NATUURBRANDBESTRIJDING

Transcriptie

1

2 NATUURBRANDBESTRIJDING 99

3 NATUURBRANDBESTRIJDING 100 Onderzoek effectief bluswaterverbruik A.D. Lemaire & J. Bienefelt( Efectis NL) Deelprojectgroep Effectief waterverbruik : J. Krol (VRU) C. Kok (VNOG), R. Roomer (VMWB) A. Kemkers (VRD) W. Janssen (Defensie) H. Koopman (VNOG) C. Verduijne (VNOG)

4 101 Inhoud Doel Aanpak Uitvoering Resultaten Conclusies Verder onderzoek

5 Doel - effectief blussen bij: Offensief werken: directe blussing Hoe opbrengen? (straal, nevel) Hoeveel water nodig? Defensief werken: preventief sproeien Hoeveel water nodig? Hoe opbrengen? (straal, nevel) Hoelang van te voren? (wind, zon) Waar? (padbreedte) Hoe groot oppervlak? 102

6 103 Offensief of defensief?

7 104 Mechanismen brandvoortplanting Wind Voortplantingssnelheid vlammen Warmteproductie smeulzone verbrandingszone Warmtestraling en convectie vegetatie bodem opwarmzone

8 105 Aanpak beperking branduitbreiding Warmteproductie: beperking door direct water opbrengen Warmteoverdracht van vlamfront naar aangrenzende vegetatie: beperking door water nevel/druppels Warmte nodig om vegetatie tot ontsteking te brengen: verhoging benodigde warmte door nat maken vegetatie (ontstekingstijd) Offensief Defensief

9 106 Brandzijde vs niet brandzijde Wind vlammen brandzijde niet brandzijde verbrandingszone vegetatie pad vegetatie

10 Aanpak onderzoek 107 Literatuuronderzoek (internet + intern): Rekenmodellen + blusproeven Labproeven vuurbelasting vegetatie: Warmteproductie hoeveelheid bluswater Labproeven opbrengen van water: Benodigde warmte voor ontsteking hoeveel water nodig om geen ontsteking te krijgen? Praktijkproeven Verificatie resultaten literatuur + labproeven Offensief Defensief

11 108 Literatuur (buitenland) offensief werken Statistiek: onbruikbaar voor Nederland (additieven, ecologie, preventie, schaalgrootte) Normen/richtlijnen (additiven): Bestrijding vanaf de grond: kwalitatief bruikbaar (Franse aanpak op kleine schaal) Bestrijding vanuit de lucht afh. van vegetatie. Heide ~ 1 2 ltr/m 2 Rekenmodellen: 1 recent model gevonden

12 109 Voorbeeld benodigd bluswater (offensief): Gegeven: Heidebrand vuurfront: 1000 m x 25 m = m 2 Cougar waterlading = 2500 ltr Hoeveel waterladingen nodig? Antwoord: Ga uit van 2 ltr/m ltr nodig Dus: 20 Cougar ladingen nodig Te optimistisch? (wind, mikken) Bron: Min Def

13 110 Methode bepaling bluswaterverbruik (offensief) Watervolume per brandoppervlak [ltr/m 2 ] = Vegetatiedichtheid [kg/m 2 ] Energie efficiency factor (0,1 10) X X Verbrandingswaarde vegetatie [MJ/kg] Koelenergie water = 2,6 MJ/ltr Heide rekenmodel: (1,7 x 20) / ( 0,3 x 2,6 ) = 43 ltr/m 2??

14 Literatuur defensief werken Geen directe info waterverbruik en meest effeciente wijze water opbrengen Af te leiden informatie: 111 Waterhoeveelheid afhankelijk van vegetatiesoort: 0,4 ltr/m 2 tot 2,5 ltr/m 2 (Heide ~ 1,6 ltr/m 2 ) Na 10 min (onbewolkt) tot 20 min (bewolk) opnieuw sproeien ivm verdamping druppels (wind < 5 m/s) Meeste invloed van water op vegetatie, invloed vochtopname van vegetatie laag vanwege korte sproeiperiode

15 112 Lab- en veldproeven: vegetatiesoorten Tak- & Tophout (0,3 ~ 1 m) Pijpestrootje (~ 1 m) Struikheide (0,3 0,8 m) Duindoorn (~ 3 m)

16 Labproeven: verbrandingswaarden Bepaal verloop van brandvermogen in SBI ruimte: Zuurstofdepletie + gewichtsafname Bepaal vochtgehalte vegetatie door weging sample voor en na droging 2 samples per vegetatiesoort 113 Verbrandingswaarde = Brandvermogen x brandduur Gewicht droog vegetatie sample

17 114 Conclusies verbrandingswaarden Rekenmodellen branduitbreiding (Behave plus): MJ/kg houdt rekening met verbrandingseffciency Metingen Pijpestrootje : ~ 26 MJ/kg (30% hoger) Struikheide : ~ 27 ~33 MJ/kg (30-60% hoger) Tak en tophout : ~ 32 MJ/kg (60% hoger)

18 115 Lab proeven: preventief sproeien Berekening warmteflux op vegetatie Meting ontstekingstijd bij repr. warmteflux met en zonder sproeien bepaling benodigde warmte voor ontsteking

19 116 Berekening warmteflux op vegetatie 5 m/s wind 2,0 m pad

20 template 117

21 Testprocedure 118 Per vegetatiesoort 4 samples = 4 proeven 1 proef droog, 3 proeven nat (1 herhaling) Elke vegetatiesoort op zelfde manier besproeien met tuinslang (broes) (~1 mm) Waterhoeveelheid bepalen door weging Bepaal initieel vochtgehalte door weging Piloted of non-piloted test afhankelijk van resultaten

22 Uitvoering proef 119 Video Test6.mp4 Video Test12.mp4

23 Test (ltr/m2) Stralingsflux (kw/m2) 120 Resultaten metingen pijpestrootje Waterhoeveelheid Ontstekingstijd (s) Ontstekingsenergie (kj/m2) bij qcrit = 15 kw/m2 6 0, , Initieel vochtgehalte = 40 % 8 2, , Theor. ondergrens: = 1865 ENERGIEBELASTING (KJ/m2) BIJ 5 M/S WIND EN qcrit = 15 kw/m2 Pijpestrootje Struikheide Duindoorn Tak & top 1 Tak & top 2 pad = 0,5 m pad = 2.0 m

24 Conclusies labproeven 121 Veel variaties in uitkomsten door: Invloed dichtheid en vorm van vegetatie Vochtgehalte vegetatie Variaties in stralingsflux Nauwkeurigheid waterhoeveelheid Benodigde waterhoeveelheid: Eerst behoudend bepalen op basis van theoretische ondergrens: > 4 ltrs/m 2 waarschijnlijk niet meer effectief Eventueel bijstellen a.d.h. van uitkomsten praktijkmetingen incl. vlamcontact bij smalle paden en hoge windsnelheden ( > 5 m/s)

25 122 Waterhoeveelheden preventief sproeien op basis van labproeven Benodigde waterhoeveelheden (ltr/m2) bij preventief sproeien bij 2 m breed pad en 0,5 m breed pad zonder vlamcontact Brandende vegetatie Besproeide vegetatie Pijpestrootje (0,5 m) Struikheide (0,6 m) Tak & Top1 (0,8 m) Tak&Top2 (0,5 m) Duindoorn (1,3 m) Pijpestrootje 2 / 2 2 / 2 2 / 2 2 / 4 2 / 4 Struikheide 2 / 2 2 / 2 2 / 2 2 / 4? 2 / 4? Tak & Tophout 4 / 4 4 / 4 4 / >4 4 / >4 4 / >4

26 123 Stralingsmetingen dennebos Harderwijk Meetpaal met 2 Stralingsmeters 2 andere meetpalen aan andere zijde benedenwinds brand Deze meten echter zeer weining straling, omdat brand niet naar achteren uitbreidt ERG VOCHTIG! HANGT AF VAN GROEISEIZOEN

27 124 Stralingsmetingen dennebos Uit vlamafmetingen en afstand tot bron volgt bronstraling = 20 kw/m 2 Hiermee stralingflux bij andere vlamafmetingen en afstanden te bepalen bij zelfde vochtgehalte

28 Conclusies onderzoek 125 Offensief werken: directe blussing Hoe opbrengen? nog te testen Hoeveel water nodig? methode m.b.v. energieefficiencyfactor niet eenduidig, wel hogere verbrandingswaarden dan gebruikelijke gemeten praktijktesten nodig Literatuur: Alternatief: Franse methode

29 Conclusies onderzoek 126 Defensief werken: preventief sproeien Hoeveel water? Labproeven: 2 tot 4 ltr/m 2 praktijktesten nodig Hoe opbrengen? standaard Hoelang van te voren? minder dan 10 tot 20 minuten Waar? aan niet brandzijde (voorlopig) Hoe groot oppervlak? ~ 5 m breed Verificatie van straling vanuit brandende vegetatie nodig in praktijk: afhankelijk van wind en vocht

30 Verder onderzoek Labproeven: Duindoorn Praktijktesten bluswaterverbruik uitvoeren in voorjaar 2015: 127 Verificatie benodigde waterhoeveelheid bij preventief sproeien aan niet-brandzijde Onderzoek preventief sproeien aan brandzijde Bluswaterverbruik offensief werken Invloed windsnelheid ( > 5 m/s) Metingen stralingsflux Tak & Tophout en Naaldhout in Aug. bij meer wind en droger weer. Nodig voor bepaling brandoverslag over paden

31 Voorbeeld praktisch waterverbruik 128 Padbreedte: 2 m Sproeizone: 5 m Water: 4 ltr/m 2 Slagkracht peleton: 600 m

32 129 Dank voor uw aandacht!