Прогноз поведения и последствий лесных пожаров

А.В. Волокитина, М.А. Корец, Т.М. Софронова

ФГБУН Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН

Введение. Прогноз поведения лесных пожаров включает в себя прогноз скорости распространения кромки пожара и его развития (возможности перехода низового пожара в верховой или почвенный). Сюда же целесообразно отнести и прогноз последствий пожара, поскольку он также очень важен при организации управления действующими лесными пожарами.

Термин управление лесными пожарами следует понимать как в широком, так и в узком плане. В широком плане оно включает организацию лесопожарной охраны; устранение причин возникновения пожаров (противопожарная пропаганда, обустройство территории); создание благоприятных условий для своевременного обнаружения возникающих пожаров (сеть пожарно-наблюдательных пунктов, авиапатрулирование, космический мониторинг); ограничение распространения пожаров (противопожарное устройство, активное и эффективное тушение пожаров), сокращение экологического вреда и экономического ущерба от пожаров (учет возможных отрицательных последствий пожаров, использование положительной роли огня в лесу).

Управление лесными пожарами в узком плане следует понимать как управление действующими пожарами на основе прогноза их поведения. Непосредственное управление лесными пожарами - это контролирование распространения и развития каждого возникшего пожара на основе прогноза его поведения, то есть распространения, интенсивности, развития и последствий. Прогноз последствий действующих пожаров включает, прежде всего, прогноз отпада в древостоях [1].

С помощью прогноза поведения пожаров можно выявлять потенциально особо опасные пожары из числа возникающих и целенаправленно тушить их на ранних стадиях. Так же возможно выявлять те пожары, которые в период своего распространения до ликвидации их ожидаемыми осадками не смогут нанести ощутимого ущерба или будут, в отдельных случаях, даже полезными для лесного хозяйства, что позволит не отвлекать на их тушение силы и средства. Прогноз поведения пожаров необходим также для оптимального планирования и эффективной организации их контролирования и тушения. Сценарии возможного распространения и развития пожаров в связи с различными погодными условиями полезно использовать при разработке активных мер по защите от природных пожаров населенных пунктов и ценных лесных массивов, а также при организации целевых палов.

В задачу исследований входила разработка системы прогноза поведения действующих лесных пожаров для равнинных и горных условий на примере Красноярского края с целью повышения эффективности охраны лесов от пожаров.

Состояние вопроса. Системы прогноза поведения природных пожаров уже созданы и совершенствуются в США и Канаде [6,7,8]. В России такая система разрабатывается в Институте леса им.В.Н.Сукачева СО РАН [2,3]. Для практического применения в России имеются лишь «Указания по обнаружению и тушению лесных пожаров» 1995 года, которые, по сути, повторяют подобные указания, изданные еще в 1976 году, и содержат только «примерные показатели развития и распространения лесных пожаров». Причем в «Указаниях...» приведены данные только для семи типов леса по европейской части страны и для четырех типов леса по Дальнему Востоку. Обширная территория Сибири, включая Красноярский край, с сотнями типов леса осталась неохваченной совсем.

Как показала практика, простое заимствование имеющихся зарубежных систем по прогнозу поведения пожаров не может обеспечить решение проблемы в других странах с иными природными условиями. Поэтому начавшиеся попытки насадить в России канадскую систему не приведут к желаемым результатам, а только затормозят разработку российской системы. Конечно, положительные моменты зарубежных систем надо обязательно использовать [3,9].

Уровень российских фундаментальных пирологических разработок достаточно высокий. Но наблюдается отставание в техническом отношении из-за отсутствия средств на прикладные разработки, их апробирование и внедрение.

Центром пирологической науки в России уже давно и обоснованно считается Институт леса им. В.Н.Сукачева СО РАН. К настоящему времени в Институте имеются все предпосылки для поэтапной разработки российской системы прогноза поведения природных пожаров: - фундаментальные разработки (классификация растительных горючих материалов и методы их картографирования, простая и практичная модель скорости распространения пожара, методика прогноза распространения природных пожаров, их интенсивности и последствий) [1,4,9]; высококвалифицированный коллектив ученых-пирологов и специалистов ГИС.

Создание информационной базы. Принципиальная схема прогноза поведения лесного пожара приведена на рисунке. Для прогноза, прежде всего, необходима информационная база, включающая данные о распределении различных растительных горючих материалов по территории, об их свойствах и об их готовности к горению при различных метеорологических условиях. Такую информацию можно получать, используя карты растительных горючих материалов (карты РГМ) крупного масштаба (1:10000-1:50000) [1]. Но для обширной территории России лесоустроительная информация, необходимая для составления крупномасштабных карт РГМ, неоднородна. Поэтому на примере Красноярского края была выполнена разработка необходимых вариантов технологии составления карт РГМ, дифференцированных в зависимости от вида и качества имеющейся лесоустроительной информации. Данная работа, а также развитие метода прогнозирования поведения лесных пожаров до уровня компьютерных программ стали возможными только благодаря финансированию в рамках Госконтракта №82 между ИЛ СО РАН и Агентством лесной отрасли по Красноярскому краю в 2008-2010 гг.

В Красноярском крае имеется 61 лесничество. К настоящему времени более половины из них имеют лесоустроительную информацию на ГИС-основе, а большинство являются высокогоримыми. Программа составления карт РГМ (C++, для операционной системы Windows: SE, 2000, ХР, Vista) на ГИС-основе для равнинных условий была разработана на примере, выбранного в качестве базового, Чунского лесничества. Карты РГМ были составлены на всю территорию лесничества (площадью около 1 млн. га) отдельно для весеннего (осеннего) и летнего периодов, так как лесничество расположено в южно-таежной зоне, где преобладают типы леса с травяными покровами и наблюдается сезонная динамика растительных горючих материалов. Затем была разработана программа прогноза распространения пожара, его интенсивности, развития и последствий (при использовании объектно- ориентированного языка программирования «Avenue», в виде проектного файла «PGM2.apr», работающего в среде ESRI ArcView GIS 3.2.) [3].

Программы оставления карт РГМ и прогноза поведения пожаров на ГИС-основе для горных условий были разработаны в рамках Договора №1263/10 на 2009 год между ИЛ СО РАН и Институтом космических исследований (ИКИ) (при содействии ФГУ «Авиалесоохрана») на примере Государственного природного заповедника «Столбы» (площадью 50 000 га).

Принципиальная схема прогноза поведения лесного пожара

Рис. 1. Принципиальная схема прогноза поведения лесного пожара

Была выполнена ретроспективная проверка (по информации о прошлых пожарах) программ прогноза поведения пожаров как в равнинных,так и в горных условиях. Проверка дала удовлетворительные результаты. Сложности возникали из-за проблем с получением метеорологической информации на время действия пожара, с неточной привязкой гарей на местности и др. Поэтому необходима проверка программ на действующих пожарах.Такая проверка возможна только при участии специалистов лесной охраны. С целью обучения специалистов лесной охраны прогнозированию поведения лесных пожаров разработана специальная компьютерная программа. Планировалось создать на базе ИЛ СО РАН специальный компьютерный класс, но финансирования для осуществления этой цели пока нет.

Заключение. В результате исследований на примере Красноярского края создана система прогноза поведения действующих лесных пожаров для управления ими. Необходима проверка данной системы на действующих пожарах при участии ученых-разработчиков и специалистов лесной охраны, которые предварительно должны пройти обучение по специально разработанной программе.

В дальнейшем для распространения опыта на всю территорию России необходимы совместные усилия трех организаций: ИЛ СО РАН (головная организация), Федерального государственного учреждения «Авиалесоохрана» и Федерального государственного унитарного предприятия «Рослесинфорг».

Литература

  • 1. Волокитина А.В., Софронов М.А. Классификация и картографирование растительных горючих материалов - Новосибирск: СО РАН, 2002.- 314 с.
  • 2. Волокитина А.В., Софронов М.А., Корец М.А., Софронова Т.М., Михайлова И.А. Прогноз поведения лесных пожаров. - Красноярск: СО РАН, Институ леса им.

В.Н. Сукачева, 2010.-211 с.

  • 3. Волокитина А.В., Софронов М.А., Софронова Т.М. Разработка российской системы прогноза поведения природных пожаров- Тезисы международного семинара «Сохранение и экологическое управление бореальными лесами: канадско-российская перспектива. - С.Петербург. - 2006. - р.52.
  • 4. Софронов М.А. Лесные пожары в горах Южной Сибири. - М.: Наука. - 1967. - 152 с.
  • 5. Указания по обнаружению и тушению лесных пожаров. - М., Федеральная служба лесного хозяйства России, - 1995,- 96 с.
  • 6. Burgan R.E., Rothermel R.G. BEHAVE: Fire behavior prediction and fuel modeling system - FUEL subsystem. Gen.Tech.Rep. INT-167. Ogden, UT: US Department of Agriculture, Forest Service. Intermountain Forest and Range Experiment Station. - 1984.- 126 p.
  • 7. Forestry Canada, Fire Danger Group. Development and structure of the Canadian Forest Fire Behavior Prediction System- Science and Sustainable Development Directorate. Inf.Rep. ST-X-3.- Ottawa.-1992.-63 p.
  • 8. Scott J.H., Burgan R.E. Standard fire behavior fuel models: a comprehensive set for use with Rothermel’s surface fire spread model. USDA,forest service, Rocky Mountain Research Station. General Technical Report RMRS-GTR-153. - 2005,- 80 p.
  • 9. Sofronova T.M., Volokitina A.V., Sofronov M.A. Russian Disarray. Journal Wildfire. - July/August. - 2010. - P.12-18.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >