Способ мониторинга местоположения лесного пожара
Владельцы патента RU 2666325:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева) (RU)
Способ мониторинга местоположения лесного пожара относится к области лесного хозяйства и может быть использован для мониторинга местоположения лесного пожара. Мониторинг местоположения лесного пожара включает выделение наиболее пожароопасных участков торфяников, размещение по площади участков вертикальных скважин, установку в скважины перфорированных труб, заполнение труб дымообразующим пиротехническим составом, фиксацию координат скважин на лесопожарной карте, разбивку патрульных маршрутов, патрульное наблюдение дыма, определение границы пожара по местоположению дыма над скважинами, фиксирование его координат на лесопожарной карте. Техническое решение по сравнению с прототипом обеспечивает снижение трудоемкости мониторинга местоположения торфяного пожара в два раза.
Предлагаемое изобретение относится к области лесного хозяйства, а конкретней к мониторингу местоположения торфяного пожара преимущественно на мелиорированных лесных землях.
Известен мониторинг местоположения лесного пожара, включающий определения азимутов наблюдения дыма с наблюдательных вышек, построение на плане лесонасаждений азимутальных линий и по координатам точки пересечения определение местоположения лесного пожара, описанный в книге: Щетинский Е.А. Охрана лесов. - Пушкино: ВНИИЛМ. 2001. С. 139-141.
Недостаток известного метода - низкая точность определения границ подземного торфяного пожара, который формируется в пределах площади выгорания поверхностного пожара, обусловленного слабым уровнем задымления зоны пожара и равномерным выделением дыма по всей его площади.
Наиболее близким по технической сущности и цели предлагаемого технического решения является способ мониторинга местоположения лесного пожара, включающий выделение наиболее пожароопасных участков торфяников, размещение по площади участков вертикальных скважин, установку в скважины перфорированных труб, заполнение труб пиротехническим составом, фиксацию координат скважин на лесопожарной карте, разбивку патрульных маршрутов, патрульное наблюдение дыма, определение границы пожара по местоположению дыма из скважин, фиксирование его координат на лесопожарной карте, описанный в патенте РФ №2294782, опубликованном 10.03.2005 в Бюл. №7.
Недостаток известного способа - высокая трудоемкость работ, обусловленная бурением по всей площади торфяника вертикальных скважин, установкой перфорированных труб, заполнение труб пиротехническим составом.
Проведя анализ существующего уровня техники выявлено, что технической проблемой является высокая трудоемкость работ, связанных с мониторингом местоположения торфяного пожара.
Технический результат, обеспечивающий решение указанной проблемы, состоит в снижении трудоемкости мониторинга местоположения торфяного пожара.
Указанный технический результат достигается тем, что пожароопасные участки выделяют по максимальной величине и направлению коэффициента фильтрации торфяного слоя в горизонтальной плоскости, размещают вертикальные скважины в один ряд по направлению максимальной величины коэффициента фильтрации, устанавливают в скважины перфорированные трубы, заполняют трубы пиротехническим составом, фиксируют координаты скважин на лесопожарной карте, разбивают патрульные маршруты, проводят патрульное наблюдение дыма, определяют границы пожара по местоположению дыма из скважин, фиксируют его координаты на лесопожарной карте.
Предложенный способ реализуют следующим образом. Выделяют наиболее пожароопасные участки торфяников по максимальной величине и направлению коэффициента фильтрации торфяного слоя в горизонтальной плоскости. Фронт огня торфяного пожара преимущественно распространяется в направлении максимальной величины коэффициента фильтрации торфяного слоя в горизонтальной плоскости. В этом направлении пористость торфяного слоя максимальная, что способствует быстрому перемещению огня. Данные по величине и направлению коэффициента фильтрации торфяного слоя в горизонтальной плоскости снимают с почвенно-мелиоративной карты торфяного массива.
По направлению максимальной величины коэффициента фильтрации в один ряд размещают вертикальные скважины, устанавливают в скважины перфорированные трубы, заполняют трубы пиротехническим составом, фиксируют координаты скважин на лесопожарной карте, разбивают патрульные маршруты, проводят патрульное наблюдение дыма, определяют границы пожара по местоположению дыма из скважин, фиксируют его координаты на лесопожарной карте. Расстояния между скважинами принимают от 100 до 200 м. При расстоянии менее 100 метров повышается трудоемкость работ, без повышения точности мониторинга. При расстоянии более 200 м снижается точность мониторинга.
Лопастным буром пробуривают до минерального грунта скважины диаметрами 10 см. При диаметрах меньших 10 см в скважинах трудно равномерно по высоте разместить пиросостав. Увеличение диаметров скважин более 10 см повышает трудоемкость работ без существенного роста равномерности размещения пиросостава. В скважины устанавливают перфорированные трубы, которые заполняют приросоставом. Дымообразующий пиросостав включает дымообразующий компонент, аммонийную селитру, смешанную с замедлителем горения.
На лесопожарной карте фиксируют координаты скважин. Далее разбивают патрульные маршруты и ведут патрульное наблюдение столбов дыма, поднимающихся над скважинами. По положению скважин, определяют границы пожара и фиксируют их на лесопожарной карте.
Продолжительность горения пиросостава принимают не менее 1 часа. За этот период фронт подземного пожара не может переместиться далее 5 м от скважины. После завершения подземного пожара перфорированные трубы с пиросоставом заменяют новыми.
Устье скважин заполняют пористым негорючим составом, например керамзитом. Керамзит предотвращает огневой контакт пиросостава с поверхностью при прохождении фронта поверхностного пожара.
Предложенный способ был испытан в грунтовом лотке. Лоток глубиной 0.7 м был заряжен слоем торфа мощностью 0.6 м коэффициенты фильтрации, которого в горизонтальной плоскости различались на 80%. Направление максимальной величины коэффициента фильтрации совпадало с длинной стороной лотка. Сверху торф прикрывался слоем песка. На первом этапе по способу аналогу равномерно по площади лотка были установлены 6 модельных скважин с перфорированными трубками, заполненными пиросоставом. На втором этапе по предложенному способу в направлении максимальной величины коэффициента фильтрации торфяного слоя были установлены 3 модельные скважины. В лотке формировали фронт огня в короткой стороне лотка. Фиксировали период времени от формирования фронта огня до появления дыма из скважин. Период времени на первом и втором этапах испытаний различались на 5%.
Предложенное техническое решение, по сравнению с прототипом, обеспечивает снижение трудоемкости мониторинга местоположения торфяного пожара в два раза за счет выделения пожароопасных участков по максимальной величине и направлению коэффициента фильтрации торфяного слоя в горизонтальной плоскости и размещения вертикальных скважин в один ряд по направлению максимальной величины коэффициента фильтрации.
Способ мониторинга местоположения лесного пожара, включающий выделение наиболее пожароопасных участков торфяников, размещение по площади участков вертикальных скважин, установку в скважины перфорированных труб, заполнение труб дымообразующим пиротехническим составом, фиксацию координат скважин на лесопожарной карте, разбивку патрульных маршрутов, патрульное наблюдение дыма, определение границы пожара по местоположению дыма над скважинами, фиксирование его координат на лесопожарной карте, отличающийся тем, что пожароопасные участки выделяют по максимальной величине и направлению коэффициента фильтрации торфяного слоя в горизонтальной плоскости, а вертикальные скважины размещают в один ряд по направлению максимальной величины коэффициента фильтрации.
