Причины возникновения торфяных пожаров
Торф - горючее полезное ископаемое; образовано скоплением остатков растений, подвергшихся неполному разложению в условиях болот. Для болота характерно отложение на поверхности почвы неполно разложившегося органического вещества, превращающегося в дальнейшем в торф. Слой торфа болотах не менее 30 см. Содержит 50-60 % углерода. Теплота сгорания (максимальная) 24 МДж/кг. Используется комплексно как топливо, удобрение, теплоизоляционный материал и др.[4]
По разным оценкам в мире от 250 до 500 млрд. т. торфа (в пересчете на 40 % влажность), он покрывает около 3 % площади суши. При этом в северном полушарии торфа больше чем в южном, заторфованность растѐт при движении к северу и при этом возрастает доля верховых торфяников. Так, в Германии торфа занимают 4,8 %, в Швеции 14 %, в Финляндии 30,6 %.[4]
Сгорание осушенных торфяных почв в результате пожаров следует рассматривать как национальное экологическое бедствие, поскольку при этом происходит частичное или полное выгорание органического вещества торфа и невосполнимая тотальная ликвидация почвенного покрова. Пожары торфяных почв происходят ежегодно, а их ареал приобрел тенденцию к быстрому увеличению.Причины этого определяются, во-первых, отсутствием возможности активного регулирования уровней грунтовых вод на самотечных осушительных системах в период летне-осенней межени из-за их конструктивных особенностей. В результате происходит переосушка верхних горизонтов торфяных почв, и, как следствие этого, самовозгорание торфа.
В процессе участвуют микроорганизмы, продукты жизнедеятельности которых накапливаются в анаэробных условиях и приводят к постепенному прогреванию массы торфа до 60-65 °C. При последующем повышении температуры торф превращается в полукокс, склонный к спонтанному самовозгоранию под действием кислорода воздуха. Самонагревание происходит со скоростью от 0,5 до 4,5 °C/сутки и более и постепенно ускоряется. Пожар в торфяной толще опасен тем, что распространяется под земной поверхностью, и его крайне трудно потушить, поскольку наличие кислорода в составе торфа позволяет ему гореть (тлеть) даже без доступа воздуха. Пожары на торфяниках могут продолжаться многие месяцы. Например, зимой 2002 года торфяники горели и под снегом, пока не началось весеннее половодье. Во-вторых, возгорания на торфяных почвах происходят из-за выхода из строя насосных станций или недостаточного оперативного регулирования.[3]
Межень - низкий уровень воды в реке, озере, фаза водного режима уровней грунтовых вод в засушливый период на польдерных системах и, как следствие, отрыва капиллярной каймы от торфяной залежи. Например, пожары и полное выгорание торфа на массиве польдера «Макеевский мыс» в Рязанской области начинались тогда, когда грунтовые воды оказывались на 0,5 - 1 м ниже торфяной залежи [7, с. 168]. Этого оказалось достаточным для интенсивного иссушения торфяных почв. Вместе с тем, опасность возникновения и широкого распространения такой гидрологической ситуации на массивах осушения становится практически повсеместной из-за исчезновения единой и грамотной службы эксплуатации польдерных систем, а также в связи с прекращением работ по реконструкции осушительных систем с целью применения регулируемого шлюзования.
Регулируемое шлюзование, как известно, является одним из способов дополнительного увлажнения при двухстороннем регулировании водного режима осушаемых почв. Оно выполняется на осушительных системах путем перекрытия открытой сети и крупных коллекторов шлюзами и задвижками. При этом вода поступает в осушительную сеть из внешних водоисточников - рек, водохранилищ и других в результате ее перекачки насосами. Третьей причиной пожаров следует признать повсеместное отсутствие в настоящее время адекватной культуры земледелия на осушенных торфяных почвах России. Последнее определяется тем, что на всем пространстве страны торфяные почвы после осушения используют в условиях черной культуры, при которой поверхность торфа не защищена от возгорания. Поэтому в сере-дине лета и осенью здесь нередко горит поверхностный высушенный слой торфа. Это явление усугубляется отсутствием травопольных севооборотов с высокой насыщенностью полями многолетних трав, ограниченным использованием этих почв в качестве сенокосов и других зеленых угодий, их почти повсеместным использованием для возделывания пропашных культур [3].
Также значительный (20-60 %) процент возгораний наблюдается из-за грозовой активности - в частности, «сухих гроз» (удары молний без последующего ливня). Пожары от молний могут быть труднодоступными из-за их удалѐнности от объектов инфраструктуры.Существенно и то, что сегодня в России на осушенных торфяных почвах нет ни одного гектара органических почв, эксплуатируемых в условиях покровной культуры земледелия. Как известно, в этом случае, торфяные почвы перекрывают слоем песка мощностью 14 - 16 см, исключая таким образом возможность их поверхностного возгорания [1]. Вместе с тем, подобная почвозащитная культура земледелия на осушенных торфяных почвах повсеместно принята в Германии и во многих других странах. Целесообразность ее применения в России подтверждают и исследования российских ученых.
В настоящее время очень популярным стало мнение, что единственным способом покончить с торфяными пожарами является обводнение торфяников. Способ этот достаточно прост. Изначально для добычи торфа болото осушают, и на его месте остаются ирригационные каналы, по которым когда-то отводилась вода. Если перекрыть основной или магистральный канал, то естественные, талые воды соберутся вновь. Через 2-3 года место будет снова заболочено. Каких-то специальных технологий для этого не требуется. Специалистам-гидрологам надо всего лишь понять, где расположен сток и в каких местах создать дополнительные дамбы, чтобы вода собиралась не только в месте основного стока, но и по всей территории. [1]
Своевременно обнаружить торфяной пожар трудно - намного труднее, чем лесной. Связано это с тем, что на ранних этапах развития торфяной пожар может быть очень маленьким, выделять совсем мало тепла и дыма, и потому совершенно незаметным для имеющихся систем дистанционного наблюдения, камер с тепловизорами или летчиков-наблюдателей. Поэтому решающая роль в раннем обнаружении торфяных пожаров принадлежит наземному обследованию особо опасных территорий. К счастью, площадь осушенных торфяников и заброшенных торфяных месторождений в масштабах страны или даже отдельных регионов относительно невелика по сравнению с площадью лесов и других природных территорий, поэтому наземное обследование особо опасных участков организовать вполне можно. [1]
При этом большим подспорьем в поиске начинающихся пожаров могут стать общедоступные системы дистанционного мониторинга пожаров, такие как FIRMS или SFMS, или ведомственная система ИСДМ-Рослесхоз Федерального агентства лесного хозяйства. Эти системы почти не позволяют обнаруживать собственно торфяные пожары на ранних стадиях развития, но они позволяют выявлять палы сухой травянистой растительности и лесные пожары на поверхности осушенных торфяников - а именно эти палы и пожары в большинстве случаев являются или причинами возникновения очагов тления торфа, или способами их распространения на большие площади. [1]
Данные этих систем мониторинга пожаров, за исключением последней, общедоступны и бесплатны, и ими, при наличии компьютера и доступа к сети Интернет, может пользоваться любой желающий. Дополнительную информацию о системах дистанционного мониторинга пожаров можно получить здесь. [1]
Следует особо отметить, что дистанционными методами все-таки невозможно выявить все травяные палы на поверхности торфяников - часть палов остается незамеченной. Кроме того, весной возможно возникновение очагов тления торфа и от других причин (брошенных костров, окурков и т.д.). Поэтому крайне важно организовать наземное обследование не только тех участков, где дистанционными методами были выявлены палы сухой травы, но и других особо опасных участков осушенных торфяников (а именно - торфяников, примыкающих к населенным пунктам, дачным поселкам, объектам инфраструктуры, а также к местам массового отдыха, охоты, рыбалки и браконьерства на краях или в границах осушенных торфяников). [1]
Наземное обследование дает наилучшие результаты в предвечерние часы, когда характерный запах тлеющего торфа ощущается, как правило, лучше всего (именно этот запах позволяет обнаруживать торфяные пожары на самых ранних стадиях их развития). При обследовании осушенного торфяника надо особое внимание уделять тем участкам, где возникновение очагов тления торфа наиболее вероятно - отвалам и склонам осушительных каналов, насыпям различных дорог, стоянкам охотников, рыбаков и туристов, микроповышениям, образовавшимся при вываливании деревьев с корнями, завалам мертвой сухой древесины на местах прошлых пожаров, буртам торфа.
3. Тушение горящих торфяников
Наиболее опасные торфяные пожары возникают на осушенных торфяниках - болотах, которые были осушены путем прокладки специальной сети осушительных каналов (дренажной сети) с целью добычи торфа, выращивания сельскохозяйственных культур или повышения продуктивности лесов. Особенностью торфяных пожаров является то, что торф не горит открытым огнем - он тлеет, выделяя большое количество дыма. Скорость тления сильно зависит от влажности торфа и от температуры. Тление торфа может продолжаться даже зимой, и даже в очень сильные морозы, поскольку очаги непосредственного тления оказываются прикрытыми от холода вышележащими слоями торфа или торфяной золы. Лишь тщательное перемешивание тлеющего торфа с большим количеством воды или снега способно остановить процесс тления.[2]
Поскольку торф тлеет долго, и интенсивность тления сильно меняется с течением времени, для характеристики интенсивности торфяных пожаров используют глубину прогорания. По средней глубине прогорания торфяные пожары делятся на слабые (до 25 см), средние (25-50 см), и сильные (свыше 50 см). Даже при самых мощных и продолжительных пожарах на осушенных торфяниках за один сезон почти никогда не прогорает слой торфа больше одного метра. Лишь на отдельных наиболее дренированных или возвышенных участках, например - в буртах торфа или на отвалах магистральных каналов, глубина прогорания за один сезон может достигать нескольких метров. Такие участки, как правило, дают наибольший вклад в образование дыма при торфяном пожаре.[2]
Проще всего потушить очаг тления торфа на самой ранней стадии, когда он только начинает заглубляться в осушенный торфяник - например, брошенный на торфе непотушенный костер, начинающийся пожар от непогашенного окурка или пала сухой травы.[3]
При дефиците воды совсем маленький очаг тления торфа можно просто выкопать целиком (горящий торф с прилегающими к нему слоями холодного торфа), сложить в жестяные ведра, корыта или тому подобные емкости, и перенести к ближайшему водоему, где и вывалить в воду, и перемешать при необходимости до образования однородной холодной массы. При отсутствии водоема можно отнести горящий материал к участку с негорючим грунтом (песком, глиной) и перемешать лопатой до прекращения горения и полного охлаждения. Если торфяник неглубокий, то выкапывать следует весь торф до подстилающего негорючего грунта, и весь торф примыкающий к очагу (еще не горящий) на 20 см вокруг. Если торфяник глубокий и до подстилающего грунта больше, чем можно выкопать, то извлекается весь горящий торф и еще 10-15 см негорящего (холодного) торфа.[3]
При наличии воды рядом в достаточном количестве нужно подавать воду в очаг (мотопомпой, ведрами) и перемешивать лопатой до образования в очаге однородной холодной массы. При этом необходимо срезать лопатой примыкающие к очагу участки негорящего торфа (не менее, чем на 20 см по всему периметру вокруг очага), и также перемешать с водой. Если торфяник неглубокий, то желательно перемешивать с водой весь слой торфа до подстилающего грунта, смешивая холодный мокрый торф с подстилающей негорючей массой (песком, глиной). Если торфяник глубокий, то перемешивать нужно не только горящий верхний слой (рыхлый, горячий), но и более нижние слои торфа (на 20-30 см ниже дна очага), тщательно измельчая торфяную массу и перемешивая ее с водой. [3]
При наличии водоподающей техники (мотопомпы, пожарной машины и т.п.) воду следует подавать компактной струей, размывая и перемешивая горящий торф. Желательно при этом дополнительно перемешивать получен-ную массу лопатами, разбивая комки и спекшиеся твердые участки. При таком способе подачи воды в среднем расход воды составляет около 1 тонны на кубический метр горящего материала. В некоторых случаях (пожары на брошенных торфяных штабелях, караванах, когда очаги быстро уходят на большую глубину), бывает полезно использовать торфяные стволы ТС-1 и ТС-2. Стволы заглубляются на ту глубину, где предполагается тление торфа, и переставляются на 30-40 см после того, как визуально становится заметно насыщение водой обрабатываемого участка (холодная вода без пара выбивается на поверхность в 20-30 см вокруг точки ввода ствола). По возможности, торфяные стволы вводят, окружая очаг двумя рядами проколов (точек ввода стволов) - первый ряд в 10 см от видимой кромки, и второй ряд в 30 см от первого. Если есть возможность, после обработки участка торфяными стволами желательно окончательно размыть оставшийся торф компактной струей из обычных стволов "А" или "Б", или хотя бы проверить щупом-термометром надежность тушения. Хорошо показывает себя применение при тушении торфяных пожаров смачивателей и пенообразователей (в качестве смачивателей), и ингибиторов горения. Добавление смачивателей снижает расход воды на тушение кубометра торфа на 30-40 процентов, а при использовании торфяных стволов заметно повышает надежность тушения[3].
При наличии тяжелой гусеничной техники можно использовать ее для тушения торфяника на ранней стадии. Тушение производится также перемешиванием горящего торфа с влажным не горящим; желательно также перемешивание с подстилающим негорючим грунтом.[3]
При продолжительном горении торфяника эта технология может быть неприменима из-за высокого риска провалиться в прогары, большого количества завалов, затрудняющих работу, и высокой температуры (много тлеющего материала, при перемешивании с подстилающим грунтом механизмы сильно нагреваются). Наиболее важна тяжелая техника бывает для создания подъездных путей к месту пожара и для создания временных плотин для поднятия уровня воды.[3]
Нередко, особенно в весенний период, горящие очаги торфа можно в буквальном смысле слова утопить, создав временные плотины на осушительных канавах немного ниже горящего очага. Этот способ особенно хорош при небольшом удалении горящего очага от осушительной канавы и при его расположении не на возвышении. К сожалению, нередко торфяные пожары возникают как раз на наиболее высоких участках - на отвалах канав, на естественных возвышениях, на брошенных торфяных штабелях. В таком случае создание плотины и подъем уровня воды позволят создать необходимый запас воды для тушения, а также ограничат возможное распространение огня. При горении торфа на местах складирования (бурты, штабели, караваны), на местах добычи (фрезерованный торф на полях добычи), тушение осложняется тем, что сухой горящий торф быстро переносится ветром, создавая новые очаги. Нередко на больших горящих пространствах возникают "торфяные смерчи" - воздушные завихрения, переносящие частицы торфа на большие расстояния, преодолевающие канавы с водой и вызывающие появление новых очагов на ранее не горящих участках.[3]
В таких случаях необходимо подавать не только компактные струи на тушение, но и, по возможности, распыленными струями смачивать поверхность горящего каравана или открытые участки, препятствуя раздуванию очагов. При тушении глубоких торфяных пожаров, успевших развиться на большие площади, нередко тушение по всей площади становится нецелесообразным (не приводит к успеху в силу невозможности сосредоточить нужное количество техники, людей, из-за недостатка воды). Единственно возможной тактикой становится или обводнение (затопление) горящей площади, или создание вокруг горящих очагов глубоких (до подстилающего грунта) канав, заполненных водой, и борьба с новыми очагами, образующимися от переброса искр или горящего торфа на защищаемый участок.[3]
При любом способе тушения торфяного пожара необходимо тщательно проверять результат. Для этого после охлаждения участка и после того, как перестанут выделяться дым и пар, следует с осторожностью проверить рукой температуру полученной влажной массы торфа. Если масса холодная, следует прощупать рукой потушенный участок по краям и в глубину до дна. При глубоких очагах (более полуметра) следует, выждав до получаса после подачи воды, прокопать небольшой шурф, прощупывая температуру на разной глубине. Желательно прокапать до глубоких, заведомо не горевших, слоев торфа, до уровня грунтовых вод или до подстилающего негорючего минерального грунта. Если весь очаг холодный, и на всю глубину заполнен однородной холодной влажной массой торфа, можно считать его надежно потушенным, и переходить, при необходимости, к тушению следующего.[1]
При этом даже проверенные очаги необходимо контролировать в дальнейшем, в течение примерно недели. Проверять их состояние желательно в утреннее или вечернее время, когда лучше заметен дым и лучше чувствуется запах горящего торфа, и лучше ощущается контраст температур тлеющей и холодной поверхностей. При обнаружении недотушенных участков необходимо продолжить работу по их заливанию водой с еще более тщательным перемешиванием. Если в течение недели тление в очаге не возобновилось, его можно считать надежно потушенным[1].
Для инструментальной проверки надежности тушения, и для обнаружения скрытых очагов тления торфа, можно использовать торфяные щупы-термометры (специальные датчики-термопары в стальной трубке длиной до полутора метров, соединенные с дисплеем, показывающим температуру на конце щупа). Тлеющими следует считать участки, на которых температура торфа превышает 40 градусов. Кроме того, щупом-термометром необходимо пользоваться при определении безопасных подходов и подъездов к очагам тления торфа, при определении, есть ли под полотном дороги прогары и очаги тления торфа.[1]
Особая опасность торфяных пожаров связана с тремя главными обстоятельствами. Во-первых, торфяные пожары выделяют во много раз больше дыма в пересчете на единицу площади действующего пожара, чем лесные и тем более травяные пожары. С учетом того, что торфяной пожар может действовать и активно дымить месяцами, количество выделяемого им дыма может в сотни и даже тысячи раз превышать количество дыма, выделяемого лесным пожаром сравнимой площади. Дым от природных пожаров крайне опасен для людей с заболеваниями сердечно-сосудистой системы и органов дыхания, его высокая концентрация может вести к увеличению смертности. Торфяные пожары, образующие наибольшее количество дыма, с этой точки зрения представляют наибольшую опасность. [2]
Кроме того, крупные лесные пожары создают мощные восходящие потоки воздуха, благодаря которым значительная часть дыма сразу выбрасывается на очень большую высоту (при крупнейших пожарах - более десяти километров) и рассеивается в атмосфере. При торфяных пожарах, как правило, таких мощных восходящих потоков не образуется, и значительная часть дыма остается в приземных слоях воздуха. Дым от крупных торфяных пожаров в концентрации, опасной для здоровья, может распространяться на расстояние до нескольких сотен километров[2].
Во-вторых, торфяной пожар способен действовать очень долго, а потушить его, если это не было сделано на самой ранней стадии, чрезвычайно сложно. Летом торфяной пожар представляет собой постоянно тлеющий фитиль, готовый привести к пожарам на сопредельных территориях при наступлении сухой, жаркой и ветреной погоды. Многие торфяники, в том числе осушенные, располагаются в районах с преобладанием бедных сухих почв и типов леса, характеризующихся повышенной пожарной опасностью (например, на территории Мещерской низменности и других полесий), что усиливает опасность, связанную с постоянно действующими пожарами. В условиях жаркой и сухой погоды, когда пожарная опасность в лесах наиболее высока, длительно действующие торфяные пожары отвлекают большие силы от борьбы с вновь возникающими лесными пожарами. [2]
В-третьих, во многих регионах России осушенные торфяники и заброшенные торфяные месторождения в прошлом в первую очередь отдавались под садово-дачные товарищества, как самые бесполезные для государства земли. В результате на осушенных торфяниках местами появились дачные поселки площадью во многие тысячи гектаров, состоящие из десятков тысяч отдельных участков. В таких условиях торфяные пожары могут представлять чрезвычайную угрозу, связанную не только с дымом, но и непосредственно с огнем, для огромного количества людей одновременно, причем источник огня на таких торфяниках практически всегда находится (с учетом отечественных традиций крайне неосторожного обращения с огнем).[2]
Заключение
В большинстве случаев виновниками возникновения торфяных пожаров бывают люди. Поэтому на первом месте в предупреждении таких пожаров стоит разъяснительная и воспитательная работа с местным населением. Основная ее цель - добиться бережного отношения людей к лесу, показать им, какой вред наносят торфяные пожары, предупредить об ответственности за нарушение правил пожарной безопасности.
Пожароопасный период начинается в разных районах нашей страны в разное время года. Он связан со сходом снега, высыханием лесной подстилки, временем, прошедшим после последнего дождя, температурой и влажностью воздуха. О наступлении пожароопасного сезона население предупреждают при помощи средств массовой информации. В течение всего сезона лесхозы получают от метеостанций ежедневную информацию о состоянии погоды и её влиянии на пожарную безопасность лесов. Важными мерами по предупреждению пожаров в этот опасный период служат полное запрещение раз-ведение костров в лесу, ограничение хозяйственной деятельности и даже временного прекращения доступа в лес населения и транспорта. У дорог при въездах в лес выставляют контрольные посты из работников лесной охраны и общественных автоинспекторов, которые предупреждают водителей транспорта, а также граждан о необходимости соблюдать в лесу правила пожарной безопасности.
Противопожарная устойчивость лесов в значительной степени зависит от своевременного обнаружения очагов пожара. Поэтому, в пожароопасный сезон организуют наблюдения за состоянием леса с наблюдательных вышек и подвижные наряды из персонала лесхоза. В малонаселённых районах страны организуют патрулирование над лесами самолётов и вертолётов «Авиалесоохраны», которые точно определяют район начавшегося пожара и доставляют туда десантников-пожарных, ёмкости с водой, пожарное оборудование и технику.
Список литературы
1.В.Г. Атаманюк, Л.Г. Ширшев, Н.И. Акимов. "Гражданская оборона". Издательство "Высшая Школа, Москва, 1990
2.К.Н. Дьяконов, Торфяники: цели и последствия осушения // РИА НОВОСТИ. - 2010. - 3 августа.
.М.А. Сафронов, А.Д. Вакуров. «Огонь в лесу» Издательство «Наука», Новосибирск, 1989.
.С.Н. Тюремнов, Торфяные месторождения. - 3-е изд-е. - М.: Недра, 1976