Математическое моделирование самовозгорания торфяной почвы

Целью исследований являлась разработка математической модели, позволяющая использовать ее в дальнейшем для разработки компьютерной программы составления прогнозов возникновения торфяных пожаров на землях, вовлеченных в сельскохозяйственный оборот. Проведено математическое описание процесса самовозгорания, происходящего по следующей схеме: тепловой поток нагревает поверхность до температуры зажигания, в результате чего возникает самонагревающаяся зона. В итоге формируется волна горения (тления), которая способна самостоятельно распространяться. Представлены методика и лабораторное оборудование для исследования саморазогрева образцов торфа. Проанализированы результаты экспериментальных и теоретических исследований химической реакции саморазогрева образцов торфа. Энергия активации образцов торфа определялась методом подбора и подстановки значений в уравнения и сравнения полученных результатов с расчетными. Результаты исследований позволили оценить высокую корреляцию с экспериментальными данными в зависимости от содержания общего органического углерода в торфяной почве. Таким образом, математическую модель можно использовать для прогнозирования возникновения эффекта самовозгорания.

1. Андронова А.В. Дисперсный состав и содержание химических элементов в аэрозолях приземного слоя атмосферы г. Москвы / А.В. Андронова, М.С. Артамонова, М.А. Иорданский, А.С. Гинзбург, И.Г. Гранберг и др. // Безопасность жизнедеятельности. 2010. № 9. С. 47-51.

2. Исаева Л.К. Оценка здоровья пожарных в связи с действием на органы дыхания токсичных продуктов горения / Л.К. Исаева, В.А. Сулименко, С.В. Сулименко, С.В. Соловьёв // Вестник Академии государственной противопожарной службы. 2005. № 3. С. 73-81.

3. Исаева Л.К. Исследование свойств торфа при разработке профилактических мер и способов тушения торфяных пожаров / Л.К. Исаева, А.Г. Власов, С.В. Соловьёв // Вестник Академии ГПС МЧС России. 2004. № 2. С. 52-60.

4. Исаева Л.К. Экологические последствия лесных и торфяных пожаров в Московской области в 2002-2009 годах / Л.К. Исаева, С.В. Соловьёв, В.А. Сулименко, С.А.Шилин // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. 2010. № 3. С. 85-91.

5. Dietze E., Theuerkauf M., Bloom K., Brauer A., D€orfler W., Feeser I., Feurdean A., Gedminien L., Giesecke T., Jahns S., Karpinska-Kołaczek M., Kołaczek P., Lamentowicz M., Latałowa M., Marcisz K., Obremska M., Pedziszewsk A., Poska A., Rehfeld K., Stancikait M., Stivrins N., Swieta-Musznicka J., Szal M., Vassiljev J., Veski S., Wacnik A., Weisbrodt D., Wiethold J., Vanniere B., Słowinski M. Holocene fire activity during low-natural flammabilityperiods reveals scale-dependent cultural human-fire relationships in Europe // Quat. Sci. Rev. 2018. № 201. Рр. 44e56. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2018.10.005

6. Дидманидзе О.Н. Результаты исследований температурного режима осушаемой торфяной почвы / О.Н. Дидманидзе, Е.П. Парлюк, А.В. Евграфов // Агроинженерия. 2023. Т. 25, № 1. С. 45-49. DOI: 10.26897/2687-1149-2023-1-45-49. EDN: VDZKKJ.

7. Дидманидзе О.Н. Результаты исследований пожароопасности торфа в зависимости от степени его разложения на землях сельскохозяйственного назначения / О.Н. Дидманидзе, А.В. Евграфов, Н.Н. Пуляев, А.С. Гузалов // Природообустройство. 2024. № 4. С. 26-33. DOI: 10.26897/1997-6011-2024-4-26-33. EDN: VPAVME.

8. Дидманидзе О.Н. Влияние плотности торфяных почв на возникновение ландшафтных пожаров / О.Н. Дидманидзе, А.В. Евграфов // Природообустройство. 2022. № 4. С. 37-41. DOI: 10.26897/1997-6011-2022-4-37-41. EDN: AQHMQU.

9. Киселев Я.С. Физические модели горения в системе пожарной безопасности. Монография / Я.С. Киселев, О.А. Хорошилов, Ф.В. Демехин / МЧС России; Санкт-Петербургский государственный университет противопожарной службы. СПб.: Изд-во Политехнического университета, 2009. 347 с.

10. Борисов А.А. Кинетические характеристики низкотемпературного горения торфа / А.А. Борисов, Я.С. Киселёв, Удилов В.П. // Теплофизика лесных пожаров. Новосибирск: ИТФСО АН СССР, 1984. С. 23-30.

11. Гедрайтите В.А. Торф и его свойства // Материалы Молодежной научной конференции «Проблемы естествознания»: Труды Томского государственного университета. Томск, 2010. Вып. 2. Т. 273. С. 33-35.