ГІС-підхід до вирішення завдання прогнозування розвитку природних пожеж у Чорнобильській зоні відчуження на основі моделі Ротермела

Ю. І. Кузьменко, Т. Д. Лев, О. Г. Тищенко, В. М. Піскун, Л. В. Гавловська

Інститут проблем безпеки АЕС НАН України, вул. Лисогірська, 12, Київ, 03028, Україна

DOI: doi.org/10.31717/2311-8253.20.2.9

Анотація

Представлено результати використання програмного забезпечення (ПЗ) на базі геоінформацій-ної системи з відкритим кодом GRASS GIS 7.6 і алгоритму розрахунку швидкості поширення пожежі на основі коду Ендрюса [2], реалізованого в системі BEHAVE PLUS [3]. Для реалізації ПЗ на тестовій території Чорнобильської зони відчуження (ЧЗВ) було створено спеціалізоване геоінформаційне забезпечення, що включає актуальні карти рослинного покриву ЧЗВ, ідентифікованого в типах паливних моделей (fuel models), карти радіоактивного забруднення ґрунту ЧЗВ, морфометричних характеристик місцевості і метеорологічних умов. На основі тестових розрахунків отримано вихідні карти поширення пожежі за різні часові проміжки і карти сумарних запасів 137Cs в периметрі пожежі є вхідною інформацією для подальшого моделювання викидів в атмосферу та перенесення радіоактивного аерозолю під час пожежі.

Ключові слова: паливні моделі, геоінформаційне забезпечення, поширення пожежі, моделювання.

Список використаної літератури

1. Rothermel R. C. A mathematical model for predicting fire spread in wildland fuels / R. C. Rothermel. — Ogden, UT : USDA Forest Service, Intermountain Forest and Range Experiment Station, 1972. — 40 p. — (Research Paper INT-115).

2. Andrews P. L. BEHAVE: fire behavior prediction and fuel modeling system. BURN subsystem. Part 1. / P. L. Andrews. — Ogden, Utah : USDA Forest Service, Intermountain Research Station, 1986. — 130 p. — (General Technical Report INT-194).

3. Scott E. Standard Fire Behavior Fuel Models: Standard fire behavior fuel models: a comprehensive set for use with Rothermel’s surface fire spread model / E. Scott, H. Joe,
R. Burgan. — Fort Collins, CO : USDA Forest Service, Rocky Mountain Research Station, 2005. — 80 p. — (General Technical Report RMRS-GTR-153).

4. Sullivan A. L. Wildland surface fire spread modelling, 1990-2007. 1: Physical and quasi-physical models / A. L. Sullivan // International Journal of Wildland Fire. — 2009a. — Vol. 18. — No. 4. — P. 349-368.

5. Sullivan A. L. Wildland surface fire spread modelling, 1990-2007. 2: Empirical and quasi-empirical models / A. L. Sullivan // International Journal of Wildland Fire. — 2009b. — Vol. 18. — No. 4. — P. 369-386.

6. Sullivan A. L. Wildland surface fire spread modelling, 1990-2007. 3: Simulation and mathematical analogue models / A. L. Sullivan // International Journal of Wildland Fire. — 2009c. — 18 (4). — P. 387-403.

7. Albini F. A. Estimating wildfire behavior and effects / F. A. Albini. — Ogden, UT : USDA Forest Service, Intermountain Forest and Range Experiment Station, 1976. — 92 p. — (General Technical Report INT-30).

8. Anderson H. E. Aids to Determining Fuel Models for Estimating Fire Behavior — USDA / E. Anderson Hal. — Ogden, UT: USDA Forest Service, Intermountain Forest and Range Experiment Station, 1982. — 28 p. — (General Technical Report INT-122).

9. Rothermel R. C. How to Predict the Spread and Intensity of Forest and Range Fires / R. C. Rothermel. — Ogden, UT : USDA Forest Service, Intermountain Forest and Range Experiment Station, 1983. — 168 p. — (General Technical Report INT-143).

10. Ascoli D. Building Rothermel fire behaviour fuel models by Genetic Algorithm optimization / D. Ascoli, G. Vacchiano, R. Motta, G. Bovio // International Journal of Wildland Fire. — 2014. — Vol. 24. — No. 3. — P. 317-328. — Doi: 10.1071/WF14097.

11. Deeming J. E. The National Fire-Danger Rating System / J. E. Deeming, J. W. Lancaster, M. Fosberg, W. Furman, M. J. Schroeder. — N.-Y.; London; Toronto : USDA Forest Service, 1972. — 165 p. — (Research Paper RM-84).

12. Баровик Д. В. Адаптация модели Ротермела для реализации в программном комплексе прогноза распространения лесных пожаров / Д. В. Баровик, B. Б. Таранчук // Технологии техносферной безопасности. — 2011. — Вып. № 6 (40). — Режим доступа: http://elib.bsu.by/bitstream/123456789/9212/1/ TVB_ipb.pdf.

13. Атлас. Україна. Радіоактивне забруднення / МНС України, ТОВ «Інтелектуальні Системи ГЕО». — Київ : ТОВ «Компанія BAITE». — 2011. — 52 c.

14. Kashparov V. Spatial data sets of radionuclide contamination in the Ukrainian Chernobyl Exclusion Zone / V. Kashparov, S. Levchuk, M. Zhurba // Earth Syst. Sci. Data. — 2018. — Vol. 10. — P. 339-353.

15. Проект організації лісового господарства Державного спеціалізованого комплексного підприємства «Чорнобильська Пуща». — Київ : Ліспроект, 2006.

16. Таксаційний опис земельних ділянок лісового фонду станом на 01.01.2017 р. / ДСКП «Північна Пуща». — 2017.

17. Evangeliou N. Resuspension and atmospheric transport of radionuclides due to wild fires near the Chernobyl Nuclear Power Plant in 2015: Anipact assessment / N. Evangeliou, S. Zibtsev, V. Myroniuk [et al.] // Scientific Reports. — Vol. 6. — Art. 26062. — Doi: 10.1038/srep26062.

18. Дозиметрическая паспортизация населенных пунктов Украины, подвергшихся радиоактивному загрязнению после Чернобыльской аварии. Сборник № 5. — Киев, 1995. — 311 c.

19. Xu J. Simulating the spread of wildfires using a geographic information system and remote sensing / Xu J. // Phd dissertation. — New Brunswick : Rutgers University, 1994.

20. Anderson D. H. Modelling the spread of grass fires / D. H. Anderson, E. A. Catchpole, N. J. De Mestre, T. Parkes // The Journal of the Australian Mathematical Society. Series B. Applied Mathematics. — 1982. — Vol. 23. — P. 451-466.

21. Nelson R. M., Jr. Prediction of diurnal change in 10-h fuel stick moisture content / R. M. Nelson, Jr. // Can. For. Res. — 2000. — Vol. 30. — P. 1071-1087.

22. Fosberg M. A. Moisture Content Calculations for 1000-Hour Timelag Fuels / M. A. Fosberg, R. C. Rothermel, P. L. Andrews // Forest Sci. — 1981. — Vol. 27. — No. 1. — P. 19 -26.

23. Волокитина А. В. Картографирование растительных горючих материалов / А. В. Волокитина, Т. М. Софро-нова // Сибирский лесной журнал. — 2014. — № 6. — С. 8-28.

24. Geospatial Modeling and Analysis. North Carolina State University. — Available at: https://www.koofers.com/north-carolina-state-university-ncsu/gis/582-geospatial-modeling-and-analysis/.

25. Данные космической съемки поверхности Земли спутника Landsat. — Available at: http://goto.arcgison-line.com/map/World_Imagery/.

26. ALOS Global Digital Surface Model «ALOS World 3D — 30m (AW3D30)». — Available at: https://www.eorc.jaxa. jp/ALOS/en/aw3d30/index.htm.

27. Bradstock R. Flammable Australia: Fire Regimes, Biodiversity and Ecosystems in a Changing World / R. Bradstock, A. Gill, A. Malcolm, R. J. Williams (eds.). Collingwood, Vic: CSIRO Publishing. — 2012. — 330 p. — Available at: https://www.publish.csiro.au/book/6836

Повна саття (PDF)


Опубліковано
2020-05-16

Якщо стаття прийнята до друку в журналі «Ядерна енергетика та довкілля», автор має підписати угоду про передачу авторських прав. Угода надсилається на поштову (оригінал) або електронну адресу (сканована копія) Редакції журналу.

Всі матеріали поширюються на умовах ліцензії  Creative Commons Attribution License International CC-BY, яка дозволяє іншим розповсюджувати роботу з визнанням авторства цієї роботи і першої публікації в цьому журналі.

Insert math as
Block
Inline
Additional settings
Formula color
Text color
#333333
Type math using LaTeX
Preview
\({}\)
Nothing to preview
Insert