Устойчивость хвойных пород к воздействию лесных пожаров

• Автор: Косов, Иван Владимирович
• Шифр специальности: 06.03.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 134 с. : ил.

1 Состояние вопроса
2 Объекты и методика исследований
2.1 Объекты исследований
2.2 Программа исследований
2.3 Методика исследований
3 Повреждение крон хвойных деревьев конвективным потоком
3.1 Временные параметры устойчивости почек к конвективному потоку
3.2 Влияние интенсивности низового пожара на повреждение кроны
3.3 Выводы
4 Устойчивость разных видов хвойных к конвективно-радиационному потоку лесного пожара при его воздействии на стволы деревьев
4.1 Особенности воздействия тепловых потоков пожара на стволы деревьев в зависимости от их диаметра
4.2 Определение параметров поражения дерева расчетным методом
4.3 Влияние толщины коры на теплоустойчивость
4.4 Зависимость теплоустойчивости дерева от породы
4.5 Выводы
5 Влияние кондуктивного теплового потока на температурный режим почвы и корни деревьев при низовых пожарах
5.1 Влияние кондуктивного теплового потока на почву
5.2 Влияние кондуктивного теплового потока на корни деревьев при подстилочно-гумусовых пожарах
5.3 Выводы
6 Плотность теплового излучения при низовых пожарах
6.1 Поток теплового излучения при различных условиях горения
6.2 Воздействие теплового излучения
6.3 Выводы
7 Классификация лесных пожаров по преобладающим тепловым потокам
7.1 Критерии для прогнозирования гибели деревьев на пожарах Список литературы
ПРИЛОЖЕНИЕ А ПРИЛОЖЕНИЕ Б ПРИЛОЖЕНИЕ В
Актуальность проблемы
Лесной пожар - это процесс горения, стихийно распространяющийся по лесной территории. Влияние его на окружающую среду огромно и может происходить на глобальном, региональном и местном уровнях. Непосредственно в зоне пожара на древостой воздействуют тепловые потоки, которые повреждают деревья или приводят их к гибели в зависимости от вида пожара.
Известно, что существуют три механизма переноса тепла от пожара: конвекция, тепловое излучение и теплопроводность. Конвективный теплоперенос, прежде всего, выносит в атмосферу продукты горения и нагревает полог древостоя, стимулируя переход низового пожара в верховой. Поток теплового излучения непосредственно воздействует на камбиальный слой дерева, что приводит к его гибели. Передача тепла теплопроводностью в почву изменяет её химический состав и структуру, влияя на микрофлору и фауну почвы, и повреждает поверхностные корни деревьев.
Немного работ (Davis et al., 1959; Vines, 1968; Санников, 1973; Евдокименко, 1975; Фуряев и др., 1976; Гире, 1982), посвящено исследованию прямого воздействия тепловых потоков пожара на жизнедеятельность древесных растений. Они содержат мало данных о температурах нагрева, которые могут вынести живые ткани ствола, хвоя, почки, а также корни. Но эти данные имеют первостепенное значение для прогнозирования степени повреждения вегетативных органов деревьев при лесных пожарах. Что говорит об актуальности этих исконвективного потока от его интенсивности на высоте до 10 метров. Уравнения лучше всего описываются степенной функцией.
У = 479,95-е 0 1758х; И2 = 0,83 (3.7)
У = 517,19-е'0|39|х; Я2 = 0,75 (3.8)
У = 966,31 •е'°'08х; И2 = 0,96 (3.9)
Данные уравнения справедливы для случаев от 2 м и выше, что видно из рисунка 3.8. При рассмотрении высоты менее 2 м уравнения имеют большую погрешность, так как до данной высоты пламя пожара оказывает значительное влияние на температуру восходящего конвективного потока.
На основе полученных уравнений был произведен расчет для температуры конвекционного потока на высотах 10-20 метров и составлена таблица 3.7, в которой экспериментальные данные усреднены по интенсивности и дополнены расчетными.
Таблица 3.7 - Среднемаксимальные температуры в конвекционном потоке
низовых пожаров разной интенсивности
Интенсивность горения, кВт/м Температура конвективного потока, °С
Экспериментальные данные Расчётные данные
Высота, м
0 1 2,5 5 7,5 10 10 12 14 16 18
500-1999 800 329 231 158 132 100 83 58 41 29 20
2000-3999 828 415 261 193 182 163 129 97 74 56 42
4000-9999 983 930 733 678 493 456 434 370 315 269 229
В таблице есть возможность сравнить небольшое расхождение расчетных и экспериментальных данных на высоте 10 м. Данное расхождение обусловлено коэффициентом аппроксимации, изменяющимся от 0,75 до 0,96, и его можно считать удовлетворительным.