Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Системы противопожарного устройства лесов на территориях с естественным радиационным фоном и в условиях радиоактивного загрязнения

ВАК РФ 06.03.03, Лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, доктора сельскохозяйственных наук, Душа-Гудым, Сергей Иванович, Москва

Всероссийский научно-исследовательский институт химизации - лесного хозяйства ВНИИХлесхоз

Московский государственный университет леса

Душа-Гудым Сергей Иванович

СИСТЕМЫ ПРОТИВОПОЖАРНОГО УСТРОЙСТВА ЛЕСОВ НА ТЕРРИТОРИЯХ С ЕСТЕСТВЕННЫМ РАДИАЦИОННЫМ ФОНОМ И В УСЛОВИЯХ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Специальность 06. 03. 03. Лесоведение, лесоводство, лесные пожары и борьба с ними

На правах рукописи

президиум ВАК Росс

М- .^13

/-

_ввиде^1шучного доклада на соискание ученой степени

"октора сельскохоанйс1венннхтнаук /

управления ВАК тчти

/ к\

Москва - 1998

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, проф. Обыденников В.И., доктор биологических наук, проф. Марадудин И.И., доктор химических наук, проф. Огородников Б.И.

Ведущая организация: Центральная база авиационной охраны лесов

"Авиалесоохрана" Федеральной службы лесного хозяйства России. - V "

54 з' ?-ЭД*

Защита состоится г. на заседании диссертаци-

онного совета Д 053. 31. 03 при Московском государственном университете леса по адресу:

141005, Московская обл., г. Мытищи-5, ул. 1-я Институтская, МГУЛ.

9

Отзывы на диссертацию в двух экземплярах с заверенными подписями просим направлять по указанному адресу. Ученому секретарю диссертационного совета.

С диссертацией Московского го

'я. можно ознакомиться в библиотеке , та леса.

1998г.

Диссертация в виде научного ¿ада разослана

Ученый секретарь диссертационного совета

Г. Анисочкин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Лесные пожары наносят существенный, часто невосполнимый ущерб природным комплексам и экономике страны. Огонь в лесу, как природный фактор, существовал во все времена и сложилось более или менее устойчивое равновесие в крупных экосистемах. В последние десятилетия на огромных территориях преобладающее значение приобрели антропогенные источники огня, природное равновесие резко нарушается. Сохранение лесов от пожаров в различных природно-экономических условиях нашей страны требует соответствующих систем их противопожарного устройства и обеспечения обосновывающими материалами для принятия решений органов управления лесным хозяйством всех уровней. Без системы предпроектных и проектных документов по этому комплексному природоохранному направлению, разработанной по объективным критериям уровня и экономической эффективности противопожарной охраны лесов, нельзя обеспечить ее удовлетворительное функционирование.

Радиоактивное загрязнение природной среды создало новую серьезную проблему. В результате существенного загрязнения радионуклидами лесного фонда лесные горючие материалы (ЛГМ) приобретают новые физические характеристики - в их состав входят искусственные радионуклиды. Эта проблема стала явной после Чернобыльской катастрофы 1986 года. В результате катастрофы на Чернобыльской АЭС были загрязнены радионуклидами огромные территории Украины, Белоруссии, России, некоторые районы стран Балтии и Восточной Европы. В зонах радиоактивного загрязнения оказались около 5 млн. человек.

Леса приняли на себя и аккумулировали, закрепили значительную часть радионуклидов, разносившихся в течение десяти дней из горящего четвертого блока Чернобыльской АЭС, предотвратив их дальнейшее распространение. Особенности лесных пожаров в условиях радиоактивного загрязнения до начала 90-х годов не исследовались. Осуществление традиционной противопожарной охраны лесов и особенно внедрение концепции управления лесными пожарами требуют знания характеристик их поражающих факторов, воздействующих на человека и окружающую среду, оценок возможных отрицательных последствий и спо-п!>ов их уменьшения. На загрязненной радионуклидами территории : :1сии, Украины, Белоруссии, где проживают миллионы людей, еже-~?|рйо происходят и происходили в год катастрофы тысячи лесных по-ч Ьов, сопровождающихся мощными дымовыми выбросами. На основе ^ :к:>|ученных характеристик ЛГМ и процессов при лесных пожарах в ус-г-$иях радиоактивного загрязнения сформировано новое направление в . -фюй пирологии. Установлено, что и в зонах, из которых отселение ■а(|еления признано не обязательным, многие пожары являются радио-чТивными, генерируя радиоактивные отходы. Требовалась разработка

научных основ противопожарного устройства лесов, загрязненных радионуклидами и соответствующих практических рекомендаций. Прогнозировать различные лесопожарные ситуации и оценивать последствия пожаров нельзя без разработанных радиационно-пирологических моделей леса, эти модели будут одной из базовых составляющих при проведении радиационно-пирологического мониторинга лесов.

Решение задач по сбережению лесов, снижению ежегодных огромных убытков страны, сохранению здоровья людей требует подготовки квалифицированных инженерных кадров для проектных организаций, лесхозов, подразделений авиационной охраны лесов. Этому содействует создание новой учебной дисциплины «Противопожарное устройство лесов» и внедрение ее в Московском государственном университете леса.

Цели и задачи исследований. Цель исследований: изучение распределений лесных пожаров во времени и по территории РФ, получение исходных характеристик лесных пожаров в зонах радиоактивного загрязнения, разработка методологии проектирования систем противопожарного устройства лесов различных регионов в условиях естественного радиационного фона и радиоактивного загрязнения.

Задачи исследований:

1. Анализ горимости лесов на уровне Российской Федерации, субъектов РФ, экономических районов, лесоэкономических зон, районов применения наземных сил и средств, авиационных сил и средств и их сочетания.

2. Анализ методов и критериев оценки пожарной опасности и горимости лесов, разработка методов оценки уровня противопожарной охраны лесов, ее эффективности.

3. Разработка принципов построения системы документов по противопожарному устройству лесов, методических подходов к разработке предпроектных и проектных документов.

4. Изучение природы лесных пожаров на загрязненных радионуклидами территориях, разработка концепции радиационно-пирологических моделей леса (РПМ) и методики их построения.

5. Разработка научных основ противопожарного устройства лесов, загрязненных радионуклидами и методики радиационно-пироло-гического мониторинга лесов.

6. Разработка состава, содержания дисциплины «Противопожарное устройство лесов», ее апробация.

Научная новизна.

1. Установлены закономерности многолетнего и сезонного распределения лесных пожаров на уровне Российской Федерации, экономических районов, лесоэкономических зон, регионов, районов наземной и авиационной охраны.

2. Обоснованы принципы построения системы документов по противопожарному устройству лесов как иерархической структуры, методические подходы к разработке предпроектных и проектных документов.

3. Разработана и внедрена новая учебная дисциплина для высших учебных заведений «Противопожарное устройство лесов».

4. Впервые получены количественные оценки продуктов сгорания загрязненных радионуклидами ЛГМ, воздействия радиоактивных пожаров на биогеоценоз, установлены критерии отнесения лесных пожаров к радиоактивным, их поражающие факторы.

5. Разработаны научные основы противопожарного устройства лесов, загрязненных радионуклидами, методика радиационно-пироло-гического мониторинга лесов.

6. Разработаны концептуальные положения методологии радиа-ционно-пирологических моделей леса, оценок и прогнозов лесопожар-ных ситуаций на основе этих моделей.

Практическая ценность работы и реализация результатов исследований. Повышение обоснованности систем мероприятий по профилактике, обнаружению и тушению лесных пожаров, эффективности использования ресурсов, выделяемых на борьбу с лесными пожарами. Знание особенностей радиоактивных лесных пожаров и наличие научных основ противопожарного устройства лесов, загрязненных радионуклидами, обеспечивает возможность рациональной организации охраны этих лесов и снижения ущерба, наносимого такими пожарами. Создание специального курса "Противопожарное устройство лесов" позволяет существенно улучшить подготовку специалистов лесного хозяйства в области проектирования и организации охраны лесов от пожаров. Главные практические результаты исследований по диссертационной работе реализованы через внедренные в практику руководящие нормативные документы. Одним из результатов работы является система противопожарного устройства лесов, изложенная в Указаниях по проектированию противопожарных мероприятий в лесах СССР, одобренных Гослесхозом СССР в 1982 г. и действующих до настоящего времени. Противопожарное устройство лесов сделано по этим Указаниям на большей части лесного фонда России. Учебная дисциплина "Противопожарное устройство лесов" введена в Московском государственном университете леса в 1985 г. Программа дисциплины "Противопожарное устройство лесов" для высших учебных заведений по специальности 31.12 «Лесное и садово-парковое хозяйство» (специализация «Профилактика и тушение лесных пожаров») одобрена УМО по лесоинженерным специальностям Госкомобразования СССР (протокол № 8 от 24.12.1991 г.). В 1995 г. утверждены Федеральной службой лесного хозяйства России "Руководство по противопожарному устройству лесов, загрязненных радионуклидами", "Руководство по созданию и изготовлению лесопо-жарных карт лесхозов на загрязненных радионуклидами территориях" и

"Руководство по расчету уровня противопожарной охраны лесов". Эти документы составляют «Сборник нормативных актов по противопожарному устройству лесов, загрязненных радионуклидами» (Москва, 1995). Работа «Лесные пожары на территориях, загрязненных радионуклидами» (Москва, 1993) используется как справочное пособие специалистами лесного хозяйства. Написанное в соавторстве с И.С. Мелеховым учебное пособие для студентов лесохозяйственных факультетов «Лесная пирология», три выпуска, используется в Московском государственном университете леса и других вузах. Результаты исследований будут способствовать снижению ущерба от лесных пожаров, предотвращению повторного загрязнения территории радионуклидами, улучшению условий обитания миллионов людей.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на международных, всесоюзных, всероссийских, региональных конференциях, совещаниях, семинарах, в том числе в последние 4 года на: научно-практической конференции "Защита лесов от пожаров", г. С.-Петербург, 18-21.03.93 г. Организаторы: Ленинградский союз специалистов по безопасности деятельности человека, Лесотехническая академия, СПбНИИЛХ, Комитет по лесу РФ. Доклад "Разработка научн"ых основ противопожарного устройства лесов, загрязненных радионуклидами"; республиканском совещании-семинаре "Задачи органов лесного хозяйства и авиабаз по охране лесов от пожаров", г. Рязань, 23-26.03.1993 г. Организатор: Федеральная служба лесного хозяйства России. Доклад "Профилактика и тушение лесных пожаров на территориях, загрязненных радионуклидами"; международном совещании под эгидой ФАО ООН "Лесные пожары на территориях, загрязненных радионуклидами", г. Клинцы Брянской обл., 18-19.05.93 г. Организаторы: Федеральная служба лесного хозяйства России, Госкомчернобыль России. Доклад "Лесные пожары на территориях, загрязненных радионуклидами"; международном семинаре "Опыт работ по реабилитации территорий, пострадавших от Чернобыльской катастрофы", г. Новозыбков Брянской обл., 30.11-2.12.1993 г. Организатор": Госкомчернобыль России. Доклад "Расчет и оценка уровня противопожарной охраны лесов на загрязненных радионуклидами территориях"; научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов Московского государственного университета леса, 1-4.02.1994 г. Доклад "Радиационные аспекты лесной пирологии"; второй международной конференции по лесным пожарам, Португалия, университет Коимбра, 21-24.11.1994 г. Доклад "Радиоактивные лесные пожары" (2nd International Conference on Forest Fire Research, 21/24 November 1994, Coimbra, Portugal. "Radioactive Forest Fires"); научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов Московского государственного университета леса, 1-3 февраля 1995 г. Доклад "Радиационно-пирологические модели лесных насаждений"; Всерос-

сийской. научно-практической конференции "Радиоэкологические, медицинские и социально-экономические последствия аварии на Чернобыльской АЭС. Реабилитация территорий и населения", НМЦ "Голицыно" Московской обл., 21-25.05.95г. Организаторы: МЧС России, Российская Академия Наук, Минздравмедпром РФ, Союз "Чернобыль" России. Доклад "Последствия лесных пожаров на территориях, загрязненных радионуклидами"; международном семинаре-совещании "Профилактические противопожарные мероприятия в лесах, подвергшихся радиоактивному загрязнению", г. Новозыбков Брянской обл., 19-22.9.1995 г. Организатор: Федеральная служба лесного хозяйству России. Доклад "Лесные пожары в зонах радиоактивного загрязнения от аварии на Чернобыльской АЭС"; международной научной конференции "Проблемы, возникшие в лесном хозяйстве в результате радиационного загрязнения", г. Киев - г. Чернобыль, Украина, 15-20.10.95 г. Организатор: Минлесхоз Украины. Доклад "Проблема лесных пожаров после аварии на Чернобыльской АЭС"; международном семинаре по проблеме: "Леса, пожары и глобальные изменения", Красноярский край, п. Шушенское, 4-10.08.96 г. Организаторы: Рослесхоз, Европейская экономическая комиссия (ЕЭК), Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН, Международная организация труда (МОТ), Комитет по лесоматериалам и Европейская лесная комиссия. Доклад "Лесные пожары в лесорастительных зонах, загрязненных радионуклидами"; 2-й Международной конференции по лесным пожарам, прошедшей 25-30 мая 1997 г. в г. Ванкувере, Канада (2nd International Wildland Fire Conference '97. May 25-30, 1997. Vancouver, British Columbia, Canada). Доклад "Проблема радиоактивных лесных пожаров".

Личный вклад автора. Сбор, анализ, обобщение информации о лесных пожарах в многолетнем и сезонном аспектах в целом по РФ, в разрезе экономических районов, лесоэкономических зон и подзон, районов охраны за 15 лет; исследование сезонной динамики горимости лесов по 22 субъектам РФ и 674 лесхозам лесной и лесостепной зон (площадь лесного фонда более 860 млн. га); написание монографии по проектированию противопожарных мероприятий в лесах СССР; разработка программ и методик работ, научное руководство работами по исследованию лесных пожаров в загрязненных радионуклидами лесах, закладка сети пробных площадей во всех зонах радиоактивного загрязнения, работа на пробных площадях, проведение первых огневых экспериментов в загрязненных радионуклидами лесах, выявление и обоснование особой роли продуктов горения лесных горючих материалов в зонах загрязнения; написание монографии о лесных пожарах на загрязненных радионуклидами территориях; разработка научных основ противопожарного устройства лесов, загрязненных радионуклидами и составление ряда практических руководств; написание (в соавторстве) трех выпусков учебного пособия для студентов вузов «Лесная пироло-

гия», разработка программы новой учебной дисциплины «Противопожарное устройство лесов», чтение курса лекций по этой дисциплине в течение 12 лет.

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 46 работ, в том числе две монографии, три выпуска учебного пособия для лесохозяйственных факультетов вузов.

На защиту диссертации выносятся следующие основные результаты исследований:

1. Концептуальные положения методики расчета и оценки уровня противопожарной охраны лесов. Оценка экономической эффективности систем противопожарной охраны лесов. Методические подходы к оценке проектов.

2. Единая иерархическая система документов по противопожарному устройству лесов: на федеральном, региональном, местном уровнях, их логическая взаимосвязь; применение системного подхода к- противопожарному устройству лесов. Состав и уровень детализации материалов и документов для разных уровней управления лесами.

3. Количественные характеристики продуктов горения ЛГМ при лесных пожарах в условиях радиоактивного загрязнения, критерии отнесения лесных пожаров к радиоактивным, оценки поражающих факторов лесных пожаров. Схема воздействия интенсивных радиоактивных лесных пожаров на лесные экосистемы.

4. Концептуальные положения методологии радиационно-аирологических моделей леса. Принципиальная схема и состав радиа-ционно-пирологических моделей леса. Базы РПМ - основа для оценки лесопожарных ситуаций и принятия решений в противопожарной охране лесов, математического моделирования лесопожарных ситуаций.

5. Научные основы и концептуальные положения системы противопожарного устройства лесов, за