Palivový model - Fuel model - Wikipedia
A Palivový model je stylizovaná sada palivové lože charakteristiky používané jako vstup pro různé modelování požárů aplikace. Blesk modely chování, jako jsou Rothermel,[1] vzít v úvahu četné empirický proměnné. I když jsou tyto vstupy důležité pro výstupy z rovnice, je často obtížné a časově náročné, ne-li nemožné, měřit je pro každé palivové lože. Model paliva definuje tyto vstupní proměnné pro stylizovanou sadu kvantitativních vegetačních charakteristik, které lze vizuálně identifikovat v terénu. V závislosti na místních podmínkách může být vhodný jeden z několika palivových modelů. Jak uvádí Anderson „Palivové modely jsou jednoduše nástroje, které pomáhají uživateli realisticky odhadnout chování požáru. Uživatel musí udržovat flexibilní rozpoložení a adaptivní způsob provozu, aby tyto pomůcky plně využil “.[2] Dále si uživatel musí v závislosti na aplikaci zvolit systém klasifikace palivového modelu. Mezi hlavní klasifikační systémy pro použití ve Spojených státech patří Národní systém hodnocení nebezpečí požáru, 13 „originálních“ palivových modelů Andersona a Albiniho, následná sada 40 paliv vyrobených Scottem a Burganem a Systém klasifikace palivových vlastností.
Národní systém hodnocení nebezpečí požáru
Koncept palivového modelu byl poprvé představen v roce 1972 modelem Národní systém hodnocení nebezpečí požáru. První systém svého druhu, NFDRS, byl standardizovanou sadou rovnice určit požární nebezpečí v konkrétních bodech krajiny.[3] Jádrem těchto výpočtů byly palivové modely, přičemž každý z jeho 20 modelů obsahoval informace o relativním zatížení různých palivových složek. Každý model je popsán objemem 1 h, 10 h, 100 h a 1 000 h mrtvých paliv, přítomných bylinných a dřevitých živých paliv, hloubkou palivového lože a vlhkostí vymírání.
| Model NFDRS | název | |
|---|---|---|
| A | Západní trávy (roční) | |
| C | Borovice Savana | |
| D | Southern drsný | |
| E | Podestýlka z tvrdého dřeva (zima) | |
| F | Mezilehlý kartáč | |
| G | Krátká jehla (těžká mrtvá) | |
| H | Krátká jehla (normální mrtvá) | |
| Já | Silné lomítko | |
| J | Mezilehlé lomítko | |
| K. | Lehké lomítko | |
| L | Západní trávy (trvalka) | |
| N | Sawgrass | |
| Ó | Vysoký pokosin | |
| P | Plantáž jižní borovice | |
| Q | Aljašský černý smrk | |
| R | Podestýlka z tvrdého dřeva (léto) | |
| S | Tundra | |
| T | Šalvějová tráva | |
| U | Západní borovice |
Albini a Andersonovy modely
„Původních 13 palivových modelů“ představil Albini jako první[4] v roce 1976 a později rozšířil Anderson[5] v roce 1982. Na rozdíl od NFDRS byly tyto palivové modely navrženy pro použití s rozprostřenými modely společnosti Rothermel a jsou určeny k použití v mnohem menších prostorových měřítcích než 20 modelů NFDRS. Aby byla umožněna zaměnitelnost mezi těmito dvěma systémy, obsahuje Andersonova zpráva přechodový graf umožňující převod mezi podobnými modely. Jeho příspěvek dále obsahuje fotografie, které uživateli pomáhají při výběru modelu paliva. Tyto palivové modely chování při požáru jsou „pro těžké období požární sezóna když lesní požáry představují větší problémy s kontrolou, “a jsou určeny pouze pro použití během suchá sezóna, když se palivové lože stává rovnoměrnějším. Albiniho modely navíc mají následující předpoklady:
- Hustota paliva Ovendry = 32 lb / ft ^ 3
- Spalné teplo = 8 000 btu / lb
- Celkový obsah minerálů = 5,55%
- Obsah popela bez obsahu křemíku / efektivní obsah minerálů = 1,00%
Tyto modely kvantitativně popsat stejné součásti pro plnění paliva jako NFDRS modely a jsou seskupeny do čtyř tříd: tráva, keř, dřevo, a rozřezat.
Grass Group:
| Modelové číslo | název |
|---|---|
| 1 | Krátká tráva |
| 2 | Dřevěná tráva a Understory |
| 3 | Vysoká tráva |
Skupina keřů:
| Modelové číslo | název |
|---|---|
| 4 | Chaparral |
| 5 | Štětec |
| 6 | Spící štětec |
| 7 | Southern Rough |
Skupina dřeva:
| Modelové číslo | název |
|---|---|
| 8 | Kompaktní dřevěné podestýlky |
| 9 | Vrh z tvrdého dřeva |
| 10 | Dřevo Understory |
Slash Group:
| Modelové číslo | název |
|---|---|
| 11 | Lehké lomítko |
| 12 | Střední lomítko |
| 13 | Heavy Slash |
Scottovy a Burganovy dynamické modely
 | Tato část obsahuje seznam obecných Reference, ale zůstává z velké části neověřený, protože postrádá dostatečné odpovídající vložené citace. (Srpna 2019) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) |
Byly zveřejněny Scott and Burgan's Dynamic Fuel Models[6] v roce 2005 vyloučit předpoklad, že palivové lože bylo v období sucha rovnoměrné. To se děje pomocí použití dynamických bylinných palivových ložísk, kde se „živá bylinná zátěž přenáší na mrtvé v závislosti na obsahu živé bylinné vlhkosti“. Použití koeficientu vytvrzování umožňuje realističtější modelování chování ohně v bylinných palivových ložích. Dále se tyto modely zaměřují na odklon od korelace mezi typem vegetace a charakteristikami palivového dna. Například z původního modelu „chaparral“ se stane model „heavy load, high brush“. Stejně jako přechod pro chodce NFDRS v modelech Albini a Andersona, Scott a Burgan zahrnují přechod pro chodce mezi původními 13 a jejich sadou 40 nových modelů. Kromě toho obsahují původní 13 jako modely 1-13, aby byla zajištěna zpětná kompatibilita s novějším modelovacím softwarem.
Klíč k výběru dynamického modelu paliva
1. Téměř čistá tráva a / nebo zakázaný typ (tráva)
- A. Suché až semiaridní podnebí (v létě dešťové srážky). Obsah extinkční vlhkosti je 15 procent.
- b. Subvlhké až vlhké podnebí (srážky přiměřené ve všech ročních obdobích). Obsah extinkční vlhkosti je 30 až 40 procent.
2. Směs trávy a keřů, až do 50% pokrytí keřů (travní keř)
- A. Vyprahlá semiarid podnebí (v létě dešťové srážky). Obsah extinkční vlhkosti je 15 procent.
- b. Sub-vlhký do vlhký klima (srážky přiměřené ve všech ročních obdobích). Obsah extinkční vlhkosti je 30 až 40 procent.
3. Keře pokrývají nejméně 50 procent místa; tráva řídká až neexistující (keř)
- A. Suché až semiaridní podnebí (v létě dešťové srážky). Obsah extinkční vlhkosti je 15 procent.
- b. Subvlhké až vlhké podnebí (srážky přiměřené ve všech ročních obdobích). Obsah extinkční vlhkosti je 30 až 40 procent.
4. Tráva nebo keře smíchané s podestýlkou z vrchlíku lesa (Timber-Understory)
- A. Poloprůhledné až vlhké podnebí. Obsah extinkční vlhkosti je 20 procent.
- b. Vlhké klima. Obsah extinkční vlhkosti je 30 procent.
5. Mrtvé a dolů dřevité palivo (podestýlka) pod lesním baldachýnem (dřevěné podestýlky)
- A. Palivové lože je nedávno spáleno, ale je schopné nést oheň divoké země.
- b. Palivové lože nebylo nedávno spáleno.
- i. Palivové lože složené z podestýlky s širokými listy (tvrdé dřevo).
- ii. Palivové lože složené z podestýlky z jehličí s dlouhou jehlou.
- iii. Palivové lože, které není tvořeno stelivem z borovice s širokými nebo dlouhými jehlami.
- 1. Palivové lože zahrnuje jak jemná, tak hrubá paliva.
- 2. Palivové lože nezahrnuje hrubá paliva.
6. Aktivované palivo (lomítko) nebo nečistoty z poškození větrem (odkalování) (lomítko)
- A. Palivové lože je aktivní palivo.
- b. Palivové lože je odkalované.
7. Nedostatečné palivo pro divočinu, které by za jakýchkoli podmínek neslo oheň v divočině (nehořlavé)
Systém klasifikace palivové charakteristiky (FCCS)
Systém klasifikace palivových charakteristik vyvinutý v roce 2007[7] rozšiřuje stávající palivové modely o výrobu sady stylizovaných palivových loží s kvantitativními údaji o jejich schopnosti podporovat požár v divočině a míře, do jaké by takový oheň spotřeboval palivo ležící v loži. Tyto modely, regionálně vyvinuté týmy odborníků, byly „sestaveny z vědecké literatury, fotografických sérií paliv, datových sad paliv a názorů odborníků.“ Kromě standardních mrtvých a živých komponent hlásí schéma FCCS přiřazené a vypočítané charakteristiky paliva pro každou stávající vrstvu palivového lože, včetně vrchlíku, keřů, nedřevnatých, dřevnatých, lišejníkových mechů a duffů, “což umožňuje více komplexní analýza materiálu v palivovém loži. Dále „systém klasifikuje každé palivové lože výpočtem požárního potenciálu, který poskytuje index vnitřní kapacity každého palivového lože pro podporu chování při požáru na povrchu, podporu korunní oheň a poskytovat paliva pro hoření, doutnání a zbytkovou spotřebu. “ FCCS má značný potenciál, ale nebyl integrován do běžného modelovacího softwaru, jako je Flammap nebo Farsite. Získávají si však popularitu při modelování emisí požáru v divočině a při vývoji map palivového dna, nebezpečí požáru a účinnosti léčby na několika národních lesích. Na rozdíl od modelů Scott a Burgan, které upouštějí od používání vegetačního typu jako zástupce pro typ paliva, se FCCS při tvorbě svých modelů velmi spoléhá na vegetační typ.
Zdroje
- ^ Rothermel, Richard C. Matematický model pro předpovídání šíření požáru v palivech Wildland. USDA Forest Service. Výzkumná práce INT-115. 1972.
- ^ Anderson, Hal E. Pomáhá při určování palivových modelů pro odhad chování při požáru. „Lesní služba USDA. Obecná technická zpráva INT-122. 1982.
- ^ Cohen, Jack D. a Jack považují „Národní systém hodnocení nebezpečí požáru: základní rovnice“. USDA Forest Service. Obecná technická zpráva PSW-82. 1985
- ^ Albini, Frank.Odhad chování a účinků požáru. USDA Forest Service. Obecná technická zpráva INT-30. 1976
- ^ Anderson, Hal E. Pomáhá při určování palivových modelů pro odhad chování při požáru. “Lesní služba USDA. Obecná technická zpráva INT-122. 1982.
- ^ Scott, Joe H. a Robert E. Burgan. „Standardní modely chování při požáru: Komplexní sada pro použití s povrchovým modelem šíření požáru společnosti Rothermel.“ USDA Forest Service. Obecná technická zpráva RMRS-GTR-153. 2005
- ^ Ottmar, Roger D .; et al. (2007). „Přehled systému klasifikace palivových charakteristik - kvantifikace, klasifikace a vytváření palivových loží pro plánování zdrojů“. Canadian Journal of Forest Research. 37: 2383–2393. doi:10.1139 / x07-077.
Bibliografie
- Casals, Pere; Valor, Teresa; Besalú, Arnau; Molina-Terrén, Domingo (2016). „Podkladové zatížení a struktura paliva osm až devět let po předepsaném spalování ve středomořských borových lesích“ (PDF). Ekologie a management lesů. 362: 156–168. doi:10.1016 / j.foreco.2015.11.050.
- Davies, GM; Domenech, Ruth; Gray, A; Johnson, PCD (2016). „Struktura vegetace a počasí při požáru ovlivňují rozdíly v intenzitě hoření a spotřebě paliva během požárů rašelinišť“. Biogeovědy. 13 (2): 389–398. doi:10.5194 / bg-13-389-2016.
- Varela, Elsa; Giergiczny, M; Riera, P; Mahieu, PA; Solino, M (2014). „Sociální preference pro programy správy palivových přestávek ve Španělsku: výběrová modelová aplikace pro prevenci lesních požárů“ (PDF). International Journal of Wildland Fire. 23 (2): 281–289. doi:10.1071 / WF12106.
- Duane, Andrea; Piqué, Miriam; Castellnou, Marc; Brotons, Lluis (2015). "Prediktivní modelování výskytů požárů z různých vzorů šíření požáru ve středomořské krajině". International Journal of Wildland Fire. 24 (3): 407–418. doi:10.1071 / WF14040.
- Regos, Adrian; Aquilué, N; Retana, J; De Cáceres, Miquel; Brotons, Lluis (2014). „Použití neplánovaných požárů k potlačení budoucích velkých požárů ve středomořských lesích“ (PDF). PLOS ONE. 9 (4): e94906. doi:10.1371 / journal.pone.0094906. PMC 3984276. PMID 24727853.