Помощь студентам в учебе
Методика оценки пожароопасности леса с учетом радиоактивного фактора
|
РЕФЕРАТ 2
ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИХ ПРЕДПОСЫЛОК РАЗВИТИЯ
ПРОБЛЕМЫ РАДИОАКТИВНЫХ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ 10
1.1 Ретроспективный анализ лесных пожаров на территориях подверженных
радиоактивному загрязнению 10
1.2 Лесная и радиационная пирология, как научное направление
и область знаний 22
1.3 Лесные пожары, их типы и классификация 24
1.4 Причины лесных пожаров и их последствия 27
1.5 Антропогенное радиоактивное загрязнение лесных насаждений
и его воздействие на лесные биоценозы 31
1.6 Лесные пожары на территории, загрязненной радионуклидами 35
2 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ НА РАДИОАКТИВНО ЗАГРЯЗНЕННЫХ ТЕРРИТОРИЯХ 39
2.1 Оценка пожарной опасности леса 40
2.1.1 Факторы лесной пожарной опасности 40
2.1.2 Виды моделей оценки лесной пожарной опасности 42
2.1.3 Виды оценок пожарной опасности леса 42
2.1.4 Долгосрочные показатели пожарной опасности 43
2.1.5 Регрессионный анализ 44
2.2 Сравнительный анализ методов расчета индексов пожарной опасности 45
2.2.1 Комплексный показатель пожарной опасности В.Г. Нестерова (Россия),
как метод оценки пожарной опасности 45
2.2.2 Национальной системы оценки пожарной опасности NFDRS (США) 49
2.2.3 Рейтинговая система лесной пожарной опасности (Канада) 56
2.2.4 Индекс лесной пожарной опасности (Австралия) 65
2.2.5 Сравнение индексов пожарной опасности 67
3 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОЦЕНКИ ПОЖАРООПАСНОСТИ ЛЕСА
НА ТЕРРИТОРИИ ВУРС 70
3.1 Обобщенный анализ территории Восточно-Уральского
радиоактивного следа 70
3.2 Радиоактивное загрязнение радионуклидами территории ВУРС 74
3.3 Регрессионный анализ количества лесных пожаров на территории ВУРСа 77
3.4 Методика оценки пожароопасности леса с учетом
радиоактивного фактора 85
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 90
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 92
ПРИЛОЖЕНИЕ А 96
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 102
ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИХ ПРЕДПОСЫЛОК РАЗВИТИЯ
ПРОБЛЕМЫ РАДИОАКТИВНЫХ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ 10
1.1 Ретроспективный анализ лесных пожаров на территориях подверженных
радиоактивному загрязнению 10
1.2 Лесная и радиационная пирология, как научное направление
и область знаний 22
1.3 Лесные пожары, их типы и классификация 24
1.4 Причины лесных пожаров и их последствия 27
1.5 Антропогенное радиоактивное загрязнение лесных насаждений
и его воздействие на лесные биоценозы 31
1.6 Лесные пожары на территории, загрязненной радионуклидами 35
2 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ НА РАДИОАКТИВНО ЗАГРЯЗНЕННЫХ ТЕРРИТОРИЯХ 39
2.1 Оценка пожарной опасности леса 40
2.1.1 Факторы лесной пожарной опасности 40
2.1.2 Виды моделей оценки лесной пожарной опасности 42
2.1.3 Виды оценок пожарной опасности леса 42
2.1.4 Долгосрочные показатели пожарной опасности 43
2.1.5 Регрессионный анализ 44
2.2 Сравнительный анализ методов расчета индексов пожарной опасности 45
2.2.1 Комплексный показатель пожарной опасности В.Г. Нестерова (Россия),
как метод оценки пожарной опасности 45
2.2.2 Национальной системы оценки пожарной опасности NFDRS (США) 49
2.2.3 Рейтинговая система лесной пожарной опасности (Канада) 56
2.2.4 Индекс лесной пожарной опасности (Австралия) 65
2.2.5 Сравнение индексов пожарной опасности 67
3 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОЦЕНКИ ПОЖАРООПАСНОСТИ ЛЕСА
НА ТЕРРИТОРИИ ВУРС 70
3.1 Обобщенный анализ территории Восточно-Уральского
радиоактивного следа 70
3.2 Радиоактивное загрязнение радионуклидами территории ВУРС 74
3.3 Регрессионный анализ количества лесных пожаров на территории ВУРСа 77
3.4 Методика оценки пожароопасности леса с учетом
радиоактивного фактора 85
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 90
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 92
ПРИЛОЖЕНИЕ А 96
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 102
Актуальность темы. Среди факторов техногенного воздействия на окружающую среду особое место занимает радиационный фактор, экологическая, экономическая и социальная значимость которого постоянно возрастает в связи с расширяющимся использованием атомной энергии.
В связи с авариями, происходящими на объектах ядерного топливного цикла, такими, как авария на химическом комбинате предприятии «Маяк» в Челябинской области, Чернобыльская авария, радиоактивному загрязнению подверглись большие территории лесов. После распада короткоживущих изотопов и включения основных долгоживущих дозообразователей цезия-137 и стронция-90 в биологический круговорот веществ, радиационная обстановка в лесах изменяется крайне медленно, так как в основном самоочищение происходит только за счет радиоактивного распада, продолжающегося многие десятилетия. По современным данным плотность загрязнения почвы стронций-90 (90Sr) и цезий-137 (137Cs) на территории ВУРСа в слое 0-20 см значительно превышает глобальный уровень (4,1 кБк/м2 - 137Cs и 3,6 кБк/м2 - 90Sr). Основная масса поллютантов приходится на древостой леса, который прочно удерживает выпавшие радионуклиды, препятствуя выносу их за пределы загрязненных территорий, выполняя тем самым функцию защиты окружающих ландшафтов от вторичного радиоактивного загрязнения. Вместе с тем, в ходе лесных пожаров загрязняющие радиоактивные вещества вместе с другими продуктами горения лесных горючих материалов выбрасываются в форме аэрозоля в воздушное пространство и рассеиваются на территорию, выходящую за пределы зоны отчуждения.
Лесные пожары являются серьезной проблемой населения во всем мире, так как помимо прямого ущерба, включающего в себя человеческие жертвы, затраты на тушение и восстановление пострадавших территорий, стоимость выгоревшей древесины, нарушается экологический баланс на данной территории. По статистики в РФ в среднем за год регистрируется 15,5 тыс. лесных пожаров, которые охватывают площадь около 4000 тыс. га. Лесные пожары на радиоактивно загрязненных территориях не являются исключением по количеству и частоте. Так в 2020 году в Чернобыльской зоне отчуждения с 4 апреля начался масштабный лесной пожар. Лесные пожары продолжались до середины мая, общая площадь возгорания составила около 20 тыс. га.
Регулярно регистрируются лесные пожары на территории ВосточноУральского следа. Крупнейшими были лесные пожары в мае 2011 года, площадь возгорания тогда составила 3,5 тыс. га. Соответственно оценка лесной пожарной опасности и введения лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения является актуальной.
На сегодняшний день существует множество методик оценки лесной пожарной опасности. В России используют методику оценки лесной пожарной опасности В.Г. Нестерова. В методике учитываются метеорологические параметры и осадки. В различных других методиках в том, числе зарубежных спектр учета параметров расширяется, но при это ни в одной из методик нет учета радиоактивного фактора. Поэтому актуализировалась научная проблема: как оценить пожарную опасность леса на территориях подвергшимся радиоактивному загрязнению?
Целью работы является разработка методики оценки пожароопасности лесов с учетом влияния радиоактивного фактора.
Задачи:
1) проанализировать выявленные теоретические предпосылки развития радиационной пирологии леса;
2) определить значимость факторов возникновения лесного пожара в модели оценки пожароопасности леса;
3) оценить действие радиации на состояние лесного биоценозы территории ВУРС
4) уточнить методику оценки пожароопасности лесов с учетом радиоактивного фактора.
Объектом исследования выступают лесные пожары на радиоактивно загрязненных территориях.
Предмет исследования являются оценка лесной пожарной опасности на радиоактивно загрязненных территориях.
Апробация результатов исследования: Всероссийская студенческая
конференция «Безопасность жизнедеятельности глазами молодежи», ЮУрГУ г. Челябинск (апрель 2021 г.). Название статьи «Исследование факторов пожарной опасности леса на радиоактивно загрязнённых территориях».
Публикации: по материалам диссертации опубликована одна статья.
Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка.
Объем работы: содержит 106 страниц текста, 14 таблиц, 20 рисунка. Библиографический список включает 35 источник.
В связи с авариями, происходящими на объектах ядерного топливного цикла, такими, как авария на химическом комбинате предприятии «Маяк» в Челябинской области, Чернобыльская авария, радиоактивному загрязнению подверглись большие территории лесов. После распада короткоживущих изотопов и включения основных долгоживущих дозообразователей цезия-137 и стронция-90 в биологический круговорот веществ, радиационная обстановка в лесах изменяется крайне медленно, так как в основном самоочищение происходит только за счет радиоактивного распада, продолжающегося многие десятилетия. По современным данным плотность загрязнения почвы стронций-90 (90Sr) и цезий-137 (137Cs) на территории ВУРСа в слое 0-20 см значительно превышает глобальный уровень (4,1 кБк/м2 - 137Cs и 3,6 кБк/м2 - 90Sr). Основная масса поллютантов приходится на древостой леса, который прочно удерживает выпавшие радионуклиды, препятствуя выносу их за пределы загрязненных территорий, выполняя тем самым функцию защиты окружающих ландшафтов от вторичного радиоактивного загрязнения. Вместе с тем, в ходе лесных пожаров загрязняющие радиоактивные вещества вместе с другими продуктами горения лесных горючих материалов выбрасываются в форме аэрозоля в воздушное пространство и рассеиваются на территорию, выходящую за пределы зоны отчуждения.
Лесные пожары являются серьезной проблемой населения во всем мире, так как помимо прямого ущерба, включающего в себя человеческие жертвы, затраты на тушение и восстановление пострадавших территорий, стоимость выгоревшей древесины, нарушается экологический баланс на данной территории. По статистики в РФ в среднем за год регистрируется 15,5 тыс. лесных пожаров, которые охватывают площадь около 4000 тыс. га. Лесные пожары на радиоактивно загрязненных территориях не являются исключением по количеству и частоте. Так в 2020 году в Чернобыльской зоне отчуждения с 4 апреля начался масштабный лесной пожар. Лесные пожары продолжались до середины мая, общая площадь возгорания составила около 20 тыс. га.
Регулярно регистрируются лесные пожары на территории ВосточноУральского следа. Крупнейшими были лесные пожары в мае 2011 года, площадь возгорания тогда составила 3,5 тыс. га. Соответственно оценка лесной пожарной опасности и введения лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения является актуальной.
На сегодняшний день существует множество методик оценки лесной пожарной опасности. В России используют методику оценки лесной пожарной опасности В.Г. Нестерова. В методике учитываются метеорологические параметры и осадки. В различных других методиках в том, числе зарубежных спектр учета параметров расширяется, но при это ни в одной из методик нет учета радиоактивного фактора. Поэтому актуализировалась научная проблема: как оценить пожарную опасность леса на территориях подвергшимся радиоактивному загрязнению?
Целью работы является разработка методики оценки пожароопасности лесов с учетом влияния радиоактивного фактора.
Задачи:
1) проанализировать выявленные теоретические предпосылки развития радиационной пирологии леса;
2) определить значимость факторов возникновения лесного пожара в модели оценки пожароопасности леса;
3) оценить действие радиации на состояние лесного биоценозы территории ВУРС
4) уточнить методику оценки пожароопасности лесов с учетом радиоактивного фактора.
Объектом исследования выступают лесные пожары на радиоактивно загрязненных территориях.
Предмет исследования являются оценка лесной пожарной опасности на радиоактивно загрязненных территориях.
Апробация результатов исследования: Всероссийская студенческая
конференция «Безопасность жизнедеятельности глазами молодежи», ЮУрГУ г. Челябинск (апрель 2021 г.). Название статьи «Исследование факторов пожарной опасности леса на радиоактивно загрязнённых территориях».
Публикации: по материалам диссертации опубликована одна статья.
Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка.
Объем работы: содержит 106 страниц текста, 14 таблиц, 20 рисунка. Библиографический список включает 35 источник.
В ходе работы был проведен анализ научно-технических предпосылок развития проблемы лесных радиоактивных пожаров. Анализ показал, что интерес к проблеме существует как у научно-профессионального сообщества, так и у общественности. Данная проблема изучена не в полной мере, так до сих пор некоторые данные, связанные с радиоактивационными катастрофами, территориями подверженным загрязнению радионуклидов, последствия заражения находиться под знаком «секретно» в РФ и других странах.
В научной среде актуализировался интерес к изучению лесной радиационной пирологии. Рассматривают химико-физические аспекты горения радиационных лесов, разрабатываются модели лесных радиационных пожаров. Одним из последних предложений ученых (А.И. Радин, И.И. Марадудин, А.П. Рябинков, А.Н. Раздайводин, А.А. Белов) в 2019 г. - это классификация лесных пожаров по степени опасности и необходимости применения защитных мероприятий.
В 2 разделе работы изучены методы исследования лесных пожаров. Выделены два вида оценок пожароопасности: краткосрочная (динамическая) и долгосрочная. Дан сравнительный анализ методов расчета индексов пожарной опасности в России и зарубежных странах. Из сравнительного анализа сделан вывод, что в индексе В.Г. Нестерова учитывается наименьшее число факторов - только метеопараметры, и не учитывается влажность ЛГМ. FFDI Австралии - единственный индекс, оценивающий влагосодержание в почве. Самыми многофакторными являются индексы пожароопасности США и Канады, учитывающие не только метеоданные и влажность ЛГМ, а также количество тепла, выделяемого при горении, антропогенную нагрузку и грозовую активность.
В 3 разделе проведен регрессионный анализ количества лесных пожаров на территории подверженных радиоактивному загрязнению и на территории, где радиационный фон соответствует средним значениям в РФ. Была предложена методика оценки лесной пожарной опасности с учетом радиоактивного фактора. Предложенная модель нуждается в многократной, практической апробации с целью уточнения ее достоверности и региональной адекватности. Полученная модель носит логико-аналитический (логико-экспертный) характер, построена на основе законов формальной логики, экспертный оценках и статистических данных. Методика оценки нуждается в уточнении коэффициентов по каждому фактору на определённых территориях ВУРСа. Кроме этого уточнения требует значимость каждого фактора и метеорологического, и природного, и антропологического, а также уточнения характера математической связи между факторами, учета их при организационно-технических мероприятиях, прогнозировании и тушении лесного пожара.
В научной среде актуализировался интерес к изучению лесной радиационной пирологии. Рассматривают химико-физические аспекты горения радиационных лесов, разрабатываются модели лесных радиационных пожаров. Одним из последних предложений ученых (А.И. Радин, И.И. Марадудин, А.П. Рябинков, А.Н. Раздайводин, А.А. Белов) в 2019 г. - это классификация лесных пожаров по степени опасности и необходимости применения защитных мероприятий.
В 2 разделе работы изучены методы исследования лесных пожаров. Выделены два вида оценок пожароопасности: краткосрочная (динамическая) и долгосрочная. Дан сравнительный анализ методов расчета индексов пожарной опасности в России и зарубежных странах. Из сравнительного анализа сделан вывод, что в индексе В.Г. Нестерова учитывается наименьшее число факторов - только метеопараметры, и не учитывается влажность ЛГМ. FFDI Австралии - единственный индекс, оценивающий влагосодержание в почве. Самыми многофакторными являются индексы пожароопасности США и Канады, учитывающие не только метеоданные и влажность ЛГМ, а также количество тепла, выделяемого при горении, антропогенную нагрузку и грозовую активность.
В 3 разделе проведен регрессионный анализ количества лесных пожаров на территории подверженных радиоактивному загрязнению и на территории, где радиационный фон соответствует средним значениям в РФ. Была предложена методика оценки лесной пожарной опасности с учетом радиоактивного фактора. Предложенная модель нуждается в многократной, практической апробации с целью уточнения ее достоверности и региональной адекватности. Полученная модель носит логико-аналитический (логико-экспертный) характер, построена на основе законов формальной логики, экспертный оценках и статистических данных. Методика оценки нуждается в уточнении коэффициентов по каждому фактору на определённых территориях ВУРСа. Кроме этого уточнения требует значимость каждого фактора и метеорологического, и природного, и антропологического, а также уточнения характера математической связи между факторами, учета их при организационно-технических мероприятиях, прогнозировании и тушении лесного пожара.