недожог, дымовой аэрозоль, газообразные продукты) представляют собой открытые источники ионизирующего излучения;

Мониторинг и прогнозирование лесных пожаров и ЧЛС осуществляется на четырех уровнях: федеральном; региональном; местном и локальном.

На федеральном уровне организацию работ по мониторингу и прогнозированию лесных пожаров и ЧЛС осуществляет федеральный орган управления лесным хозяйством России. Ведение мониторинга и прогнозирования лесных пожаров и ЧЛС на федеральном уровне осуществляют организации, учреждения и предприятия федерального органа управления лесным хозяйством.

На региональном уровне организацию работ по мониторингу и прогнозированию лесных пожаров и ЧЛС осуществляют государственные органы управления лесным хозяйством субъектов Российской Федерации. Ведение мониторинга и прогнозирования лесных пожаров и ЧЛС на региональном уровне осуществляют структурные подразделения государственных органов управления лесным хозяйством субъектов Российской Федерации, организации, учреждения и предприятия системы федерального органа управления лесным хозяйством.

На местном уровне организацию работ по мониторингу и прогнозированию лесных пожаров и ЧЛС осуществляют лесхозы и другие организации, предприятия и учреждения, осуществляющие ведение лесного хозяйства. Ведение мониторинга и прогнозирования лесных пожаров и ЧЛС на местном уровне осуществляют лесхозы, подразделения иных организаций, учреждений и предприятий системы федерального органа управления лесным хозяйством, а также другие организации, предприятия и учреждения, осуществляющие ведение лесного хозяйства.

На локальном уровне (места лесных пожаров и площади, пройденные лесными пожарами) организацию работ по контролю за лесопожарной ситуацией, радиационному контролю и учету последствий лесных пожаров осуществляют лесхозы и другие организации, предприятия и учреждения, осуществляющие ведение лесного хозяйства, а также подразделения «Авиалесоохраны», осуществляющие обнаружение и тушение лесных пожаров.

Объектом наблюдения и контроля является территория всего лесного фонда России. На территории лесного фонда выделяют активно охраняемые леса и активно не охраняемые леса. На всей территории лесного фонда выделяют загрязненные радионуклидами территории и акватории.

Наблюдение и контроль за предпожарной обстановкой в лесном фонде должны вестись на протяжении всего пожароопасного сезона и включают:

- наблюдение, сбор и обработку данных о степени пожарной опасности в лесу по условиям погоды;

- оценку степени пожарной опасности в лесу по условиям погоды по общей или региональной шкалам пожарной опасности.

Критерием наступления высокой пожарной опасности служат соответствующие значения комплексного показателя пожарной опасности в лесу по условиям погоды.

Контролируемые параметры на территории лесного фонда:

- температура воздуха;

- температура точки росы;

- количество осадков;

- скорость и направление ветра.

Используется информация о наличии грозовой деятельности.

Исходными данными для прогнозирования появления источника поражающих факторов - возникновения лесного пожара служат:

- класс пожарной опасности в лесу по условиям погоды;

- местоположение и площадь участков лесного фонда I—III классов пожарной опасности и/или участков разных классов пожарной опасности, где в рассматриваемое время ЛГМ могут гореть при появлении источника огня;

- данные о рельефе местности (равнина, плато, плоскогорье, нагорье, горы; холмы, сопки; котловины, овраги);

- наличие потенциальных источников огня в перечисленных участках лесного фонда, где в рассматриваемое время ЛГМ могут гореть при появлении источника огня; данные о грозовой деятельности;

- результаты ретроспективного анализа распределения пожаров во времени (число пожаров по годам, месяцам, декадам, дням, часам суток) и по территории (лесным кварталам, лесничествам, лесхозам, управлениям лесным хозяйством субъектов Российской Федерации) рассматриваемого района, региона или сопоставимого с ними по природным и экономическим условиям за последние 10 лет.

Степень пожарной опасности в лесу по условиям погоды должна определяться по принятому в лесном хозяйстве комплексному показателю В. Г. Нестерова (будет рассмотрен на практическом занятии), который вычисляется на основе данных о температуре воздуха (в градусах), температуре точки росы (в градусах), количестве выпавших осадков (в миллиметрах).

Общероссийская шкала имеет пять классов пожарной опасности в лесу по условиям погоды (таблица 1).

Таблица 1— Шкала пожарной опасности в лесу по условиям погоды

Класс пожарной опасности	Значение комплексного	Степень пожарной
по условиям погоды	показателя	опасности
I	До 300	—
II	От 301» 1000	Малая
III	» 1001» 4000	Средняя
IV	» 4001» 10000	Высокая
V	Более 10000	Чрезвычайная

Для отдельных регионов разработаны региональные шкалы пожарной опасности в лесу по условиям погоды, учитывающие местные особенности и в которых значения комплексного показателя по классам отличаются от значений общероссийской шкалы.

5.2.3 Относительная оценка степени пожарной опасности лесных участков по условиям возникновения в них лесных пожаров и возможной их интенсивности по пятибалльной шкале дается на лесопожарных картах и картах-схемах противопожарных мероприятий масштаба 1:100000, на которых каждый лесной квартал закрашен цветом среднего класса пожарной опасности (таблица 2). На лесопожарных картах масштаба 1:50000 и 1:25000 цветом конкретного класса пожарной опасности закрашены выдела, составляющие лесные кварталы.

Таблица 2— Классы пожарной опасности лесных участков и цвета закраски

Класс пожарной опасности лесных участков	Степень пожарной опасности	Цвет закраски на картах
I II III IV V	Высокая Выше средней Средняя Ниже средней Низкая	Красный Оранжевый Желтый Зеленый Голубой

При прочих равных условиях лесной пожар возникает раньше в участках I класса пожарной опасности и в последнюю очередь в участках V класса пожарной опасности.

Количество лесных пожаров прогнозируют, исходя из:

- степени пожарной опасности в лесу по условиям погоды;

- класса пожарной опасности лесных участков на рассматриваемой территории;

- количества потенциальных источников огня;

- количества пожаров в ретроспективе в аналогичных условиях;

- теоретических законов распределения случайных событий, которыми удовлетворительно описываются (аппроксимируются) некоторые ряды распределения лесных пожаров во времени и по территории.

Прогноз вероятных скоростей распространения лесных пожаров разных видов при разных классах пожарной опасности в лесу по условиям погоды составляют для различных типов леса и лесных участков, то есть с учетом преобладающих видов ЛГМ или их комплексов и их запасов, а также рельефа территории и силы ветра.

Объект наблюдения и контроля — лесной пожар, являющийся источником поражающих факторов и вероятным источником ЧС.

Поражающие факторы лесных пожаров и характер их действия приведены в таблице 3.

Таблица 3

Источник ЧС	Поражающий фактор	Характер действия, проявления поражающего фактора
Лесной пожар	Теплофизический — по ГОСТ Р 22.0.06	Пламя. Нагрев тепловым потоком. Тепловой удар. Помутнение воздуха. Опасные дымы.
	Химический — по ГОСТ Р 22.0.06	Загрязнение атмосферы, почвы, грунтов, гидросферы
Лесной пожар радиоактивный	Теплофизический	По ГОСТ Р 22.0.06. Также недостаток кислорода в зоне горения, разлет горящих частиц, огненные вихри и смерчи
	Химический	По ГОСТ Р 22.0.06
	Радиофизический	Ионизирующие излучения. Образование радиоактивных продуктов горения ЛГМ - открытых источников ионизирующего излучения. Радиоактивное загрязнение атмосферы, почвы, растений, гидросферы. Недостаток кислорода в зоне горения, разлет горящих частиц, огненные вихри и смерчи

 

Критерием чрезвычайной лесопожарной ситуации служат:

- наличие крупных лесных пожаров (25 га охваченного пожаром лесного фонда в районах наземной охраны лесов и 200 га - в районах авиационной охраны лесов);

- количество возникающих в один день и/или одновременно действующих лесных пожаров превышает средний многолетний уровень;

- наличие лесных пожаров, вышедших из-под контроля лесной охраны;

- лесной пожар на загрязненной радионуклидами территории, не потушенный в день возникновения;

- лесной пожар на загрязненной радионуклидами территории, дающий большие дымовые выбросы.

Контролируемые параметры по каждому лесному пожару:

- общая площадь ликвидированного лесного пожара, га;

- лесные площади с древостоем, погибшим в результате пожара (гарь - по ГОСТ 17.6.1.01);

- лесные площади с древостоем, частично погибшим в результате пожара (горельник - по ГОСТ 17.6.1.01);

- лесная площадь, пройденная верховым пожаром, га;

- лесная площадь, пройденная низовым пожаром, га;

- лесная площадь, пройденная почвенным (торфяным) пожаром, га;

- пройденная пожаром нелесная площадь, га;

- объем уничтоженного леса, м³;

- объем поврежденного леса, м³;

- масса (вероятная) радиоактивных продуктов горения ЛГМ при лесном пожаре в загрязненных радионуклидами лесах, т.

Практическое задание: Вычисление комплексного показателя Нестерова.

Для вычисления комплексного показателя (КП) пожарной опасности в лесу по условиям погоды необходимы следующие данные:

- температура воздуха (в градусах) и точки росы на 12 ч по местному времени;

- количество выпавших осадков (в мм) за предшествующие сутки, то есть за период с 12 ч предыдущего дня (осадки до 2,5 мм в расчет не принимаются).

Температура воздуха определяется по сухому термометру психрометра, температура точки росы — по психрометрическим таблицам на основании отсчетов по сухому и смоченному термометрам. Количество выпавших осадков определяется по осадкомеру. Температура воздуха и точки росы измеряются с точностью до 0,1 °С; количество осадков - с точностью 0,5 мм.

КП текущего дня рассчитывают по формуле

(А.1)

где t — температура воздуха;

r — температура точки росы;

n — число дней после последнего дождя.

Исходные данные метеорологических наблюдений ежедневно записывают в таблицу для удобства вычислений. В качестве примера сделан расчет КП по исходным данным (таблица А.1) за четыре дня июля, начиная с 7-го числа, когда выпали осадки в 3 мм.

 

Таблица А.1— Исходные данные для расчета КП

Дата	Количество осадков	t	t — r
7.07	Осадки выпали до 12 ч в количестве 3 мм	16,9	1,6
8.07	Осадков не было	17,9	2,5
9.07	Осадков не было	26,8	21,2
10.07	Осадков не было	24,1	15,1

Расчет КП по этим исходным данным на каждый из четырех дней:

7.07 КП= 16,9 × 1,6 =25,4;

8.07 КП = 25,4 + (17,9 × 2,5) = 70,2;

9.07 КП = 70,2 +(26,8 × 21,2) =638,3;

10.07 КП= 638,3 + (24,1 × 15,1) = 1002,3.

Провести расчет КП для следующего случая:

Дата	Количество осадков	t	r
28.06	Осадки выпали до 12 ч в количестве 3 мм	26,9	21,6
29.06	Осадков не было	27,9	16,5
30.06	Осадков не было	26,8	11,2
1.07	Осадков не было	27,1	12,1
2.07	Осадков не было	28,5	9,8
2.07	Осадков не было	31,4	10,3

Вспомогательный методический материал и оборудование:

Полный текст ГОСТ Р 22.1.06-99 «Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг и прогнозирование опасных геологических явлений и процессов: общие требования».

Калькулятор.

Рекомендуемая форма практического занятия:

Самостоятельное решение задач.

Исследовательская задача.

На базе физических законов и законов распределения случайных событий разработать модель, которая удовлетворительно описывает ряды распределения лесных пожаров во времени и по территории лесных массивов, расположенных на территории Удмуртской Республике.

 

ГЛАВА 9. Методика прогнозирования последствий взрыва

Лекционный материал

Экспресс-методика прогнозирования последствий взрывных явлений на промышленных объектах разработана ВНИИ ГОЧС и опубликована в 1994 году.

Методика предназначена для оперативного решения следующих задач:

* прогнозирование степеней повреждения зданий и сооружений, находящихся на территории объекта и вне его (селитебная и промышленная зоны);

*прогнозирование безвозвратных потерь персонала объекта и населения.

Под последствиями взрывных явлений на промышленных объектах понимаются:

* поражение персонала объекта и населения;

* разрушение зданий и сооружений, расположенных на объекте и окружающих его.

В качестве поражающих факторов взрывных явлений на промышленных объектах приняты наиболее характерные для таких аварий поражающие факторы - воздушная ударная волна (ВУВ), образующаяся в результате взрывов ТВС или КВВ, а также осколочное действие, возникающее при разрыве сосудов высокого давления.

Количественная оценка поражающего действия указанных факторов определена на основе расчета следующих параметров:

* избыточного давления во фронте ударной волны;

* продолжительности фазы сжатия ударной волны;

* импульса фазы сжатия ударной волны;

* массы осколков;

* дальности полета осколков;

* скорости полета осколков.

Параметры поражающих факторов при взрывных явлениях приведены для летнего периода времени. Дрейф облака ТВС в данной Методике не учитывается.

В качестве явлений, инициирующих ЧС на промышленных объектах, рассматриваются:

* детонация облаков ТВС;

* дефлагация облаков ТВС;

* взрыв КВВ;

* разрыв сосудов высокого давления.

В качестве веществ, способных к образованию топливовоздушных смесей, рассматриваются:

* сжиженные природные и нефтяные газы;

* жидкие топлива;

* другие взрывоопасные вещества (в соответствии с Табл. 1 Приложения).

В качестве показателей последствий взрывных явлений на промышленных объектах вследствие действия ВУВ, образующейся в результате взрыва ТВС и КВВ, приняты:

* для людей - количество человек, получающих смертельное поражение (без учета влияния мер экстренной медицинский помощи) при условии их нахождения на открытой местности, в зда­ниях и сооружениях;

* для окружающей место аварии застройки - степени разрушения зданий и сооружений промышленной и селитебной зоны. Описание степеней разрушения зданий и сооружений приведено в Табл.1. Последствия осколочного действия при разрыве сосудов высокого давления оцениваются количеством человек, получающих смертельное поражение (без учета влияния мер экстренной медицинской помощи) при условии их нахождения на открытой местности.

Таблица 1: Степени разрушения зданий и сооружений

Наименование степени	Характеристика степеней разрушения зданий и сооружений
Полная	Разрушение и обрушение всех элементов зданий и со­оружений (включая подвалы)
Сильная	Разрушение части стен и перекрытий верхних этажей, образование трещин в стенах, деформация перекрытий нижних этажей; возможно ограниченное использование сохранившихся подвалов после расчистки входов
Средняя	Разрушение главным образом второстепенных эле­ментов (крыш, перегородок, оконных и дверных за­полнений), перекрытия, как правило, не обрушаются. Часть помещений пригодна для использования после расчистки от обломков и проведения ремонта
Слабая	Разрушение оконных и дверных заполнений и перего­родок. Подвалы и нижние этажи полностью сохраня­ются и пригодны для временного использования после уборки мусора и заделки проемов

 

Исходные данные для прогнозирования последствий взрывов топливовоздушных смесей.

* тип топлива, содержащегося на объекте (в соответствии с Табл. 1 Приложения);

* масса топлива, находящегося в различных местах объекта (резервуарах, установках и т.п.);

* класс окружающего пространства (в соответствии с Табл.2 Приложения);

* план объекта и прилегающей территории с картограммой распределения людей.

Исходные данные для прогнозирования последствий взрывов конденсированных взрывчатых веществ:

* тип КВВ, содержащегося на объекте (в соответствии с Табл.З Приложения);

* масса КВВ, находящегося в различных местах объекта;

* план объекта и прилегающей территории с картограммой распределения людей.

Исходные данные для прогнозирования последствий осколочного действия при разрыве сосудов высокого давления:

* объем сосудов высокого давления, находящихся в различных местах объекта;

* план объекта и прилегающей территории с картограммой распределения людей.

Порядок расчета последствий взрывов топливовоздушных смесей:

Порядок определения степеней разрушений зданий и сооружений:

Определение возможных последствий взрывов облаков ТВС зависит от режима их взрывного преврашения.

Ожидаемый режим взрывного превращения (с первого по третий, 1 - детонация; 2,3 - дефлаграция) определяется с помощью Табл.2 в зависимости от класса топлива (Табл.1 Приложения) и класса окружающего пространства (Табл. 2 Приложения).

Таблица 2: Режимы взрывного превращения облаков ТВС

Класс топлива	Класс окружающего пространства

При отсутствии данных о количестве топлива, участвующего во взрыве, масса топлива содержащегося в облаке определяется по формуле:

М = 0.1 М_т (1)

где М_т - масса топлива, содержащегося в резервуаре (установке).

В соответствии с выбранным режимом взрывного превращения, а также в зависимости от массы топлива, содержащегося в облаке и интересующего расстояния по графикам (рис. 4.1-4.3) определяются границы зон полных, сильных, средних и слабых степеней разрушения зданий и сооружений жилой и промышленный застройки.

Затем на план объекта наносятся указанные границы зон разрушений (в качестве эпицентра следует принимать место хранения взрывоопасного вещества), после чего определяются здания и сооружения, получившие ту или иную степень разрушения.

При наличии на объекте нескольких источников возможного образования облаков ТВС расчеты проводятся для каждого из них.

Порядок определения поражения людей

Определяется режим взрывного превращения облака ТВС и масса топлива, содержащегося в облаке.

По графикам, представленным на рис. 4.4 - 4.6 в зависимости от режима взрывного превращения, а также массы топлива, содержащегося в облаке, определяются границы зон поражения людей.

Количество погибших людей на открытой местности (N_м) определяется по формуле:

(2)

где i - номер зоны;

n_i - количество людей, попавших в i-ю зону (определяется по картограмме распределения людей);

P_i - процент выживающих в i-й зоне людей.

Количество погибших людей в зданиях (N_з) определяется по формуле:

(3)

где n_i - количество людей, попавших в жилые и административные здания, находящиеся в i-ой зоне (определяется по картограмме распределения людей);

Pi - процент людей, погибающих в жилых и административных зданиях, попавших в i-ую зону(зона определяется в соответствии с п.4.1.1);

N = N_м + N_з (4)

Полученное значение общего количества погибших (N) округляется до ближайшего целого.

При наличии на объекте нескольких источников возможного образования облаков ТВС расчеты проводятся для каждого из них.