1

INSTYTUT BADAWCZY LEŚNICTWA

Samodzielna Pracownia Ochrony Przeciwpożarowej Lasu

Instrukcja obsługi aplikacji

„Model pożaru lasu”

dla środowiska Windows®

Sękocin Stary 2013r.

2

3

Program „Model pożaru lasu” dotyczy przede wszystkim pożarów pokrywy

gleby typu ściółkowego na siedliskach boru suchego i świeżego, dla których

wykonano pełny zakres badań, pozwalający opisać proces spalania

zależnościami matematycznymi.

W programie przewidziano także możliwość obliczeń dla innych rodzajów

pożarów leśnych, a mianowicie dla: pożarów pokrywy gleby typu wrzosowego,

pokrywy trawiastej oraz dla pożarów całkowitych.

Program pozwala prognozować rozprzestrzenianie się pożaru w zależności

od prędkości wiatru, wilgotności ściółki, obciążenia ogniowego oraz czasu

trwania pożaru. Podawana jest również charakterystyka spalania pokrywy

ściółkowej wyrażona wysokością płomieni, wartością opałową i bilansem

energetycznym pożaru. W dalszej części programu obliczane są ilości wody lub

piany potrzebnej do ugaszenia ognia dla trzech wariantów taktyki działań

gaśniczych: gaszenie całej powierzchni pożaru, gaszenie jego obrzeża lub

lokalizacja pasami zaporowymi wykonywanymi przed krawędzią

rozprzestrzeniającego się pożaru. Podając spodziewane przyrosty powierzchni

pożarów, dla panujących aktualnie warunków meteorologicznych, po upływie

określonego czasu (np. po 15, 30 itd. minutach) umożliwia się służbom

ratowniczym podjęcie odpowiednich decyzji w zakresie dysponowania

odpowiednich sił i środków, a także wyboru taktyki gaszenia. Program ten nie

prowadzi sam kalkulacji i nie podaje optymalnego wariantu działań gaśniczych.

Ta kalkulacja na podstawie obliczeń modelowych musi być przeprowadzona

przez operatora, co powoduje, że powinien on być osobą przeszkoloną i

dysponującą podstawową wiedzą w zakresie rozprzestrzeniania się i gaszenia

pożarów leśnych.

Program pozwala również obliczyć godzinę powstania pożaru przy znanej

powierzchni końcowej i prędkości frontu ognia, prognozować czas dojścia

frontu, boków i tyłu pożaru na zadaną odległość (możliwość obliczenia czasu na

zorganizowanie linii obrony) oraz przewidzieć, na jaką odległość przesunie się

krawędź na tych kierunkach po określonym czasie.

Program może być wykorzystywany do analiz pożarów zaistniałych oraz do

celów szkoleniowych.

4

- Instalowanie oprogramowania – uruchomić program setup.exe a następnie

zezwolić instalatorowi na dokonanie zmian na komputerze zainstalować

program. Po zainstalowaniu program uruchomi się automatycznie, na ekranie

pojawi się okno powitalne. Po kliknięciu przycisku „OK.” przechodzimy do

okna głównego programu.

5

- Okno główne – okno to podzielone jest na 9 podstawowych modułów: Rodzaj

pożaru, Dane wejściowe, Parametry pożaru, Czas dojścia krawędzi pożaru,

Charakterystyka spalania, Gaszenie

Woda, Piana, Panel informacyjny

6

- Pierwsze uruchamianie programu – ponieważ program automatycznie

pobiera dane dotyczące prędkości wiatru, niezbędne do właściwego

wykonywania obliczeń, przy pierwszym uruchomieniu konieczne jest właściwe

skonfigurowanie programu, tak aby były to dane ze stacji najbliższych w

stosunku do nadleśnictwa, w którym wykonywane są obliczenia. W tym celu w

panelu informacyjnym należy wybrać button „Ustawienia”. Następnie w oknie

„Parametry Użytkownika” kliknąć button „Edycja” i z przewijanej listy wybrać

właściwe nadleśnictwo, klikając dwukrotnie na jego numerze SILP.

Lista w oknie „Parametry Użytkownika” zostanie ograniczona do pięciu stacji

najbliższych w stosunku do centralnego punktu wybranego nadleśnictwa.

Kliknąć button „Zapisz”, aby zapisać wybrane ustawienia a następnie kliknąć

„OK.” aby wrócić do okna głównego programu. UWAGA: kliknięcie „OK.”

bez kliknięcia „Zapisz” powoduje wyjście z okna „Parametry

Użytkownika” bez zapisu zmian. Po powrocie do okna głównego, w jego

górnej części pojawi się informacja z numerem SILP nadleśnictwa, w którym

wykonywane są obliczenia.

7

- Pomoc – Zadaniem okna pomocy jest ułatwienie korzystania z programu,

szczególnie w początkowym okresie użytkowania. W celu uaktywnienia okna

pomocy należy kliknąć button „Włącz Pomoc” w panelu sterującym. Treść okna

pomocy zmienia się dynamicznie wraz z wykonywaniem poszczególnych

etapów obliczeń przy najeżdżaniu kursorem na nazwę poszczególnych paneli

programu.

- Wykonywanie obliczeń

- Moduł 1 –

Obliczenia modelowe mogą być wykonywane dla jednego z czterech,

najczęściej występujących pożarów lasu:

· pokrywy ściółkowej,

· pokrywy wrzosowej,

· pokrywy trawiastej,

· pożaru całkowitego drzewostanu.

W zależności od wieku drzewostanu w obliczeniach są uwzględniane średnie

obciążenia ogniowe, które zostały pomierzone w trakcie badań terenowych.

Możliwe jest również zadanie innej wartości obciążenia ogniowego gdy

dysponujemy własnymi danym po wybraniu niezdefiniowanej klasy wieku.

Wyboru rodzaju pożaru i wieku drzewostanu dokonujemy zaznaczając właściwe

pola wyboru w module 1 - Rodzaj pożaru

- Moduł 2 –

Dane wejściowe służy do ustalenia parametrów wejściowych do obliczeń.

Pierwszym z nich jest obciążenie ogniowe czyli ilość palnej biomasy w

przeliczeniu na jednostkę powierzchni (kg/m2). Zależy głównie od rodzaju

materiału palnego, typu siedliskowego lasu, składu gatunkowego drzewostanu i

jego wieku. Jest ono bardzo zróżnicowane i nawet w zbliżonych warunkach

8

drzewostanowych może się znacznie wahać. Obciążenie ogniowe decyduje o

bilansie energetycznym pożaru, charakterystyce spalania, jego intensywności i

czasie trwania. Na podstawie badań IBL określono modelowe obciążenia

pokrywy ściółkowej i wrzosowej, przyjmowane do obliczeń po wybrani rodzaju

pożaru i wieku drzewostanu, wynoszące odpowiednio.

Pokrywa ściółkowa:

I klasa wieku - 0,6 kg/m2,

II klasa wieku - 1,4 kg/m2,

III-V klasa wieku - 2,6 kg/m2.

Pokrywa wrzosowa:

I klasa wieku - 1,2 kg/m2,

II - III klasa wieku - 0,6 kg/m2,

IV-V klasa wieku - 1,7 kg/m2.

Brak jest dokładnych danych obciążenia ogniowego pokrywy trawiastej oraz

obciążeń, które mogą ulec spaleniu w trakcie pożaru całkowitego. Obciążenia

pokrywy trawiastej wahają się od 0,1 do 0,8 kg/m2. W obliczeniach

modelowych można przyjmować obciążenie średnie, wynoszące 0,5 kg/m2.

Natomiast w trakcie pożaru całkowitego spaleniu może ulec od 2 (drzewostany

sosnowe III - V klasy wieku) do 5 (drzewostany I - II klasy wieku) razy więcej

materiału roślinnego, niż obciążenia ściółkowej pokrywy dna lasu dla tych klas

wieku.

Wilgotność materiału palnego decyduje o możliwości powstania pożaru i

wpływa na jego prędkość rozprzestrzeniania się. Może osiągać ona wartość w

przedziale od 4 do 70 %. Po przekroczeniu progu, wynoszącego 30%, spalanie

od punktowych bodźców energetycznych jest mało prawdopodobne. W polu

wilgotność materiału należy wpisać właściwą wartość. Dla pożarów pokrywy

ściółkowej należy przyjąć wartość wilgotności ściółki z ostatniego pomiaru w

strefie prognostycznej, w której znajduje się dane nadleśnictwo. Wartość tę

można nieznacznie zmodyfikować w wypadku innych rodzajów pożaru

pokrywy gleby oraz w zależności od warunków meteorologicznych (np.

zmniejszyć w wypadku pożaru pokrywy trawiastej w okresie wiosennym lub w

wypadku występowania w godzinach porannych rosy, jeżeli pożar wystąpił

pomiędzy godziną 9 a 13, zwiększyć w wypadku pożaru pokrywy wrzosowej).

Prędkość wiatru jest podstawowym czynnikiem wpływającymi na szybkość

rozprzestrzeniania się pożaru, szczególnie jego frontu. Wpływa także pośrednio

na przyrost powierzchni i obwodu pożaru. Może ona przyjmować wartość od 0

(tzw. cisza) do kilkudziesięciu m/s (huragan). W wypadku pożarów całkowitych

do obliczeń przyjmowana jest wartość prędkości wiatru panującego mierzona w

sieci automatycznych punktów pomiarowych funkcjonującej w Lasach

9

Państwowych, natomiast dla pożarów pokrywy gleby przyjmowana jest wartość

wiatru w drzewostanie wyliczana szacunkowo jako 40% prędkości wiatru

panującego. Wartość prędkości wiatru można pobrać zaznaczając pole „on-line”

przy prędkości wiatru panującego. Powoduje to uaktywnienie dodatkowego

okna „Dane ze stacji meteorologicznej”, w którym w celu rozpoczęcia

pobierania danych należy kliknąć button „Pobierz dane”. Po zakończeniu

pobierania danych możliwe jest przeniesienie wartości prędkości wiatru z okna

„Dane ze stacji meteorologicznej” do okna głównego poprzez dwukrotne

klikniecie wybranej wartości. Uwaga klikniecie na pole z wartością prędkości

wiatru nie powoduje przeniesienia wartości w tego pola do okna głównego.

10

- Moduł 3 –

Parametry pożaru

Prędkość frontu pożaru, w zależności od jego rodzaju, obliczana jest z

opracowanych wzorów.

Determinuje ona wielkość powierzchni objętej ogniem (powierzchnia i obwód)

oraz wpływa na decyzje taktyczne, kierującego akcją ratowniczą.

Czas trwania pożaru jest parametrem wejściowym i należy go traktować, jako

czas swobodnego rozprzestrzeniania się ognia. Wpływa on na wielkość

powierzchni objętej spalaniem i jej obwód.

Możliwe jest również obliczanie czasu swobodnego rozwoju pożaru po podaniu

w module „Parametry pożaru” jego powierzchni lub obwodu.

- Moduł 4 –

Czas dojścia krawędzi pożaru. Odległość miejsca to przyjmowany dystans do

miejsca, w którym zamierza się tworzyć linię obrony lub do miejsca

umożliwiającego szybkie rozprzestrzenianie się pożaru (np. młodnik, uprawa,

wysuszona trawa). Stanowi daną wejściową do obliczenia czasu dojścia frontu,

boków i tyłu pożaru na zadaną odległość. Odległość ta może być także

obliczana, gdy znana jest prędkość frontu pożaru i czas rozprzestrzeniania się

ognia na głównych kierunkach rozwoju pożaru (front, boki, tył). Ten wariant

daje możliwość obliczenia odległości, w jakiej należy tworzyć linię obrony od

krawędzi pożaru, gdy zakłada się, że będzie ją można wykonać po określonym

czasie, np. wtedy kiedy będziemy dysponowali potrzebną ilością sił

ratowniczych.

11

Czas dojścia frontu, boków i tyłu pożaru, są wartościami obliczanymi i określają

czas, po którym pożar dojdzie na tych kierunkach, przy zadanej odległości.

Czasy te mogą być również danymi wejściowymi do obliczenia odległości na

jaką przemieści się krawędź pożaru.

- Moduł 5 –

Charakterystyka spalania.

Wartość opałowa określa, jaka ilość ciepła wydzieli się w trakcie spalania.

Zależy ona od wilgotności materiału palnego i obciążenia ogniowego.

- Moduł 6 –

Gaszenie. Obliczenia modelowe mogą być wykonywane dla jednego z trzech

wybranych sposobów prowadzenia działań gaśniczych: gaszenia całej

powierzchni pożaru, gaszenia obrzeży i lokalizacji pożaru za pomocą pasów

zaporowych.

Gaszenie całkowite

Polega na gaszeniu całej powierzchni pożaru, w celu likwidacji płomieniowego i

bezpłomieniowego spalania. Zaleca się je stosować do pożarów, których

powierzchnia nie przekracza 1 ha.

Gaszenie obrzeża

12

Polega na likwidacji spalania płomieniowego na określonej szerokości krawędzi

pożaru. Ma ono na celu ograniczenie rozprzestrzeniania się pożaru nie zaś

całkowite jego ugaszenie. Zaleca się je stosować do pożarów nie

przekraczających powierzchni 10 ha. Podobnie jak gaszenie całkowite, jest

gaszeniem bezpośrednim, gdy można podać prądy gaśnicze na ogień. W obu

tych rodzajach prowadzenia akcji gaśniczej stosowana jest woda lub woda z

dodatkiem środków zwilżających.

Szerokość obrzeża - jest to szerokość obrzeża, którą zamierza się gasić, aby

zapobiec dalszemu rozprzestrzenianiu się ognia. Jest to dana wejściowa do

obliczenia potrzebnej ilości środków gaśniczych.

Lokalizacja pożarów za pomocą pasów zaporowych

Polega na utworzeniu przed krawędzią pożaru pasa zaporowego, wykonanego

przy użyciu środków gaśniczych, zdolnych zatrzymać dalsze rozprzestrzenianie

się ognia. Ten sposób prowadzenia działań gaśniczych zaleca się stosować przy

dużych pożarach, przeważnie całkowitych, o powierzchni ponad 10 ha, gdy

niemożliwe jest dotarcie jednostek gaśniczych do miejsc objętych ogniem.

Odległość pasa zaporowego - określa dystans od krawędzi pożaru od miejsca, w

którym zamierza się utworzyć pas. Istotne przy tym rodzaju działań jest

określenie odległości, w jakiej należy wykonać pas zaporowy, aby był on w

stanie skutecznie zatrzymać nadchodzący pożar, a także ile potrzeba czasu, aby

go utworzyć. Pomocne są przy tym obliczenia dotyczące czasu dojścia krawędzi

pożaru.

Szerokość pasa zaporowego - jest to szerokość pasa zaporowego, który zamierza

się wykonać przed rozprzestrzeniającym się pożarem, stosując wodę lub pianę.

Przy jej ustalaniu należy brać pod uwagę rodzaj pożaru, intensywność spalania,

wysokość płomieni oraz prędkość i kierunek wiatru, który może się przyczyniać

do przerzutów ognia. Jest także dana wejściową do obliczeń ilości środków

gaśniczych.

Dawka gaśnicza wody - określa objętość wody w przeliczeniu na 1m2,

nieodzowną do nawilżenia materiału palnego do stanu uniemożliwiającego

jego spalanie. Zależy ona od rodzaju pożaru i obciążenia ogniowego.

Zalecane dawki:

pożar pokrywy ściółkowej - 2-4 l/m2

pożar pokrywy wrzosowej i trawiastej - 4-6 l/m2

pożar całkowity drzewostanu - 8-10 l/m2

13

- Moduł 7 –

Woda. Obliczenia pozwalają ustalić potrzebną ilość wody w zależności od

wybranego wariantu działań gaśniczych. Wzory uwzględniają całkowite

przerwanie procesu spalania przy wariancie gaszenia całej powierzchni pożaru i

spalania płomieniowego przy gaszeniu jego obrzeża. Natomiast przy stosowaniu

pasów zaporowych ilość środka zależy od wybranej dawki gaśniczej do

nawilżenia materiału palnego.

- Moduł 8 –

Piana. Dawka gaśnicza piany jest daną wejściową do obliczeń ilości roztworu

(wody i środka pianotwórczego) potrzebnego do ugaszenia pożaru lub

utworzenia pasa zaporowego, zapobiegającego rozprzestrzenianiu się ognia.

Zalecane dawki :

Gaszenie całej powierzchni pożaru i obrzeża

pożar pokrywy ściółkowej 1-2 l/m2

pożar pokrywy wrzosowej i trawiastej 2-4 l/m2

pożar całkowity drzewostanu 4-6 l/m2

Lokalizacja pasami zaporowymi

pożar pokrywy ściółkowej 1-2 l/m2

pożar pokrywy wrzosowej i trawiastej 2-3 l/m2

pożar całkowity drzewostanu 3-5 l/m2

Stężenie roztworu określa procentowy udział środka pianotwórczego w wodzie.

Od jego wartości zależy ilość koncentratu środka pianotwórczego przy

wybranym wariancie działań gaśniczych. Zaleca się przyjmować do obliczeń

stężenia wskazane przez producentów.

Potrzebna ilość roztworu określa objętość wody ze środkiem pianotwórczym

przy wybranym wariancie działań gaśniczych.

Potrzebna ilość środka pianotwórczego/zwilżającego jest to objętość

koncentratu środka, koniecznego do wytworzenia określonego rodzaju piany

14

gaśniczej lub wody ze zwilżaczem, przy założeniu, ze dawki są dwa razy

mniejsze od zalecanych dawek gaśniczych wody.

- Moduł 9 –

Panel informacyjny. Poza omówionymi wcześniej buttonami w panelu tym

znajdują się jeszcze następujące, które pozwalają na wywołanie następujących

funkcji:

Rozwój pożaru powołuje okno z wynikami symulacji rozprzestrzeniania pożaru

dla trzech rodzajów pokrywy ściółkowej, wrzosowej i trawiastej oraz dla pożaru

całkowitego. Wyliczana jest wartość prędkości pożaru oraz dla trzech wartości

czasu trwania pożaru jego powierzchnia i obwód.

15

Drukuj powołuje akcję drukowania wyświetlanego okna na domyślnej drukarce

systemu Windows jako graficzny zrzut tego okna.

O programie to powrót do okna startowego przedstawiającego metryczkę

programu z jego nazwą, numerem wersji i nazwą instytucji, która przekazała

program do eksploatacji.