Разработка методологии определения величин рисков возникновения очагов возгорания в природных ландшафтах с хвойным лесом

Объект исследования: лесные природные ландшафты с хвойным лесом.
Цель работы – разработка методологии определения величин рисков возникновения очагов возгорания в природных ландшафтах с хвойным лесом.
Произведен аналитический обзор литературы по заданной теме, также были поставлены эксперименты по определению температуры самовозгорания.
В результате исследования были проанализированы виды пожара в лесу, их причины, климатические факторы, проведены эксперименты по определению температуры самовозгорания лесных горючих материалов и предложены мероприятия по защите.
Область применения: МЧС.
Экономическая значимость: сокращение материального ущерба от пожаров в природных ландшафтах.

Введение ……………………………………………………………………………………………………… 15
Объекты и методы исследования …………………………………………………………………. 16
Обзор литературы………………………………………………………………………………………… 17

1.1 Основные виды лесного пожара ………………………………………………………….. 17

1.2 Риск возникновения очагов возгорания в хвойном лесу ……………………….. 22

1.3 Природная пожароопасность лесов Томской области …………………………… 26

1.4 Причины пожаров с точки зрения инициируемых процессов.
Классификация ЛГМ ………………………………………………………………………………… 27

1.5 Ущерб, наносимый пожарами лесу………………………………………………………. 36

1.6 Влияние климатических факторов на пожары ……………………………………… 40

1.7 Формирование целей и задач экспериментальной части проекта ………….. 44

2. Экспериментальная часть …………………………………………………………………………. 46

2.1 Описание установки и методики по определению времени индукции
зажигания лесных горючих материалов …………………………………………………….. 46

2.2 Описание лесного мха как компонента ЛГМ. Основные стадии горения
ЛГМ …………………………………………………………………………………………………………. 49

2.4 Проведение опытов и результаты ………………………………………………………… 51

4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение…. 66

4.1 Предпроектный анализ ………………………………………………………………………… 66

4.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования …………………. 66
4.1.2 Анализ конкурентных технических решений ………………………………….. 66
4.1.3. Оценка готовности проекта к коммерциализации ………………………….. 67
4.1.4. Методы коммерциализации результатов научно-технического
исследования …………………………………………………………………………………………. 69

4.2. Инициация проекта …………………………………………………………………………….. 69
4.2.1 Цели и результат проекта ……………………………………………………………….. 69
4.2.2. Организационная структура проекта ……………………………………………… 70
4.2.3 Ограничения проекта……………………………………………………………………… 71

4.3. Планирование научно-исследовательских работ …………………………………. 71

4.3.1 Структура работ в рамках научного исследования ………………………….. 71
4.3.2. Определение трудоемкости выполнения работ ………………………………. 72
4.3.3 Разработка графика проведения научного исследования …………………. 73
4.3.4. Бюджет научно-технического исследования (НТИ) ……………………….. 77
4.3.5 Расчет материальных затрат НТИ …………………………………………………… 77
4.3.6 Расчет затрат на специальное оборудование для научных
(экспериментальных) работ ……………………………………………………………………. 78
4.3.7 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) ……….. 79
4.3.8 Накладные расходы ……………………………………………………………………….. 80
4.3.9 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта . 81

4.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности исследования ……………………… 81

5. Социальная ответственность ………………………………………………………………….. 85

5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ………. 85

5.1.1 Специальные (характерные для проектируемой рабочей зоны)
правовые нормы трудового законодательства …………………………………………. 85
5.1.2. Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны. …….. 86

5.2. Профессиональная социальная ответственность. ………………………………… 87

5.2.1. Анализ вредных и опасных факторов, которые может создать объект
исследования. ………………………………………………………………………………………… 88
5.2.2. Анализ потенциально возможных вредных и опасных факторов, при
проведении исследований. ……………………………………………………………………… 89

5.3 Экологическая безопасность. ………………………………………………………………. 97

5.3.1. Анализ влияния объекта исследования на окружающую среду. ……… 98
5.3.2. Анализ влияния процесса исследования на окружающую среду. ………. 98

5.3.3. Обоснование мероприятий по защите окружающей среды. ……………. 99

5.4. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. …………………………………………… 99

5.4.1. Анализ вероятных ЧС, которые может инициировать объект
исследований. ………………………………………………………………………………………… 99
5.4.2. Анализ вероятных ЧС, которые могут возникнуть в лаборатории при
проведении исследований. ……………………………………………………………………. 100
Заключение ……………………………………………………………………………………………….. 103
Список публикаций ……………………………………………………………………………………. 103
Список использованной литературы…………………………………………………………… 106
Приложение А. Раздел на английском языке ………………………………………………. 110

В ходе работы были проанализированы риски возникновения очагов
возгорания, дана классификация видов пожаров и их причины. Описана роль
ЛГМ в пожарах, приведена классификация. Так же приведены данные об
ущербе, наносимом лесными пожарами лесу, влияние климатических факторов
на пожары. Описаны пять основных стадий горения ЛГМ.
Были проведены эксперименты по определению температур
самовозгорания различной лесной подстилки и уменьшению времени индукции
за счет концентрации светового потока;
Изучены термические эффекты, возникающие внутри образца ЛГМ при
его нахождении в реакционной камере.
При обработке результатов получены:

 Зависимость времени горения образца ЛГМ при температуре в
камере 300 оС.

 Зависимость времени зажигания березовой древесины/коры от
площади инсоляции.

 Зависимость температуры солнечной инсоляции от диаметра пятна.

Опыты доказывают, что процесс окисления в ЛГМ идет. Но при наличии
повышенных температур они усиливаются, значит, возгорание, в зависимости
от совокупных условий, возможно.
В результате проведенных исследований было установлено, что образец
ЛГМ находясь в условиях нагрева выделяет в окружающую среду ряд
продуктов термической деструкции.
Продукты деструкции ЛГМ постоянно участвуют в окислительных
реакциях, скорость которых увеличивается по мере роста температуры
окружающей среды.
Как только фиксируется прирост температуры в рассматриваемом объеме,
можно утверждать о начале фазы беспламенного горения.
Беспламенное горение ЛГМ осуществляется посредством одновременного
сочетания следующих факторов: объемом рассматриваемого объекта; удельной
плотностью; характером составляющих ЛГМ и их объемным соотношением и
др.
Также была проведена серия опытов, исходящей из гипотезы о том, что
искусственное уменьшение времени индукции происходит за счет
антропогенного загрязнения, был сделан вывод, что загорание в лесу из-за
предметов антропогенного характера при удачном стечении обстоятельств
возможно.
Предложены мероприятия по снижению пожарного риска в природных
ландшафтах с хвойным лесом.
Также был произведен анализ конкурентных технических решений, в
котором выявлено конкурентное преимущество разработанной методологии.
Был выбран вариант исполнения работы, который наиболее бюджетный и
эффективный в решении поставленной в работе технической задачи с позиции
финансовой и ресурсной эффективности.
Предложена матрица определения величин рисков возникновения очагов
возгорания в природных ландшафтах.
Рассмотрены вредные и опасные производственные факторы, параметры
микроклимата, шума, освещения в аудитории при выполнении научной работы.
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ
1. Ли Л.Н. Зависимость времени зажигания древесины березы от площади
инсоляции // Ресурсоэффективные системы в управлении и контроле: взгляд
в будущее. сборник научных трудов VII Международной конференции
школьников, студентов, аспирантов, молодых ученых. – Томск: Изд-во
Томского политехнического университета, 2018. – С. 181.

2. Чалдаева Е.И., Бабич Л.Н. Разработка критериев оценки пожарного риска
возникновения очагов возгорания в природных ландшафтах Томской
области // Ресурсоэффективные системы в управлении и контроле: взгляд в
будущее. сборник научных трудов VII Международной конференции
школьников, студентов, аспирантов, молодых ученых. – Томск: Изд-во
Томского политехнического университета, 2018. – С. 156.

3. Babich L. N. Decrease in emissions of greenhouse gases through production
waste management [Electronic resorces] // Перспективы развития
фундаментальных наук: сборник научных трудов XIII Международной
конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, Томск, 26-29
Апреля 2016. – Томск: ТПУ, 2016 – Т. 2 Химия – C. 47-49. – Mode of access:
http://science-persp.tpu.ru/Arch/Proceedings_2016_vol_2.pdf

4. Бабич Л. Н. Компактные люминисцентные лампы как средство
энергосбрежения // Иностранный язык в контексте проблем
профессиональной коммуникации: материалы II Mеждународной научной
конференции, Томск, 27-29 Апреля 2015. – Томск: ТПУ, 2015 – C. 11-12

5. Бабич Л. Н. , Бородин Ю. В. Перспективные полимерные материалы,
используемые для радиационной защиты // Энергетика: эффективность,
надежность, безопасность : материалы трудов XXI Всероссийской научно-
технической конференции: в 2 т., Томск, 2-4 Декабря 2015. – Томск: Скан,
2015 – Т. 2 – C. 260-262

1. С. А. Барталев, Ф. В. Стыценко, С. А. Хвостиков Методология
мониторинга и прогнозирования пирогенной гибели лесов на основе
данныхспутниковыхнаблюдений//Современныепроблемы
дистанционного зондирования Земли из космоса. – 2017. – №6.
2. Ю.А. Михалев Пирологическая классификация лесов Сибири // Вестник
КрасГАУ. – 2014. – №9.
3. Пирогенные особенности лесной растительности севера Ростовской
области М.И. Мартынова, М.И. Хромов // Известия ВУЗов. Северо-
Кавказский регион. – 2005. – №6.
4. Под редакцией И.Ф. Киржакова Атлас рисков природного, техногенного,
биолого-социального характера на территории Томской области. – Томск:
Томскгеомониторинг, 2008.
5. ГОСТ12.1.044-89.Системастандартов безопасности труда.
Пожаровзрывоопасностьвеществиматериалов.Номенклатура
показателей и методы их определения
6. Корольченко А.Я., Корольченко Д.А. Пожаровзрывоопасность веществ и
материалов и средства их тушения: справочник: в 2 ч. – 2-е изд., перераб.
и доп. – М.: Пожнаука, 2004
7. В.Г. Гусев, Е.Л. Лопухова, В.К. Дубовый Классификация и общие
свойства лесных горючих материалов // Санкт-Петербургский НИИ
лесного хозяйства – 2012
8. Последствиялесныхпожаров//УзнайопоследствияхURL:
http://posledstviya.ru/posledstviya-lesnyx-pozharov/(датаобращения:
20.13.2019).
9. Видыприродныхпожаров//ПрозрачныймирURL:
http://www.transparentworld.ru/ru/environment/monitoring/fires/method/fire-
type/ (дата обращения: 10.04.2019).
10.К.В. Мячина Анализ пожарных рисков в Оренбургской области //
Бюллетень Оренбургского научного центра УрО РАН. – 2012. – №4.
11.Убытки от пожаров превысили 6,5 миллиарда рублей // lenta.ru URL:
https://lenta.ru/news/2010/08/02/loss/ (дата обращения: 01.04.2019).
12.Оценкаущербаотлесныхпожаров//scicenter.onlineURL:
http://scicenter.online/ekonomika-otrasli-scicenter/otsenka-uscherba-lesnyih-
46091.html (дата обращения: 27.03.2019).
13.ГидрометцентрРоссии.АрхивфактическойпогодыТомска.//
[Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.meteoinfo.ru/archive-
pogoda/russia/tomsk/, свободный. – Загл. с экрана (дата обращения
15.04.2019)
14.Конев Э.В. Физические основы горения растительных материалов.
Новосибирск: Наука. Сиб. отдtktybtние, 1977. 239 с.
15.Курбатский Н.П. Исследование количества и свойств лесных горючих
материалов // Вопросы пирологии. Красноярск: ИЛиД СО АН СССР,
1970. С. 5–58.
16.Pavel Ya. Groismana, Boris G. Sherstyukov Potential forest fire danger over
Northern Eurasia: Changes during the 20th century// Global and Planetary
Change 56 (2007) 371–386
17.Maria de Belém Costa Freitas, António Xavier, and Rui Fragoso Integration of
Fire Risk in a Sustainable Forest Management Model // Forests. 2017. №8.
18.Perminov, V; Goudov, Mathematical modeling of forest fires initiation, spread
and impact on environment // International Journal of Geomate. 2017. №35.
19.Marty Ahrens, Prof. Dr. Sergei Sokolov World fire statistics // International
Association of Fire and Rescue Services. 2015. №21.
20.P. Grimwood K. Desmet Tactical firefighting. 1.1 pbl. London: CEMAC,
2003.
21.Andy Rowell and Dr. Peter F. Moore Global Review of Forest Fires.
Switzerland: WWF International, 2000.
22.Bill J. Jones Burning Forest Residues // Foresty Commission. 2002. №9.
23.Pierre Y. Bernier, Sylvie Gauthier, Pierre-Olivier Jean Mapping Local Effects
of Forest Properties on Fire Risk across Canada // Forest. 2016. №7.
24.J.P.A. Shatford, D.E. Hibbs, and K.J. Puettmann Conifer Regeneration after
Forest Fire in the Klamath-Siskiyous: How Much, How Soon? // Journal of
Forestry. 2007. №4.
25.Oregon State University Extension Service Reducing Fire Risk on Your Forest
Property. Oregon: A Pacific Northwest Extension Publication, 2010.
26.Stanimir Živanović Forest fires are a risk factor for plant species // Acta
Agriculturae Serbica. 2014. №37.
27.A. Smirnov, A. Majlingova Early Fire Detection and Forest Fires Operational
Fighting – Important Factors in Reducing Forest Fires in Russia and Slovakia //
FIRE PROTECTION & SAFETY Scientific Journal. – 2018. – №48
28.ГОСТ 12.0.003-2015. «Система стандартов безопасности труда (ССБТ).
Опасные и вредные производственные факторы. Классификация».
29.Диоксидуглерода[Электронныйресурс].–Режимдоступа
https://ru.wikipedia.org/wiki/, свободный. – Загл. с экрана (дата обращения
10.04.2019).
30.СанПиН 2.2.4.548-96. «Гигиенические требования к микроклимату
производственных помещений».
31.СП52.13330.2011.Сводправил.Естественноеиискусственное
освещение. Актуализированная редакция СНиП 23-05-95 (утв. Приказом
Минрегиона РФ от 27.12.2010 N783).
32.СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03. «Гигиенические требования к естественному,
искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных
зданий».
33.ГОСТ 12.1.003-2014 ССБТ. Шум. Общие требования безопасности.
34.Правила устройства электроустановок: утв. приказом Минэнерго РФ от
08.07.2002 г. № 204. – М., 543 с.
35.Статическое электричество и здоровье [Электронный ресурс]: портал
Компьютер и здоровье. – М., 2003-2015. Режим доступа: http://comp-
doctor.ru/sovet/staticheskoe-elektrichestvo.php, свободный. – Загл. с экрана
(дата обращения 01.04.2019).
36.Воздействие электромагнитного поля на персонал [Электронный ресурс]:
порталЭлектроэнергетика.–Режимдоступа:
http://forca.ru/knigi/arhivy/remont-vl-pod-napryazheniem-8.html, свободный.
– Загл. с экрана (дата обращения 15.03.2019).
37.16.ПРАВИЛАУСТРОЙСТВАЭЛЕКТРОУСТАНОВОК.Седьмое
издание, 2002
38.ФЗ № 123 «Техническийрегламент отребованияхпожарной
безопасности».
39.Трудовой кодекс Российской Федерации. – М., 2002.
40.Специальная оценка условий труда в ТПУ. – 2018.
41. Обутверждениитиповыхотраслевыхнормбесплатнойвыдачи
специальнойодежды,специальнойобувиидругихсредств
индивидуальной защиты работникам: постановление Минтруда РФ от
22.07.1999 г. №26 // Бюллетене Министерства труда и социального
развития РФ. – 1999 г., №9.
42.ГОСТ Р 56598-2015 Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Общие
требования к полигонам для захоронения отходов
43.ГОСТ 12.1.044-89 ССБТ. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов.
Номенклатура показателей и методы их определения
44.ДашковскийА.Г.Расчетустройствазащитногозаземления.
Методические указания к выполнению самостоятельной работы по
дисциплине «Электробезопасность» для студентов всех специальностей
ЭЛТИ. Томск, изд. ТПУ, 2010. – 8 с.
45.СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03Гигиенические требования к персональным
электронно-вычислительным машинам и организации работы, 2003
46.ВидяевИ.Г.Финансовыйменеджмент,ресурсоэффективностьи
ресурсосбережение: учебно-методическое пособие. / И.Г. Видяев, Г.Н.
Серикова,Н.А.Гаврикова–М.:Томск:Изд-воТомского
политехнического университета, 2014. – 36 с.