Гидрологический прогноз лесных пожаров и их предотвращение - В Кулик

Интенсивность спада гидрографа показывает емкость водоносных горизонтов и их способность подпитывать верхние слои почвы за счет капилярного поднятия. Так как деревья могут получать воду из нижних почвенных горизонтов, то они могут пережить даже экстремальную засуху. Но когда эти внешние резервы истощаются, лес засыхает. Такое состояние описано в литературе о лесных пожарах Люком [5] как особенно провоцирующее их возникновение. Никакие погодные изменения, кроме сильного ливня, не смогут спасти положение. Повышение влажности воздуха, уменьшение скорости ветра, даже морось в течение нескольких дней могут только отсрочить возникновение пожара, но не исключить его. На водосборе просто нет запасов воды.

В описанной ситуации опасность пожара гораздо больше, чем экстремальная и можно предложить ввести новую категорию в рейтинге пожарной опасности как "критическую". Этот термин используется в медицине для описания состояния между жизнью и смертью. Критическая пожароопасность начинается, когда: 1) состояние, описываемое обычной техникой пожароопасности, оценивается как экстремальное; 2) гидрологические предикторы (сток и графики кривых спада ) такие же, если не хуже, чем до предыдущего "экстремального" пожара.

Более точный и заблаговременный прогноз всегда повышает нашу способность предотвратить любую беду. Однако трудно убедить людей соблюдать осторожность все время. Даже если и существуют средства активного предотвращения катострофического пожара, невозможно, чтобы люди часто пользовались ими. Предупреждение об "экстремальной" пожаоропасности передаются почти каждый год в течение лета. Как видно из данных архивных материалов вероятность появления критической пожаропасности составляет 1 раз в 20 лет. Использование активных методов предотвращения пожаров каждое лето при "экстремальной" пожароопасности - слишком дорогое и не эффективное мероприятие. Но 1 раз за 20 лет - это можно позволить.

Наиболее очевидный путь активных мер - вызвать искусственно дождь. Но эта мера не эффективна в период засухи. Положение меняется, если мы заблаговременно знаем, что водные ресурсы водосбора скоро истощатся и что есть несколько недель для принятия активных мер для предотвращения большого пожара. В течение этих недель могут пройти небольшие ливни или грозы и в эти дождливые дни возможна эффективная обработка облаков. Целью такой обработки является не увеличение количества осадков на большой площади, а просто перенацеливание дождя на водосбор. Это может быть сделано с помощью известной техники провоцирования "преждевременного" ливня, когда облака проходят над намеченной целью - водосбором, где начинаются пожары.

Когда засуха не прерывается ливнем или нет подходящих облаков для его стимулирования, преднамеренный пал может быть альтернативным методом для уменьшения опасности сильного пожара. Располагая несколькими неделями для маневра можно всегда выбрать день, когда погода подходит для пала и не вызовет неуправляемое распространение огня. Положительный опыт управляемого пожара существует во многих странах.

Понятно, что эффективность методов тушения и предупреждения лесных пожаров в значительной мере определяется точностью и заблаговременностью методов прогноза пожароопасности. Техника предлагаемых прогнозов может быть усовершенствована путем одновременного учета в модели характеристик минимального стока и погодных условий. Возможно распространение данного метода на другие на новые водосборы, где за период наблюдений не было пожаров, на основе гидрологической аналогии и использования статистических методов анализа.

Простейший графический метод прогнозирования

1= суммированое испарение, мм ;

2= расход, м3/с;

3= сток, мм/ час;

4= суммированые осадки, мм .

--------------------------------------------------------------

1969. Водосбор = 671 км2, 30 километров SSW от столицы Австралии,евкалипт.

--------------------------------------------------------------

45 градусов = рецессия во время ХОЛОДНЫХ периодов.

--------------------------------------------------------------

Вертикальные маштабы должны быть одинаковы во все годы.

--------------------------------------------------------------

1972 Каждое лето - много малых пожаров. Пожар > 1 км2, когда Q < 0.1 м3/с + рецессия > 45 градусов.

--------------------------------------------------------------

1973. 1969-1973: кумулятивное испарение = 2 * кумулятивные осадки.

--------------------------------------------------------------

1974. кумулятивное испарение < 2 * кумулятивные осадки.

Проблема базы данных Meteo: "отрицательный дождь" ( 1974 , октябрь). Следовательно, ошибка в ежедневном Meteo индексе пожароопасности.

--------------------------------------------------------------

1975 Малые пожары . Дефект данных по Meteo: испарение.

--------------------------------------------------------------

1976. Проблема с данными по Meteo (как в 1972, 1973, 1975).

--------------------------------------------------------------

1977. Q < 0.1 м3/с не дает пожар, если рецессия = 45 градусов (сравните с 1972).

---------------------------------------------------------------

1978. 1978, февраль: Q < 0.1 м3/с, но рецессия вогнута. Малые пожары.

--------------------------------------------------------------

1979. кумулятивное испарение > 2 * кумулятивные осадки. Meteo дает "extreme". Паника. Малые пожары.

--------------------------------------------------------------

1980. кумулятивное испарение > 2 * кумулятивные осадки, но рецессия вогнута. Малые пожары.

--------------------------------------------------------------

1981. кумулятивное испарение > 2 * кумулятивные осадки. Малые пожары.

----------------------------------------------------------------------

1982. Все еще была возможность для предотвращения. В действительности, ничего не было сделано.

.

--------------------------------------------------------------

1983. Январь, 1983: сгорело приблизительно 58 км2 + 300 км2 (Corin Creek + Gudgenby River);

пожар очень высокой интенсивности; попытки контролировать пожар были только отчасти успешны, пожар продолжался (рецессия - крутая после промежуточных дождей).

--------------------------------------------------------------

В заключение подчеркнем чем техника гидрологического метода прогноза пожаров отличается от стандартных методов:

1) она прогнозирует пожары не по административным или географическим районам, а по водосборам;

2) она позволяет прогнозировать опасность пожара заблаговременно и определяет время, необходимое для проведения превентивных мероприятий;

3) она исключает ложные сигналы тревоги;

4) она более точная и простая, так как использует гидрологические данные, которые более представительны, чем метеорологические данные;

5) она меньше зависит от ошибочных наблюдений;

6) она менее зависит от стохастической природы летних дождей и других метеорологических элементов;

7) она "автоматически" принимает во внимание тот факт, что какая-то часть осадков "теряется" в виде стока;

8) она проще, чем любой другой метод и легко может применяться организациями по борьбе с огнем и фермерами. Сейчас этим пользователям доступен только региональный крупномасштабный прогноз пожароопасности.

При большом числе достоинств у гидрологического метода есть лишь один недостаток - возможность его применения только на водосборах, где проводятся измерения расходов воды.

Литература

1. В. Кулик, С.А. Лобанов. Гидрологический прогноз лесных пожаров и их предотвращение. Экологическии вестник Приморья, 2002.

2. Методические указания по прогнозированию пожарной опасности в лесах по условиям погоды. - М: Гидрометеоиздат, 1975, 15 с.

3. Сверлова Л.И. Метод оценки пожарной опасности в лесах по условиям погоды с учетом поясов атмосферной засушливости и сезонов года. - Хабаровск: ДВ УГМС, 2000, 46 с.

4. Cheney, N.P. (1976) Bushfire disasters in Australia 1945-1975, Australian Forestry, 39,No.4, pp. 245-268. See also:

http://www.bbm.csiro.au/vesta/

5. S. Lobanov, V. Kulik . GLOBAL CHANGE--RISK ASSESSMENT AND REAL TIME HYDROLOGICAL FORECASTING OF FOREST CONFLAGRATIONS FOR WATER MANAGEMENT. Abstracts: International Union of Geodesy and Geophysics General Assembly, IUGG 2003, Sapporo, Japan, June 30-July 11, 2003. Amicus Number 000024796217 .

See also: http://hydrologist.narod.ru/hydrology/sapporo-abstract.txt

6. S. Lobanov, V. Kulik . HYDROLOGICAL FORECAST OF FOREST CONFLAGRATIONS. XXXI Congress of International Association of Hydraulic Engineering and Research, Seoul, Korea, 2005; paper PAHR05-0014.

See also: http://hydrologist.narod.ru/hydrology/

7. O'Loughin, E.M., Cheney, N.P. and Burns, J. (1982) The Bushranger Experiment: hydrological response of eucalypt catchment to fire. First Nat. Symp. for Hydrol., Melbourne, pp. 132-138. See also:

http://www.nps.gov/gis/metadata/sagu/sagu_rxburns.html

http://www.prescribed-fire.org/state.html

8. Luke, R.H., McArthur, A.G. (1978) Bushfires in Australia. Australian Government Publishing Service, Canberra. See also:

http://life.csu.edu.au/hazards/3WildFires.html

9. The Gudgenby fire - 9 January 1983. Operative report of ACT fire brigade unit. Canberra 1983, 37p. See also:

http://www.esb.act.gov.au/esb.htm

10. Turner, J.A. (1978) Weather in Canada forest fire danger system: a user guide to national standards and practice, Canada 39pp. See also:

http://www.nofc.forestry.ca/fire/

11. Van Wagner. (1975) A comparison of the Canadian and American forest fire danger rating system. Information Report PS-X-59, Patawana Forest Experimental Station, Chalk River, Ontario, Canada, 19pp. See also:

http://www.nps.gov/seki/fire/links.htm