NATUURBRANDBESTRIJDING 99
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)
101 Inhoud Doel Aanpak Uitvoering Resultaten Conclusies Verder onderzoek
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
103 Offensief of defensief?
104 Mechanismen brandvoortplanting Wind Voortplantingssnelheid vlammen Warmteproductie smeulzone verbrandingszone Warmtestraling en convectie vegetatie bodem opwarmzone
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
106 Brandzijde vs niet brandzijde Wind vlammen brandzijde niet brandzijde verbrandingszone vegetatie pad vegetatie
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
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
109 Voorbeeld benodigd bluswater (offensief): Gegeven: Heidebrand vuurfront: 1000 m x 25 m = 25.000 m 2 Cougar waterlading = 2500 ltr Hoeveel waterladingen nodig? Antwoord: Ga uit van 2 ltr/m 2 50.000 ltr nodig Dus: 20 Cougar ladingen nodig Te optimistisch? (wind, mikken) Bron: Min Def
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??
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
112 Lab- en veldproeven: vegetatiesoorten Tak- & Tophout (0,3 ~ 1 m) Pijpestrootje (~ 1 m) Struikheide (0,3 0,8 m) Duindoorn (~ 3 m)
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
114 Conclusies verbrandingswaarden Rekenmodellen branduitbreiding (Behave plus): 19 21 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)
115 Lab proeven: preventief sproeien Berekening warmteflux op vegetatie Meting ontstekingstijd bij repr. warmteflux met en zonder sproeien bepaling benodigde warmte voor ontsteking
116 Berekening warmteflux op vegetatie 5 m/s wind 2,0 m pad
template 117
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
Uitvoering proef 119 Video Test6.mp4 Video Test12.mp4
Test (ltr/m2) Stralingsflux (kw/m2) 120 Resultaten metingen pijpestrootje Waterhoeveelheid Ontstekingstijd (s) Ontstekingsenergie (kj/m2) bij qcrit = 15 kw/m2 6 0,0 33 34 602 9 0,0 32 76 1293 Initieel vochtgehalte = 40 % 8 2,0 30 191 2813 7 4,0 30 900 13716 Theor. ondergrens: 2813 948 = 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 192 412 2002 907 2288 pad = 2.0 m 89 178 1751 488 873
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)
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
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
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
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
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
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
Voorbeeld praktisch waterverbruik 128 Padbreedte: 2 m Sproeizone: 5 m Water: 4 ltr/m 2 Slagkracht peleton: 600 m
129 Dank voor uw aandacht!