Системы противопожарного устройства лесов на территориях с естественным радиационным фоном и в условиях радиоактивного загрязнения

• Автор: Душа-Гудым, Сергей Иванович
• Шифр специальности: 06.03.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 77 с. : ил.; 20х15 см

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Лесные пожары наносят существенный, часто невосполнимый ущерб природным комплексам и экономике страны. Огонь в лесу, как природный фактор, существовал во все времена и сложилось более или менее устойчивое равновесие в крупных экосистемах. В последние десятилетия на огромных территориях преобладающее значение приобрели антропогенные источники огня, природное равновесие резко нарушается. Сохранение лесов от пожаров в различных природно-экономических условиях нашей страны требует соответствующих систем их противопожарного устройства и обеспечения обосновывающими материалами для принятия решений органов управления лесным хозяйством всех уровней. Без системы предпроектных и проектных документов по этому комплексному природоохранному направлению, разработанной по объективным критериям уровня и экономической эффективности противопожарной охраны лесов, нельзя обеспечить ее удовлетворительное функционирование.
Радиоактивное загрязнение природной среды создало новую серьезную проблему. В результате существенного загрязнения радионуклидами лесного фонда лесные горючие материалы (ЛГМ) приобретают новые физические характеристики - в их состав входят искусственные радионуклиды. Эта проблема стала явной после Чернобыльской катастрофы 1986 года. В результате катастрофы на Чернобыльской АЭС были загрязнены радионуклидами огромные территории Украины, Белоруссии, России, некоторые районы стран Балтии и Восточной Европы. В зонах радиоактивного загрязнения оказались около 5 млн. человек.
Леса приняли на себя и аккумулировали, закрепили значительную часть радионуклидов, разносившихся в течение десяти дней из горящего четвертого блока Чернобыльской АЭС, предотвратив их дальнейшее распространение. Особенности лесных пожаров в условиях радиоактивного загрязнения до начала 90-х годов не исследовались. Осуществление традиционной противопожарной охраны лесов и особенно внедрение концепции управления лесными пожарами требуют знания характеристик их поражающих факторов, воздействующих на человека и окружающую среду, оценок возможных отрицательных последствий и спо- о|>ов их уменьшения. На загрязненной радионуклидами территории ; сип, Украины, Белоруссии, где проживают миллионы людей, еже-" дко происходят и происходили в год катастрофы тысячи лесных по-ч Ьов, сопровождающихся мощными дымовыми выбросами. На основе порученных характеристик ЛГМ и процессов при лесных пожарах в ус-о|иях радиоактивного загрязнения сформировано новое направление в кой пирологии. Установлено, что и в зонах, из которых отселение заселения признано не обязательным, многие пожары являются радиоактивными, генерируя радиоактивные отходы. Требовалась разработка

научных основ противопожарного устройства лесов, загрязненных радионуклидами и соответствующих практических рекомендаций. Прогнозировать различные лесопожарные ситуации и оценивать последствия пожаров нельзя без разработанных радиационно-пирологических моделей леса, эти модели будут одной из базовых составляющих при проведении радиационно-пирологического мониторинга лесов.
Решение задач по сбережению лесов, снижению ежегодных огромных убытков страны, сохранению здоровья людей требует подготовки квалифицированных инженерных кадров для проектных организаций, лесхозов, подразделений авиационной охраны лесов. Этому содействует создание новой учебной дисциплины «Противопожарное устройство лесов» и внедрение ее в Московском государственном университете леса.
Цели и задачи исследований. Цель исследований: изучение распределений лесных пожаров во времени и по территории РФ, получение исходных характеристик лесных пожаров в зонах радиоактивного загрязнения, разработка методологии проектирования систем противопожарного устройства лесов различных регионов в условиях естественного радиационного фона и радиоактивного загрязнения.
Задачи исследований:
1. Анализ горимости лесов на уровне Российской Федерации, субъектов РФ, экономических районов, лесоэкономических зон, районов применения наземных сил и средств, авиационных сил и средств и их сочетания.
2. Анализ методов и критериев оценки пожарной опасности и горимости лесов, разработка методов оценки уровня противопожарной охраны лесов, ее эффективности.
3. Разработка принципов построения системы документов по противопожарному устройству лесов, методических подходов к разработке предпроектных и проектных документов.
4. Изучение природы лесных пожаров на загрязненных радионуклидами территориях, разработка концепции радиационно-пирологических моделей леса (РПМ) и методики их построения.
5. Разработка научных основ противопожарного устройства лесов, загрязненных радионуклидами и методики радиационно-пирологического мониторинга лесов.
6. Разработка состава, содержания дисциплины «Противопожарное устройство лесов», ее апробация.
Научная новизна.
1. Установлены закономерности многолетнего и сезонного распределения лесных пожаров на уровне Российской Федерации, экономических районов, лесоэкономических зон, регионов, районов наземной и авиационной охраны.

ответствии с полученными данными, ЛГМ по степени возрастания их зольности расположились в следующем порядке: древесина < веточки с корой < зеленые травянистые растения < хвоя, листья < кора < воздушносухое вещество травянистых растений < полуразложившийся опад хвои < полуразложившаяся подстилка из листвы и торф < разложившаяся подстилка из хвои и листвы [32]. На основании результатов выполненных исследований и анализа данных литературных источников построен ориентировочный ряд зольности лесных горючих материалов (табл. 3.1).
Количество недожога при лесных пожарах зависит от ряда условий и может колебаться от 2-3% до 20-30% и больше. Разумеется, не следует относить к недожогу стволы деревьев с нагаром даже на высоту 2-3 м или валежник большого диаметра с частично обгоревшей корой.
Следовательно, при определении выхода (массы) продуктов горения ЛГМ при лесных пожарах необходим дифференцированный подход, основанный на учете характера объекта пожара (количество слоев ЛГМ), вида пожара (какие слои горят) и его интенсивности.
3.3. Дымы лесных пожаров
Дымы лесных пожаров интересуют нас в первую очередь как возможные переносчики радионуклидов при горении лесных горючих материалов, загрязненных радионуклидами, как источники вторичного радиоактивного загрязнения территории, как фактор, воздействующий на людей, тушащих пожар или находящихся в зоне распространения дыма. Дым - это совокупность мелких твердых частиц, взвешенных в воздухе или иной газообразной среде. Дым - типичный аэрозоль с размерами твердых частиц от 0,1 до 10 мкм.
Лесные пожары относятся к основным загрязнителям атмосферы различными примесями и их дымы требуют детального исследования. Дымы являются частным случаем аэродисперсных систем или аэрозолей, к которым принадлежат также туманы и пыль.
Пыль - дисперсная система, состоящая из воздуха и различных по величине и форме твердых частиц. Поперечник таких частиц от 1 до 100 мкм. Системы с более мелкими частицами относят к дымам, хотя такое деление и весьма условно, так как дымы в результате коагуляции их частиц постепенно преобразуются в пыли. Важнейшим фактором для гигиенической оценки пылей является дисперсность (размеры) пылевых частиц: чем мельче пылинки, тем больше времени они могут находиться в воздухе и тем глубже проникают в дыхательные пути. Для лесных пожаров характерно неполное сгорание большей или меньшей части ЛГМ, в газовой среде присутствует угарный газ.
Данных о количестве твердых частиц, содержащихся в дымах лесных пожаров и управляемых палов, немного. Выброс твердых частиц во время управляемых палов на юге США составляет, по оценкам, 8 кг на 1 т горючих материалов, а при стихийных пожарах - 26 кг/т (Уильям