Вышедшие номера
Математическое моделирование воздействия противопожарных разрывов и заслонов на распространение верховых лесных пожаров
Russian Science Foundation, 24-21-00069
Белькова Т.А.1, Перминов В.А. 1
1Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Томск, Россия
Email: belkova_ta@tpu.ru
Поступила в редакцию: 30 апреля 2025 г.
В окончательной редакции: 13 июня 2025 г.
Принята к печати: 30 июня 2025 г.
Выставление онлайн: 5 декабря 2025 г.

Представлено численное исследование эффективности противопожарных разрывов и заслонов для предотвращения распространения верховых лесных пожаров при помощи математического моделирования. Рассмотрены разрывы и заслоны из лиственных пород деревьев, а также их комбинация. В ходе расчетов изменялась скорость ветра, запас и влагосодержание лесных горючих материалов. Результаты показали, что заслоны из лиственных деревьев более эффективны в условиях высокого влагосодержания заслона и низкой скорости ветра. Определены оптимальные размеры разрывов и заслонов на основе численного моделирования. Установлено, что для предотвращения распространения пожара рекомендовано использовать разрывы, а также их комбинацию с заслонами, в последнем случае площадь неиспользованных земель уменьшается на 30 %. Ключевые слова: лесной пожар, верховой пожар, противопожарный разрыв, противопожарный заслон, математическое моделирование, численное решение.
  1. B.S. Lee, M.E. Alexander, B.C. Hawkes. Canad. J. Forest Res., 36 (11), 2961 (2006)
  2. D. Ascoli, L. Russo, F. Giannino, C. Siettos, F. Moreira. Firebreak and Fuelbreak. Encyclopedia of Wildfire and Wildland-Urban Interface (WUI) Fires (Springer, 2018)
  3. M.A. Finney. Forest Sci., 47 (2), 219 (2001)
  4. W.R. Catchpole, R.A. Bradstock, J. Choate, L.G. Fogarty, N.J.H. Gellie, G.J. McCarthy, L.J. Wright. Cooperative development of equations for heathland fire behavior. In Proceedings of the III Intern. Conf. Forest Fire Res., 631 (1998)
  5. B.R. Sturtevant, D.T. Cleland, T.R. Crow, S.M. Lietz. Restoration Ecology, 12 (1), 52 (2004)
  6. M.E. Alexander, M.G. Cruz. Environmental Modelling and Software, 41, 65 (2013)
  7. L.N. Kobziar, D.R. Godwin, L. Taylor, A.C. Watts. Forests, 6 (3), 561 (2015)
  8. F. Pimont, J.L. Dupuy, R.R. Linn, S. Dupont. Intern. J. Wildland Fire, 28 (6), 494 (2019)
  9. E. Chuvieco, I. Aguado, M. Yebra. Ecological Modelling, 221 (1), 46 (2014)
  10. N. Khan, K. Moinuddin. Atmosphere, 12 (11), 1395 (2021). https://doi.org/10.3390/atmos12111395
  11. A.D.V. Brou, T.D. Soro, K.K.S. Yanga. Comptes Rendus Mecanique, 353, 673 (2025)
  12. D. Yemshanov, N. Liu, E.W. Neilson, F.H. Koch, M.-A. Parisien. Evaluating Fuelbreak Strategies for Compartmentalizing a Fire-Prone Forest Landscape in Alberta Canada (PLoS ONE, 20 (5), (2025)), DOI: 10.1371/journal.pone.0321722
  13. A.C. van Aardt, J.C.L. de Jager, J.J. van Tol. Diversity, 16 (7), 373 (2024). DOI: 10.3390/d16070373
  14. C.M. Hoffman, J. Ziegler, J. Canfield, R.R. Linn, W. Mell. Fire Technol., 52 (1), 221 (2016)
  15. V.A. Perminov. Numerical Solution of the Crown Forest Fires Spread Taking into Account Fire Barriers and Breaks. Recent Developments in the Field of Non-Destructive Testing, Safety and Materials Science. In Proceedings of International Conference "Modern Technologies for Non-Destructive Testing", 433, 155 (2023)
  16. B.M. Gannon, Y. Wei, E.J. Belval, J. Young, M. Thompson, Ch. O'Connor, D. Calkin, Ch. Dunn. Scientific J, 6 (3), 104 (2023). https://doi.org/10.3390/fire6030104
  17. M. Ortega, F. Rodriguez y Silva, J.R. Molina. Fire Ecology, 20, 40 (2024)
  18. S.M. Hayajneh, J. Naser. Fire, 8 (6), 217 (2025). https://doi.org/10.3390/fire8060217
  19. J. Park, M. Moon, T. Green, M. Kang, S. Cho, J. Lim, S.-J. Kim. Forest Ecology Management, 572, 122279 (2024). https://doi.org/10.1016/j.foreco.2024.122279
  20. M.P. Harris, J.D. Coop, J.A. Balik, J.R. McFarland, S.A. Parks, C.S. Stevens-Rumann. Ecological Applications, 35 (5), e70061 (2025). https://doi.org/10.1002/eap.70061
  21. H. Zhuang, N. Liu, X. Xie, X. Xu, M. Li, Y. Zhang, R. Wang. Intern. J. Wildland Fire, 34 (1), 1 (2025)
  22. K. Kwon, S. Kim, S. Lee, et. al. J. Korean Social Hazard Mitigation, 21 (4), 31 (2021)
  23. A.L. Atchley, C.M. Hoffman, S.R. Bonner, S.M. Ritter, J. O'Brien, R.R. Linn. Fire Ecology, 20, 71 (2024). https://doi.org/10.1186/s42408-024-00291-x
  24. А.М. Гришин, А.Д. Грузин, В.Г. Зверев. Теплофизика лесных пожаров, 38 (1985)
  25. В. Перминов. Математическое моделирование лесных пожаров. Возникновение верховых и массовых лесных пожаров (Germany, LAP LAMBERT Academic Publishing, 2011), 288 с
  26. А.М. Гришин. Математическое моделирование лесных пожаров и новые способы борьбы с ними (Наука, Новосибирск, 1992), 404 с
  27. S.V. Patankar. Numerical heat transfer and fluid flow (Hemisphere Publishing Corporation, NY., 1980), 197 p
  28. H. Guo, Z. Wang, Y. Wang, et. al. Forests, 14 (6), 1176 (2023)
  29. C. Awad, A. Lamorlette, Z. Younsi. Intern. J. Wildland Fire, 29 (9), 774 (2020)
  30. D. Morvan. Fire Safety J., 71, 34 (2015)
  31. A.A.G. Wilson. Intern. J. Wildland Fire, 1 (1), 35 (1988)
  32. J.A. Baijnath-Rodino, B.M. Collins, C.L. Tubbesing, et. al. Forest Ecology and Management, 532, 120748 (2023)
  33. Нефтепродуктопроводы, прокладываемые на территории городов и других населенных пунктов. СНиП 2.05.13-90 (Госстрой СССР, М., 1990), 19 с.