Лесные горючие материалы (ЛГМ)

Классификация лесных пожаров

Лесные пожары классифицируются по типу и интенсивности горения. В связи с этим выделяют:

1) низовые пожары – горят подстилка и нижние ярусы растительности (высота пламени достигает 2-2,5 м, скорость распространения огня – 3-5 км/ч);

2) верховые пожары – огнем охвачены стволы и кроны деревьев (скорость распространения огня достигает 30 км/ч);

3) подземные пожары (торфяные или почвенные) – огонь распространяется в слое органического почвенного вещества, повреждая корни деревьев и нижние части стволов (скорость распространения не превышает нескольких десятков метров в сутки).

По статистическим данным РФ, соотношение (в %) количества пожаров низовых/верховых/торфяных – 97:2:1. Соотношение площади пожаров соответственно 84:15:1.

Низовые пожары подразделяются на беглые и устойчивые. Беглые пожары обычно наблюдаются весной. При этих пожарах выгорает прошлогодняя сухая трава, кустарнички (вереск, багульник), но огонь не заглубляется во влажный слой подстилки. Интенсивность горения обычно невысокая, древостой повреждается незначительно. Эти пожары могут быть остановлены и потушены небольшими силами и средствами.

При устойчивых низовых пожарах горят опад, подстилка, напочвенная растительность, валежник. Сильно повреждается или полностью уничтожается хвойный подрост, в меньшей мере – подлесок. Древостой повреждается сильнее, чем при беглых низовых пожарах, степень повреждения зависит от интенсивности горения. Захламленность насаждений сильно повышает трудоемкость тушения этих пожаров.

Низовые пожары могут быть слабой, средней и сильной интенсивности. При пожарах слабой интенсивности высота пламени обычно не превышает 0,5 м, при пожарах средней интенсивности она достигает 1-1,5 м, при большем пламени пожар становится сильным. При слабых пожарах скорость распространения огня обычно не превышает 1 м/мин, при пожарах средней интенсивности – 1-3 м/мин, при сильных пожарах – более 3 (до 80) м/мин.

Устойчивый пожар причиняет значительные повреждения древостою: ельники и пихтарники усыхают в течение 1-2 лет, сосняки и лиственничники также несут потери, но в основном продолжают рост.

Верховые пожары разделяют на ураганные (беглые) и повальные (устойчивые). Верховые пожары развиваются из интенсивных низовых в сложных по структуре насаждениях, когда огонь перебрасывается из нижних ярусов растительности в кроны деревьев. Эти пожары характерны для ветреной погоды: при сильном ветре пожар принимает характер ураганного, когда скорость распространения огня на отдельных участках достигает скорости бегущего спортсмена. При наличии мощной конвективной колонки над кромкой пожара горящие частицы поднимаются ею на большую высоту и переносятся ветром на сотни метров. Они с легкостью преодолевают естественные и искусственные преграды и образуют новые многочисленные очаги горения. Борьба с такими пожарами, непрерывно образующими пятнистые загорания, сильно затруднена.

При менее сильном ветре верховой пожар перемещается медленнее (со скоростью пешехода), но повреждение древостоя, нижних ярусов растительности и почвы здесь более значительны. В хвойных молодняках низовой пожар легко переходит в верховой из-за низкоопущенных крон деревьев.

Слабым считается верховой пожар, распространяющийся со скоростью до 3 м/мин, средним – от 3 до 100 м/мин и сильным – при скорости огня более 100 м/мин (36 км/ч).

Верховые пожары более редки, чем низовые, но более опасны и приносят больший ущерб лесному хозяйству. Тушение верховых пожаров весьма трудоемко, требует больших затрат средств и высокой квалификации лесных пожарных. Тепловыделение с 1 м фронта пожара в 10-20 раз больше, чем при низовых пожарах.

Подземные пожары распространяются на меньших площадях, но наносят серьезные повреждения лесоболотным комплексам и ликвидируются с большим трудом. Для торфяных пожаров, в отличие от низовых и верховых, характерно беспламенное горение (тление), при котором значительная часть выделяющегося тепла используется для подсушивания и нагревания соседних слоев торфа.

Опасность подземных пожаров заключается также в том, что они часто подходят к суходольным, более ценным лесам и могут вызвать в них новые очаги возгорания. Подземные (почвенные) пожары в виде тления оторфованной подстилки в ельниках часто приводят к полной гибели этих древостоев.

Слабым считается подземный пожар при глубине прогорания торфа до 25 см, средним – 25-50 см, сильным – более 50 см.

По роли ЛГМ в распространении горения они разделены на 3 категории (Курбатский, 1970):

а) проводники горения;

б) поддерживающие горение;

в) задерживающие горение.

Данная классификация применима исключительно к условиям пожароопасного периода. При этом многие ЛГМ могут изменять свою функцию и категорию в зависимости от конкретных условий горения.

Проводник горения – это всегда непрерывный слой ЛГМ с запасом больше минимального. При низовых пожарах проводниками пламенного горения служат слои из мхов, лишайников, опада, травяной ветоши. При верховых пожарах проводниками горения являются хвоя и мелкие ветви в пологе древостоя – при наличии горящих нижних ярусов и сильном ветре. Проводники беспламенного горения – лесная подстилка, перегнойные горизонты, торф.

К ЛГМ, поддерживающим горение, относятся: валежник, сухостой, кустарнички (багульник, вереск, брусника и др.), хвойный подрост и подлесок (можжевельник), пни, мертвые корни, сучья и вершинки деревьев, лежащие на земле.

Активно задерживают горение травы с высоким влагосодержанием, листва деревьев и кустарников. Низовые пожары не могут распространяться, когда запас зеленых трав превышает запас отмерших трав (в абсолютно сухом весе).

Кроме рассмотренных категорий, лесные горючие материалыразделены на 7 групп:

I – слои из мхов, лишайников и мелких растительных остатков (опада, травяной ветоши);

II – лесная подстилка, перегнойный и торфяной горизонты;

III – травы и кустарнички;

IV – крупные древесные остатки (валежник, сухостой, пни, сухие сучья, порубочные остатки);

V– подрост и подлесок;

VI – хвоя и листва растущих деревьев (вместе с мелкими веточками до 7 мм толщиной);

VII – стволы растущих деревьев и живые сучья толщиной более 7 мм.

Первая группа ЛГМ – это группа основных проводников горения, потому что их наличие и состояние предопределяет возможность загорания и дальнейшего горения в лесу. Это непрерывный слой на поверхности почвы, состоящий из гигроскопичных горючих материалов, по которому может самостоятельно распространяться пламенное горение. ЛГМ первой группы – главное горючее при низовых пожарах.

Вторая группа – проводники беспламенного горения, тления.

Роль трав и кустарничков (третья группа) в горении существенно различается. Живые травы отличаются высоким абсолютным влагосодержанием, которое обычно превышает 200%. Все виды вегетирующих трав тормозят распространение огня. После отмирания травы становятся основным проводником горения (первая группа). Среди кустарничков имеются высокорослые (вереск, багульник болотный), густые заросли которых чрезвычайно пожароопасны. Такие заросли вполне возможно относить к пятой группе ЛГМ, т.е. объединять с горючими кустарниками.

Четвертая группа ЛГМ представляет собой растительные остатки крупных размеров, совокупность которых называется захламленностью. Она может усиливать интенсивность горения при низовых пожарах. Так, в сосняках с захламленностью в 80 м³/га послепожарный отпад в 4 раза выше, чем при захламленности 20 м³/га. Охвоенные порубочные остатки на сплошных вырубках при равномерном распределении их по площади могут быть даже проводником горения. Следует отметить, что такой характер распределения порубочных остатков характерен, в частности, для сплошных вырубок в Финляндии, но лесные пожары там практически полностью отсутствуют даже в самые засушливые годы. В триаде возгорания нет источника огня.

В пятой группе роль ЛГМ в развитии пожаров различна, потому что велико разнообразие древесных и кустарниковых пород, характер их распространения под пологом леса и сомкнутость. При высокой сомкнутости подрост и подлесок затеняют почву и замедляют высыхание основных проводников горения. Горючие виды подроста и подлеска при сомкнутости более 0,3 могут усиливать низовые пожары; негорючие – наоборот, препятствуют его усилению.

Шестая группа ЛГМ – полог хвойного древостоя служит проводником горения при самых опасных верховых пожарах, листва в пологе лиственных насаждений обычно не горит. Верховые пожары не могут возникнуть, если в составе древостоя имеется более 5 единиц лиственных пород.

У ЛГМ седьмой группы при сильных пожарах обычно обгорает поверхность коры. Активно горят засмоленные участки на стволах (смоляные потеки, карры, засмоленные подсушины). Живые древесные стволы не горят, за исключением случаев, когда в стволе имеется дупло или трухлявая гниль.

Количество опада зависит от породного состава, возраста и густоты древостоя. Наименьшее количество опада – в хвойных насаждениях, несколько большее – в мелколиственных из березы и осины, максимальное – в широколиственных лесах из дуба, липы и других пород. Ежегодный опад в средневозрастном сосняке составляет 1,5-3, ельнике – 1,8-2,5, дубраве – 3,5-4,5 т/га абсолютно сухого вещества. Запас, мощность и сложение лесной подстилки зависят от типа леса, породного состава лесов, их возраста, сомкнутости полога, развития живого напочвенного покрова, водного режима почвы и других факторов. В спелых лиственных лесах масса подстилки редко достигает 3 т/га, в сухих типах хвойных лесов она составляет 3-6, в сырых – 100 т/га и более (табл. 1). Однако следует учитывать значительную вариабельность запасов в связи с географическим фактором. Так, в одном и том же типе леса сосняк-брусничник запас ЛГМ может составлять от 8 (Брянская область) до 40 т/га (Ленинградская область).

Процесс высыхания лесной подстилки идет сверху послойно и заканчивается только в период сильной продолжительной засухи, когда влажность подстилки достигает минимальных величин. Например, в типе леса сосняк-черничник она снижается до 6%. В этом случае подстилка выгорает полностью. В годы средней пожарной опасности по погодным условиям сгорает лишь часть подстилки.

Таблица 1

Состав и запас лесных горючих материалов

в абсолютно сухом состоянии в хвойных древостоях 80-100 лет

(южная тайга)

Тип леса	Класс бонитета	Пол-нота	Масса, т/га
опад, под-стилка, торф	лишайники, мхи, кустарнички	итого
Сосняк лишайниковый	IV	0,5
Сосняк вересковый	III-IV	0,6
Сосняк брусничник	II-III	0,7
Сосняк черничник свежий	II-III	0,7
Сосняк кисличник	I	0,8
Сосняк долгомошник	IV	0,7
Сосняк болотный (торф 1 м)	Vа	0,4
Ельник кисличник	I	0,8
Ельник черничник свежий	II-III	0,7

Запасы вегетирующей хвои варьируют в зависимости от породы дерева, типа леса, возраста и полноты древостоя. Максимальное количество хвои и тонких веточек характерно для молодняков и жердняков. Например, в культурах сосны высотой 2 м масса древесной зелени составляет 13,5 т/га в абсолютно сухом состоянии. В культурах высотой 10 м – 14 т/га, а высотой 18 м – лишь 10 т/га. У листопадных пород в конце вегетации запасы листвы не превышают 5 т/га.

При низовом лесном пожаре на 1 га сгорает от 4 до 11 тонн лесных горючих материалов (в пересчете на абсолютно сухой вес). При верховом – примерно вдвое больше.

Дата добавления: 2014-12-29