Разработка методов и средств защиты населения от негативных воздействий

Лес играет в жизни человека важную роль. С одной стороны, он влияет на климат, наличие чистого воздуха, чистой воды, защищает сельскохозяйственные земли, обеспечивает места для комфортного проживания и отдыха людей, сохраняет разнообразие живой природы (средообразующая, т. е. экологическая, роль леса). С другой стороны, лес — источник множества материальных ресурсов: древесины для строительства, производства бумаги и мебели, дров, пищевых и лекарственных растений и др. (экономическая, или ресурсная, роль леса).

Рассматриваемая нами территория Азовского побережья относится к малолесным. Общий лесной фонд района составляет 0,5 тыс. га от общей площади района (рис. 1).

Рисунок 1. Ресурсно-сырьевой потенциал земель Неклиновского района

Все леса данной территории отнесены к группе защитных лесов. Они выполняют следующие функции:

• •    водоохранные;

• •   санитарно-гигиенические;

• •    противоэрозионные.

В возрастной структуре лесов области преобладают молодняки и средневозрастные насаждения. Площади и запасы приспевающих, спелых и перестойных насаждений уменьшаются из-за воздействия различных факторов: климатических, погодных, антропогенных. Повышенная опасность возникновения лесных пожаров отмечается в лесном фонде Азовского побережья с высокой рекреационной нагрузкой. Они наносят громадный ущерб народному хозяйству, нередко гибнут леса, заготовленная древесина и постройки. Лесные пожары разгоняют и уничтожают промысловых зверей и птиц, в лесах водоохранного значения они нарушают водный режим местности, способствуют размыву берегов, обмелению рек, уничтожают запасы травы, сена, торфа, снижают урожай ягод и грибов. Также в результате пожаров страдает сельское хозяйство (гибнет урожай).

Предварительный ущерб, причинённый в результате лесных пожаров в России с начала 2016 г., составил 21,8 млрд руб., в том числе затраты на тушение составили 19,3 млрд руб., что составляет 88 % от общей суммы [1].

Для расчёта затрат по определению платы за предоставление платной услуги по локализации и тушению лесных пожаров физическим и юридическим лицам Государственным казённым учреждением Ростовской области применяется метод прямого счёта, в основе которого лежит учёт всех элементов затрат [2]:

Зусл = Зоп + Змз + Аусл + Зпр ,

где Зусл – затраты на оказание платной услуги; Зоп – затраты на персонал, непосредственно предоставляющий услугу; Змз – затраты на приобретение материальных запасов, расходуемых при предоставлении платной услуги; Аусл – сумма начисленной амортизации оборудования, используемого при предоставлении платной услуги; Зпр – прочие расходы, отражающие специфику оказания платной услуги.

Расчётная стоимость тушения 1 га низового пожара средней интенсивности в Ростовской области составляет 53,3 тыс. руб.

В результате проведённых исследований выяснено, что определяющими факторами формирования конвекционного потока пожара являются: а) интенсивность горения и б) скорость ветра у поверхности земли.

При критических пожарных ситуациях могут развиться пожары очень высокой интенсивности, с вихревыми конвекционными потоками. Скорости конвекции на таких пожарах да и сами конвекционные потоки будут много больше, следовательно, возрастёт критическая высота падения горящих частиц и, следовательно, увеличится расстояние переноса частиц горючего по воздуху, что может повлечь за собой большие затраты на ликвидацию последствий в зоне поражения.

На рисунке 2 представлен график зависимости коэффициента распространения огня от скорости ветра и выявлена прямолинейная зависимость этих показателей:

Y = 3,9464x - 0,532,

R² = 0,9335.

Рисунок 2. Зависимость коэффициента распространения огня от скорости ветра

3.    Результаты

Во избежание больших затрат, а также для предупреждения и непосредственной борьбы с лесными пожарами нами предлагается конструкция [3], представленная на рисунке 3.

Рисунок 3. Устройство для предотвращения и тушения пожаров: 1 – щиты управления и мониторинга; 2 – датчики; 3 – нагорный канал; 4 – защитная многооболочечная система; 5 – приямки хранилища; 6 – крышка из гибкого негорючего наноматериала; 7 – фильтр-мембрана; 8 – водонаполняемые оболочки; 9 – гибкие связи; 10 – отверстия для заполнения водой или другими жидкостями; 11 – отверстия для разбрызгивания воды или других жидкостей; 12 – водозабор; 13 – водопадающие устройства; 14 — узловые точки

4.    Обсуждение и заключение

Данная конструкция вправе конкурировать с существующими способами защиты от пожаров и их тушения. Нами был выполнен примерный экономический расчёт стоимости такой конструкции. Мы получили следующие результаты (см. таблицу).

Таблица. Экономический расчёт

Система	Материал	Расчет	Пояснения
Многооболочечная система	Композитный наноматериал — 1800 руб./м2	Sоболочки общ. = h ∗ b = 1.2 ∗ 1 = 1.2м2 З = 1.2м2 ∗ 1800р=2160р -1оболочка	На 1 га устанавливается 50 шт. по горизонтали и 50 шт. по вертикали, между ними расстояние 1 м
Водонаполняемые оболочки	Композитный наноматериал — 1800 руб./м2	Sоболочки = h ∗ b ∗ n = 0.2 ∗ 1 ∗ 6шт. = 1.2м З = 1.2м2 ∗ 1800р = 2160р - 1оболочка
Нагорный канал	Пинема — 22 руб./м2	Sканал = L ∗ b = 5*100 = 500м2 З = 500м2 ∗ 22р = 11000р
Датчики, щиты управления		15 000 руб.	Обслуживание системы в месяц
Оплата работы		200 000 руб.	Оплачивается один раз при установке
Всего		Зобщ. (Зодна оболочка ∗ 100шт/Га) срок службы + Зканал + Здатчики + Зработа = (4360р ∗ 100) + 11000р + 200000р + 180000р = 436000/30лет + 11000р + 200000р + 180000р = 405533р/год

На основании экологического мониторинга нами сделан вывод: данная конструкция является конкурентоспособной и экономически выгодной. Экономический эффект: затраты на тушение пожаров в год составили 16 080 000 000 руб., что намного больше, чем затраты на данную конструкцию и её обслуживание за тот же период, — 405 533 руб.

Выражаю огромную благодарность в создании данной конструкции профессору, доктору технических наук кафедры ПГСГ и Ф ЮРГПУ (НПИ) им. М. И Платова Кашариной Татьяне Петровне.