Природные пожары
Пожар – неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства.
Примерно 80 % всех пожаров возникает по вине человека из-за нарушения мер пожарной безопасности при обращении с огнем, а также в результате использования неисправной техники. Бывает, что пожары возникают в результате удара молнии во время грозы.
Природные пожары подразделяются на лесные и степные пожары.
Лесной пожар – самопроизвольное или спровоцированное человеком возгорание в лесных экосистемах.
На территории лесного фонда России ежегодно регистрируется от 10 до 30 тыс. лесных пожаров, нередко принимающих характер стихийных бедствий. Основная часть пройденной огнем площади приходиться на районы Сибири и Дальнего Востока. В этих районах лесной пожар является лесообразовательным фактором, определяющим структуру и динамику лесного фонда.
Важнейшей характеристикой лесного пожара является скорость его распространения, которая определяется скоростью продвижения его кромки, т.е. полосы горения по контуру пожара.
Лесные пожары в зависимости от сферы распространения огня, подразделяются на низовые, верховые и подземные (торфяные).
Низовой пожар – пожар, распространяющийся по земле и по нижним ярусам лесной растительности. При низовом пожаре горят лесная подстилка, травяно – кустарничковый покров, подрост и подлесок.
Низовой пожар чаще всего возникает в лиственных лесах, при этом высота пламени доходит до 1,5-2 метров, а скорость распространения обычно не превышает 1-3 метров в минуту, температура огня в зоне пожара составляет 400-900 °С. Низовые пожары наиболее часты и составляет до 98 % общего числа загораний.
Верховой пожар наиболее опасен. Он начинается при сильном ветре и охватывает кроны деревьев. Огонь продвигается по кронам деревьев, скорость его распространения в безветренную погоду может достигать 3-4 км/ч, в ветреную – 25-30 км/ч и более.
Проводником горения, при верховых пожарах, служит слой хвои, листвы и ветвей кронового пространства. Температура в зоне огня повышается до 1100°С. Ветер разносит горящие искры, которые создают новые очаги пожара за несколько десятков, а то и сотен метров от основного очага.
Подземный (торфяной) пожар представляет собой пожар, при котором горит торфяной слой заболоченных и болотных почв. Он характеризуется низкой скоростью продвижения (около 0,5 м/мин). Характерной особенностью торфяных пожаров является беспламенное горение торфа с накоплением большого количества тепла. Торфяные пожары характерны тем, что их очень трудно тушить. Причиной возникновения (возгорания) торфяного пожара является перегрев поверхности торфяного болота, осушенного или естественного, при перегреве его поверхности лучами солнца или в результате небрежного обращения людей с огнем.
Причинами пожаров степных и хлебных массивов могут быть грозы, аварии наземного и воздушного транспорта, аварии хлебоуборочной техники, террористические акты и небрежное обращение с открытым огнем. Наиболее пожароопасная обстановка складывается в конце весны и в начале лета, когда стоит сухая и жаркая погода.
Способы тушения пожаров
Самым простым и вместе с тем достаточно эффективным способом тушения слабых и средних пожаров является захлестывание кромки пожара. Для этого используют пучки ветвей длиной 1-2 м. или небольшие деревья преимущественно лиственных пород. Группа из 3-5 человек за 40-50 минут способна погасить захлестыванием кромку пожара протяженностью до 1000 метров.
Когда захлестывание огня не дает должного эффекта, можно забрасывать кромку пожара рыхлым грунтом. Для этого лучше всего использовать специальную технику, но иногда приходится делать это и вручную. Один человек за полчаса может засыпать около 20 метров кромки пожара.
Для того чтобы огонь не распространялся дальше, на пути его движения устраивают земляные полосы и широкие канавы. Полосы не должны иметь растительности и каких-либо других материалов, способствующих горению. Когда огонь доходит до такой полосы, он останавливается.
Широко применяется для борьбы с пожарами встречный огонь, когда навстречу движущемуся валу огня создают другой встречный вал. Когда эти два вала встречаются, огню становится некуда распространяться. При организации встречного вала необходимо учитывать направление ветра и направление распространения огня.
В случае если огонь остановить не удалось, и он приближается к населенному пункту, следует, помимо принятия всех противопожарных мер, приступить к эвакуации населения. Вывод или вывоз людей следует производить в направлении, перпендикулярном распространению огня. При этом двигаться следует не только по дорогам, но и вдоль ручьев и рек, а при необходимости и по самой воде. Рот и нос желательно прикрыть мокрой ватно-марлевой повязкой или полотенцем.
Косвенными признаками приближения лесного пожара являются:
• устойчивый запах гари, приносимый ветром;
• стелющийся над лесным массивом туманообразный дым;
• беспокойное поведение животных, птиц, насекомых;
• ночное зарево, в одной из точек горизонта, постепенно расширяющееся в стороны.
При обнаружении пожара следует:
• не метаться и не поддаваться панике;
• проанализировать обстановку, определить путь эвакуации, для чего подняться на возвышенную точку на местности или забраться на высокое дерево и внимательно осмотреться по сторонам. Выявить границы очага пожара, направление и примерную скорость его распространения;
• укрываться от пожара следует на голых островах и отмелях, расположенных посреди больших озер, на оголенных участках болот, на скальных вершинах хребтов, расположенных выше уровня леса, на ледниках;
• уходить от пожара необходимо в наветренную сторону (то есть идти на ветер), в направлении, перпендикулярном распространению огня, стараясь обойти очаг пожара сбоку, с тем, чтобы выйти ему в тыл.
Правила поведения в очаге пожара:
• необходимо очистить вокруг себя возможно большую площадь от листвы, травы и веток;
• необходимо обильно смочить одежду, рот и нос желательно прикрыть мокрой ватно-марлевой повязкой или полотенцем, снять всю плавящуюся одежду;
• избавиться от горючего и легковоспламеняющегося снаряжения, если есть возможность, то периодически смачивайте высохшие участки материала на одежде;
• зарыться во влажный грунт;
• голову, конечности, открытые участки тела обмотать любым негорючим материалом, по возможности смочив его водой, но не очень плотно, чтобы при возгорании можно было мгновенно снять.
В сухое время года и в пожароопасных местах следует соблюдать особую осторожность при обращении с огнем:
Основными видами поражений при пожарах являются ожоги и отправления угарным газом. При оказании помощи необходимо, прежде всего, погасить на пострадавших горящую одежду, а на обоженную поверхность наложить стерильные повязки. В случае поражения людей угарным газом следует немедленно удалить их из зон интенсивного задымления и, при необходимости, сделать искусственное дыхание.
Следует помнить, что чрезвычайные ситуации могут сопровождаться различными инфекционными заболеваниями, которыми можно заразится, употребляя в пищу грязную и зараженную воду, продукты питания, а также при попадании инфекции через поврежденные кожные покровы человека и т.д.
Глава VII ЛЕСНЫЕ ПОЖАРЫ
Лесные пожары по вине человека стали возникать очень давно-с тех пор, как люди научились добывать огонь. А это было много тысячелетий назад. Чаще всего пожары возникали случайно. Но иногда человек специально поджигал лес, чтобы получить землю для распашки. Таким образом, лесные пожары также можно считать одной из форм воздействия человека на лес. Причем эта форма воздействия имеет очень давнюю историю.
Общеизвестно, что легче всего загораются хвойные леса. Им пожары угрожают в наибольшей степени. Лиственные леса в этом отношении более устойчивы, они менее «горючи». Поэтому, когда говорят о лесных пожарах, чаще всего имеют в виду хвойные леса.
Легко загораются в сухом виде также кустистые лишайники, образующие сплошной покров на почве в некоторых типах хвойных лесов. То же можно сказать и о многих таежных мхах, растущих сплошной массой на поверхности почвы (плевроциум, гилокомиум и др.).
Все это способствует возникновению пожара в хвойных лесах, делает эти леса особенно опасными в пожарном отношении.
В распространении пожаров немалая роль принадлежит ветру. При ветреной погоде пожар усиливается, скорость движения огня увеличивается. Ветер как бы раздувает огонь, придает ему особую силу.
Разные растения и разные растительные остатки, конечно, обладают неодинаковой горючестью. Мы уже говорили о том, что особенно легко загорается сухая, опавшая хвоя, подсохшие лишайники и мхи на почве. Лесные травы и кустарнички (например, брусника, черника) в живом состоянии никогда не высыхают так сильно, как мхи и лишайники. А поэтому и воспламеняются они не так легко. Если на почве в лесу мало сухого валежа, то живой, достаточно влажный покров из трав и кустарничков может препятствовать распространению огня по поверхности почвы.
Разные виды трав и кустарничков различаются по воспламеняемости. Из кустарничков легче всего загораются вереск и багульник. Очень быстро сгорает водяника. Брусника легче загорается и быстрее горит, чем черника. Слабо воспламеняется и горит голубика, болотный мирт. Наиболее устойчива к огню толокнянка, она загорается с трудом. Ее заросли могут служить преградой в распространении огня.
Лесные травы во влажном состоянии не загораются. Зато после высыхания они становятся очень горючими.
Особенно легко воспламеняются засохшие злаки, например вейнкк наземный, а также кошачья лапка, плаун сплюснутый. Однако есть и исключения. Некоторые травы в сухом состоянии воспламеняются с трудом и горят плохо. Примером могут служить высокие травы, характерные для влажных лесов: таволга вязолистная, борец высокий, бодяк разнолистный, крупные папоротники. В тех участках леса, где эти травы образуют хорошо развитый ярус, опасность возникновения пожаров сильно уменьшается.
В отношении деревьев также есть различия. Мы уже говорили о том, что хвойные деревья особенно легко воспламеняются. Лиственные древесные породы загораются хуже. Особенно плохо горят осина, ольха, тополь, рябина, различные виды ивы. Несколько лучше загорается береза.
После верхового пожара сильнейшим образом меняются условия существования растений, среда их обитания. Вся обстановка на пожарище совершенно иная, чем в лесу. Для растений создаются здесь совсем другие условия жизни, чем под пологом деревьев. На пожарище много света, нет никакого затенения. Солнечные лучи беспрепятственно проникают к почве, нагревая и иссушая ее. Резко меняется температурный режим приземного слоя воздуха и верхнего почвенного слоя, сильно увеличиваются колебания температуры от дня к ночи.
Уничтожение деревьев приводит к тому, что почва становится более влажной. Корни деревьев, которые при жизни леса, как мощные насосы, откачивали воду из почвенного слоя, перестают «работать». В результате грунтовые воды поднимаются кверху, и может произойти заболачивание пожарища. Такие случаи нередки, особенно в таежных районах.
Сильно меняются после пожара и многие другие свойства почвы. Исчезает подстилка, обнажается верхний почвенный слой. А это создает благоприятные условия для прорастания семян деревьев и появления самосева. Как мы уже знаем, в лесу подстилка препятствует прорастанию семян. Вместе с тем зола, лежащая на поверхности пожарища, заметно подщелачивает почву, а это неблагоприятно сказывается на многих лесных растениях. Известно, например, что в слабо щелочной среде (при рН выше 7,0) семена сосны и ели с трудом прорастают и дают слабые всходы.
Почему же обедняется почва при пожаре? В обычных условиях, когда нет пожара, органические остатки, попадающие на поверхность почвы, разлагаются медленно, постепенно. В процессе разложения образуются питательные вещества (соединения азота, фосфора, калия и др.), которые небольшими порциями поступают в почву и сразу же поглощаются корнями растений. При сгорании растительной массы все происходит иначе. Часть питательных веществ переходит в газообразную форму и улетучивается в воздух. Особенно ощутительна потеря азота, которого обычно остро не хватает в лесных почвах.
Другая часть питательных веществ переходит в золу. Здесь эти вещества находятся в легкорастворимой форме и очень подвижны. Они могут быть легко вымыты из почвы или смыты с ее поверхности, прежде чем попадут к корням растений. Следовательно, и в этом случае питательные вещества в значительной степени теряются. Растения не могут их использовать в полной мере. Вот почему сгорание органической массы при пожаре приводит к обеднению почвы.
Однако не следует слишком преувеличивать это отрицательное последствие пожара. Обеднение почвы вовсе не носит катастрофического характера. Часть питательных веществ, конечно, теряется, «ускользает» от растений. Но у природы есть большие возможности восполнить эти потери, поправить положение.
Причем толчок этому обратному процессу обогащения почвы дает, как ни странно, опять-таки пожар. Выгорание леса, с одной стороны, обедняет почву, а с другой- обогащает ее. И происходит это по очень простой причине. После пожара сильно активизируется «работа» микроорганизмов, разрушающих мертвые органические остатки в почвенном слое. Резко повышается микробиологическая активность почвы, бурно идет процесс разложения органики (в том числе мертвых корней сгоревших деревьев и других растений). В конечном итоге освобождается много питательных веществ, которые прежде были недоступными. Особенно важно то, что почва обогащается минеральными азотистыми соединениями, в том числе нитратами (именно они служат источником азота для зеленых растений). Словом, питательный фон на пожарище весьма благоприятный, в почве много азота. И это очень важное обстоятельство. Оно позволяет лучше понять ход формирования растительного покрова на месте выгоревшего леса.
Такова в общих чертах специфика среды на пожарищах.
Как же заселяется пожарище растениями? Как формируется здесь растительный покров? Как происходит восстановление леса?
Особого внимания заслуживает поведение иван-чая. Мелкие, летучие семена этого растения, попадая на пожарище, сразу же прорастают. Всходы очень быстро развиваются и уже на второй год становятся крупными, взрослыми растениями, начинают цвести. Кроме того, в почве сильно разрастаются длинные ветвистые корневища и корни, дающие множество новых надземных побегов. В результате иван-чай за два-три года образует на гари мощные высокие заросли, причем очень густые. Во второй половине лета наступает обильное цветение и заросли красиво раскрашиваются в темно-розовый цвет. Бурному развитию этого растения особенно благоприятствует обогащенность почвы нитратами, т. е. доступным азотом. Если в почве много азота, иван-чай развивается необычайно мощно. Но если азота мало, он влачит жалкое существование.
Как мы уже знаем, в почве гарей идет бурный процесс разложения органических остатков и почвенный слой очень богат нитратами. Это и служит основной причиной пышного разрастания иван-чая. Но с течением времени процесс разложения органики затухает, нитратов в почве становится все меньше и меньше. Постепенно исчезает и иван-чай, уступая место другим растениям.
На пожарищах, как мы уже говорили, имеются благоприятные условия и для прорастания попадающих сюда мелких «летучих» семян деревьев. Однако всходы разных древесных пород развиваются здесь неодинаково хорошо. Лучше всего растут всходы березы, лиственницы, сосны, осины. Однако всходы ели, напротив, развиваются плохо. Ель страдает от поздних весенних заморозков, которые особенно часты и сильны на обширных открытых пространствах, подобных гарям. Поэтому на гарях в первые годы поселяется подрост не всех деревьев, а только более выносливых.
Чаще всего мы видим здесь обильный подрост березы, лиственницы или сосны. Причем в разных условиях преобладают различные древесные породы. Сосна, например, успешно заселяет пожарища в основном на бедных песчаных и супесчаных почвах. Береза же очень неприхотлива и поселяется почти всюду, за исключением особенно сухих и крайне бедных почв.
Общая схема развития растительного покрова на пожарищах такова. В первые годы поселяются и пышно развиваются специфические растения-пионеры, разрастаются некоторые светолюбивые лесные и луговые травы. Постепенно появляется самосев деревьев. Со временем его становится все больше, а деревца вырастают все крупнее. Через 10-15 лет начинает формироваться древесный ярус. Под пологом деревьев мало-помалу исчезают светолюбивые растения, несвойственные лесу. Типично лесные виды, напротив, сильно распространяются, начинают господствовать в напочвенном покрове.
В тех местностях, где в лесах растет ель, на пожарищах в конце концов обычно образуется ельник. Но происходит это не сразу. Сначала гарь зарастает березой или осиной, а затем под их пологом поселяется еловый подрост. Еловые деревца хорошо растут в этих условиях и со временем выходят в первый ярус, вытесняя другие деревья. Формируется еловый лес со свойственными ему растениями. В некоторых районах на гарях под пологом лиственных деревьев поселяется пихта и сибирская сосна («кедр»).
Таковы главнейшие особенности формирования растительного покрова на гарях, основные пути его развития. Так в общих чертах восстанавливается лес, уничтоженный огнем. Происходит все это достаточно медленно, постепенно, в несколько этапов. Но в конце концов обычно лес все же отвоевывает свои прежние позиции. Правда, не всегда восстанавливается точно такой же лес, какой был до пожара.
Как пойдет зарастание пожарища в каждом конкретном случае, какими именно растениями, это зависит от многих причин. Немаловажное значение имеет прежде всего климат данной местности. Он во многом определяет ход восстановления растительности. Важно и то, каков был исходный тип леса, который подвергся действию пожара.
Каждому из двух исходных типов леса соответствует определенная степень влажности и богатства почвы (первый тип леса развивается, например, на более сухой почве). А различия между ними в этом отношении определяют и конкретный путь зарастания пожарища, возможность поселения на нем тех или иных растений и их последующего разрастания. Иными словами, определенному типу леса с его специфическими почвенными условиями соответствует и определенный тип гари. Судить о типе гари можно уже на второе лето после пожара. К этому времени в растительном покрове достаточно хорошо заметны господствующие растения, по которым и выделяют различные типы.
После низового пожара живой напочвенный покров постепенно восстанавливается. Процесс восстановления идет по-разному в разных типах леса. Вот как это происходит, например, в двух типах соснового леса, сильно различающихся по почвенным условиям.
В сосняке лишайниковом низовой пожар полностью уничтожает все лишайники на почве. В первые годы на поверхности обгоревшей почвы формируется моховой покров. В состав его входят специфические мхи, характерные для очень сухих почв (например, кукушкин лен волосоносный). К ним примешиваются некоторые «пионерные» лишайники, которые характерны для гарей (трубчатые и бокальчатые виды кладоний). Впоследствии появляются и покрывают все большую площадь другие виды лишайников, свойственные не затронутому пожаром лесу (кустистые кладонии). Пионерные виды постепенно исчезают, и лишайниковый покров возвращается к первоначальному состоянию. Однако для его полного восстановления требуется очень длительное время, так как лишайники растут медленно.
В травяно-кустарничковом покрове в первые годы после пожара возрастает роль травянистых растений (вейыика наземного, луговика извилистого и др.). Затем трав становится меньше, но зато увеличивается участие кустарничков (брусники, вереска, толокнянки). Господство кустарничков сохраняется довольно долго, по крайней мере несколько десятилетий, но постепенно роль их снижается до нормы. Травяно-кустарничковый покров также возвращается к исходному состоянию. Интересно, что в данном типе леса после низового пожара появляется на почве много подроста сосны. Следовательно, пожар способствует возобновлению этой древесной породы, поддерживает существование соснового леса.
Приведенный пример наглядно показывает, как сильно различается характер восстановления живого напочвенного покрова в разных типах соснового леса после низового пожара.
Отсюда, конечно, не следует делать вывод, что низовые пожары приносят пользу. Это совсем не так. Для лесного хозяйства они опасны и в лесу совершенно недопустимы.
Главная опасность низовых пожаров заключается в том, что при определенных условиях огонь может перейти на древесный ярус, вызвать верховой пожар. Поэтому низовые пожары всеми мерами стараются не допустить. Для того чтобы поставить преграду «ползучему» огню, в лесу специально пропахивают достаточно широкие и длинные противопожарные полосы. Они очень эффективны. Огонь, уничтожающий сухую подстилку, останавливается, если на его пути оказывается полоса минеральной почвы. Пожар не может распространиться дальше.
Пожарная опасность в лесах
Пожарная опасность – это угроза возникновения пожара, выражаемая его вероятностью.
Пожарная опасность в лесу – возможность возникновения и (или) развития лесного пожара. Степень опасности возникновения и развития пожара в лесу определяется лесорастительными условиями и таксационными показателями лесных участков (природная пожарная опасность); условиями погоды (пожарная зрелость лесных, прежде всего напочвенных, горючих материалов).
Природная пожарная опасность
Природная пожарная опасность – пожарная опасность территории, обусловленная ее особенностями и относящаяся к многолетнему периоду при предположении неизменного наличия источников огня, которые могут стать причиной пожара. Природную пожарную опасность определяют наличие или отсутствие древесной растительности, тип леса, породный состав древостоя и другие таксационные показатели насаждения.
Для определения потенциальной природной пожарной опасности разработана следующая шкала (табл. 1).
Таблица 1. Шкала оценки природной пожарной опасности в лесах
Класс пожарной опасности
Объект загорания (характерные типы леса и типы вырубок, насаждения, безлесные территории)
Наиболее вероятные виды пожаров, условия и продолжительность периода их возможного возникновения и распространения
Хвойные молодняки. Сплошные вырубки: лишайниковые, вересковые, вейниковые и другие типы вырубок по суходолам (особенно захламленные). Сосняки лишайниковые и верещатники. Расстроенные, отмирающие и сильноповрежденные древостои (сухостойники, участки бурелома и ветровала, недорубы), участки условно-сплошных и интенсивных выборочных рубок. Захламленные гари.
В течение всего пожароопасного сезона возможны низовые пожары, а на участках с наличием древостоя – верховые. На вейниковых и других травяных типах вырубок по суходолу особенно значительна пожарная опасность весной, а в некоторых районах и осенью.
Сосняки – брусничники, особенно с наличием соснового подроста или подлеска из можжевельника выше средней густоты. Листвяги кедрово-стланиковые.
Низовые пожары возможны в течение всего пожароопасного сезона; верховые – в периоды пожарных максимумов.
Сосняки – кисличники и черничники. Листвяги-брусничники. Кедровники всех типов, кроме приручейных и сфагновых. Ельники – брусничники и кисличники.
Низовые и верховые пожары возможны в период летнего пожарного максимума, а в кедровниках, кроме того, в периоды весеннего и особенно осеннего максимумов.
Сплошные вырубки таволговых и долгомошных типов (особенно захламленные). Сосняки, листвяги и насаждения лиственных пород травяных типов. Сосняки и ельники сложные, липняковые, лещиновые, дубняковые. Ельники-черничники. Сосняки – сфагновые и долгомошниковые. Кедровники – приручейные и сфагновые. Березняки – брусничники, кисличники, черничники и сфагновые. Осинники – кисличники и черничники. Мари.
Возникновение пожаров (в первую очередь низовых) возможно в травяных типах леса и на таволговых вырубках в периоды весеннего и осеннего пожарных максимумов, в остальных типах леса и на долгомошниковых вырубках – в период летнего максимума.
Ельники, березняки и осинники-долгомошники. Ольшаники всех типов.
Возникновение пожара возможно только при особо неблагоприятных условиях (длительная засуха).
1. Пожарная опасность устанавливается на класс выше:
а) для хвойных насаждений, строение или другие особенности которых способствуют переходу низового пожара в верховой (густой высокий подрост хвойных, значительная захламленность и т.п.);
б) для небольших участков леса на суходолах, окруженных площадями с повышенной горимостью;
в) для лесных участков, примыкающих к дорогам общего пользования, железным дорогам на паровозной тяге или расположенных в непосредственной близости от огнедействующих лесных предприятий.
2. Кедровники с наличием густого подроста или разновозрастные с вертикальной сомкнутостью полога относятся ко II классу пожарной опасности.
Пожарная опасность по условиям погоды
Вероятность распространения и возникновения лесного пожара, а также его интенсивность на конкретном участке лесной территории определяется условиями погоды. При этом из метеорологических факторов наибольшее значение имеют те, с которыми связаны процессы увлажнения и высыхания лесных горючих материалов. К таким факторам относятся осадки, влажность и температура воздуха, ветер и облачность.
Для оценки пожарной опасности в лесах по условиям погоды применяется комплексный показатель (КП) В.Г. Нестерова, по значению которого устанавливается класс пожарной опасности (КПО). Для определения КП необходимы следующие данные:
температура воздуха (°С) и точка росы на 13 часов по местному времени;
количество осадков, выпавших за предшествующие сутки, т.е. за период с 13 часов предыдущего дня (количество осадков до 2,5 мм в расчет не принимается).
КП текущего дня определяется по формуле:
где КПn – комплексный показатель текущего дня; КПn-1 – комплексный показатель предыдущего дня; К0 – коэффициент, зависящий от количества осадков за последние сутки. При выпадении осадков менее 2,5 мм он равен единице, более 2,5 мм – нулю; t 0 – температура воздуха, °С (показатель сухого термометра); r – точка росы для температуры воздуха (разница между показателями сухого и смоченного термометров).
Порядок расчета комплексного показателя наглядно приведен в табл. 2.
Таблица 2. Пример расчета комплексного показателя В.Г. Нестерова
Дата
Температура воздуха t в 13 ч., °С
Точка росы r в 13 ч., °С
