Пирогенное влияние на хвойные древостои в условиях техногенно-экологической нагрузки

Jazyk: ukrajinština
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Visnyk of V. N. Karazin Kharkiv National University Series «Еcоlogy»; № 22 (2020): ; 65-74
Вестник Харьковского национального университета имени В.Н. Каразина Серия "Экология"; № 22 (2020): ; 65-74
Вісник Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна Серія "Екологія"; № 22 (2020): Вісник Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна серія "Екологія"; 65-74
ISSN: 1992-4259
2415-7651
Popis: Мета. Розробка моделі впливу температури на стовбур дерева у залежності від тривалості впливу, відстані від кромки пожежі, від висоти пожежі.Методи. Математичне моделювання. Результати. Аналітичне дослідження теплопровідності зведено до вивчення просторово-часової зміни основної фізичної величини – температури. Вплив теплового випромінювання на деревостан відбувається при пожежах при висоті вогню 2–3 метри. У цьому випадку максимальний тепловий потік спрямований по горизонталі до деревостану і вражає крони хвойного підросту, спалюючи хвою, або перегріваючи хвою і бруньки, що призводить до загибелі молодих дерев. Дерева старшого віку отримують тільки опіки, що не призводить до їх загибелі, але знижується сортність деревини. У залежності від виду пожежі та її інтенсивності конвекційний тепловий потік відрізняється як за температурою, так і за тривалістю впливу на крону. Залежно від цих параметрів відбувається або опік усієї крони (бруньок, хвої), що призводить до загибелі дерева, або крона буде пошкоджена частково і залишиться життєздатною. Побудовано модель залежності температури на поверхні стовбура дерева від висоти пожежі і часу впливу пірогенного фактору. Встановлено, що навіть при низових пожежах щільність теплового потоку ближче 2 м від полум'я перевищує 12 кВт/м2, такий рівень випромінювання заподіює опік моментально. Висновки. Розроблено модель для прогнозу теплового випромінювання від вогню, що діє на стовбури дерев на різній відстані від кромки пожежі. Отримані результати дають можливість спрогнозувати післяпожежний стан деревостанів. Пошкодження стовбурів деревостанів і їх загибель при пожежах залежить також від товщини кори і часу впливу високих температур, а також від діаметра стовбура.
Purpose. To develop a model of the effect of temperature on the tree trunk, depending on the duration of its impact, the distance from the edge of the fire and the height of the fire.Methods. Mathematical modeling. Results. The analytical study of thermal conductivity is reduced to the study of the space-time change of the basic physical quantity - temperature. The effect of thermal radiation on the stand is fires at a fire height of 2-3 meters. In this case, the maximum heat flow is directed horizontally to the stand and affects the crowns of coniferous undergrowth, burning needles, or overheating needles and buds, which leads to the death of young trees. Older trees receive only burns, which does not lead to their death, but reduces the quality of wood. Depending on the type of fire and its intensity, the convection heat flux differs in temperature and duration of exposure to the crown. Depending on these parameters, either the entire crown (buds, leaves, needles) burns, resulting in tree death, or the crown will be partially damaged and remain viable. The model of temperature dependence on the surface of the tree trunk on the height of the fire and the time of exposure of the pyrogenic factor is constructed. It is established that even in the case of grassroots fires, the heat flux density closer than 2 m from the flame exceeds 12 kW/m2, such a level of radiation causes burns immediately. Conclusions. A model has been developed for the prediction of heat radiation from fire acting on tree trunks at different distances from the edge of the fire. The obtained results make it possible to predict the post-fire condition of stands. Damage to tree trunks and their death in fires also depends on the thickness of the bark and the time of exposure to high temperatures, as well as the diameter of the trunk.
Цель. Разработка модели влияния температуры на ствол дерева в зависимости от длительности воздействия, расстояния от кромки пожара, от высоты пожара.Методы. Математическое моделирование.Результаты. Аналитическое исследование теплопроводности сведено к изучению пространственно-временного изменения основной физической величины ̶ температуры. Влияние теплового излучения на древостой происходит при пожарах при высоте огня 2-3 метра. В этом случае максимальный тепловой поток направлен по горизонтали до древостоя и поражает кроны хвойного подроста, сжигая хвою, или перегревая хвою и почки, что приводит к гибели молодых деревьев. Деревья старшего возраста получают только ожоги, что не приводит к их гибели, но снижается сортность древесины. В зависимости от вида пожара и его интенсивности конвекционный тепловой поток отличается как по температуре, так и по продолжительности воздействия на крону. В зависимости от этих параметров происходит или ожог всей кроны (почек, хвои), что приводит к гибели дерева, или крона будет повреждена частично и останется жизнеспособной. Построена модель зависимости температуры на поверхности ствола дерева от высоты пожара и времени воздействия пирогенного фактора. Установлено, что даже при низовых пожарах плотность теплового потока ближе 2 м от пламени превышает 12 кВт/м2, такой уровень излучения причиняет ожог моментально.Выводы. Разработана модель для прогноза теплового излучения от огня, действующего на стволы деревьев на разном расстоянии от кромки пожара. Полученные результаты дают возможность спрогнозировать состояние древостоев после пожара. Повреждения стволов древостоев и их гибель при пожарах зависит от толщины коры и времени воздействия высоких температур, а также от диаметра ствола.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: