hrvatski

Šumske protupožarne ceste kao posebna kategorija šumskih cesta i čimbenici koji utječu na njihov razmještaj u prostoru

Šumske protupožarne ceste (ŠPPC) jesu posebna kategorija šumskih cesta koja je vezana uz područje mediterana i submediterana, odnosno uz krško područje Republike Hrvatske. S obzirom na specifičnosti pdručja u kojem se planiraju, projektiraju i izvode a samim time i s obzirom na svoju primarnu zadaću, odnosno na tehnička obilježja, ŠPPC se značajno razlikuju od šumskih gospodarskih cesta (ŠGC). Primarna zadaća ŠPPC je preventivna zaštita od šumskih požara koji kao ekološki destabilizator ekosustava u primorskim šumama predstavlja najveću opasnost od ukupnosti svih abiotskih i biotskih štetnih čimbenika. Isto tako ova kategorija šumskih cesta mora u slučaju izbijanja požara pružiti najpovoljnije uvjete za njegovo suzbijanje. Iz navedenih razloga prišlo se istraživanju čimbenika koji utječu na prostorni raspored mreže šumskih protupožarnih cesta s ciljem da se uz što manja financijska ulaganja izgradi što veća količina cesta uz zadovoljenje propisanih zahtjeva za kakvoćom. Istraživanja su provedena na području UŠ Senj, Šumarije Senj, u gospodarskoj jedinici Senjska Draga. Osim terenskih izmjera postojećih cesta na istraživanom području uporabljen je i postupak digitalizacije šumsko-gospodarskih karata, izrađen je i digitalni model terena (DTM) Na digitaliziranim i obrađenim podlogama razvijena je metoda tzv "buffera"- omeđenih površina, predložena je tehnologija ekonomičnije izgradnje ŠPPC s obzirom na činbenike koji imaju direktan upliv na troškove zemljanih radova, te je u tu svrhu dizajniran jednostavan kompjutorski programa koji izabire troškovno najpovoljniju inačicu šumske ceste. Iz podataka izmjerenih na terenu, a prema karti izmjerenih šumskih protupožarnih cesta redom su raščlanjeni uzdužni nagibi protupožarnih cesta. Željelo se vidjeti i kolika je otvorenost g. j. Senjska draga utvrđena težišnom metodom. U tu je svrhu, primjenom osobnog računala i odgovarajućih programa, pronađeno težište svakog odsjeka i ucrtano u digitaliziranu kartu. Najkraća udaljenost od težišta svakog odsjeka pa do najbliže ceste koja se može rabiti kao protupožarna, izmjerena je i definirana kao srednja geometrijska daljina pristupa površini odsjeka. Te su linije srednje vatrogasne intervencije ucrtane u karte. Da bismo dobili srednje stvarne daljine pristupa površini odsjeka, trebalo je pronaći čimbenik vertikalne korekcije terena i čimbenik horizontalnog zaobilaženja prepreka. Čimbenik vertikalne korekcije terena određen je tako da su srednje geometrijske daljine pristupa površini odsjeka položene preko DTM-a i očitane vrijednosti nagiba u četiri međusobno jednako udaljene točke. Zatim je pronađena srednja vrijednost u stupnjevima i određen kosinus (cos) toga srednjega nagiba. Srednja geometrijska daljina pristupa površini odsjeka podijeljena je kosinusom srednjega nagiba i pomnožena čimbenikom horizontalnog zaobilaženja prepreka, da bi se dobila njezina stvarna istoznačnica. Kao čimbenik horizontalnoga zaobilaženja prepreka, za područje cjele gospodarske jedinice, uzeta je vrijednost od 1,10. Srednja geometrijska i srednja stvarna daljina pristupa površini cijele gospodarske jedinice izračunate su kao aritmetičke sredine tih vrijednosti za svaki odsjek,a kao težine su poslužile vrijednosti površine odsjeka. Sredna geometrijska daljina pristupa za g. j. Senjska draga je 244,79 m, a njena stvarna istoznačnica - 287,15 m. Danas ne postoje propisani teoretski razmaci između ŠPPC, nema preporučene ili oprimalne otvorenosti ŠPPC, a nema ni okvirnih granica u kojima bi se trebala kretati srednja daljina pristupa površini. To je dovelo do potrebe definiranja i utvrđivanje određenih vrijednosti kojima bi trebalo težiti pri planiranju, projektiranju i izgradnji šumskih protupožarnih cesta. U konzultacijama sa zapovjednicima profesionalnih vatrogasnih postrojbi u Rijeci i dobrovoljnih vatrogasnih postrojbi na otoku Rabu, s obzirom na taktiku gašenja šumskih požara koja se na tim prostorima godinama uspješno koristi, a danas je i zakonom propisana za cjelokupno područje Republike Hrvatske, došlo se do saznanja da je stvarna površina koja se pri gašenju šumskih požara u prvoj navali može "pokriti" interventnim vatrogasnim vozilima samo površina 50 metara udaljena od šumske protupožarne ceste, u svim smjerovima, dok je u drugoj navali ta površina maksimalno do 300 metara od šumske protupožarne ceste, u svim smjerovima. S obzirom da su to optimalne vrijednosti s vatrogasnog stajališta, primjenom računala, položene su oko prethodno digitaliziranih postojećih cesta na istraživanomu području, primjenom računala, površine tzv. "bufferi" što su svagdje na svojemu rubu bili udaljeni od ceste za određeni isti iznos, koji je predstavljao srednju optimalnu geometrijsku daljinu pristupa površini. Inačice ovoga parametra iznosile su 50, 100, 150, 200, 250 i 300 metara. Dobivene površine su rasterizirane i prebačene na digitalni model terena na kojem je, na osnovi izrađenoga histograma, određen prosječni nagib terena u svakoj inačici, koji je poslužio za iznalaženje čimbenika vertikalne korekcije terena. Tim je čimbenikom pomnožena svaka inačica srednje optimalne geometrijske daljine pristupa površini, a zatim podijeljena sa čimbenikom horizontalnoga zaobilaženja, koji je za čitavo istraživano područje iznosio 1,10. To je učinjeno da bismo dobili srednju optimalnu stvarnu daljinu pristupa površini Određivanjem površine koja je otvorena s obzirom na odabir pojedine inačice srednje daljine pristupa površini i ukupne površine g. j. dobivena je relativna otvorenost za svaku inačicu. Možemo zaključiti da je otvorenost područja g. j. Senjska draga, kod srednje stvarne daljine pristupa površini od 300 metara zadovoljavajuća, jer je s jedne protupožarne ceste moguće intervenirati na obje strane. Kod srednje stvarne daljine pristupa površini od 250 metara, otvorenost istraživanoga područja je slabo zadovoljavajuća. Za inačice pristupa površini od 50, 100, 150 i 200 metara, odvorenost šumskoga područja je nedovoljna. Opisana metoda polaganja tzv. "buffera", koji su na svome rubu svugdje jednako udaljeni od ŠPPC idealna je metoda kojom se vrlo zorno može predočiti otvorena površina određenoga šumskoga područja s odabranom optimalnom srednjom daljinom pristupa. Isto tako, primjenom ove metode uočavaju se neotvorena područja, o kojima posebice treba voditi računa pri daljnjem otvaranju šumskoga područja. Metoda "buffera" je također učinkovita pri planiranju i pri daljnjem grananju mreže ŠPPC: oko mogućih inačica trasa budućih ŠPPC, koje su predstavljene nul-linijom i kao takve digitalizirane, položi se buffer određene veličine. Inačica ŠPPC koja otvara najveći dio neotvorenoga šumskoga područja, a istovremeno obuhvaća najmanju površinu tzv. mrtvih zona, odnosno područja koja su za odabranu srednju optimalnu daljinu pristupa površini otvorena s dvije ili više cesta, najučinkovitija je i nameće se kao najbolja. Postavlja se pitanje: kolika je otvorenost šumskoga područja iskazana u m/ha za navedene inačice srednje geometrijske daljine pristupa površini ? Da bi se dobio odgovor, uzet je model šumske površine dimenzija 1200 x 1000 m i taj model je otvoren paralelnim šumskim protupožarnim cestama na međusobno jednakoj udaljenosti l (l = 2SPG). Prema kriteriju otvorenosti šumskoga područja i prema spoznajama o otvorenosti u vodećim svjetskim šumarskim zemljama, može se zaključiti da otvorenost od 100.00 m/ha, koja je dobivena za srednju optimalnu stvarnu daljinu pristupa površini od 50 m, ne dolazi o obzir, barem što se tiče izgradnje šumskih protupožarnih cesta. Otvorenost od 50 m/ha, koja je dobivena kod inačice SPG=100 m, također je vrlo visoka i u praksi jedva da može naći opravdanje. Dakle, šumskim protupožarnim cestama, prema kriteriju otvorenosti šumske površine, moguće je otvarati šumska područja ugrožena požarima od srednje optimalne geometrijske daljine pristupa od 150 metara pa naviše. Jedan od kriterija za utvrđivanje najveće dozvoljene količine prometnica u određenomu ekosustavu, a da se njegova ravnoteža ne poremeti i da opasnosti od šteta uzrokovanih erozijom ne prijeđu dopuštene granice, jest i površina šumskoga područja pod šumskim prometnicama. Za šumske ceste, prema Pičmanu (1994.), ta veličina iznosi 3 %. Za različite inačice srednje optimalne stvarne daljine pristupa izračunata je površina pod šumskim protupožarnim cestama na prije rabljenoj teoretskoj šumskoj površini dimenzija 1 200 x 1 000 m. Prema čimbeniku postotnog učešća površine pod šumskim cestama, u ukupnoj površini područja koje se otvara, dobiveni su rezultati u skladu s prijašnjim promišljanjima. Mreža šumskih protupožarnih cesta u kojoj je međusoban razmak cesta 100 m, čak i kod minimalne širine planuma od 3.00 m, doseže maksimalne vrijednosti od 3 % površine pod šumskim cestama. Kao takva, ova je mreža šumskih cesta, iako najoptimalnija sa stajališta vatrogasnih djelatnika, apsolutno neprihvatljiva sa šumarskog gledišta i neodrživa u šumskim ekosustavima. Vrijednosti površine pod šumskim cestama za razmak cesta od 200 m, u prihvatljivim su granicama, ali se približavaju gornjem dopuštenom maksimumu. Kako se radi o protupožarnim cestama u krškim područjima, gdje su opasnosti od erozije velike a vegetacija kao osnovni čimbenik koji sprječava nastajanje erozije nije bogata i nije bujna, to je bolje planirati i projektirati mreže šumskih prometnica s većim razmakom, a samim time i površina pod ŠPPC bit će manja. Pri izboru određene inačice šumske protupožarne ceste veliku ulogu ima konačna cijena izvedbe. Stoga je napravljena raščlamba normalnog poprečnog profila ŠPPC. Troškovi zemljanih radova predstavljaju glavni izvor troškova na koje se pri planiranju buduće trase protupožarne ceste može utjecati. Položaj protupožarnih cesta predstavljen je nul-linijama različitoga nagiba, ovisno o nagibu terena. Budući da je poznat normalni poprečni profil šumske protupožarne ceste i da je položena nul-linija koja aproksimira buduću situaciju na terenu, moguće je, u vrlo kratkomu vremenu odrediti i usporedne cijene više inačica budućih trasa šumskih protupožarnih cesta. Pretpostavka je da je nagib terena okomito na nul-liniju stalan za čitavu širinu planuma ŠPPC, koja iznosi 4.00 m. Pri izvođenju matematičkih izraza za izračun površina iskopa i nasipa, koji su nam potrebni za dobivanje volumena zemljorada i, u konačnici, za dobivanje približnih troškova zemljorada, uporabit ćemo trokute površina PI (površina iskopa) i PN (površina nasipa). Površine iskopa kao i površine nasipa za šumsku protupožarnu cestu stalne širine planuma povećavaju se proporcionalno povećanju poprečnoga nagiba terena.. Uočljivo je povećanje manjka zemlje za izradbu nasipa u odnosu na raspoloživu zemlju iskopanu pri izvedbi zasjeka s povećanjem poprečnoga nagiba terena i povećanjem širine planuma. To znači da bi manjak materijala za izradbu nasipa trebalo riješiti na najekonomičniji način. Ideja o tomu kako riješiti ovaj problem bila je u primjeni tehnologije gradnje tzv. bočnom kompenzacijom zemljanih masa. Treba zamijetiti dvije promjene što nastaju pri pomicanju kote nivelete ispod kote terena, a koje su važne za daljnji tijek rada: površina iskopa jednaka je površini nasipa i odnos širine planuma u zasjeku i u nasipu više nije 1:1. Zato je bilo nužno pronaći novi omjer širina planuma ŠPPC u iskopu i u nasipu. Površine iskopa i nasipa iskazane su u ovisnosti o bI i BN, i u ovisnosti o poprečnome nagibu terena dane su matematičkim izrazima. Budući se radi o bočnoj kompenzaciji mora biti PI = PN (24) i konačno rješavanjem dvije jednadžbe s dvije nepoznanice jednostavno ćemo izračunati širinu planuma u zasjeku i širinu planuma u nasipu. Kad znamo površine iskopa i nasipa koje vrijede za svaki segment nul-linije, a određuju se na sredini segmenta, moguće je, budući da je svaki segment nul-linije jednake duljine odrediti i volumen zemljorada iskopa i nasipa za svaki segment nul-linije. Htjelo se ispitati ponašanje troškova zemljanih radova pri mjenjanju određenih utjecajnih čimbenika prije svega širine planuma, poprečnog nagiba terena i kategorije materijala u kojoj se radovi izvode. Poprečni nagib terena od 0o do 45o podijeljen je u kategorije širine 5o. Tako su dobivene vrijednosti 2,5o, 7,5o, 12,5o, 17,5o,....., 37,5o i 42,5o, koje reprezentiraju pojedinu kategoriju poprečnoga nagiba terena. Prema prije izvedenim matematičkim izrazima izračunate su kao konačne veličine ukupna cijena iskopa, ukupna cijena izradbe nasipa i sveukupna cijena zemljorada ŠPPC duljine 1 000 m, kod različitih poprečnih nagiba terena, za normalni poprečni profil šumske protupožarne ceste i prema troškovniku radova JP "Hrvatske šume". Cijena zemljanih radova kod ŠPPC raste s povećanjem širine planuma i s povećanjem poprečnih nagiba terena. Isto tako, cijena zemljanih radova je viša što je nepovoljnija kategorija zemljišta u kojoj se radovi izvode. Kad god smo, dakle, u mogućnosti, za trasu ŠPPC treba birati one terene kod kojih je poprečni nagib što manji, jer nas tada čekaju manje površine iskopa i nasipa na normalnom poprečnom profilu, manji će biti volumeni iskopa i nasipa za svaki segment ŠPPC, a analogno tomu, manji će biti i ukupni troškovi zemljanih radova za cijelu protupožarnu cestu. Razumije se da u obzir treba uzeti i ostale čimbenike prostorno dobro položene mreže ŠPPC. Broj kilometara koje je moguće izvesti uz jednake troškove izgradnje, idući od III., preko IV. do V. kategorije materijala u kojem se radovi izvode. Također su veće razlike između moguće količine ŠPPC u II. i III. nego li u III. i IV. kategoriji materijala. Na temelju prije navedenih teoretskih postavki i izvedenih matematičkih izraza napisan je jednostavan kompjutorski program nazvan TROŠAK u programskom jeziku C++. Program izračunava troškove zemljorada ŠPPC, dakle troškove koji su pod izravnim utjecajem poprečnoga nagiba terena odnosno konfiguracije terena. Unosom osnovnih sastavnica normalnoga poprečnog profila ŠPPC kao što su širina planuma, planirani nagib kosine zasjeka, planirani nagib kosine nasipa;, te unosom poprečnoga nagiba terena u stupnjevima i troškova iskopa, troškova izradbe nasipa i troškova planiranja planuma, moguće je u kratkome vremenu dobiti ukupnu cijenu zemljorada za svaki pojedini segment nul-linije. ŠPPC je u ovoj fazi planiranja približno predstavljena nul-linijom, a podaci koji se unose jesu srednje vrijednosti za svaki segment nul-linije ili vrijednosti izmjerene na sredini segmenta. Ukupni se troškovi za čitavu ŠPPC dobiju sumiranjem troškova za svaki segment. Usporedbom ukupnoga troška zemljorada više inačica ŠPPC, vrlo se brzo mogu dobiti podaci na osnovi kojih, dakako, uz uvažavanje ostalih čimbenika, možemo odabrati najpovoljniju inačicu.

šumske protupožarne cete; šumski požari; krško područje; digitalni model terena; relativna otvorenost; tročkovi zemljanih radova

nije evidentirano