ИДЕНТИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ФРОНТА ЛЕСНОГО ПОЖАРА И ИХ ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ

summary

В першому розділі проведений аналіз лісових пожеж та їх  моделей.

Лісова пожежа розглядається в термінах кібернетичного підходу, котрий органічно включає врахування діючих факторів, спрямованих на припинення процесу горіння.

Розглянуті різні підходи до класифікації лісових пожеж, включаючи традиційні, зокрема, по М.П. Курбатському. Вказується, що перевагу слід віддати підходу, заснованому на інформації про швидкість розповсюдження фронту лісової пожежі. Стосовно такого варіанту розглядаються особливості та основні характеристики (показники) лісових пожеж.

Відмічається, що математичне моделювання лісових пожеж є найбільш ефективним засобом для вияву закономірностей цього явища, а також для обґрунтування рекомендацій по профілактиці, локалізації та гасінню пожеж. По своєму призначенню математичні моделі лісових пожеж розподіляються на фундаментальні, тактичні і стратегічні, а до числа самих розповсюджених моделей відносяться математичні моделі швидкості розповсюдження пожежі. Остання обставина зумовлена універсальністю цих моделей. Зокрема, моделі такого класу дозволяють достатньо просто здійснювати перехід до інтегральних характеристик лісових пожеж – площі, периметру і контуру пожежі. Такий перехід можливий, наприклад, за допомогою рівняння Гамільтона – Якобі, розв’язання якого стосовно процесів, що мають місце при лісових пожежах, можливе, як правило, чисельними методами.

Слід відмітити, що при побудові математичних моделей швидкості розповсюдження фронту лісової пожежі питання о точності опису цього процесу не акцентувалося, а величина похибки опису лежить в діапазоні (15 580) %.

Аналіз показує, що у переважній більшості випадків моделі швидкості розповсюдження лісової пожежі є емпіричними функціями однієї – двох перемінних. Ця обставина  зменшує область застосування таких моделей умовами проведення експериментів. Відома лише одна модель швидкості розповсюдження лісової пожежі, котра враховує одночасно вплив вітру і рельєфу місцевості (крім ряду інших факторів). Ця модель враховує не тільки монотонний характер впливу вітру, але й його пульсації. Остання обставина внаслідок наявності турбулентності в потоці повітря призводить до більш інтенсивного масообміну у фронті пожежі, що призводить до більш інтенсивного поступу кисню в зону горіння і, як наслідок, призводить до збільшення швидкості розповсюдження пожежі.

Авіаційна охорона лісів в Україні відновлена з 1996 р. і вона передбачає використання авіаційних методів  і засобів для попередження, вияву і гасіння лісових пожеж. Аналіз свідчить про те, що основним шляхом підвищення ефективності у боротьбі з лісовими пожежами є використання методів дистанційного зондування. Однак всі відомі варіанти авіаційних засобів охорони лісів не передбачають створення або використання моделей, що описують процеси розповсюдження лісових пожеж.

На підставі аналізу стану питання сформульована основна задача дослідження, яка представлена у вигляді сукупності локальних підзадач.

В другому розділі строяться математичні моделі та оцінки швидкості розповсюдження фронту лісової пожежі.