Структура и механизм функционирования системы охраны леса от пожаров

• Автор: Коровин, Георгий Николаевич
• Шифр специальности: 06.03.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Б. м.
• Количество страниц: 76 с. : ил.; 20х15 см

Общая характеристика работы
Актуальность проблемы. Сохранение и рациональное использование лесов как стабилизатора крупномасштабных биосферных процессов и источника множества сырьевых ресурсов - необходимое условие обеспечения экологической безопасности и устойчивого социально-экономического развития нашей страны и всего мирового сообщества. Среди множества природных и антропогенных факторов, определяющих состояние и динамику лесного фонда России, доминирующую роль играют лесные пожары. Оказывая разрушающее воздействие на флору и фауну, вызывая повреждение органического слоя почвы и ее эрозию, нарушение гидрологического режима территорий и загрязнение атмосферы продуктами горения, лесные пожары в то же время относятся к факторам сохранения естественной динамики многих типов лесных экосистем, их продуктивности и биологического разнообразия.
Лесопожарная политика в нашей стране до последнего времени традиционно сводилась к активной борьбе с огнем на всей доступной для этого территории лесного фонда. Она сопровождалась постепенным наращиванием ресурсов лесопожарных служб и увеличением ассигнований на охрану лесов даже в условиях дефицита государственного бюджета и остаточного принципа финансирования лесного хозяйства. Обременительность для федерального бюджета растущих затрат на охрану лесов в условиях кризисного состояния экономики, отсутствие статистически значимого снижения горимости лесов за последние несколько десятилетий резко обострили проблему научного обоснования требуемого уровня их противопожарной защиты и рационального использования ресурсов, выделяемых на борьбу с огнем.
Осознание сложности экологической роли огня, невозможности и нецелесообразности его полного исключения из жизни леса, повлекло ж собой признание необходимости перехода от политики активной борьбы с огнем к политике управления лесными пожарами. Такой пе-. ход сопряжен с решением целого ряда проблем в области научной яанизации и управления охраной лесов, мониторинга лесных пожаров, оценки масштабов их воздействия на состояние и динамику лес-дого фонда, его экологический и ресурсный потенциал.
Сложность организационной и функциональной структуры существующей системы охраны леса от пожаров (СОЛП), стохастический характер условий и результатов борьбы с огнем практически исключает возможность обоснования оптимальных стратегий ее развития и управления лесными пожарами на основе натурных экспериментов. Решение этих проблем методами системного анализа и экономикоматематического моделирования неразрывно связано с оценкой пространственно-временной структуры горимости лесов, построением концептуальной модели СОЛП, разработкой методов обоснования стратегий и режимов ее функционирования.
Формирование гибкой СОЛП, способной адаптироваться к непрерывно изменяющейся лесопожарной обстановке в различных регионах страны возможно только при наличии достаточно развитой системы мониторинга лесных пожаров, обеспечивающей регулярное слежение за условиями и процессами возникновения и развития лесных пожаров, масштабами воздействия огня на лесные экосистемы. Построение концептуальной модели такой системы и обоснование структуры ее геоинформационного обеспечения является одним из важнейших аспектов лесопожарной проблемы в России.
Цели и задачи исследований. Целью исследований являлась оценка горимости лесов и масштабов воздействия огня на лесные экосистемы, разработка методов обоснования структуры, параметров и режимов функционирования СОЛП.
Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи:
1. Оценка пространственно-временного распределения лесных пожаров, построение статистических моделей горимости лесов, разработка методов воспроизведения условий и процессов возникновения лесных пожаров.
2. Разработка методов оценки масштабов воздействия лесных пожаров на структуру и динамику лесного фонда, его ресурсноэкологический потенциал,
3. Анализ структуры и механизма функционирования СОЛП, построение ее концептуальной модели, разработка общей схемы экономико-математического моделирования.
4. Анализ и моделирование процессов обнаружения, обслуживания и локализации лесных пожаров, оптимизация технологических схем и режимов функционирования лесопожарных служб.
5. Разработка методов обоснования оптимальных стратегий и распределение ресурсов СОЛП.

нальных систем массового обслуживания с отказами. Входящий поток заявок на обслуживание задавался при этом временными рядами суточного числа возникающих и действующих лесных пожаров для периодов низкой, средней и высокой горимости лесов. Интенсивность процесса обслуживания пожаров авиацией характеризовалась выборочными распределениями пожаров по числу высаженных к ним групп и длительности пребывания этих групп на пожарах. В процессе моделирования определялось минимальное число групп, при котором вероятность отсутствия свободной команды в момент обнаружения пожара не превышает допустимого значения,
Полученные в результате моделирования оценки потребности в командах соответствующие вероятности отказа Рв<0,05 используются в качестве нормативов для планирования численности авиапожарных служб на уровне первичных структурных подразделений авиалесоох-раны [17, 51]. Для обоснования численности авиапожарных служб на уровне регионов введен показатель маневренности авиапожарных команд.
Постоянная численность авиапожарной службы устанавливается применительно к условиям средней горимости лесов. Нехватка команд в периоды высокой и чрезвычайной горимости должна покрываться за счет маневрирования командами как внутри регионов, так и между регионами.
Задача маневрирования авиапожарными командами формулируется следующим образом [45]: максимизировать
nmMxtsXuMr *
j=i j=i
при ограничениях (13)
ZJkl >0, к, I 61:т j = :п;
Ху = iebm; j е:п;
к Ti (Ti
Ху >0; г е 1 :т; j el:n;
ZJti Z-f = 0, k,i, i e 1 :m; j € 1 :n где: m - число регионов, участвующих в маневрировании; п - число периодов в пожароопасном сезоне; щ - случайная величина, принимающая значения ге {0,1,2,3}: г=3 - высокая горимость, 2 - средняя горимость; r= 1 низкая горимость; г=0 отсутствие пожаров; Pljr - веро-