WEB-ресурс научно-практических конференций

К. х. н. Устименко В.Н.*, Храмов В.В.**

*Крымский экономический институт ГВУЗ «КНЭУ имени В. Гетьмана», г.Симферополь, Украина; **Таврический гуманитарно-экологический институт, г. Симферополь, АРК , Украина

МИНИМИЗАЦИЯ РИСКОВ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ В ЛЕСАХ АРК

За 1 8 лет (1993–20 11 гг.) в лесах Крыма возникало около 2120 лесных пожаров на общей площади 2170 га , в том числе поверхностных – на 258 га . Самые большие пожары возникали в Ялтинском горно-лесном природном заповеднике. Так, пожар в 1993 году охватил площадь 460 га , в 1998 году – площадь 107 га . Ущерб, нанесенный пожарами, составил более 900 тыс. грн .

Борьба с лесными пожарами в Крыму играет важную природоохранную и ресурсосберегающую деятельность , особенно в Крыму, где собрано огромное количество эндемичных видов деревьев и другой растительности , занесенных в Красную книгу Украины. Горные леса Крыма выполняют важнейшие водоохранные , почвозащитные функции, они являются водосборной площадью, где зарождаются крымские реки, питающие водой города и поселки полуострова. Деревья и кустарники, закрепляющие склоны гор своими корнями, исключают эрозию почвы, не дают развиваться осыпям и оползням. Лес защищает поля, сады и виноградники, строения от такого грозного явления, как селевые потоки.

Тушение лесных пожаров в горной местности связано с огромными материальными и людскими ресурсами. Отсутствие лесных дорог, крутизна лесных склонов, труднодоступность лесных ущелий затрудняет тушение пожаров.

Риск пожарной опасности не поддается контролю, в целом, однако, наличие достоверного прогноза распространения и развития лесного пожара позволяет оценить угрозу природной среде, объектам экономики и населенным пунктам, принять необходимые меры по предотвращению экономического и экологического ущерба, спланировать работу противопожарных сил. В настоящее время прогнозирование лесных пожаров ведется с использованием математических моделей и компьютерной техники.

С 2008 года авторами проводится системное изучение пожарной опасности в лесах Крыма по направлениям: сбор статистических данных по численности пожаров и наносимого ими ущерба для леса (площадь пала – х – выбрана как показатель активности единичного пожара); выявление эмпирического закона распределения частот лесных пожаров по их активностям; составление аналоговых моделей развития пожара с учётом рельефа местности в форме сценария (с использованием грид-технологий ).

По данным о лесных пожарах в АРК за 1953–2008 годы (1952 пожара) были выделены три статистически независимые группы пожаров, для которых предположены основные причины их происхождения: самовозгорание (в периоды гроз или засухи в горах) и возгорание из-за человеческого фактора (случайный или преднамеренный поджог лесов) [1]. Составление соответствующих статистик по группам и их дисперсионный анализ показали невозможность подбора для них теоретических законов распределения вероятностей [2], – дифференциального р ( х ) и интегрального F [ p ( x )] .

Были предложены эмпирические выражения для законов распределения р ( х ) и F [ p ( x )], математического ожидания (М), дисперсии ( D ) в виде [3]:

                     (1)

     (2)

                 (3)

    (4)

Для установления конечного вида характеристических параметров для выделенных трех статистик по горным пожарам использовалась операционная система MathCad с привлечением также Grid – технологий на вычислительном Grid -ресурсе [4]. Критерием выбора формы закона р ( х ) было выбрано сближение величин генерального математического ожидания (М) и абсциссы точки максимума кривой эмпирического закона распределения плотности вероятности р ( х ) . Получены эмпирические законы распределения частот для всех трех групп пожаров по их активности ( х ) ( табл. 1 ) .

Таблица 1. Характеристические параметры статистик к выделенным группам пожаров, полученные с помощью Grid – сервера и системы MathCad

Данные таблицы показывают хорошее согласие эмпирических параметров составленных трех статистик с характеристиками соответствующих выборок во всех группах зарегистрированных пожаров. Алгоритм и результаты проведенного анализа используются при моделировании пожарной опасности в лесных массивах на П ервом Крымском экспериментальном Grid -ресурсе, который входит в систему мониторинга состояния окружающей среды в АРК (при обработке оперативных сообщений служб МЧС и Реском Лесного и охотничьего хозяйства ( РК ЛОХ) АРК ). Разрабатывается FDS - MPI приложение для расчета эмпирических моделей по всем известным законам распределения [2; 4].

Авторами, также, предлагается модельное прогнозирование риска пожаров во времени ( t ) , где пожар рассматривается как вид отказа экологической системы. В этом случае функция отказа системы P ( t ) [5, c . 30] приравнивается к выражению для эмпирического закона распределения, т.е.

         (5)

и                ( 6 )

где N – возможное число пожаров ( N = 1, 2, . . . n ) ; t – время проявления риска пожара;   – период мониторинга пожаров;   – интенсивность отказов (параметр потока опасностей), определяемая по формуле (7):

,               (7)

где s – площадь пала; S – площадь лесного массива (объекта). Получаемое трансцендентное уравнение (6) относительно t решается методом итерации.

Прогнозирование во времени статистических закономерностей пожаров позволит РК ЛОХ АРК , Совмин АРК и службам МЧС при мониторинге лесных ресурсов Крыма минимизировать риск лесных пожаров за счёт повышения оперативности мер по локализации возможных очагов их проявления.

Список использованных источников:

1.       Джапеш Э.А. Особенности пожарной опасности в Горном Крыму / Э.А. Джапеш , В.Н. Устименко // II Всеукраинская конференция молодых ученых, аспирантов, магистрантов и студентов « Биосфера XXI века » . Севастополь, 1 – 4 окт. 2009 г . – Севастополь: СевНТУ , 2009. – С. 26–28.

2.       Лемешко Б.Ю. О задаче идентификации закона распределения случайной составляющей погрешности измерений / Б.Ю. Лемешко // Метрология. – 2004. – № 7. – С. 8 – 17.

3.       Бондаренко К.Н. Статистические проблемы в экологии /   К.Н. Бондаренко, В.Н. Устименко, В.В. Храмов // I I I Всеукраинская конференция молодых ученых, аспирантов, магистрантов и студентов « Биосфера XXI века » . Севастополь, 4 – 7 апр. 2011 г . – Севастополь: СевНТУ , 2011. – С. 23–25.

4.       Храмов В.В. Использование нового вычислительного Grid -ресурса для решения актуальных задач экологии (моделирование и прогнозирование лесных пожаров, информационная система мониторинга зависимости состояния человека от гелиометеофакторов ) / В.В. Храмов, А.А. Судаков, В.Н. Устименко // I I I Всеукраинская конференция молодых ученых, аспирантов, магистрантов и студентов « Биосфера XXI века » . Севастополь, 4 – 7 апреля 2011 г . – Севастополь: СевНТУ , 2011. – С. 144–146.

5.       Міхайлюк В.О. Цивільна безпека: навч. посіб . / В.О. Міхайлюк, Б.Д. Халмурадов. – К.: Центр учбової літератури, 2008. – 158 с.