Наши журналы
Опубликовать статью Вход и регистрация
Расширенный поиск
Разделы статьи

Опыт тушения торфяных пожаров на Среднем Урале

Научная статья
Sekerin I.M.
Ericov A.M.
Krektunov A.A.
Zalesov S.V.
DOI:
https://doi.org/10.23670/IRJ.2022.119.5.014
Выпуск: № 5 (119), 2022
Опубликована:
2022/05/17
PDF

DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2022.119.5.014

Опыт тушения торфяных пожаровна Среднем Урале

Научная статья

Секерин И.М.1, *, Ерицов А.М.2, Кректунов А.А.3, Залесов С.В.4, *

1ORCID: 0000-0003-3493-4322;

2ORCID: 0000-0002-2756-5349;

3ORCID: 0000-0003-2160-3305;

4ORCID: 0000-0003-3779-410X;

1, 2, 3, 4 Уральский государственный лесотехнический университет, Екатеринбург, Россия

* Корреспондирующий автор (zalesovsv[at]m.usfeu.ru)

Аннотация

Проанализирована эффективность тушения торфяных пожаров методом подтопления в условиях Средне-Уральского таежного лесного района. Отмечается, что специфика распространения кромки пожара при тлении торфа принципиально отличается от таковой при низовых пожарах. Последнее усложняет их тушение. Существующие способы тушения торфяных пожаров малоэффективны, что нередко приводит к оставлению непотушенных пожаров в зиму. Поскольку торфяные пожары могут гореть круглый год они действуют до весны, а затем развиваться в низовые пожары.

Суть предлагаемого способа тушения осушенных торфяников заключается в перекрытии магистральных осушительных каналов с последующей подачей воды на горящий участок. В результате наблюдается подъем уровня грунтовых вод и торфяной пожар тушится снизу. Указанному способствует доведение влажности торфа до 500 %, при которой тление невозможно.Экспериментальное тушение торфяных пожаров показало высокую эффективность способа.

Ключевые слова: торфяной пожар, тление, влажность торфа, осушительная сеть, уровень грунтовых вод.

Experience in peat fire fightingin the Middle Ural

Research article

Sekerin I.M.1, Ericov A.M.2, Krektunov A.A.3, Zalesov S.V.4, *

1 ORCID: 0000-0003-3493-4322;

2 ORCID: 0000-0002-2756-5349;

3 ORCID: 0000-0003-2160-3305;

4 ORCID: 0000-0003-3779-410X;

1, 2, 3, 4Ural State Forestry University, Yekaterinburg, Russia

* Corresponding author (zalesovsv[at]m.usfeu.ru)

Abstract

The effectiveness of fighting peat fires by flooding in the Middle-Ural taiga forest area was analyzed. It was noted that the fire edge spread specifics in the smoldering of peat are fundamentally different from that of low-level fires. The latter makes fighting more difficult. Existing methods of fighting peat fires are ineffective, which often leads to abandonment of fires in winter. Because peat fires can burn all year round, they last until spring, and then develop into surface fires.

The essence of the proposed method for extinguishing of drained peatlands is to close the drainage canals and subsequently supply water to the burning area. As a result, the level of groundwater would rise and the peat fire would be extinguished from below. This is facilitated by increasing the humidity of peat to 500%, at which smoldering becomes impossible.Experimental fighting of peat fires showed high efficiency of the method.

Keywords: peat fire, smoldering, peat humidity, drainage network, groundwater level.

Введение

Наиболее опасным природным фактором, создающим реальную угрозу для здоровья и жизни населения, а также сохранности имущества граждан и объектов экономики являются лесные пожары [1], [2], [3]. Не случайно государство тратит значительные средства на организацию охраны лесов от пожаров и противопожарное обустройство лесного фонда, особенно вблизи населенных пунктов [4], [5], [6]. Ведутся исследования по совершенствованию лесопожарного районирования [7], уточнению распределения участков лесного фонда по классам пожарной опасности [8], разработке новых средств и способов тушения лесных пожаров [9], [10], совершенствованию лесоводственных мероприятий [11].

К сожалению, до настоящего времени предполагаемые усилия не обеспечивают достижения поставленной цели. Показатели фактической горимости лесов остаются неоправданно высокими, государство несет значительные убытки, а население страдает от продуктов неполного сгорания лесных горючих материалов при пожарах [12], [13]. Так, только по Свердловской области в 2021 г. ущерб от лесных пожаров составил 313,8 млн руб. при площади погибших лесных насаждений 61,7 тыс. га. Аномальная жара при недостатке осадков привела к снижению уровня грунтовых вод и развитию торфяных пожаров, что резко ухудшило экологическую обстановку в ряде населенных пунктов, в частности, в г. Екатеринбурге.

Торфяные пожары, как известно, являются специфическим видом природных пожаров и характеризуются беспламенным типом горения [14], [15]. Тление при данном виде пожара протекает под толщей лесной подстилки и торфа, что затрудняет обнаружение кромки пожара и создает существенные сложности при организации тушения торфяных пожаров [16], [17].

Цель, объекты и методики исследований

Целью выполненных исследований является анализ эффективности тушения торфяных пожаров разными способами и разработка на этой основе предложений по совершенствованию их ликвидации.

Объектом исследований служили торфяные пожары, возникшие в разные годы на территории Средне-Уральского таежного лесного района.

В процессе исследований анализировались данные о торфяных пожарах, способах их тушения и эффективности ликвидации. При анализе эффективности тушения использовались данные статистической отчетности, акты о лесных пожарах, материалы натурных обследований и другие документы согласно методических рекомендаций, приведенных в ряде публикаций [14], [15]. Помимо участия в непосредственном тушении торфяных пожаров был также проанализирован опыт выполнения данных работ, описанный в научной литературе.

Результаты и обсуждение

Тушение торфяных пожаров осуществляется пассивным и активным способами [15]. При пассивном способе производится локализация места пожара противопожарными канавами глубиной до минерального слоя или уровня залегания грунтовых вод.

Активное тушение производится подачей большого количества воды сосредоточенными струями, в процессе чего тлеющий торф дробится, охлаждается и смачивается. Для снижения расхода воды применяется спринцевание слоя торфа по периметру пожара водой со смачиванием. При этом в зависимости от мощности торфа используются торфяные стволы ТС-1, ТС-2 и ТС-1М. Нормативными документами [18] рекомендованы следующие сроки подачи воды со смачиванием в торфяной слой при различной глубине прогорания торфа табл.).

Таблица 1 – Время подачи рабочего раствора при тушении торфяного пожара с различной глубиной прогорания

Показатели Значения величин
Глубина прогорания торфа, м 0,2-0,4 0,41-0,7 0,71-1,2 1,21-2,0
Время подачи жидкости, с 5-6 7-9 10-12 14-16

К сожалению, оба широко применяемых способа зачастую являются малоэффективными. Прокладка противопожарных канав требует больших финансовых затрат и специализированной техники. Кроме того, при наличии ветра искры легко преодолевают ширину канавы и тление начинает распространяться за пределами локализованной площади. В какой-то мере проблема может быть решена заполнением проложенных канав быстротвердеющей пеной [10] и покрытием локализованной площади компрессионной пеной [19].

Много нареканий вызывает и проливка тлеющего торфяника большим количеством воды. Во-первых, на переброску воды от ближайшего водоема или ее подвоз автотранспортом требуется специальная техника и время. Во-вторых, специфика горения при торфяных пожарах такова, что тление нередко возобновляется даже после того как вся поверхность горящего торфяника была покрыта слоем воды. После просачивания воды в нижние горизонты тление возобновилось.

Не дали положительного результата и опыты со спринцеванием горящего торфяника компрессионной пеной [19]. Последнее, на наш взгляд, объясняется недостаточным для смачивания торфа количеством воды, которая содержится в компрессионной пене.

Опыт тушения торфяных пожаров показал, что чаще всего такие пожары возникают на осушенных торфяниках. Поэтому прежде чем приступить к активной фазе тушения проливкой водой, следует вначале исключить сброс воды осушительной системой, то есть заблокировать канавы осушители. Только после этого следует подавать воду на очаг пожара. Блокировка осушительной сети исключит неоправданный расход воды и обеспечит сначала смачивание дна канав осушителей, а затем подъем уровня грунтовых вод. Поскольку торф может гореть при влажности до 500 % [15], то по мере поднятия уровня грунтовых вод торфяной пожар будет ликвидироваться.

Эффективность способ тушения торфяных пожаров предложил В.А. Сретенский [2]. Способ заключается в перемешивании слоев горящего (тлеющего) торфа с не горящим. Последнее обеспечивает резкое снижение температуры, поскольку температура горящего торфа находится в пределах 400-6000С, а не горящего даже в жаркую погоду обычно не превышает 100С. При неоднократном перемешивании температура снижается настолько, что тление прекращается.

Поскольку распространение торфяных пожаров происходит медленно при своевременном их обнаружении перемешивание можно осуществлять ручными инструментами, а при значительной площади пожара с использованием бульдозеров.

Из-за специфики горения торфяные пожары могут гореть круглый год и нередко перезимовавшие торфяные пожары весной развиваются в низовые, порождая легенду о самовоспламенении торфа. Выполненные нами исследования показали высокую перспективность тушения торфяных пожаров в зимний период путем перемешивания тлеющего и не горящего торфа, а также снега (рис. 1).

1

Рис. 1 – Тушение торфяного пожара перемешиванием с использованием бульдозера

Экспериментальные тушения показали высокую эффективность предложенного способа. За одну смену с использованием бульдозера был потушен пожар площадью 0,5 га без использования воды. При этом на участках с древесной растительностью сначала выкорчевывались подгоревшие деревья, а затем проводилась перемешивание тлеющего и не тлеющего торфа со снегом. Во избежание возобновления тления участок с перемешанным торфом следует уплотнить гусеницами бульдозера для снижения температуры.

Выводы

  1. Проблема эффективной и оперативной ликвидации торфяных пожаров существует и требует для решения поиска новых подходов.
  2. Широко используемые способы тушения торфяных пожаров экономически сильно затратны и малоэффективны.
  3. При тушении торфяных пожаров на осушенных торфяниках рекомендуется способ подтопления, при котором перед фазой активного тушения блокируются элементы осушительной сети.
  4. Хорошо зарекомендовал себя также способ перемешивания тлеющего и окружающего торфа. Эффективность ликвидации пожара возрастает с понижением температуры воздуха особенно в зимний период.
  5. Особенно важно оперативно приступать к ликвидации торфяных пожаров, то есть ликвидировать их на минимальной площади.
Конфликт интересов Conflict of Interest
Не указан. None declared.

Список литературы / References

  1. Качество жизни: вчера, сегодня, завтра. Актуальные проблемы вступления России в ВТО / А.Г. Астратова, А.В. Мехренцев, Л.И. Пономарева и др. – Екатеринбург: Изд-во ГК «Стратегия позитиваТМ», 2012. – 480 С.
  2. Качество жизни: проблемы и перспективы XXI века / Г.А. Астратова, А.В. Мехренцев, М.И. Хрущева и др. – Екатеринбург: отпечатано с готового оригинала-макета в издательстве ГК «Стратегия позитиваТМ», 2013. – 532 с.
  3. Архипов Е.В. Динамика лесных пожаров в Республике Казахстан и их экологические последствия / Е.В. Архипов, С.В. Залесов // Аграрный вестник Урала. – 2017. 0150 № 4 (158). – С. 10-15.
  4. Кректунов А.А. Охрана населенных пунктов от природных пожаров / А.А. Кректунов, С.В. Залесов. – Екатеринбург: Урал. ин-т ГПС МЧС России, 2017. – 162 с.
  5. Залесов С.В. Организация противопожарного устройства насаждений, формирующихся на бывших сельскохозяйственных угодьях / С.В. Залесов, А.Г. Магасумова, Н.Н. Новоселова // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. – 2010. – № 4 (66). – С. 60-63.
  6. Воробьев Ю.Л. Лесные пожары на территории России: Состояние и проблемы / Ю.Л. Воробьев, В.А. Акимов, Ю.И. Соколов. – М.: ДЭКС-ПРЕСС, 2004. – 312 с.
  7. Ольховка И.Э. Лесопожарное районирование лесов курганской области и рекомендации по их противопожарному обустройству / И.Э. Ольховка, С.В. Залесов // Современные проблемы науки и образования. – 2013. – № 5. [Электронный ресурс] URL: wwwscience-education.ru/111-10262 (дата доступа: 12.05.2022).
  8. Залесов С.В. Уточненная шкала распределения участков лесного фонда по классам природной пожарной опасности / С.В. Залесов // Аграрный вестник Урала. – 2013. – № 10 (116). – С. 45-49.
  9. Залесов С.В. Система пожаротушения NATISK для остановки и локализации лесных пожаров / С.В. Залесов, Г.А. Годовалов, А.А. Кректунов // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 3. [Электронный ресурс] URL: wwwscience-education. ru/117-12757 (дата обращения: 12.05.2022).
  10. Кректунов А.А. Перспективность использования быстротвердеющей пены для защиты населенных пунктов от природных пожаров / А.А. Кректунов, С.В. Залесов, А.Ф. Хабибуллин // Успехи современного естествознания. – 2018. – № 5. – С. 40-44.
  11. Данчева А.В. Влияние рубок ухода на биологическую и пожарную устойчивость сосновых древостоев / А.В. Данчева, С.В. Залесов // Аграрный вестник Урала. – 2016. – № 3 (145). – С. 56-61.
  12. Жилищно-коммунальное хозяйство и качество жизни в XXI веке: Экономические модели, новые технологии и практики управления / Я.П. Силин, Г.В. Астратова и др.; под ред. Я.П. Силина, Г.В. Астратовой. – М., Екатеринбург: Издательский центр «Науковедение», 2017. – 600 с.
  13. Шубин Д.А. Влияние пожаров на компоненты лесного биогеоценоза в Верхне-Обском боровом массиве / Д.А. Шубин, А.А. Малиновских, С.В. Залесов // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. – 2013. – № 6 (44). – С. 205-208.
  14. Залесов С.В. Лесная пирология. Термины, понятия, определения: Учебный справочник. / С.В. Залесов, Е.С. Залесова. – Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2014. – 54 с.
  15. Залесов С.В. Лесная пирология / С.В. Залесов. – Екатеринбург: Изд-во «Баско», 2006. – 312 с.
  16. Залесов С.В. Обнаружение и тушение лесных пожаров / С.В. Залесов, М.Т. Миронов. – Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2004. – 138 с.
  17. Марченко В.П. Горимость ленточных боров Прииртышья и пути ее минимизации на примере ГУ ГЛПР «Ертыс Орманы» / В.П. Марченко, С.В. Залесов // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. – 2013. – № 10 (108). – С. 55-59.
  18. Указания по обнаружению и тушению лесных пожаров. – М., 1995. – 96 с.
  19. Использование системы пожаротушения NATISK при ликвидации торфяных пожаров / С.В. Залесов, Г.А. Годовалов, А.А. Кректунов и др. // Леса России и хозяйство в них. – 2016. – № 1 (56). – С. 4-10.
  20. Сретенский В.А. Тушение торфяных пожаров / В.А. Сретенский // Лесное хозяйство. – 1980. – № 7. – С. 54-56.

Список литературы на английском языке / References in English

  1. Kachestvo zhizni: vchera, segodnya, zavtra. Aktual'nye problemy vstupleniya Rossii v VTO [Quality of life: yesterday, today, tomorrow. Actual problems of Russia's accession to the WTO] / A.G. Astratova, A.V. Mekhrencev, L.I. Ponoma-reva et al. – Ekaterinburg: Publishing houseGK «Strategiya pozitivaTM», 2012. – 480 p. [in Russian]
  2. Kachestvo zhizni: problemy i perspektivy XXI veka [Quality of Life: Problems and Prospects of the 21st Century] / G.A. Astra-tova, A.V. Mekhrencev, M.I. Hrushcheva et al. – Ekaterinburg: Publishing house «Strategiya po-zitivaTM», 2013. – 532 pp. [in Russian]
  3. Arhipov E.V. Dinamika lesnyh pozharov v Respublike Kazahstan i ih ekologicheskie posledstviya [Dynamics of forest fires in the Republic of Kazakhstan and their environmental consequences] / E.V. Arhipov, S.V. Zalesov // Agrarnyj vestnik Urala. – 2017. – № 4 (158). – pp. 10-15. [in Russian]
  4. Krektunov A.A. Ohrana naselennyh punktov ot prirodnyh pozharov [Protection of settlements from natural fires] / A.A. Krektunov, S.V. Zalesov. – Ekaterinburg: Ural. in-t GPS MCHS Rossii, 2017. – 162 p. [in Russian]
  5. Zalesov S.V. Organizaciya protivopozharnogo ustrojstva nasazh-denij, formiruyushchihsya na byvshih sel'skohozyajstvennyh ugod'yah [Organization of a fire-fighting device for plantings formed on former agricultural land] / S.V. Zalesov, A.G. Magasumova, N.N. Novoselova // Vestnik Altajskogo gosu-darstvennogo agrarnogo universiteta. – 2010. – № 4 (66). – pp. 60-63. [in Russian]
  6. Vorob'ev YU.L. Lesnye pozhary na territorii Rossii: Sostoyanie i problemy [Forest fires in Russia: Status and problems] / YU.L. Vorob'ev, V.A. Akimov, YU.I. Sokolov. – M.: DEKS-PRESS, 2004. – 312 p. [in Russian]
  7. Ol'hovka I.E. Lesopozharnoe rajonirovanie lesov kurganskoj oblasti i rekomendacii po ih protivopozharnomu obustrojstvu [Forest fire zoning of the forests of the Kurgan region and recommendations for their fire-fighting arrangement] / I.E. Ol'hovka, S.V. Zalesov // Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. – 2013. – № 5. [Electronic resource] URL: www science-education.ru/111-10262 (accessed: 12.05.2022). [in Russian]
  8. Zalesov S.V. Utochnennaya shkala raspredeleniya uchastkov lesnogo fonda po klassam prirodnoj pozharnoj opasnosti [Refined scale for the distribution of forest fund plots by classes of natural fire hazard] // Agrarnyj vestnik Urala. – 2013. – № 10 (116). – pp. 45-49. [in Russian]
  9. Zalesov S.V. Sistema pozharotusheniya NATISK dlya ostanovki i lokalizacii lesnyh pozharov [NATISK fire extinguishing system for stopping and localizing forest fires] / S.V. Zalesov, G.A. Godovalov, A.A. Krektunov // Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. – 2014. – № 3. [Electronic resource] URL: www science-education. ru/117-12757 (accessed: 12.05.2022). [in Russian]
  10. Krektunov A.A. Perspektivnost' ispol'zovaniya bystrotverde-yushchej peny dlya zashchity naselennyh punktov ot prirodnyh pozharov [Prospects for the use of fast-hardening foam to protect settlements from wildfires] / A.A. Krektunov, S.V. Zalesov, A.F. Habibullin // Uspekhi sovremennogo este-stvoznaniya. – 2018. – № 5. – pp. 40-44. [in Russian]
  11. Dancheva A.V. Vliyanie rubok uhoda na biologicheskuyu i pozhar-nuyu ustojchivost' sosnovyh drevostoev [Influence of thinnings on the biological and fire resistance of pine stands] / A.V. Dancheva, S.V. Zalesov // Ag-rarnyj vestnik Urala. – 2016. – № 3 (145). – pp. 56-61. [in Russian]
  12. ZHilishchno-kommunal'noe hozyajstvo i kachestvo zhizni v XXI veke: Ekonomicheskie modeli, novye tekhnologii i praktiki upravleniya [Housing and Communal Services and Quality of Life in the 21st Century: Economic Models, New Technologies and Management Practices] / YA.P. Silin, G.V. Astratova et al.; ed. YA.P. Silina, G.V. Astratovoj. – M., Ekaterinburg: Publishing house «Naukovedenie», 2017. – 600 p. [in Russian]
  13. Shubin D.A. Vliyanie pozharov na komponenty lesnogo biogeoce-noza v Verhne-Obskom borovom massive [Influence of fires on the components of forest biogeocenosis in the Upper Ob boron massif] / D.A. SHubin, A.A. Malinovskih, S.V. Zalesov // Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo uni-versiteta. – 2013. – № 6 (44). – pp. 205-208. [in Russian]
  14. Zalesov S.V. lesnaya pirologiya. Terminy, ponyatiya, opredeleniya: Uchebnyj spravochnik. [Forest pyrology. Terms, concepts, definitions: Educational reference book]. – Ekaterinburg: Ural. gos. lesotekhn. un-t, 2014. – 054 p. [in Russian]
  15. Zalesov S.V. Lesnaya pirologiya [Forest pyrology] / S.V. zalesov. – Ekaterinburg: Basko, 2006. – 312 p. [in Russian]
  16. Zalesov S.V. Obnaruzhenie i tushenie lesnyh pozharov [Detection and suppression of forest fires] / S.V. Zalesov, M.T. Mironov. – Ekaterinburg: Ural. gos. lesotekhn. un-t, 2004. – 138 p. [in Russian]
  17. Marchenko V.P. Gorimost' lentochnyh borov Priirtysh'ya i puti ee minimizacii na primere GU GLPR «Ertys Ormany» [Combustibility of tape forests in the Irtysh region and ways to minimize it on the example of the GU GLPR "Ertys Ormany"] / V.P. Marchenko, S.V. Zalesov // Vestnik Altajskogo gosudarstvennogo agrarnogo universi-teta. – 2013. – № 10 (108). – pp. 55-59. [in Russian]
  18. Ukazaniya po obnaruzheniyu i tusheniyu lesnyh pozharov. [Instructions for detecting and extinguishing forest fires]. – M., 1995. – 96 p. [in Russian]
  19. Ispol'zovanie sistemy pozharotusheniya NATISK pri likvidacii torfyanyh pozharov [Use of the NATISK fire extinguishing system in the elimination of peat fires] / S.V. Zalesov, G.A. Godovalov, A.A. Krektunov et al. // Lesa Rossii i hozyajstvo v nih. – 2016. – № 1 (56). – pp. 4-10. [in Russian]
  20. Sretenskij V.A. Tushenie torfyanyh pozharov [Extinguishing peat fires]/ V.A. Sretenskij // Lesnoe hozyajstvo. – 1980. – № 7. – pp. 54-56. [inRussian]