RU67872U1 - PEAT TEMPERATURE TEMPERATURE MONITORING SYSTEM - Google Patents
PEAT TEMPERATURE TEMPERATURE MONITORING SYSTEM Download PDFInfo
- Publication number
- RU67872U1 RU67872U1 RU2007117625/22U RU2007117625U RU67872U1 RU 67872 U1 RU67872 U1 RU 67872U1 RU 2007117625/22 U RU2007117625/22 U RU 2007117625/22U RU 2007117625 U RU2007117625 U RU 2007117625U RU 67872 U1 RU67872 U1 RU 67872U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- peat
- temperature
- recording unit
- signal
- transmitting device
- Prior art date
Links
Landscapes
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Fire-Detection Mechanisms (AREA)
- Alarm Systems (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области противопожарной техники, более конкретно, к средствам для предупреждения пожаров на местности и может найти применение при создании локальных и региональных систем мониторинга температурного состояния торфяников, объединенных в единую сеть предупреждения возгораний на пожароопасных территориях.The utility model relates to the field of fire fighting equipment, more specifically, to means for preventing fires on the ground and can be used to create local and regional systems for monitoring the temperature state of peat bogs, combined into a single fire prevention network in fire hazardous areas.
Решаемой задачей полезной модели является создание сравнительно простой и эффективной локальной системы мониторинга температурного состояния проблемных торфяников для своевременного прогнозирования и предупреждения их самовозгорания. Следующим этапом решения указанной задачи является создание региональных систем мониторинга состояния торфяников, объединенных в единую сеть в рамках одного из элементов разрабатываемого экологического мониторинга окружающей среды.The solvable task of the utility model is the creation of a relatively simple and effective local system for monitoring the temperature state of problematic peatlands for timely prediction and prevention of spontaneous combustion. The next step in solving this problem is the creation of regional systems for monitoring the status of peat bogs, combined into a single network as part of one of the elements of the developed environmental environmental monitoring.
Решение указанной задачи достигается тем, что в системе мониторинга температурного состояния торфяника, содержащей размещенные в его толще датчики температуры, соединенные через усилители сигналов с блоком регистрации, согласно полезной модели, система содержит передающее устройство для связи с пунктом наблюдения, анализаторы сигналов от датчиков температуры и заглубляемые в торфяник измерительные штанги, распределенные на проблемной площади торфяника и снабженные датчиками температуры, закрепленными по высоте каждой из измерительных штанг для определения температуры в поверхностном и глубинных слоях торфяника, причем усилитель и анализатор сигналов установлены на выступающей части каждой штанги над поверхностью торфяника, соответствующие выходы датчиков температуры соединены через усилитель с входами анализатора сигналов, а его выход связан через многоканальный блок регистрации с входом передающего устройства.The solution to this problem is achieved by the fact that in the monitoring system of the temperature state of the peat bog containing temperature sensors located in its thickness and connected through signal amplifiers to the recording unit, according to the utility model, the system comprises a transmitting device for communication with an observation point, signal analyzers from temperature sensors and measuring rods buried in the peat bog distributed over the problematic area of the peat bog and equipped with temperature sensors fixed along the height of each meter rods for determining the temperature in the surface and deep layers of the peat bog, with the amplifier and signal analyzer mounted on the protruding part of each rod above the surface of the peat bog, the corresponding outputs of the temperature sensors are connected through the amplifier to the inputs of the signal analyzer, and its output is connected through a multi-channel recording unit to the input of the transmitting devices.
Кроме того, выходы анализаторов сигналов могут быть связаны с входами многоканального блока регистрации с помощью каналов проводной, радиоволновой или инфракрасной связи, а выход передающего устройства может быть связан с пунктом наблюдения с помощью каналов радиоволновой или спутниковой связи.In addition, the outputs of the signal analyzers can be connected to the inputs of the multi-channel recording unit using wired, radio wave or infrared communication channels, and the output of the transmitting device can be connected to the observation point using radio wave or satellite communication channels.
Кроме того, датчики могут быть размещены на измерительной штанге с возможностью погружения на заданную глубину и регулирования расстояния между ними.In addition, the sensors can be placed on the measuring rod with the possibility of immersion at a given depth and adjust the distance between them.
Кроме того, усилители и анализаторы сигналов могут быть снабжены средствами для предотвращения их обнаружения, а многоканальный блок регистрации и передающее устройство могут быть размещены в недоступной для посторонних зоне. Описание на 7 л., илл. 1 л.In addition, amplifiers and signal analyzers can be equipped with means to prevent their detection, and a multi-channel recording unit and a transmitting device can be placed in a zone inaccessible to outsiders. Description on 7 l., Ill. 1 liter
Description
Полезная модель относится к области противопожарной техники, более конкретно, к средствам для предупреждения пожаров на местности и может найти применение при создании локальных и региональных систем мониторинга температурного состояния торфяников, объединенных в единую сеть предупреждения возгораний на пожароопасных территориях.The utility model relates to the field of fire fighting equipment, more specifically, to means for preventing fires on the ground and can be used to create local and regional systems for monitoring the temperature state of peat bogs, combined into a single fire prevention network in fire hazardous areas.
Известна система пожарной сигнализации для закрытых помещений, включающая средства для обнаружения места возгорания, формирования электрического сигнала о пожаре и линию связи с приемным пунктом для использования средств предупреждения, локализации или тушения пожара (см. БСЭ, М., «Советская энциклопедия», изд. 3-е, т.20, с.150)A well-known fire alarm system for enclosed spaces, including means for detecting a place of ignition, generating an electrical signal about a fire and a communication line with a receiving point for using means of warning, localization or extinguishing a fire (see TSB, M., “Soviet Encyclopedia”, ed. 3rd, t.20, p.150)
В известной системе внутри помещений в определенных местах установлены пожарные извещатели, снабженные датчиками, реагирующими на факторы, сопутствующие пожару: повышение температуры или наличие дыма. Формируемый в извещателе электрический сигнал усиливается и по проводной линии связи передается на пункт приема и охраны объекта для трансляции сигналов тревоги и включения средств предупреждения пожара.In the known indoor system, fire detectors are installed in certain places equipped with sensors that respond to factors associated with the fire: temperature increase or smoke. The electrical signal generated in the detector is amplified and transmitted via a wireline to the facility receiving and guarding facility for broadcasting alarms and activating fire warning devices.
Основным недостатком известной системы является невозможность ее использования для обнаружения и мониторинга возможных очагов возгорания вне помещений на открытой местности по причине интенсивной конвекции воздуха, препятствующей росту температуры и концентрации дыма в области чувствительных элементов извещателей, что резко снижает вероятность обнаружения возгорания.The main disadvantage of the known system is the impossibility of its use for detecting and monitoring possible foci of ignition outdoors in an open area due to intense air convection, which prevents the temperature and concentration of smoke from rising in the area of sensitive elements of the detectors, which sharply reduces the likelihood of fire detection.
Известна также система мониторинга температурного режима территории лесов или торфяников с борта самолета или спутника, включающая средства фиксации и анализа интенсивности инфракрасного излучения возможных очагов возгорания на обследуемой территории для передачи сигналов тревоги на пункты предупреждения или тушения пожаров (см. Щетинский Е.А. Авиационная охрана лесов. М., ВНИИЛМ, 2001 г, с.18).There is also a system for monitoring the temperature regime of the territory of forests or peatlands from an airplane or satellite, including means for recording and analyzing the intensity of infrared radiation of possible fire sources in the study area for transmitting alarms to fire warning or extinguishing centers (see E. Shchetinsky, Aviation Security forests. M., VNIILM, 2001, p. 18).
Основным недостатком такой системы является периодичность обследования проблемных территорий на предмет возгораний и пожаров, а также сложность или невозможность обнаружения объектов с скрытыми или глубинными очагами возгорания.The main disadvantage of such a system is the frequency of inspection of problem areas for fires and fires, as well as the difficulty or inability to detect objects with hidden or deep sources of ignition.
Наиболее близким техническим решением к предложенному является система для определения температурного состояния торфяника, содержащая размещенные в его толще датчики температуры, соединенные через усилители сигналов с регистрирующим блоком (см. Киселев Я.С. Физические модели горения в системе предупреждения пожаров. Монография. СПб университет МВД России, 2000 г., с.213 - прототип).The closest technical solution to the proposed one is a system for determining the temperature state of a peat bog containing temperature sensors located in its thickness and connected via signal amplifiers to a recording unit (see Kiselev Y.S. Physical models of combustion in a fire prevention system. Monograph. St. Petersburg University of the Ministry of Internal Affairs Russia, 2000, p.213 - prototype).
Известная система позволяет экспериментально определить момент самовозгорания твердых дисперсных материалов органического и неорганического происхождения, вызываемого окислением кислородом атмосферного воздуха. Однако использование устройств такого рода в зоне возможных очагов возгорания на торфяниках не обеспечивает возможности предупредительного прогнозирования их возгорания, в том числе, по причине недостаточности информации о температурном и влажностном состоянии массива торфяника и отсутствия средств обработки и трансляции сигналов о возможном самовозгорании для использования средств предупреждения пожара.The known system allows you to experimentally determine the moment of spontaneous combustion of solid dispersed materials of organic and inorganic origin, caused by oxidation of atmospheric oxygen by oxygen. However, the use of devices of this kind in the zone of possible sources of ignition on peatlands does not provide the possibility of precautionary prediction of their ignition, including due to insufficient information on the temperature and humidity conditions of the peatland massif and the lack of processing and broadcasting signals about possible spontaneous combustion for using fire prevention means .
Решаемой задачей полезной модели является создание сравнительно простой и эффективной локальной системы мониторинга температурного состояния проблемных торфяников для своевременного прогнозирования и предупреждения их самовозгорания. Следующим этапом решения указанной задачи является создание региональных систем мониторинга состояния торфяников, объединенных в единую сеть в рамках одного из элементов разрабатываемого экологического мониторинга окружающей среды (см., например, Шмаль А.Г. Методология создания национальной системы экологической безопасности. Рациональное природопользование: ресурсо- и энергосберегающие технологии и их метрологическое обеспечение / Материалы международной научно-практической конференции 22-24 июня 2004 г., Петрозаводск. - М.: ФГУП «ВИМИ», 2004, - с.185).The solvable task of the utility model is the creation of a relatively simple and effective local system for monitoring the temperature state of problematic peatlands for timely prediction and prevention of spontaneous combustion. The next step in solving this problem is the creation of regional systems for monitoring the status of peat bogs, united in a single network as part of one of the elements of the developed environmental environmental monitoring (see, for example, Shmal A.G. Methodology for creating a national environmental safety system. Rational nature management: resource and energy-saving technologies and their metrological support / Materials of the international scientific-practical conference June 22-24, 2004, Petrozavodsk. - M .: FSUE “VIMI” , 2004, p. 185).
Решение указанной задачи достигается тем, что в системе мониторинга температурного состояния торфяника, содержащей размещенные в его толще датчики температуры, соединенные через усилители сигналов с блоком регистрации, согласно полезной модели, система содержит передающее устройство для связи с пунктом наблюдения, анализаторы сигналов от датчиков температуры и заглубляемые в торфяник измерительные штанги, распределенные на проблемной площади торфяника и снабженные датчиками температуры, закрепленными по высоте каждой из измерительных штанг для определения температуры в поверхностном и глубинных слоях торфяника, причем усилитель и анализатор сигналов установлены на выступающей части каждой штанги над поверхностью торфяника, соответствующие выходы датчиков температуры соединены The solution to this problem is achieved by the fact that in the monitoring system of the temperature state of the peat bog containing temperature sensors located in its thickness and connected through signal amplifiers to the recording unit, according to the utility model, the system comprises a transmitting device for communication with an observation point, signal analyzers from temperature sensors and measuring rods buried in the peat bog distributed over the problematic area of the peat bog and equipped with temperature sensors fixed along the height of each meter GOVERNMENTAL rods for detecting the temperature of the surface and deep layers of the peat, the amplifier and the signal analyzer are mounted on the protruding portion of each bar above the surface of the peat corresponding to the outputs of temperature sensors are connected
через усилитель с входами анализатора сигналов, а его выход связан через многоканальный блок регистрации с входом передающего устройства.through an amplifier with inputs of the signal analyzer, and its output is connected through a multi-channel recording unit with the input of the transmitting device.
Кроме того, выходы анализаторов сигналов могут быть связаны с входами многоканального блока регистрации с помощью каналов проводной, радиоволновой, или инфракрасной связи, а выход передающего устройства может быть связан с пунктом наблюдения с помощью каналов радиоволновой или спутниковой связи.In addition, the outputs of the signal analyzers can be connected to the inputs of the multi-channel recording unit using wired, radio wave, or infrared communication channels, and the output of the transmitting device can be connected to the observation point using radio wave or satellite communication channels.
Кроме того, датчики могут быть размещены на измерительной штанге с возможностью погружения на заданную глубину и регулирования расстояния между ними.In addition, the sensors can be placed on the measuring rod with the possibility of immersion at a given depth and adjust the distance between them.
Кроме того, усилители и анализаторы сигналов могут быть снабжены средствами для предотвращения их обнаружения, а многоканальный блок регистрации и передающее устройство могут быть размещены в недоступной для посторонних зоне.In addition, amplifiers and signal analyzers can be equipped with means to prevent their detection, and a multi-channel recording unit and a transmitting device can be placed in a zone inaccessible to outsiders.
Такое выполнение системы мониторинга температурного состояния торфяников позволяет решить указанную задачу своевременного прогнозирования и предупреждения их самовозгорания благодаря указанному выполнению передающего устройства для связи с пунктом наблюдения и многоканального блока регистрации сигналов от заглубленных в торфяник измерительных штанг, снабженных датчиками температуры для определения температуры в поверхностном и глубинных слоях торфяника путем их сравнения после усиления в анализаторах сигналов с целью передачи на блок регистрации в качестве сигналов предупреждения.This embodiment of the monitoring system of the temperature state of peat bogs makes it possible to solve the indicated problem of timely prediction and prevention of spontaneous combustion due to the indicated embodiment of the transmitting device for communication with the observation point and a multi-channel block for recording signals from measuring rods buried in the peat bog, equipped with temperature sensors for determining the temperature in the surface and deep layers peat bogs by comparing them after amplification in signal analyzers for transmission on the recording unit as a warning signal.
На фиг.1 представлена блок-схема предложенной системы с датчиками температуры на поверхности и в толще торфяника.Figure 1 presents a block diagram of the proposed system with temperature sensors on the surface and in the thickness of the peat bog.
Система мониторинга температурного состояния торфяников содержит термоэлектрические датчики температуры 1, 2, первый из которых находится практически на поверхности почвенного слоя торфяника, а второй заглублен в его толщу на глубину А. Датчики температуры 1, 2 закреплены на различном расстоянии на поверхности тонкой и прочной измерительной штанги 3, которая выполнена телескопической для регулирования указанного расстояния между датчиками 1, 2. Двухканальный усилитель 4 и анализатор сигналов 5 установлены на выступающей части штанги 3 над поверхностью торфяника и снабжены автономным источником питания (не показан). Выходы датчиков температуры 1, 2 соединены через двухканальный усилитель 4 с соответствующими входами анализатора сигналов 5, а его выход связан через многоканальный блок регистрации 6 с входом передающего устройства 7.The system for monitoring the temperature state of peat bogs contains thermoelectric temperature sensors 1, 2, the first of which is located almost on the surface of the soil layer of the peat, and the second is buried in its thickness to a depth A. The temperature sensors 1, 2 are mounted at different distances on the surface of a thin and strong measuring rod 3, which is made telescopic to control the specified distance between the sensors 1, 2. A two-channel amplifier 4 and a signal analyzer 5 are mounted on the protruding part of the rod 3 above peat bog surface and equipped with an autonomous power source (not shown). The outputs of the temperature sensors 1, 2 are connected through a two-channel amplifier 4 with the corresponding inputs of the signal analyzer 5, and its output is connected through a multi-channel recording unit 6 with the input of the transmitting device 7.
Измерительные штанги 3 с датчиками температуры 1, 2, усилителями 4 и анализаторами сигналов 5 распределены с предварительно определенным заглублением на проблемной площади торфяника на расстоянии друг от друга в пределах от единиц до десятков метров. Выходы анализаторов сигналов 5 могут быть связаны с входами многоканального блока регистрации 6 с помощью кабелей. В ряде случаев для этого возможно использование радиоволновой или инфракрасной связи. Для каждого типа связи при этом потребуется соответствующее аппаратурное оформление. Передающее устройство 7 наиболее просто связать с пунктом наблюдения, который может быть расположен в черте города, с помощью радиоволнового канала связи.The measuring rods 3 with temperature sensors 1, 2, amplifiers 4 and signal analyzers 5 are distributed with a predetermined depth in the problematic area of the peat bog at a distance from each other ranging from units to tens of meters. The outputs of the signal analyzers 5 can be connected to the inputs of the multi-channel recording unit 6 using cables. In some cases, it is possible to use radio wave or infrared communication. For each type of communication, appropriate hardware design is required. The transmitting device 7 is most easily associated with a surveillance point, which can be located within the city, using a radio wave communication channel.
Измерительные штанги 3, блоки усилителей и анализаторов сигналов 4, 5 могут быть снабжены средствами для предотвращения их обнаружения и порчи, например, маскировочными покрытиями или защитными кожухами, а многоканальный блок регистрации 6 и передающее устройство 7 могут быть размещены в недоступной для посторонних зоне, например, на опорах ЛЭП. Количество измерительных штанг 3 с датчиками температуры 1, 2, усилителями 4 и анализаторами 5 для различных условий мониторинга может колебаться от единиц до многих десятков, в зависимости от площади обслуживаемого торфяника. При этом количество многоканальных блоков регистрации 6 и передающих устройств 7 может находиться в пределах от одного до нескольких единиц, в зависимости от топографии местности и мощности торфяников.The measuring rods 3, blocks of amplifiers and signal analyzers 4, 5 can be equipped with means to prevent their detection and damage, for example, masking coatings or protective covers, and the multi-channel recording unit 6 and the transmitting device 7 can be placed in a zone inaccessible to outsiders, for example , on the poles of power lines. The number of measuring rods 3 with temperature sensors 1, 2, amplifiers 4 and analyzers 5 for various monitoring conditions can range from units to many tens, depending on the area of the serviced peat bog. Moreover, the number of multi-channel recording units 6 and transmitting devices 7 can be in the range from one to several units, depending on the topography of the terrain and the power of peat bogs.
На фиг.1 датчик температуры 2 заглублен на глубину А. Поз.8 обозначена поверхность торфяника с глубиной В подсушенного слоя. Поз.9 обозначена граница капиллярной подпитки слоя В, а поз.10 обозначена граница грунтовых вод на глубине С. Глубина А, характерная для предложенной системы заглубления датчика 2 может находиться в пределах от 0,1 до 1,2 м, при этом глубина слоя капиллярной подпитки В может находиться в диапазоне от 1 до 1,6 м. Датчик температуры 1 может располагаться либо на поверхности торфяника, либо на небольшом заглублении около 1 см, при этом штанга 1 может иметь опорное кольцо 11 для ограничения заглубления штанги 1 и защиты датчика температуры 1 от прямого контакта с воздухом.In Fig. 1, the temperature sensor 2 is buried to a depth A. Pos. 8 indicates the surface of the peat bog with a depth B of the dried layer. Pos. 9 indicates the boundary of capillary replenishment of layer B, and pos. 10 indicates the boundary of groundwater at a depth of C. Depth A, characteristic of the proposed system for penetrating the sensor 2, can range from 0.1 to 1.2 m, while the depth of the layer capillary make-up B can be in the range from 1 to 1.6 m. Temperature sensor 1 can be located either on the surface of the peat bog or on a small depth of about 1 cm, while rod 1 can have a support ring 11 to limit the depth of rod 1 and protect the sensor temperature 1 from direct con act with air.
Указанные значения величин А, В, С для измерений температурного состояния торфяника являются ориентировочными и определяются в каждом конкретном случае экспериментальным путем с учетом типа и свойств торфяника, поскольку зависят от многих внешних факторов: температуры и влажности почвы и воздуха, от атмосферного давления, сезонных изменений, свойств почвенных растворов и др.The indicated values of A, B, C values for measuring the temperature state of the peat bog are indicative and are determined experimentally in each specific case, taking into account the type and properties of the peat bog, since they depend on many external factors: temperature and humidity of the soil and air, atmospheric pressure, and seasonal changes , properties of soil solutions, etc.
Система мониторинга температурного состояния торфяников функционирует следующим образом.The monitoring system of the temperature state of peatlands operates as follows.
На площади проблемного торфяника с помощью тонких и прочных телескопических штанг 3 заглубляют датчики 2 на заранее рассчитанную для данного торфяника глубину А, составляющую примерно 0,5 В. Датчик 1, под опорным кольцом 11 при этом фиксирует изменение температуры поверхности 8 торфяника, а датчик 2 фиксирует колебания температуры в центре подсушенного слоя В, лишенного капиллярного подпитывания на границе 9 со стороны грунтовых вод, от границы 10.On the area of the problematic peat bog, with the help of thin and strong telescopic rods 3, the sensors 2 are deepened to a depth A preliminarily calculated for a given peat bog, which is approximately 0.5 V. Sensor 1, under the support ring 11, in this case, it records the temperature change of the surface 8 of the peat bog, and sensor 2 fixes temperature fluctuations in the center of the dried layer B, deprived of capillary feeding at the border 9 from the side of the groundwater, from the border 10.
Полезные сигналы от датчиков 1, 2 поступают на вход двухканального усилителя 4 и на соответствующие входы анализатора сигналов 5. Функция анализатора сигналов 5 заключается в сравнении полученных величин сигналов от датчиков 1, 2. При равенстве показаний температуры от них схема совпадении анализатора 5 на выходе выдает сигнал предупреждения на многоканальный блок регистрации 6 и передающее устройство 7 для передачи сигнала предупреждения на пункт наблюдения. Равенство температур на поверхности и в центре торфяного слоя обеспечивают условия для дальнейшего саморазогрева торфа и через определенный интервал времени его самовозгорания. Данные о состоянии массива торфяника по сигналам предупреждения, выработанным предложенной системой мониторинга, передаются в пункт наблюдения и обрабатываются с учетом дополнительных климатических факторов внешней среды, определяющих критические параметры состояния торфяника по самовозгоранию.Useful signals from the sensors 1, 2 are fed to the input of a two-channel amplifier 4 and to the corresponding inputs of the signal analyzer 5. The function of the signal analyzer 5 is to compare the received values of the signals from the sensors 1, 2. If the temperature readings are equal, the coincidence circuit of the analyzer 5 outputs a warning signal to the multi-channel recording unit 6 and a transmitting device 7 for transmitting the warning signal to the observation point. Equal temperatures on the surface and in the center of the peat layer provide conditions for further self-heating of peat and after a certain time interval for its self-ignition. Data on the state of the peat bog massif according to warning signals generated by the proposed monitoring system are transmitted to the observation point and processed taking into account additional climatic environmental factors that determine the critical parameters of the state of the peat bog due to spontaneous combustion.
При поступлении сигналов от упомянутой пары датчиков 1, 2 через усилитель 4 на анализатор сигналов 5 и затем на многоканальный блок регистрации 6 передающие устройство 7 отправляет в пункт наблюдения указанную информацию о предупреждении возможного самовозгорания торфяника. Выходные сигналы от множества датчиков одновременно поступают на входы многоканального блока регистрации 6 для кодированной передачи интегрированной информации через передающее устройство 7 в пункт наблюдения.Upon receipt of signals from the aforementioned pair of sensors 1, 2 through the amplifier 4 to the signal analyzer 5 and then to the multi-channel recording unit 6, the transmitting device 7 sends the indicated information about the prevention of possible spontaneous combustion of the peat to the observation point. The output signals from multiple sensors simultaneously arrive at the inputs of the multi-channel recording unit 6 for encoded transmission of integrated information through the transmitting device 7 to the observation point.
Проведенные экспериментальные и теоретические исследования процессов, происходящих в проблемных торфяниках, проведенные в РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева, позволили учесть ряд важных факторов при разработке предложенной системы. При определении условий самовозгорания торфа на образцах, имитирующих природные слои торфяников, выявлено, что период между моментом выравнивания температуры на поверхности и в толще образцов и моментом их самовозгорания находится в диапазоне от долей часа до десятков часов.The experimental and theoretical studies of the processes occurring in problematic peatlands, conducted at the Konstantin Timiryazev Russian State Agricultural University-Moscow Agricultural Academy, made it possible to take into account a number of important factors in the development of the proposed system. When determining the conditions for spontaneous combustion of peat on samples simulating the natural layers of peat bogs, it was found that the period between the moment of temperature equalization on the surface and in the thickness of the samples and the moment of spontaneous combustion is in the range from fractions of an hour to tens of hours.
При прогнозировании возможного самовозгорания торфяников необходимо также иметь в виду, что главными из условий самовозгорания являются такие факторы, как температура окружающего воздуха в летние месяцы, наличие осадков, их длительность или отсутствие, а также степень поглощения солнечной радиации, зависящая от типа и массы растительности на проблемных участках торфяников. Самовозгорание твердых дисперсных материалов органического происхождения вызывается окислением этих материалов кислородом атмосферного воздуха, но окислительные процессы экзотермичны и сопровождаются повышением температуры в отдельных зонах в толще торфяника. При этом органические составляющие торфа обладают сравнительно малой теплопроводностью в подсушенном состоянии, поэтому степень его увлажнения или, напротив, аэрации оказывают определяющую роль при самовозгорании реагирующей массы.When predicting the possible spontaneous combustion of peat bogs, it is also necessary to bear in mind that the main conditions for spontaneous combustion are factors such as ambient temperature in the summer months, the presence of precipitation, their duration or absence, and the degree of absorption of solar radiation, depending on the type and mass of vegetation problem areas of peat bogs. The spontaneous combustion of solid dispersed materials of organic origin is caused by the oxidation of these materials by atmospheric oxygen, but the oxidation processes are exothermic and are accompanied by an increase in temperature in individual zones in the thickness of the peat bog. In this case, the organic components of peat have a relatively low thermal conductivity in the dried state, therefore, the degree of its moisture or, on the contrary, aeration have a decisive role in the spontaneous combustion of the reacting mass.
Известно, что в период жаркого засушливого лета при температуре воздуха около 30°С и более при низком уровне грунтовых вод возможно самовозгорание торфяников при достижении в отдельных областях слоя торфа температуры 50°С и более. Предложенная система мониторинга температурного состояния торфяников призвана обеспечить своевременное прогнозирование и предупреждение их самовозгорания путем определения момента выравнивания температуры в поверхностном и глубинных слоях торфяника при их сравнения после усиления в анализаторах сигналов.It is known that during a hot dry summer at an air temperature of about 30 ° C or more at a low groundwater level, peat bogs may spontaneously burn when a temperature of 50 ° C or more is reached in certain areas of the peat layer. The proposed system for monitoring the temperature state of peat bogs is designed to provide timely forecasting and prevention of their spontaneous combustion by determining the moment of temperature equalization in the surface and deep layers of the peat bog when comparing them after amplification in signal analyzers.
Понижение уровня грунтовых вод снижает порозность и водопроницаемость торфяников, усиливает аэрацию почвы. Миграция влаги в почвенном профиле продолжается в течение года, а вместе с ней и передвижение тепла по профилю почвы, при этом водный режим торфяных почв тесно связан с воздушным режимом. Изменение пределов влажности в почве, а так же уровня грунтовых вод приводит к изменению объема свободных пор заполненных воздухом, изменению воздухопроницаемости почвы и состава почвенного воздуха, вследствие диффузионного газообмена между почвой и атмосферой. Воздух может поступать в почву за счет выпадения осадков, в которых содержится растворенный воздух, но выпадение осадков так же повышает влажность почвы, что снижает риск возникновения торфяного пожара.Lowering the groundwater level reduces the porosity and permeability of peat bogs, enhances soil aeration. Moisture migration in the soil profile continues throughout the year, and with it the movement of heat along the soil profile, while the water regime of peat soils is closely related to the air regime. Changing the limits of moisture in the soil, as well as the level of groundwater, leads to a change in the volume of free pores filled with air, a change in the air permeability of the soil and the composition of soil air due to diffusion gas exchange between the soil and the atmosphere. Air can enter the soil through precipitation, which contains dissolved air, but precipitation also increases soil moisture, which reduces the risk of a peat fire.
Таким образом, вероятность возникновения торфяного пожара увеличивается с уменьшением влажности в торфяной почве. В процессе формирования влажности верхнего слоя торфа, в котором возникает возгорание, одну из ключевых ролей играет водный баланс зоны аэрации, а в частности водообмен между грунтовыми водами и данной зоны. При подсушивании почвы влага от поверхности грунтовых вод движется вверх, а при выпадении осадков наблюдается процесс инфильтрации, движение почвенной влаги вниз к поверхности грунтовых вод.Thus, the likelihood of a peat fire increases with decreasing moisture in the peat soil. In the process of moisture formation in the upper layer of peat, in which ignition occurs, one of the key roles is played by the water balance of the aeration zone, and in particular the water exchange between groundwater and this zone. When the soil is dried, moisture from the surface of the groundwater moves up, and when precipitation occurs, the process of infiltration is observed, the movement of soil moisture down to the surface of the groundwater.
Опускание поверхности грунтовых вод ниже 1,5 метров приводит к полному прекращению капиллярного подпитывания верхнего слоя торфяной почвы и наблюдается быстрое иссушение верхнего слоя за счет потока влаги из зоны аэрации в грунтовые воды и суммарного испарения. Выпавшие осадки при глубине грунтовых вод более 1,5 метров практически полностью расходуются на инфильтрацию и испарение, и не задерживаются в слое торфа. Кроме того, понижение уровня грунтовых вод ведет к повышению температуры торфяной почвы и насыщению ее кислородом. Для снижения риска возникновения торфяных пожаров необходимо поддерживать уровень грунтовых вод таким образом, чтобы осуществлялось капиллярное подпитывание верхнего слоя торфяной почвы для снижения его температуры и увеличения влажности.Lowering the surface of groundwater below 1.5 meters leads to the complete cessation of capillary feeding of the upper layer of peat soil and there is a rapid drying of the upper layer due to the flow of moisture from the aeration zone to groundwater and total evaporation. Precipitations with groundwater depths of more than 1.5 meters are almost completely spent on infiltration and evaporation, and do not linger in the peat layer. In addition, lowering the groundwater level leads to an increase in the temperature of peat soil and its saturation with oxygen. To reduce the risk of peat fires, it is necessary to maintain the groundwater level in such a way that capillary feeding of the top layer of peat soil is carried out to reduce its temperature and increase humidity.
Возможность раннего предупреждения опасных пожаров на торфяниках заключается в одновременном учете указанных факторов. Использование предложенной системы с помощью сравнительно простых средств позволяет осуществлять эффективный мониторинг критических параметров состояния торфяников и прогнозировать их самовозгорание. Предотвращение опасного развития событий осуществляется путем проведения профилактических мероприятий, заключающихся в локализации пожароопасной территории с помощью противопожарных барьеров или увлажнения слоя торфа.The possibility of early warning of dangerous fires on peatlands is to simultaneously take into account these factors. Using the proposed system using relatively simple means allows effective monitoring of critical parameters of the state of peat bogs and to predict their spontaneous combustion. Prevention of a dangerous development of events is carried out by carrying out preventive measures consisting in the localization of a fire-hazardous area with the help of fire barriers or wetting the peat layer.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007117625/22U RU67872U1 (en) | 2007-05-14 | 2007-05-14 | PEAT TEMPERATURE TEMPERATURE MONITORING SYSTEM |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007117625/22U RU67872U1 (en) | 2007-05-14 | 2007-05-14 | PEAT TEMPERATURE TEMPERATURE MONITORING SYSTEM |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU67872U1 true RU67872U1 (en) | 2007-11-10 |
Family
ID=38958471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007117625/22U RU67872U1 (en) | 2007-05-14 | 2007-05-14 | PEAT TEMPERATURE TEMPERATURE MONITORING SYSTEM |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU67872U1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2457875C1 (en) * | 2011-02-04 | 2012-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "СервисСофт Инжиниринг" | Method of automatic identification of location of forest fire |
| RU2625706C1 (en) * | 2016-04-05 | 2017-07-18 | Борис Юхимович Каплан | Method for monitoring peatlands for protection against fire |
| RU2716582C2 (en) * | 2019-03-27 | 2020-03-12 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова Российской академии наук" | Method of determining risk of air pollution in moscow by combustion products formed during peat-bog fires |
| RU2744436C1 (en) * | 2019-09-30 | 2021-03-09 | Алексей Петрович Зверев | Method of detection of peatland fires |
-
2007
- 2007-05-14 RU RU2007117625/22U patent/RU67872U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2457875C1 (en) * | 2011-02-04 | 2012-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "СервисСофт Инжиниринг" | Method of automatic identification of location of forest fire |
| RU2625706C1 (en) * | 2016-04-05 | 2017-07-18 | Борис Юхимович Каплан | Method for monitoring peatlands for protection against fire |
| RU2716582C2 (en) * | 2019-03-27 | 2020-03-12 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова Российской академии наук" | Method of determining risk of air pollution in moscow by combustion products formed during peat-bog fires |
| RU2744436C1 (en) * | 2019-09-30 | 2021-03-09 | Алексей Петрович Зверев | Method of detection of peatland fires |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Marino et al. | Soil moisture information can improve shallow landslide forecasting using the hydrometeorological threshold approach | |
| Spangler et al. | A shallow subsurface controlled release facility in Bozeman, Montana, USA, for testing near surface CO 2 detection techniques and transport models | |
| Clements et al. | The FireFlux II experiment: a model-guided field experiment to improve understanding of fire–atmosphere interactions and fire spread | |
| Girona et al. | Large-scale thermal unrest of volcanoes for years prior to eruption | |
| Tagesson et al. | Land‐atmosphere exchange of methane from soil thawing to soil freezing in a high‐A rctic wet tundra ecosystem | |
| Yoshikawa et al. | Impacts of wildfire on the permafrost in the boreal forests of Interior Alaska | |
| Inguaggiato et al. | Geochemical evidence of the renewal of volcanic activity inferred from CO 2 soil and SO 2 plume fluxes: the 2007 Stromboli eruption (Italy) | |
| Lewicki et al. | Dynamics of CO 2 fluxes and concentrations during a shallow subsurface CO 2 release | |
| Ackley et al. | Coupled hydrological and geochemical impacts of wildfire in peatland-dominated regions of discontinuous permafrost | |
| Lee et al. | A spatially explicit analysis to extrapolate carbon fluxes in upland tundra where permafrost is thawing | |
| RU67872U1 (en) | PEAT TEMPERATURE TEMPERATURE MONITORING SYSTEM | |
| Fuss et al. | Hydrologic flowpaths during snowmelt in forested headwater catchments under differing winter climatic and soil frost regimes | |
| Pershin et al. | Volcanic activity monitoring by unique LIDAR based on a diode laser | |
| Charland et al. | Kinematic structure of a wildland fire plume observed by Doppler lidar | |
| Zimmer et al. | Thermal and gas dynamic investigations at Lastarria volcano, Northern Chile. The influence of precipitation and atmospheric pressure on the fumarole temperature and the gas velocity | |
| Finkelstein et al. | Analysis of temperature influences on the amplitude–frequency characteristics of Rn gas concentration | |
| Terray et al. | Radon activity in volcanic gases of Mt. Etna by passive dosimetry | |
| Fayad et al. | Numerical study of an experimental high-intensity prescribed fire across Corsican Genista salzmannii vegetation | |
| Hernández et al. | Contribution of CO2 and H2S emitted to the atmosphere by plume and diffuse degassing from volcanoes: the Etna volcano case study | |
| Wang et al. | Dynamic characteristics of near-surface spontaneous combustion gas flux and its response to meteorological and soil factors in coal fire area | |
| Loría‐Salazar et al. | Evaluation of novel NASA MODerate Resolution Imaging Spectroradiometer and Visible Infrared Imaging Radiometer Suite aerosol products and assessment of smoke height boundary layer ratio during extreme smoke events in the western USA | |
| Tencé et al. | Australian Black Summer smoke observed by lidar at the French Antarctic station Dumont d’Urville | |
| Pastor et al. | A new method for performing smouldering combustion field experiments in peatlands and rich-organic soils | |
| Björkman et al. | A comparison of annual and seasonal carbon dioxide effluxes between sub-Arctic Sweden and High-Arctic Svalbard | |
| Min et al. | The change of cloud top height over East Asia during 2000–2018 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20080515 |
|
| NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20090910 |
|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20120515 |