Ứng dụng viễn thám và gis trong nghiên cứu phòng chống cháy rừng ở thành phố đồng hới, tỉnh quảng bình

Nhiều vụ cháy rừng xảy ra trên địa bàn gây nhiều thiệt hại về kinh tế, làm ô nhiễm môi trường...Lý do là hệ thống PCCCR chưa đáp ứng đầy đủ và hiệu quả còn thấp chính vì thế cần dự báo t

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ

ĐOÀN THỊ MAI

ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG NGHIÊN CỨU PHÒNG CHỐNG CHÁY RỪNG

L ỜI CẢM ƠN

Luận văn này được thực hiện dưới sự hướng dẫn của thầy giáo PGS- TS Nguyễn Văn Lợi Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy, người đã tận tình dạy

dỗ, hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện luận văn

Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới Lãnh đạo, các cô chú ở Ủy ban nhân dân thành phố Đồng Hới; Phòng thống kê; Chi cục khí tượng thủy văn; Chi cục Kiểm Lâm tỉnh Quảng Bình; Lâm trường Đồng Hới; Lâm trường Vĩnh Long; Hạt Kiểm lâm thành phố Đồng Hới đã tận tình giúp đỡ, cung cấp thông tin và số liệu để tôi thực hiện luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Lâm Nghiệp – Trường Đại học Nông Lâm Huế; các anh chị học viên cao học chuyên ngành Lâm Học khóa

2013 – 2015 của Trường Đại học Nông Lâm Huế đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận

lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn

Cuối cùng, tôi xin dành tất cả tình cảm sâu sắc nhất tới gia đình, người thân và bạn

bè đã động viên, chia sẽ, hỗ trợ tôi về tinh thần cũng như vật chất trong suốt thời gian tôi

học tập và thực hiện luận văn

Tác giả luận văn

Đoàn Thị Mai

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài “ Ứng dụng Viễn thám và GIS trong nghiên cứu

phòng chống cháy rừng ở thành phố Đồng Hới tỉnh Quảng Bình” là công

trình nghiên cứu của riêng bản thân tôi Các số liệu sử dụng trong luận văn là trung thực, có nguồn gốc rõ ràng, được trích dẫn có tính kế thừa, phát triển từ các tài liệu , các công trình nghiên cứu đã được công bố Kết quả nghiên cứu trong luận văn chưa từng được công bố trong bất kỳ tài liệu nào khác

Tác giả luận văn

Đoàn Thị Mai

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 2

2.1 Ý nghĩa khoa học 2

2.2 Ý nghĩa thực tiễn 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

3.1 Đối tượng nghiên cứu 2

3.2 Phạm vi nghiên cứu 3

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ CHÁY RỪNG 4

1.1.1 Một số khái niệm 4

1.1.2 Điều kiện của cháy rừng 4

1.1.3 Các nhân tố ảnh hưởng đến cháy rừng 5

1.1.4 Phân loại cháy rừng 9

1.1.5 Đặc điểm cháy rừng ở từng vùng sinh thái của Việt Nam 13

1.2 DỰ BÁO, CẢNH BÁO NGUY CƠ CHÁY RỪNG 17

1.2.1 Cấp dự báo nguy cơ cháy rừng 17

1.2.2 Mùa cháy rừng 19

1.2.3 Phương pháp dự báo cháy rừng 21

1.3 TỔNG QUAN NHỮNG NGHIÊN CỨU THẢM THỰC VẬT RỪNG DỄ CHÁY VÀ DỰ BÁO CHÁY RỪNG 26

1.3.1 Những nghiên cứu trên thế giới 26

1.3.2 Những nghiên cứu trong nước 30

Chương 2 MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34

2.1 MỤC TIÊU 34

2.1.1 Mục tiêu chung 34

2.1.2 Mục tiêu cụ thể 34

2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CÚU 34

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35

2.3.1 Phương pháp thu thập số liệu 35

2.3.2 Phương pháp xử lý số liệu số hóa 36

2.3.3 Phương pháp sử dụng tư liệu ảnh viễn thám để đánh giá hiện trạng và biến động diện tích thảm thực vật 36

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 46

3.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ, XÃ HỘI 46

3.1.1 Đặc điểm tự nhiên 46

3.1.2 Tình hình dân sinh – kinh tế xã hội 50

3.1.3 Tài nguyên đất rừng và rừng của thành phố Đồng Hới 51

3.1.4 Đánh giá chung 52

3.2 THỰC TRẠNG CHÁY RỪNG VÀ CÔNG TÁC PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY RỪNG THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI 53

3.2.1 Tình hình cháy rừng 53

3.2.2 Nguyên nhân cháy rừng 55

3.2.3 Công tác phòng cháy chữa cháy rừng ở thành phố Đồng Hới 56

3.3 ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ BIẾN ĐỘNG DIỆN TÍCH THẢM THỰC VẬT GIAI ĐOẠN 2005 – 2010 VÀ GIAI ĐOẠN 2010 – 2014 THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI TỈNH QUẢNG BÌNH 60

3.4 PHÂN CẤP NGUY CƠ CHÁY RỪNG 62

3.4.1 Lựa chọn các chỉ tiêu để xây dựng bản đồ nguy cơ cháy rừng 63

3.4.2 Xây dựng bản đồ cảnh báo cháy rừng 82

3.5 HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY RỪNG THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI 86

3.6 QUY HOẠCH HỆ THỐNG PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY RỪNG TẠI THÀNH PHỐ ĐỒNG HƠI, TỈNH QUẢNG BÌNH 89

3.6.1 Quy hoạch Chòi canh lửa, Trạm quản lý bảo vệ rừng, băng cản lửa 89

3.6.2 Bản đồ quy hoạch hệ thống PCCCR thành phố Đồng Hới tỉnh Quảng Bình 91

3.7 CÁC GIẢI PHÁP CỤ THỂ PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY RỪNG 92

3.7.1 Biện pháp tuyên truyền giáo dục và đào tạo nguồn nhân lực 92

3.7.2 Giải pháp về tổ chức lực lượng PCCCR 93

3.7.3 Phân công lực lượng canh gác trên địa bàn 93

3.7.4 Biện pháp kỹ thuật 93

3.7.5 Tổ chức điều hành khi cháy rừng xảy ra 95

3.7.6 Biện pháp xử lý sau các vụ cháy rừng 96

3.7.7 Công tác tổ chức thực hiện 96

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 98

1 Kết luận 98

2 Kiến nghị 99

TÀI LIỆU THAM KHẢO 101

PHỤ LỤC

FAO : Tổ chức Nông lương Liên Hợp quốc

GIS : Hệ thống thông tin địa lý

NN-PTNT : Nông nghiệp và Phát triển nông thôn

PCCCR : Phòng cháy, chữa cháy rừng

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Đặc trưng tiêu biểu của thời tiết khô nóng gió Tây ở các vùng 17

Bảng 1.2 Phân cấp dự báo nguy cơ cháy rừng và các biện pháp thực hiện PCCCR 18

Bảng 1.3 Chế độ khô ẩm ở Việt Nam theo Thái Văn Trừng 20

Bảng 1.4 Mùa cháy rừng theo các vùng sinh thái 20

Bảng 1.5 Đánh giá khả năng cháy rừng theo chỉ số Angstrom 21

Bảng 1.6 Cách tính chỉ tiêu tổng hợp của Nexterov 22

Bảng 1.7 Bảng tra điểm sương 22

Bảng 1.8 Cấp nguy cơ cháy rừng theo chỉ số P 23

Bảng 1.9 Chỉ số nguy cơ cháy rừng P hiệu chỉnh 23

Bảng 1.10 Cấp dự báo cháy rừng theo chỉ số H 24

Bảng 1.11 Cấp dự báo cháy rừng theo độ ẩm vật liệu cháy 24

Bảng 1.12 Phân cấp nguy cơ cháy theo hệ số khả năng bắt cháy 25

Bảng 2.1.Thang so sánh các tiêu chí 39

Bảng 2.2 Ma trận so sánh cặp đôi tầm quan trọng giữa các yếu tố 39

Bảng 2.3.Ma trận trọng số các tiêu chí 40

Bảng 2.4 Nhân tố chính và nhân tố phụ xác định 41

Bảng 2.5 Điểm phân cấp nguy cơ cháy rừng theo các chỉ tiêu đầu vào được lựa chọn 41

Bảng 3.1 Tổng hợp tình hình cháy rừng trên địa bàn thành phố từ năm 2009 đến năm 2014 54

Bảng 3.2 Diện tích các loại thảm thực vật qua các năm 62

Bảng 3.3.Đề xuất phân cấp theo nguy cơ cháy rừng của đề tài 63

Bảng 3.4 Bảng phân loại thảm thực vật thành phố Đồng Hới 64

Bảng 3.5 Phân cấp nguy cơ cháy rừng theo hiện trạng 65

Bảng 3.6 Các ngưỡng giá trị của K của công thức chỉ số khô hạn cán cân nước 69

Bảng 3.7 Tổng hợp tổng số vụ cháy theo khoảng cách từ khu dân cư đến điểm cháy 72 Bảng 3.8 Phân cấp nguy cơ cháy theo khu vực dân cư 73

Bảng 3.9 Tổng hợp tổng số vụ cháy theo khoảng cách từ đường giao thông đến điểm cháy 75

Bảng 3.10 Phân cấp nguy cơ cháy theo đường giao thông 76

Bảng 3.11 Phân cấp mức độ ảnh hưởng của mật độ sông suối 78

Bảng 3.12 Phân cấp nguy cơ cháy rừng theo độ cao 79

Bảng 3.13 Phân cấp nguy cơ cháy theo độ dốc 80

Bảng 3.14 Phân cấp nguy cơ cháy theo hướng dốc 82

Bảng 3.15.Ma trận so sánh cặp đôi các nhân tố 83

Bảng 3.16 Trọng số của các nhân tố ảnh hưởng đến nguy cơ cháy rừng 83

Bảng 3.17 Tổng hợp phân vùng nguy cơ cháy rừng 84

Bảng 3.18 Tổng hợp kiểm chứng kết quả phân cấp nguy cơ cháy rừng so với số liệu thống kê các vụ cháy rừng 86

Bảng 3.19 Toạ độ vị trí các chòi canh 86

Bảng 3.20 Vùng quan sát Chòi canh lửa 87

Bảng 3.21 Toạ độ vị trí các Trạm quản lý bảo vệ rừng 88

Bảng 3.22 Vùng quan sát Trạm quản lý bảo vệ rừng 88

DANH MỤC SƠ ĐỒ, BIỂU ĐỒ, HÌNH ẢNH

Biểu đồ 3.1 Nhiệt độ trung bình tháng các trạm quan trắc 67

Biểu đồ 3.2 Chỉ số khô hạn tháng trạm quan trắc 70

Biểu đồ 3.3 Tổng số vụ cháy theo khoảng cách khu dân cư 72

Biểu đồ 3.4 Tồng số vụ cháy theo khoảng cách đường giao thông 75

Biểu đồ 3.5 Biểu đồ diện tích phân cấp theo các nguy cơ cháy 85

Hình 1.1 Cháy dưới tán với ngọn lửa cháy lan trên bề mặt đất 10

Hình 1.2 Cháy tán diễn ra với ngọn lửa lan nhanh trên tán rừng 11

Hình 1.3 Cháy ngầm trong tầng than bùn và thảm mục sâu dưới mặt đất 13

Hình 2.1 Quy trình giải đoán ảnh viễn thám bằng phần mềm ENVI 37

Hình 2.2 Sơ đồ các bước xây dựng bản đồ nhạy cảm cháy rừng 43

Hình 2.3 Sơ đồ các bước xây dựng bản đồ quy hoạch phòng chống cháy rừng 45

Hình 3.1 Sơ đồ tổ chức lực lượng phòng cháy, chữa cháy rừng 57

Hình 3.2 Bản đồ hiện trạng thảm thực vật năm 2005 60

Hình 3.3 Bản đồ hiện trạng thảm thực vật rừng năm 2010 61

Hình 3.4 Bản đồ hiện trạng thảm thực vật rừng năm 2014 61

Hình 3.5 Bản đồ phân cấp nguy cơ cháy rừng theo hiện trạng 65

Hình 3.6 Bản đồ nhiệt độ bề mặt thành phố Đồng Hới 66

Hình 3.7 Bản đồ nhiệt độ tháng mức ảnh hưởng nguy hiểm 68

Hình 3.8 Bản đồ chỉ số khô hạn tháng 7 71

Hình 3.9 Bản đồ vị trí dân cư và điểm cháy 73

Hình 3.10 Bản đồ phân cấp nguy cơ cháy theo dân cư 74

Hình 3.11 Bản đồ vị trí điểm cháy và giao thông 76

Hình 3.12 Bản đồ phân cấp nguy cơ cháy theo đường giao thông 77

Hình 3.13 Bản đồ tiêu chí mật độ sông suối 78

Hình 3.14 Bản đồ phân cấp nguy cơ cháy rừng theo độ cao 79

Hình 3.15 Bản đồ phân cấp cháy rừng theo độ dốc 81

Hình 3.16 Bản đồ phân cấp nguy cơ cháy theo hướng dốc 82

Hình 3.17 Bản đồ vùng trọng điểm cháy rừng thành phố Đồng Hới 84

Hình 3.18 Bản đồ vùng quan sát chòi canh lửa 87

Hình 3 19 Bản đồ vùng quan sát trạm quản lý bảo v ệ rừng 88

Hình 3 20 Bản đồ quy ho ạch hệ thống P CCCR thà nh phố Đồng Hới 91

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Rừng vốn được coi như lá phổi xanh của nhân loại, là tài nguyên quý báu có khả năng tái tạo, là bộ phận của môi trường sinh thái, có giá trị to lớn đối với nền kinh

tế quốc dân Vậy mà, vì nhiều nguyên nhân khác nhau, trong thời gian gần đây diện tích cũng như chất lượng rừng đang bị suy giảm nghiêm trọng Một trong những nguyên nhân quan trọng làm mất rừng đó là do cháy rừng

Cháy rừng là vấn nạn lớn của thế giới đương đại trong những năm gần đây, xảy

ra ở hầu hết các quốc gia có rừng trên thế giới, trong đó có Việt Nam Gây thiệt hại lớn đối với tính mạng và tài sản của con người, phá vỡ cảnh quan, tác động xấu đến an ninh quốc phòng và làm giảm tính đa dạng sinh học Theo số liệu báo cáo, hiện Việt Nam có khoảng trên 6 triệu ha rừng dễ cháy, bao gồm rừng thông, rừng tràm, rừng tre nứa, rừng bạch đàn, rừng khộp, rừng non khoanh nuôi tái sinh tự nhiên và rừng đặc sản Cùng với diện tích rừng dễ cháy tăng lên thêm hàng năm, diễn biến thời tiết khí hậu ngày càng phức tạp và khó lường ở Việt Nam đã và đang là những nguy cơ tiềm

ẩn về cháy rừng và cháy lớn ngày càng trở nên nghiêm trọng hơn Chính vì vậy, công tác PCCCR luôn được coi là một nhiệm vụ quan trọng và cấp bách của các cấp các ngành và toàn bộ xã hội

Tỉnh Quảng Bình với tổng diện tích tự nhiên là 806.527 ha, trong đó diện tích đất lâm nghiệp 601.388 ha, chiếm 74,6% diện tích tự nhiên của tỉnh Tổng diện tích rừng là 486.688 ha trong đó rừng tự nhiên 447.837 ha chiếm 92%, Rừng trồng 38,851

ha chiếm 7.9 % Hiện nay trên địa bàn tỉnh đang trong thời kỳ cao điểm về khô hạn và cháy rừng, hầu hết những diện tích rừng của địa phương có nguy cơ cháy rất cao Nhiều vụ cháy rừng xảy ra trên địa bàn gây nhiều thiệt hại về kinh tế, làm ô nhiễm môi trường Lý do là hệ thống PCCCR chưa đáp ứng đầy đủ và hiệu quả còn thấp chính vì thế cần dự báo trước nguy cơ xảy ra cháy rừng và phát hiện sớm các điểm cháy rừng luôn có tầm quan trọng đặc biệt từ đó chủ động lên phương án và biện pháp khắc phục trong công tác phòng cháy chữa cháy rừng

Từ trước đến nay các đề tài tập trung nghiên cứu các yếu tố hình thành cháy, vật liệu cháy và dự báo các vùng trọng điểm cháy Việc ứng dụng viễn thám và công nghệ GIS cho công tác quy hoạch phòng cháy chữa cháy rừng cho chúng ta có cách nhìn tổng quát toàn diện thì vẫn chưa được thực hiện nên hệ thống PCCR vẫn chưa phát huy hết tiềm năng của chúng Trên địa bàn thành phố Đồng Hới hệ thống PCCR

bố trí chỉ mang tính cục bộ mà chưa có nghiên cứu khoa học nào ứng dụng công nghệ GIS để quy hoạch mang lại hiệu quả cao nhất của hệ thống PCCR

Hệ thống thông tin địa lý (GIS Geographic Information Systems) đã bắt đầu sử dụng rộng rãi ở các nước phát triển hơn 2 thập kỷ qua, đây là một dạng ứng dụng công nghệ tin học nhằm mô tả thế giới thực mà loài người đang sống - tìm hiểu- khai thác.[ 12] Ở Việt Nam, công tác điều tra, quy hoạch, quản lý và bảo vệ rừng áp dụng kỹ thuật tin học nói chung và hệ thống xử lý thông tin bản đồ GIS là nhu cầu cấp bách hiện nay Viễn thám (RS remote sensing) là kỹ thuật thu nhận thông tin của các đối tượng mà không cần tiếp xúc trực tiếp với các đối tượng đó Ngày nay ở nước ta cũng như các nước khác trên thế giới, công nghệ viễn thám được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như thành lập, chỉnh lý bản đồ địa hình, điều tra hiện trạng sử dụng đất, điều tra thảm thực vật, nghiên cứu tài nguyên môi trường, nghiên cứu biển Việc ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) và viễn thám để xây dựng hệ thống cảnh báo sớm giúp cho việc xây dựng kế hoạch ứng phó với nguy cơ cháy rừng có hiệu quả và rất cần thiết trong công tác phòng chống cháy rừng về cơ sở khoa học cũng như thực tiễn

Xuất phát từ những vấn đề trên, tôi chọn đề tài “Ứng dụng viễn thám và GIS trong

nghiên cứu phòng chống cháy rừng ở thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình”

2 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn

- Đề xuất hướng quản lý thích hợp cho công tác phòng chống chữa cháy rừng trên địa bàn thành phố

- Kết quả đề tài còn làm cơ sở cho công tác quy hoạch công trình phòng chống cháy cho các địa bàn khác trong và ngoài tỉnh áp dụng

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

- Rừng và đất rừng tại thành phố Đồng Hới

- Nhân tố ảnh hưởng đến cháy rừng

- Nghiên cứu quy hoạch PCCCR tại thành phố Đồng Hới tỉnh Quảng Bình

3.2 Phạm vi nghiên cứu

- Phạm vi không gian: Đề tài thực hiện tại thành phố Đồng Hới tỉnh Quảng Bình

- Phạm vi thời gian: thực hiện từ tháng 08/2014 đến tháng 06/2015

Chương 1

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ CHÁY RỪNG

1.1.1 Một số khái niệm

a) Cháy rừng: Cháy rừng là đám cháy được phát sinh trong rừng, tác động và

làm tiêu huỷ sinh vật ở trong rừng Nói cách khác, cháy rừng là quá trình cháy làm tiêu huỷ những vật liệu của rừng mà sự hình thành và phát triển của đám cháy diễn ra không theo sự kiểm soát của chủ rừng

Trong tài liệu về quản lý lửa rừng, FAO đưa ra khái niệm về cháy rừng và đến

nay thường được sử dụng: “Cháy rừng là sự xuất hiện và lan truyền của những đám

cháy trong rừng mà không nằm trong sự kiểm soát của con người; gây nên những tổn thất nhiều mặt về tài nguyên, của cải và môi trường” [2]

b) Thảm thực vật rừng dễ cháy: Trong công tác PCCCR ở Việt Nam đã xuất

hiện khái niệm rừng dễ cháy Theo đó, rừng dễ cháy là các loại rừng có khả năng tích lũy khối lượng vật liệu lớn, rất dễ xảy ra Theo phân loại, thảm thực vật rừng dễ cháy ở Việt Nam gồm: rừng thông, rừng tràm, rừng tre nứa, rừng bạch đàn, rừng khộp, rừng keo các loại, rừng non khoanh nuôi tái sinh tự nhiên, rừng đặc sản, [2]

1.1.2 Điều kiện của cháy rừng

Cháy rừng được coi là một dạng thảm họa và là một hiện tượng phức tạp Nó cháy tự do trong HST rừng và chịu sự chi phối của VLC, điều kiện môi trường và hoạt động dân sinh, kinh tế - xã hội Cháy rừng xuất hiện khi có sự kết hợp đồng thời của

ba yếu tố gồm: vật liệu cháy (chất bị cháy), ôxy (chất duy trì sự cháy) và nguồn nhiệt gây ra cháy [11]:

- Vật liệu cháy: Chất bị cháy, có sẵn trong rừng VLC là tất cả những chất có

khả năng bén lửa và bốc cháy trong điều kiện có đủ nguồn nhiệt và ôxy

- Ôxy: Chất duy trì sự cháy, sẵn có trong không khí (Chiếm khoảng 21% bầu

không khí tự nhiên) Dưới tán rừng tỷ lệ này có thể thấp hơn do quá trính phân giải một số hợp chất hữu cơ làm cho lượng CO2 tăng lên

- Nguồn nhiệt: Là yếu tố duy nhất không sẵn có trong rừng Nhiệt độ cần để đốt

cháy VLC ở thời điểm ban đầu gọi là điểm bén lửa Các VLC trong rừng thường có điểm bén lửa trong khoảng từ 220 - 250 0C Hầu hết nguồn nhiệt gây cháy rừng được xuất phát từ các hoạt động của con người

Các nghiên cứu đã chỉ rõ, nguồn VLC có độ ẩm ≤ 25% thì khả năng bắt lửa là

dễ dàng Khi đồng thời có cả 3 yếu tố trên là điều kiện cần cho một đám cháy Đồng thời, các yếu tố đủ cho đám cháy như độ ẩm thấp, nhiệt độ cao, gió mạnh và địa hình cùng hướng gió, thì đám cháy sẽ bắt đầu Trong điều kiện có gió, đám cháy sẽ dễ dàng lan rộng theo hướng gió và tốc độ lan rộng tùy thưộc vào tốc độ gió

Như vậy, mỗi kiểu thảm thực vật rừng có liên quan trực tiếp đến khối lượng, kết cấu và tính chất của VLC, từ đó dẫn đến tính dễ bắt lửa và quy mô đám cháy Các kiểu thảm thực vật rừng khác nhau sẽ có các hệ số bắt cháy khác nhau Dựa trên tính chất

và cấu trúc của từng kiểu thảm thực vật rừng sẽ xác định được các hệ số bắt cháy tương ứng, kết hợp với đặc điểm khí hậu - thời tiết và các nguồn nhiệt phát sinh, từ đó cho phép xây dựng được phân loại thảm thực vật rừng dễ cháy theo nguy cơ cháy/ khả năng cháy phục vụ cho công tác phòng chống cháy rừng hiệu quả

1.1.3 Các nhân tố ảnh hưởng đến cháy rừng

1.1.3.1 Các nhân tố về điều kiện tự nhiên

a) Kiểu thảm thực vật rừng và loại hình thực bì: VLC gồm thảm khô (cành,

nhánh, lá, vỏ, hoa, quả, trảng cỏ, cây bụi, ), cây khô, than bùn, thân cây và cành lá còn tươi có chứa tinh dầu, Nguy cơ cháy rừng tăng lên cùng với sự gia tăng VLC

Kiểu rừng và loại hình thực bì có liên quan trực tiếp tới nguồn VLC, tính chất

và khối lượng VLC do đặc điểm của kiểu rừng và loại hình thực bì quyết định, từ đó dẫn đến tính bắt lửa và quy mô đám cháy

Ở các kiểu rừng thông, tràm, bạch đàn, rừng khộp sản phẩm rơi rụng là những cành, lá, hoa quả, vỏ cây và thân cây khô… thường có tinh dầu hoặc nhựa rất dễ bắt lửa

và cháy rất đượm Những khu rừng tre nứa thuần loài hoặc tre nứa chiếm ưu thế, ngoài những cành khô, lá rụng, cây chết, còn có trường hợp tre nứa bị hiện tượng “khuy” chết hàng loạt, vì vậy nguồn VLC sẽ rất lớn Một số loại rừng rụng lá theo mùa (như rừng khộp) cũng là nguồn VLC tiềm tàng tại thời điểm rụng lá hoặc tích lũy hàng năm

b) Điều kiện thời tiết và các nhân tố khí tượng: Thời tiết và các nhân tố khí

tượng là một tác nhân cho sự phát sinh, phát triển của một đám cháy rừng

- Nhiệt độ: Nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình cháy rừng như

làm khô, nỏ VLC; làm độ ẩm không khí giảm và bề mặt đất nóng lên,… Khi xem xét vai trò của nhiệt độ đối với cháy rừng thường đánh giá ảnh hưởng của nó tới các mặt:

 Nhiệt độ làm rút ngắn quá trình khô của VLC;

 Làm nóng và khô nhanh mặt đất dẫn đến lớp không khí sát mặt đất nóng lên Như vậy, nhiệt độ gồm hai thành phần là nhiệt độ đất và nhiệt độ không khí

- Độ ẩm: Độ ẩm là nhân tố gây ảnh hưởng tích cực hoặc tiêu cực đến quá trình

phát sinh cháy rừng và quy mô đám cháy Độ ẩm không khí càng cao thì VLC càng

ẩm, khó xảy ra cháy Ngược lại, độ ẩm thấp VLC khô dẫn tới dễ xảy ra cháy rừng và cháy lớn Để có biện pháp phòng ngừa và cảnh báo cháy rừng cụ thể, độ ẩm được chia làm 3 loại sau:

 Độ ẩm không khí: Nhìn chung, độ ẩm không khí ở các vùng có rừng cao hơn

nhiều so với các khu vực không có rừng Nguyên nhân là do sự thoát hơi nước của thực vật Mặt khác, do đất dưới tán rừng luôn ẩm ướt, quá trình bốc hơi vật

lý thường xuyên xảy ra cung cấp độ ẩm cho lớp không khí Ngoài ra, ở trong rừng tính từ giới hạn mặt đất tới tán cây, do mật độ cây dày, cành lá rậm rạp làm cho dòng bốc thoát hơi trong rừng diễn ra chậm, làm độ ẩm không khí trong rừng cao hơn bên ngoài rừng

 Độ ẩm VLC: Độ ẩm của VLC tỷ lệ thuận với độ ẩm của không khí và ảnh

hưởng tới khả năng bén lửa Độ ẩm càng thấp khả năng bén lửa càng cao và ngược lại Mặt khác, độ ẩm VLC còn phụ thuộc vào lượng mưa Mưa càng lâu, càng lớn thì độ ẩm VLC càng cao và thời gian ẩm ướt kéo dài

 Độ ẩm của đất: Lượng nước tạo thành độ ẩm của đất trong rừng gồm nước mưa

đọng trên mặt đất; lượng nước thực tế trong tầng đất mặt và nước ngầm thường xuyên duy trì và làm ẩm mặt đất bằng hiện tượng mao dẫn (mực nước ngầm thường xuyên biến động theo mùa, về mùa khô thường nằm sâu hơn so với mùa mưa, còn ở địa hình đồi núi cao mực nước ngầm ít có ảnh hưởng tới độ ẩm của lớp bề mặt)

Nhìn chung, độ ẩm tương đối của đất rừng cao hơn so với bên ngoài và phụ thuộc nhiều vào các đặc điểm của cấu trúc rừng gồm: mật độ cây rừng, loài cây, tính chất đất, dạng địa hình, hướng phơi, Nước trong đất rừng thường xuyên bốc hơi làm tăng độ ẩm không khí trong rừng, thời gian ẩm kéo dài thì khả năng bắt lửa của VLC giảm đi Nói chung, với độ ẩm của đất rừng thích hợp, dưới tác động của nhiệt độ không khí và nhiệt độ đất, vi sinh vật hoạt động thuận lợi, đẩy nhanh quá trình phân giải VLC trên mặt đất, kể cả quá trình khoáng hoá các chất hữu cơ nằm dưới mặt đất Trong những trường hợp như vậy, khả năng tích luỹ các chất hữu cơ dưới và trên mặt đất càng giảm nhanh Điều này cũng giải thích vì sao ở trên những vùng rừng ở độ cao

từ 800 - 1000 m trở lên, lớp cành khô lá rụng thường phủ dày vì tốc độ phân huỷ kém Kết quả khảo sát của nhiều đoàn điều tra rừng thuộc khu vực núi Phan Xi Păng cho thấy, từ độ cao 1000 m trở lên, dưới mặt đất rừng thông, Pơ mu, Samu gần như thuần loại, tầng thảm mục có chỗ dày trên 1m nên ở đây rất dễ phát sinh cháy rừng bề mặt và cháy ngầm [2]

- Gió: Là nhân tố ảnh hưởng rất nhiều đến cháy rừng, gió thúc đẩy nhanh quá

trình làm khô VLC; làm bùng phát ngọn lửa và đẩy nhanh tốc độ đám cháy; mang theo tàn lửa gây các đám cháy khác, làm đám cháy phát triển nhanh và lan rộng

Phần lớn diện tích rừng của Việt Nam phân bố trên các dạng địa hình đồi núi và thung lũng Mỗi dạng địa hình gây ra hoàn lưu gió cục bộ, địa phương khác nhau Điển hình nhất là hệ thống gió núi và thung lũng, chúng hình thành theo từng khoảng thời gian trong ngày

Ở các thời điểm khác nhau trong ngày, hệ thống gió núi và thung lũng phụ thuộc rất chặt chẽ vào sự phân bố năng lượng nhiệt của mặt trời, từ đó chi phối hoàn lưu gió theo thời gian cũng khác nhau, làm cho quy mô và mức độ lan tràn của một đám cháy ở thung lũng cũng khác nhau Tuy nhiên, sự lan tràn này còn phụ thuộc vào

vị trí của đám lửa phát sinh ở bìa rừng hoặc ở phía trong sát bìa rừng hoặc nằm sâu trong rừng Vì vậy, sự xâm nhập của gió vào trong rừng, ở các vị trí khác nhau tác động tới đám cháy ở mức độ khác nhau Nói cách khác, sự xâm nhập của gió theo chiều nằm ngang và chiều thẳng đứng cũng có những tác động khác nhau tới sự phát triển ban đầu của đám cháy, do đó biện pháp hạn chế lửa lan tràn không thể không đề cập tới yếu tố này

Ở Việt Nam, khi phân tích ảnh hưởng của tốc độ gió đến nguy cơ cháy rừng

Cooper (1991) [26] đã đề nghị hiệu chỉnh chỉ tiêu P của Nesterop dùng để phản ánh

nguy cơ cháy rừng (Bảng 1.10)

- Mưa: Chế độ mưa và mùa mưa sẽ ảnh hưởng và quyết định đến nhân tố độ

ẩm Khi có mưa làm tăng độ ẩm của VLC, ít có nguy cơ cháy rừng Ngược lại, khi không có mưa hoặc lượng mưa nhỏ (dưới 5 mm/ngày) thì VLC sẽ khô và khi đó nguy

cơ cháy rừng có thể xảy ra

c) Điều kiện địa hình: Địa hình có ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến cháy

rừng và liên quan trực tiếp đến sự phát triển của đám cháy; có tác dụng ngăn chặn các

hệ thống gió, hình thành các khu vực tiểu khí hậu khác nhau như: tạo ra các khu vực thường xuyên có mưa hoặc các khu vực khô hạn ít mưa

Ở những khu vực có địa hình cao thường khô hạn kéo dài, nắng nhiều và dao động nhiệt lớn hơn rất nhiều so với nơi thấp Ở địa hình sườn dốc, do khác hướng phơi nên năng lượng nhận được khác nhau, sườn dốc còn tạo điều kiện thuận lợi cho các dòng đối lưu phát triển mạnh hơn so với khu vực khác Ngoài ra, các loại gió địa phương do sự điều chỉnh của địa hình đối với hệ thống gió chính có thể làm tăng tốc

độ gió,… Các yếu tố địa hình tạo ra có ảnh hưởng trực tiếp đến điều kiện bốc hơi nước

và độ ẩm của VLC hoặc chi phối quy mô, tốc độ lan tràn các đám cháy rừng

1.1.3.2 Các nhân tố về điều kiện kinh tế - xã hội

a) Do các hoạt sản xuất của con người:

- Đốt rừng để lấy đất sản xuất, tập quán đốt nương làm rẫy ở miền núi và đốt rơm rạ ở đồng ruộng gây cháy lan sang rừng, đốt quang thực bì để thu nhặt kim loại,

đốt dọn VLC dưới các tán rừng không có kiểm soát, đốt dọn và làm đường giao thông, hun khói để lấy mật ong gây cháy rừng,

- Vào rừng khai thác gỗ, củi vô ý gây cháy rừng Nhiều diện tích rừng trồng xong không được chăm sóc kịp thời làm tăng nguồn VLC nên về mùa khô gặp tàn thuốc lá là bốc cháy

b) Do hoạt động xã hội:

- Trẻ em chăn trâu sưởi ấm vào mùa đông, đốt hương vào các dịp tết và tảo mộ thanh minh Phong tục tập quán của đồng bào dân tộc thả đèn trong các ngày lễ hội vô

ý gây cháy rừng

- Khách tham quan du lịch sinh thái trong rừng vô ý gây cháy rừng

- Các hoạt động dã ngoại và bắn đạn thật trong quân đội gây cháy rừng

1.1.3.3 Nhân tố về quản lý và điều hành

Công tác PCCCR đã được quy định trong hệ thống văn bản chỉ đạo và điều hành của Chính phủ và Bộ NN-PTNT, được củng cố và hoàn thiện tới cấp xã Các phương án PCCCR được triển khai mạnh mẽ ở các cấp Tuy nhiên, việc kiểm soát cháy rừng và hiệu quả chữa cháy rừng chưa cao Nguyên nhân chủ yếu là:

- Thiếu hệ thống quản lý chặt chẽ từ Trung ương xuống cơ sở về lĩnh PCCCR Công tác chỉ đạo, điều hành chậm do không nắm bắt được thông tin kịp thời và chính xác, thiếu phương tiện, trang thiết bị chỉ đạo, chỉ huy Việc triển khai tuyên truyền, phổ biến, giáo dục pháp luật, các chủ trương chính sách và chỉ đạo ở cấp huyện, xã, các thôn bản còn chậm, nhiều hạn chế Chính quyền địa phương, đặc biệt cấp xã ở nhiều nơi chưa quan tâm đúng mức, đúng trách nhiệm theo Quyết định 245/1998/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ ngày 21 tháng 12 năm 1998 về thực hiện trách nhiệm quản lý nhà nước của các cấp về rừng và đất lâm nghiệp

Tính thực tiễn của các phương PCCCR chưa cao cũng là nguyên nhân làm giảm hiệu quả của công tác PCCCR Các phương án PCCCR thường không nêu ra vùng trọng điểm cháy rừng, những hành động thích hợp nhất đối với cán bộ chỉ huy, lực lượng dập cháy, lực lượng hậu cần ứng với những trường hợp cháy rừng cụ thể của địa phương Đây là nguyên nhân cơ bản gây nên tình trạng lúng túng trong tổ chức và thực hiện các hoạt động PCCCR, đặc biệt khi có cháy lớn xảy ra

Công tác dự báo, cảnh báo và phát hiện sớm điểm cháy của lực lượng Kiểm lâm

đã được triển khai nhưng còn nhiều hạn chế do thiếu kinh phí, trang thiết bị Mặt khác, nguồn số liệu tập hợp để đưa vào tính toán cấp dự báo chưa đại diện cho các vùng và tiểu vùng trong cả nước, cũng như tính khoa học của việc tính toán cấp dự báo không cao Hiện tại chỉ mới dự báo nguy cơ cháy rừng trên diện rộng, chưa dự báo trực tiếp

các vị trí, khu vực trọng điểm, chưa phát hiện sớm được điểm cháy để kịp thời xử lý

- Không có lực lượng chữa cháy rừng chuyên trách, trong khi Luật phòng cháy, chữa cháy có quy định Lực lượng thường trực PCCCR hiện nay chủ yếu là lực lượng Kiểm lâm, nhưng lại rất mỏng, phân tán; trình độ chuyên môn, nghiệp vụ về công tác PCCCR còn hạn chế Cục Kiểm lâm chưa được đầu tư để xây dựng, đào tạo huấn luyện một lực lượng chữa cháy rừng có tính chuyên nghiệp cao Trung bình trên 1.200

ha rừng/01 biên chế kiểm lâm; biên chế trực tiếp cho lực lượng chữa cháy rừng không có, Vì vậy, khi cháy rừng xảy ra và cháy lớn, mặc dù huy động rất nhiều người tham gia chữa cháy song hiệu quả chữa cháy rừng vẫn rất thấp

- Nhiều địa phương kinh phí đầu tư cho công tác PCCCR rất hạn chế; phương tiện, trang thiết bị vừa thô sơ, lạc hậu, vừa thiếu, chỉ có một số máy bơm công suất nhỏ

và chủ yếu là dụng cụ chữa cháy thủ công như: cuốc, xẻng, dao phát,

- Sự phối hợp giữa các lực lượng tham gia chữa cháy rừng chưa nhịp nhàng, chưa thống nhất, kém hiệu quả, lúng túng trong chỉ đạo điều hành, không phân định rõ

cơ chế chỉ đạo, điều hành và cơ chế phối hợp Lực lượng chữa cháy đông nhưng không

có nghiệp vụ, hiệu quả chữa cháy rừng thấp Đây là bài học kinh nghiệm được rút ra từ

02 vụ cháy lớn tập trung ở Kiên Giang và Cà Mau trong năm 2002; vụ cháy rừng ở VQG Hoàng Liên trong những năm gần đây

- Xã hội hóa công tác quản lý bảo vệ rừng, PCCCR đã và đang thực hiện có hiệu quả ở địa phương, các cấp chính quyền, chủ rừng và các tầng lớp xã hội bước đầu

đã nhận thức được vai trò, tránh nhiệm của mình trong công tác PCCCR Tuy nhiên, lực lượng này chỉ có thể tham gia giập tắt những đám cháy nhỏ, còn các đám cháy lớn không thể kiểm soát được

- Chế độ đãi ngộ với lực lượng tham gia chữa cháy chưa cụ thể, rõ ràng nên chưa động viên, khuyến khích mọi lực lượng tham gia công tác PCCCR một cách chủ động và tích cực

1.1.4 Phân loại cháy rừng

Từ thực tế các vụ cháy rừng đã xảy ra, đã thống kê có 3 tầng phân bố VLC chủ yếu ở trong rừng là: ở dưới mặt đất, ở sát mặt đất và ở trên tán rừng Cháy rừng có thể

xảy ra ở một hoặc cả ba tầng vật liệu này Từ cơ sở khoa học theo sự phân bố theo không gian và thực tiễn trong sản xuất kinh doanh, quản lý bảo vệ và phát triển rừng người ta chia làm 3 loại cháy rừng là: Cháy dưới tán (cháy mặt đất), cháy tán rừng và cháy ngầm (cháy lớp thảm mục dày dưới mặt đất, cháy than bùn) [2, 10]

a) Cháy dưới tán rừng (cháy trên bề mặt đất rừng): Cháy dưới tán rừng là

những đám cháy mà ngọn lửa cháy lan tràn trên mặt đất làm tiêu hủy một phần hoặc toàn bộ lớp thảm mục, cành khô, lá rụng, cỏ khô, thảm tươi, cây bụi, cây tái sinh cháy sém vỏ và một phần nào đó ở gốc cây, rễ cây nổi lên trên mặt đất và ở sát mặt đất

Cháy dưới tán rừng là loại cháy thường xảy ra nhiều nhất, lửa cháy lan nhanh, nhưng ngọn lửa nhỏ không vươn lên tán cây rừng, thường là ở dưới đoạn phân cành Sau khi cháy, mặt đất bị cháy trụi, trong rừng chủ yếu còn lại những loại cây lớn

Hình 1.1 Cháy dưới tán với ngọn lửa cháy lan trên bề mặt đất [3]

Loại cháy này thường gặp ở những kiểu rừng thưa, rừng phân bố trên địa hình tương đối dốc, các sa van trong đó cây bụi, thảm cỏ chiếm ưu thế và ở những khu rừng khô, rụng lá theo mùa, rừng trồng có tầng thảm mục khô nỏ nhưng không dày lắm Ở các sa van cỏ và cây bụi, cháy lan theo chiều gió rất nhanh nhưng chóng tàn Cháy dưới tán rừng tiêu huỷ hầu hết các loài cây tái sinh dưới tán rừng Thân và gốc cây lớn cháy sém hoặc cháy nham nhở để lại nhiều vết tích, cành lá trên tán khô Sau này cây thường có nhiều

- Cháy lướt nhanh ở mặt đất rừng: Là loại cháy xảy ra khi VLC khô, tốc độ cháy có thể đạt 180 - 300 m/h Nó chịu ảnh hưởng trực tiếp của tốc độ gió ở trên bề mặt đất rừng, nó rất dễ chuyển thành cháy tán rừng Đặc biệt rừng Thông và rừng Khộp khu vực Tây Nguyên và Nam Trung Bộ

- Cháy dưới chậm ổn định: Là cháy hoàn toàn lớp thảm tươi cây bụi, cây non tái

sinh và thảm mục, cháy xung quanh rễ và vỏ cây rừng,… gây thiệt hại nặng cho rừng

và ảnh hưởng xấu đối với cây rừng còn lại; làm mất khả năng tái sinh phục hồi của rừng, một số cây rừng sinh trưởng chậm hoặc ngừng sinh trưởng và chết,…

Loại cháy này, tốc độ cháy chậm, khói nhiều và đen hơn; cháy dưới tán ổn định rất dễ chuyển thành cháy ngầm ở những nơi có tầng than bùn Còn đối với rừng non và rừng nhiều tầng thường cháy cây tái sinh và cây bụi sẽ chuyển thành cháy trên tán

Nhìn chung, số lượng cây rừng sẽ bị thiệt hại không chỉ phụ thuộc vào cường

độ cháy mà còn phụ thuộc vào loài cây, tuổi cây, mật độ, loại hình phân bố và hệ thống rễ của chúng

Cháy dưới tán rừng thường gây thiệt hại cho tất cả các loài cây còn non ( các cây tái sinh) và phần lớn các loài cây có khả năng chịu nắng, chịu lửa kém Có những cây to vẫn sống được vì khả năng chống chịu lớn hơn (đối với những đám cháy nhỏ hoặc trung bình) đa số các loài cây có khả năng chịu lửa tốt thì không bị hại khi gặp cháy lớn dưới tán ( kể cả khi bị tổn thương ở tượng tầng) Cháy dưới tán mạnh có thể gây hại cho tượng tầng và để lại những vết sẹo trên thân cây và ở những nơi bị cháy lặp đi lặp lại nhiều lần gây tổn thương cơ giới làm cho cây dễ bị rỗng ruột, gỗ kém phẩm chất, gây nhiều vết nứt trên thân cây thậm chí làm cho cây bị chết hoặc gãy đổ

b) Cháy tán rừng (cháy trên ngọn): Cháy tán rừng là hình thức cháy được phát

triển từ cháy dưới tán cháy lên đến tán rừng Khi cháy dưới tán, ngọn lửa sẽ đốt nóng

và sấy khô tán rừng sau đó cháy qua thảm cây bụi, các cây tái sinh rồi cháy lên tán rừng và ngọn lửa sẽ cháy lan từ tán này lan sang tán khác

Cháy tán rừng thường xuất hiện ở kiểu rừng có mật độ tán dày của những loài cây có dầu, khi có gió mạnh và thời tiết nóng hạn kéo dài Cháy tán có hai loại: Cháy

ổn định (cháy toàn bộ tán rừng) và cháy lướt nhanh

Hình 1.2 Cháy tán diễn ra với ngọn lửa lan nhanh trên tán rừng [3]

- Cháy tán ổn định (cháy toàn bộ tán rừng): Khi ngọn lửa cháy lan tràn theo tất

cả các tầng của tán rừng, từ lớp thảm tươi bên dưới đến tán rừng Rừng sẽ bị thiệt hại hoàn toàn, tốc độ lan truyền không lớn, bình quân khoảng 0,5 km/h, có lúc có thể đạt 4

- 5 km/h

- Cháy lướt nhanh trên tán: Chỉ phát triển khi có tốc độ gió mạnh Ngọn lửa

thường lan theo tán rừng và thường được phát triển từ cháy dưới tán cháy lên

Sự lan truyền ngọn lửa của loại cháy rừng này không giống nhau mà chúng cuốn theo hướng gió Lúc đầu khi mới bén đến tán rừng, ngọn lửa lan tràn rất nhanh, sau đó ít phút tốc độ của nó giảm đi rõ rệt, chính vào lúc đó các VLC ở dưới mặt đất được đốt nóng và sấy khô, rồi các cây gỗ cũng bị cháy Cường độ cháy ở tán rừng sẽ rất lớn, đốt nóng và chuẩn bị cho sự bốc cháy ở các tán bên cạnh Thiếu sự đốt nóng

đó thì cháy tán sẽ dừng lại và khi cháy dưới tán đi qua khu vực đã cháy trụi tán các cây, sự đốt nóng và làm khô tương đối các tán cây bên cạnh theo hướng gió đã bắt đầu, sau đó các tán sẽ bốc cháy và ngọn lửa nhanh chóng lan tràn sang khu vực đã sấy khô tương đối Sự phát triển của đám cháy tán rừng như thế lan từ tán cây này sang tán cây khác làm cho quy mô cháy và cường độ cháy tăng lên Tốc độ của ngọn lửa trong các đám cháy tán có thể đạt đến 20 - 25 km/h

Ở Việt Nam, cháy tán thường xảy ra ở những khu rừng thuần loài lá có tinh dầu hay nhựa dễ bắt cháy như: rừng thông, rừng long não, bạch đàn,… Cháy tán cũng có thể gặp ở rừng tự nhiên hỗn giao có độ dốc lớn ( 150- 300), tán cây nọ gối tán cây kia

và ngày một lên cao dần theo sườn dốc Các đám cháy thường rất rộng, gây thiệt hại lớn Thông thường sau khi cháy tán rừng xảy ra cây rừng bị cháy trụi và đổ gẫy, rừng chỉ còn lại đất trống

c) Cháy ngầm: Là loại cháy mà ngọn lửa cháy lan tràn dưới mặt đất làm tiêu

hủy lớp mùn, than bùn và tiêu hủy những vật liệu hữu cơ khác đã được tích luỹ dưới lớp đất mặt trong nhiều năm

Mùn, than bùn và các chất hữu cơ đã được tích tụ lâu ngày trong quá trình phát sinh, phát triển của rừng, gồm tầng thảm mục do cành khô, lá rụng, các thân cây gẫy,

đổ, tầng rễ cây đã chết, bị vùi lấp ở phía dưới mặt đất Ở Việt Nam có thể gặp được lớp mùn và than bùn tương đối điển hình dưới các rừng Tràm ở Kiên Giang, Cà Mau, Sóc Trăng, Long An, Đồng Tháp Lớp thảm mục dày cũng có thể gặp được ở một số trạng thái rừng mưa ẩm thường xanh núi cao phân bố trên dãy Hoàng Liên Sơn ở Lào Cai, Yên Bái Trong loại cháy ngầm, lửa có thể cháy lan xuống ở các tầng hữu cơ nằm sâu từ 0,8 - 1 m, thậm trí có thể sâu tới vài mét Đặc trưng của loại cháy này là tốc độ lan truyền chậm (0,5 - 5,0 m/ngày), cháy âm ỉ, mép cháy không có ngọn lửa hoặc bùng cháy lên rất nhỏ mỗi khi có gió thổi, ít khói và thường khó nhận thấy Cháy ngầm hay xảy ra ở các khu rừng Tràm vùng Tây Nam Bộ Điển hình của loại cháy này là 2 vụ

cháy rừng tràm lớn tại U Minh Thượng thiệt hại 2.712 ha và U Minh Hạ thiệt hại 2.703 ha trong mùa khô 2001 - 2002

Hình 1.3 Cháy ngầm trong tầng than bùn và thảm mục sâu dưới mặt đất [3]

Cháy ngầm không có ngọn lửa và ít khói nên khó phát hiện Khi cháy lớp mùn, than bùn và vật liệu hữu cơ dưới đất, nói chung như mùn, rễ cây, động vật đất và các

vi sinh vật có thể bị tiêu hủy một phần hoặc hoàn toàn Vì vậy, cũng làm chết hầu hết cây rừng Khi cháy ngầm ngọn lửa cháy lan chậm và cháy trong điều kiện nhiệt độ rất cao, nên cháy lâu có khi tới vài tháng Cháy ngầm có thể gây nguy cơ cháy mặt đất và cháy tán rừng khi có gió thổi làm cho ngọn lửa cháy bùng lên Dập lửa cháy ngầm thường sẽ khó khăn hơn nhiều so với các loại cháy khác và rất nguy hiểm cho tính mạng của những người tham gia chữa cháy

Về cường độ cháy rừng và sự phát triển các đám cháy thường lặp lại rất khác nhau, vì nó phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, sự tích luỹ VLC và khả năng bắt lửa của

nó, phụ thuộc vào loại đất, đặc điểm địa hình nơi đó,

Trong thực tế, tuỳ theo mức độ của cháy rừng mà người ta phân loại ra cháy yếu, cháy trung bình và cháy mạnh Ngoài ra, còn một khái niệm nữa đó là cháy lớn, tức là những đám cháy bao gồm tất cả các loại cháy đồng thời xảy ra Ở nước ta, cháy rừng với diện tích bị cháy trên 2,5 ha được gọi là cháy lớn Nhưng ở những nước phát triển thì cháy lớn được quy định là có diện tích trên 100 ha Hiện nay, người ta thường căn cứ vào các loại cháy, đặc điểm khu rừng đang cháy để xác định phương thức và chiến thuật chữa cháy rừng sao cho đạt hiệu quả cao nhất và nhanh nhất

1.1.5 Đặc điểm cháy rừng ở từng vùng sinh thái của Việt Nam

a) Vùng Tây Bắc: Tổng diện tích rừng toàn vùng tính đến 31/12/2013 khoảng

1.689.817 ha (chiếm 12,1% diện tích rừng toàn quốc) Trong đó, rừng tự nhiên có 1.507.889 ha (chiếm 89,2% diện tích có rừng) và rừng trồng khoảng 181.928 ha

(chiếm 10,8% diện tích có rừng) [4] Rừng dễ cháy gồm các loại: pơmu, samu, bạch đàn, keo, tre, nứa và các loại rừng non, rừng thứ sinh nghèo kiệt, Cùng các trảng cây bụi và lau sậy phân bố trên các vùng núi và trung du Đặc điểm và nguyên nhân cơ bản gây ra cháy rừng ở khu vực Tây Bắc là:

- Hàng năm, nguồn vật liệu trong rừng và ven rừng trải qua mùa đông khô hạn

6 tháng (từ cuối tháng 10 đến hết tháng 4 năm sau) Trong thời kỳ này, thời tiết khô, hạn, có nhiều đợt gió mùa Đông Bắc hanh khô, kiệt kéo dài Đặc biệt, ở khu vực này còn chịu ảnh hưởng của gió Tây khô và nóng dẫn đến độ ẩm không khí thấp, VLC trở nên khô, nỏ dẫn đến nguy cơ cháy rừng cao

- Đồng bào các dân tộc các dân tộc như Mường, Thái, Cao Lan, Hơ Mông, Hà Nhì, có tập quán phát, đốt rừng làm nương rẫy; du canh, du cư hoặc định cư nhưng còn du canh, hàng năm thường phát rừng vào các tháng 12 và 1, 2 năm sau; đến tháng

3, 4 là những tháng cao điểm về cháy của khu vực Đồng bào đốt, phát nương để tra lúa, ngô, đậu, Do canh tác lạc hậu, không theo quy hoạch và hoạt động phát, đốt phát, đốt tràn lan không tuân theo đúng quy trình kỹ thuật, không có người kiểm soát lửa nên dễ để cháy lan vào rừng

- Ngoài ra, còn một số nguyên nhân khác như: đốt đồng cỏ để lấy cỏ non chăn thả gia súc không kiểm soát được gây cháy rừng, người đi săn bắt động vật hoang, trẻ

em đi chăn thả gia súc đốt sưởi ấm vô ý gây cháy rừng, xử lý thực bì để trồng rừng, thăm dò địa chất, làm đường giao thông, khai hoang, dễ gây ra cháy rừng

Ở vùng Tây Bắc, Lai Châu được xác định là tỉnh trọng điểm về cháy rừng

b) Vùng Đông Bắc: Tổng diện tích rừng năm 2013 khoảng 3.642.698 ha

(chiếm 26,1% diện tích rừng toàn quốc) Trong đó, rừng tự nhiên có 2.375.557 ha (chiếm 64,7% diện tích có rừng) và rừng trồng là 1.232.031 ha ( chiếm 35,3% diện tích có rừng) [4] Diện tích rừng dễ cháy gồm các loại: pơmu, samu, thông, bạch đàn,

mỡ, bồ đề, keo, phi lao, tre, nứa, phân bố trên các vùng núi và trung du Đặc điểm và

nguyên nhân cơ bản gây ra cháy rừng ở khu vực Đông Bắc là:

- Vào mùa khô, nguồn VLC trong rừng và ven rừng chịu đựng mùa đông khô hạn từ tháng 11 đến hết tháng 4 năm sau Thời kỳ này, thời tiết khô, hạn và chịu ảnh hưởng của nhiều đợt gió mùa Đông Bắc hanh khô kéo dài Đặc biệt, còn chịu ảnh hưởng của gió Tây, gió ô quy hồ (gió địa phương ở khu vực Sa Pa), hanh và khô làm cho độ ẩm không khí giảm xuống thấp, dẫn đến vật liệu khô và nỏ Trong thời gian này, nguy cơ cháy rừng luôn ở mức cao

- Ở khu vực này có đồng bào các dân tộc như Dao, Thái, Cao Lan, Tày, Nùng,

Hơ Mông, Hà Nhì, còn tập quán canh tác nương rẫy, hàng năm thường phát, đốt nương vào các tháng cao điểm của mùa khô từ tháng 1 đến tháng 3 Do không phát đốt

nương đúng nơi quy hoạch, kém chuyên môn kỹ thuật phát, đốt khi làm rẫy; thiếu ý thức sử dụng lửa, không kiểm soát lửa lên dễ để cháy lan vào các khu rừng

- Ngoài ra, còn một nguyên nhân khác như: đốt các khu vực đất trống lấy cỏ non mùa mưa phục vụ chăn thả gia súc, làm đường giao thông, xử lý thực bì để trồng rừng, thăm dò địa chất, khai hoang, người dân vào rừng săn bắn, lấy củi, sử dụng lửa thiếu ý thức gây cháy rừng,

Các tỉnh trọng điểm có nguy cơ cháy rừng cao là Quảng Ninh, Phú Thọ, Yên Bái, Bắc Giang, Lào Cai, Bắc Kạn

c) Đồng bằng Sông Hồng: Có diện tích rừng thấp nhất cả nước, khoảng 92.824

ha (chiếm 0,7% diện tích rừng toàn quốc) Trong đó, diện tích rừng tự nhiên là 46.366

ha ( chiếm 49,9% diện tích có rừng) và diện tích rừng trồng là 46.457 ha ( chiếm 50% diện tích có rừng) [4] Các loại rừng dễ cháy bao gồm: thông, bạch đàn, keo và các loại rừng non khoanh nuôi tái sinh Nguyên nhân cơ bản gây ra cháy rừng ở khu vực này la

do sức ép dân số bao chiếm đất lâm nghiệp sử dụng vào mục đích sản xuất nông nghiệp và nhà ở; người dân vào rừng khai thác củi, Trong quá trình sử dụng do dùng lửa vô ý gây cháy rừng

d) Bắc Trung Bộ và Nam Trung Bộ: Gồm 14 tỉnh từ Thanh Hóa đến Bình

Thuận với tổng diện tích rừng năm 2013 khoảng 4.931.401 ha (chiếm 35,3% diện tích rừng toàn quốc) Trong đó, diện tích rừng tự nhiên là 3.632.669 ha ( chiếm 73,6% diện tích có rừng)và rừng trồng khoảng 1.298.702% ha ( chiếm 26,3% diện tích có rừng) [4] Rừng dễ cháy ở đây chủ yếu là: thông, bạch đàn, keo, phi lao, tre, nứa, luồng và rừng non khoanh nuôi tái sinh, Miền Trung do chịu ảnh hưởng nặng nề của điều kiện gió Tây Nam khô, nóng thổi trực tiếp từ Lào vượt qua dãy Trường Sơn sang lãnh thổ nước ta, hàng năm kéo dài 6 tháng (từ tháng 4 đến tháng 9) Đặc điểm mùa gió Tây Nam là khô, nắng, oi bức, nóng, độ ẩm rất thấp (có thể giảm xuống dưới 30%); nhiệt

độ không khí có ngày lên tới 40 - 42oC Đây là dạng thời tiết rất nguy hiểm, cộng với các hoạt động trái phép hay vô tình của con người như: canh tác nương rẫy; đốt đồng mía; đã tạo môi trường và điều kiện thuận lợi cho cháy rừng và tiềm ẩn nguy cơ cháy rừng rất cao

Bên cạnh đó, khu vực miền Trung còn tồn dư nhiều bom, mìn, đạn sau kháng chiến chống Mỹ Vì vậy, vào mùa khô khi thời tiết nắng nóng kéo dài dễ gây ra cháy

mm/tháng, với độ ẩm VLC và thời tiết như vậy thì nguy cơ xảy ra cháy rừng và cháy lớn rất cao, có thể chỉ cần 1 tàn thuốc lá cũng có thể gây nên cháy rừng

e) Đông Nam Bộ và Tây Nguyên: Có tổng diện tích rừng năm 2013 khoảng

3.315.567 ha (chiếm 23,7% diện tích rừng toàn quốc) Trong đó, diện tích rừng tự nhiên là 2.794.74 ha ( chiếm 84,3% diện tích có rừng) và rừng trồng là 520.827 ha ( chiếm 15,7% diện tích có rừng) [4] Rừng dễ cháy ở khu vực này chủ yếu là các loại rừng: thông; khộp họ dầu (Diptero Carpacea); bạch đàn, keo, sao, vên vên, hỗn giao tre nứa, Hàng năm nguồn VLC rừng trải qua một mùa khô nắng, nóng kéo dài khoảng 6 tháng (từ tháng 12 đến tháng 5 năm sau), nhiệt độ không khí có khi lên tới

38 - 40oC; lượng mưa rất thấp và nhiều tháng không có mưa, có năm tới 2 - 3 tháng không có mưa; tốc độ gió mạnh, bốc thoát hơi nước tiềm năng rất cao, một năm có từ

1 - 2 tháng kiệt (lượng mưa trung bình tháng kiệt ≤ 5 mm); 2 - 3 tháng hạn (lượng mưa trung bình tháng ≤ 1 lần nhiệt độ không khí trung bình tháng hạn); 2 - 3 tháng khô (lượng mưa ≤ 2 lần nhiệt độ không khí trung bình tháng khô) tính theo chỉ số khô hạn của Thái Văn Trừng [12]; độ ẩm VLC vào tháng kiệt có khi xuống 10 - 15% (< 25% là điều kiện xảy ra cháy rừng)

Rừng thông, rừng họ dầu là các dạng rừng có nguy cơ cháy cao, bởi chúng là những loài cây chứa tinh dầu và có khối lượng VLC khô tương đối lớn thường từ 5-10 tấn/ha Riêng rừng khộp có thể xem là một dạng đặc trưng của dạng rừng rụng lá theo mùa ở Đắk Lắk, Gia Lai, Kon Tum, Bình Dương, Bình Phước, bao gồm nhiều cây

gỗ lớn mọc khá thưa, ít tầng Chúng có đặc điểm chung là rụng lá về mùa khô tạo thành một lớp vật liệu dày, dễ cháy, dễ bắt lửa và cháy lớn vào mùa khô Đây là vùng trọng điểm cháy lớn, nguy hiểm bởi hiện tượng cháy lan và cháy lướt ở Tây Nguyên

và Đông Nam Bộ

Đồng thời, ở khu vực Tây Nguyên có khoảng 47 dân tộc cùng sinh sống Trong

đó, có nhiều đồng bào dân tộc với tập quán đốt nương làm rẫy, đốt phá rừng lấy đất sản xuất nông nghiệp, săn bắn, là những nguyên nhân chính gây ra các vụ cháy rừng

f) Tây Nam Bộ: Với tổng diện tích rừng năm 2013 là 282.148 ha ( chiếm

2,02% diện tích rừng toàn quốc); trong đó rừng tự nhiên là 59.268 ha ( chiếm 21% diện tích có rừng) và rừng trồng là 222.88 ha ( chiếm 79% diện tích có rừng)[4] Rừng

dễ cháy chủ yếu là rừng tràm, bạch đàn, keo, Hàng năm nguồn VLC rừng chịu đựng một mùa khô nắng, nóng kéo dài từ tháng 12 đến tháng 5 năm sau, nhiệt độ trung bình

có ngày lên tới 38 - 40oC; nhiều ngày không mưa liên tục kéo dài, có năm tới 2 - 3 tháng không có mưa; tốc độ gió mạnh, bốc thoát hơi nước tiềm năng rất cao: một năm

có từ 1 - 2 tháng kiệt; 2 -3 tháng hạn; 2 - 3 tháng khô làm cho độ ẩm VLC vào tháng kiệt có khi xuống < 15%, với độ ẩm VLC như vậy thì nguy cơ xảy ra cháy rừng và cháy lớn rất cao,

Rừng Tràm ở Tây Nam Bộ có tầng than bùn dày trung bình 0,8 - 1,2 m, một năm thường có 6 tháng ngập nước, 6 tháng khô; về mùa khô nguồn nước rút ra biển và bốc hơi làm cho nguồn vật liệu khổng lồ từ 15 - 22 tấn/ha rất dễ bắt lửa và lan ra gây nên cháy lan mặt đất, cháy lướt tán rừng và cháy ngầm rất nguy hiểm, huỷ diệt nhanh chóng nguồn tài nguyên quý giá ở Tây Nam Bộ

Thực tế về mùa gió Tây ở các vùng núi Tây Bắc, Bắc Trung Bộ và Trung Trung

Bộ tần suất xảy ra cháy rừng thường cao hơn so với những nơi khác và so với những khoảng thời gian khác trong năm, sự khác nhau đó được thống kê như sau:

Bảng 1.1 Đặc trưng tiêu biểu của thời tiết khô nóng gió Tây ở các vùng

thời tiết đặc trưng

Hướng Vận tốc

(m/s)

Trung bình Tối cao

Tối thấp

Trung bình

Tối thấp Đông Bắc

Đồng bằng sông Hồng ĐĐN 2 - 3 28 - 30 33 - 38 26 80 65 Mù, khô

Trung Trung Bộ TN 6 - 8 30 - 33 38 - 40,5 26 - 27 75 40 Khô, hạn Nam Trung Bộ ĐĐN 2 - 4 30 35 - 40 25 - 27 75 55 Hạn, kiệt

“Nguồn: Cẩm nang ngành lâm nghiệp, Bộ NN&PTNT, 2004 [2]” Trên đây là một số dạng thời tiết quan trọng, liên quan nhiều đến sự phát sinh cháy rừng Do đó, nắm bắt được những hiểu biết về nội dung này là yếu tố rất quan trọng cho công tác xác định mùa cháy, dự báo và PCCCR của những người làm công tác bảo vệ rừng và các cán bộ kỹ thuật lâm nghiệp nói chung

1.2 DỰ BÁO, CẢNH BÁO NGUY CƠ CHÁY RỪNG

1.2.1 Cấp dự báo nguy cơ cháy rừng

Dự báo, cảnh báo nguy cơ cháy rừng là biện pháp phòng cháy dựa trên mối quan hệ đa chiều giữa các yếu tố thời tiết, khí hậu, thuỷ văn với nguồn VLC rừng để

dự tính, dự báo khả năng xuất hiện cháy rừng, trên cơ sở đó đề ra các biện pháp phòng chống thích hợp và chữa cháy rừng một cách có hiệu quả

Ở Việt Nam hiện nay, cấp dự báo cháy rừng sử dụng gồm 5 cấp được quy định trong Quyết định số 127/2000/QĐ-BNN-KL ngày 11/12/2000 của Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn

Bảng 1.2 Phân cấp dự báo nguy cơ cháy rừng và các biện pháp thực hiện PCCCR

để chủ động trong công tác chữa cháy rừng

3 III

Cấp cao: Thời tiết

khô hanh, dễ xảy

ra cháy rừng

Ban Chỉ huy PCCCR cấp huyện tăng cường kiểm tra đôn đốc công tác phòng cháy, chữa cháy rừng của các chủ rừng Cấm phát đốt nương rẫy

Cần theo dõi diễn biến thời tiết ở các bản tin tiếp theo

4 IV

Cấp nguy hiểm:

Thời tiết khô hanh,

nắng hạn dài ngày,

nguy cơ cháy rừng

cao, nếu xảy ra

cháy lửa dễ lan

Thông tin cảnh báo thường xuyên liên tục, kịp thời cấp

dự báo cháy rừng ở vùng trọng điểm cháy

Bố trí lực lượng canh phòng 24/24 giờ hàng ngày, không cho người qua lại các khu vục trọng điểm Khi xảy ra cháy phải khoanh vùng, dập tắt ngay đám cháy

“Nguồn: Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 2000” Các bước dự báo cháy rừng theo quy định của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn như sau:

- Xác định mùa cháy cho từng tỉnh, vùng sinh thái

- Xây dựng cấp dự báo cháy rừng theo phương pháp dự báo tổng hợp Nội dung của phương pháp là: chỉ tiêu tổng hợp biểu thị mức độ nguy hiểm cháy rừng ở thời điểm tính toán, xác định, thường là tính cho một ngày; chỉ tiêu tổng hợp phụ thuộc vào

3 yếu tố chính gồm: nhiệt độ lúc 13 giờ, độ chênh lệch bão hoà lúc 13 giờ và lượng mưa trong ngày

- Tính toán và công bố cấp dự báo cháy rừng:

+ Thu thập số liệu quan trắc từ các trạm quan trắc khí tượng thuỷ văn trên địa bàn toàn quốc, nhập dữ liệu vào phần mềm để xử lý và đưa ra bản dự báo cháy rừng hàng ngày, theo các cấp dự báo cháy trên nền bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng

+ Phối hợp với Đài phát thanh, truyền hình để thông báo thường xuyên cấp dự

báo cháy rừng trên chuyên mục dự báo thời tiết

1.2.2 Mùa cháy rừng

Mùa cháy rừng là khoảng thời gian thường xảy ra cháy rừng trong năm Mùa cháy rừng có thể xác định bằng hai nhóm phương pháp: thực nghiệm và lý thuyết

Theo nhóm phương pháp thực nghiệm: mùa cháy rừng được xác định thông qua

số liệu thống kê về tình hình cháy rừng nhiều năm Đó là thời gian bao gồm những tháng xảy ra cháy rừng với tổng tần suất xuất hiện vượt quá 90% cả năm

Theo nhóm phương pháp lý thuyết: mùa cháy rừng được xác định thông qua phân tích diễn biến của những chỉ tiêu khí hậu có liên quan chặt với nguy cơ cháy rừng như chỉ tiêu khí tượng tổng hợp của Nexterov, chỉ số tháng khô hạn Gaussel - Walter, chỉ số về số ngày khô hạn liên tục của Phạm Ngọc Hưng, [11] Mùa cháy rừng được xem là thời gian mà các chỉ số này vượt qua một giới hạn nhất định làm cho nguy cơ cháy rừng cao

Ở Việt Nam, mùa cháy rừng được xác định theo chỉ số khô hạn (X) của Thái Văn Trừng (1970, 1978), phát triển từ chỉ số tháng khô hạn Gaussel - Walter :

P là lượng mưa trung bình tháng (mm);

t là nhiệt độ trung bình của tháng (oC);

A là số tháng hạn, với các tháng có lượng mưa nhỏ hơn một lần nhiệt trung bình tháng nhưng lớn hơn 5 mm Tương quan giữa lượng mưa và nhiệt độ của tháng hạn thỏa mãn biểu thức sau: 5 mm ≤ P < t;

D là số tháng kiệt, với các tháng có lượng mưa nhỏ hơn 5 mm Lượng mưa tháng kiệt thỏa mãn biểu thức sau: P ≤ 5 mm

Trên cơ sở công thức trên, Thái Văn Trừng đã tính toán và đề xuất phân loại chế độ ẩm và các chỉ số khô hạn ở Việt Nam trong Bảng 1.3

Bảng 1.3 Chế độ khô ẩm ở Việt Nam theo Thái Văn Trừng

300 - 600

“Nguồn: Thái Văn Trừng, 1978 [19]”

Bảng 1.4 Mùa cháy rừng theo các vùng sinh thái

1.2.3 Phương pháp dự báo cháy rừng

Để chủ động phòng chống cháy rừng và hạn chế thiệt hại gây ra do cháy rừng, cần dự báo được mùa cháy, thời điểm có khả năng cháy rừng Dự báo cháy rừng gồm

dự báo ngắn hạn (hàng ngày) và dự báo dài hạn (tuần: 7 - 10 ngày)

a) Xác định khả năng cháy rừng theo chỉ số Angstrom (Thụy Điển)

Chỉ số Angstrom được tính theo công thức:

I = 𝑅

10 (2.2) Trong đó:

- R: Độ ẩm tương đối (%) của không khí thấp nhất trong ngày

- T: Nhiệt độ không khí (0C) cao nhất trong ngày Sau khi tính I, đánh giá khả năng cháy rừng như trình bày ở Bảng 1.5

Bảng 1.5 Đánh giá khả năng cháy rừng theo chỉ số Angstrom

II 2,5 < 1 < 4,0 Ít có khả năng xuất hiện cháy rừng

III 2,0 < I < 2,5 Có nhiều khả năng xuất hiện cháy rừng

IV I < 2,0 Rất có khả năng xuất hiện cháy rừng

Phương pháp này đơn giản và dễ tính toán, tuy nhiên do chỉ tính từng ngày riêng biệt, chỉ tiêu Angstrom không nêu được ảnh hưởng tích luỹ của nhiệt độ và độ

ẩm không khí, cũng không đề cập đến tác động của gió và mưa nên không phản ảnh chính xác sự thay đổi độ ẩm vật liệu cháy

b) Phương pháp dự báo ngắn hạn: Dự báo ngắn hạn là xác định khả năng cháy rừng

hàng ngày Ở Việt Nam, các nhà lâm nghiệp thường dự báo ngắn hạn dựa theo phương pháp của Nexterov (1940) Theo đó, mức độ nguy hiểm của cháy rừng có thể được tính theo chỉ tiêu tổng hợp P:

độ ở thời điểm không khí bão hoà hơi nước 100% Khi không khí bão hoà hơi nước thì

quá trình ngưng kết hơi nước trong không khí sẽ xảy ra

Nếu lượng mưa ngày cuối cùng lớn hơn hay nhỏ hơn 5 mm thì chỉ số P được bổ sung thêm hệ số K như sau:

𝑃 = 𝐾 ∗ ∑ 𝑇𝑖(𝑇𝑖 − 𝐷𝑖)

𝑛

1

( 2.4)

Trị số K lấy giá trị như sau: ngày có lượng mưa lớn hơn 5 mm thì K = 0; ngày

có lượng mưa nhỏ hơn 5 mm thì K = 1

Chỉ tiêu P được tính dựa trên tài liệu đo đếm ở các trạm khí tượng gần nhất với địa phương cần dự báo cháy rừng Cách tính chỉ tiêu tổng hợp P thể hiện tại (Bảng 1.6)

Bảng 1.6 Cách tính chỉ tiêu tổng hợp của Nexterov

10/7 Không mưa 24,1 15,1 638,3 + (24,1*15,1) = 1.002,2 Trị số Di được tra theo bảng tra điểm sương tại (Bảng 1.7)

Bảng 1.7 Bảng tra điểm sương

Khả năng chứa nước của

30

15

10

Cột 1 cho biết lượng nước tối đa mà không khí có thể chứa ở nhiệt độ tương ứng với cột 2

Căn cứ vào độ lớn của P, Phạm Ngọc Hưng (1988) đã phân chia thành 5 cấp cháy rừng thông nhựa ở Quảng Ninh thể hiện trong (Bảng 1.8) [8]

Bảng 1.8 Cấp nguy cơ cháy rừng theo chỉ số P

cơ cháy rừng P của Nexterov như sau.[16]

Bảng 1.9 Chỉ số nguy cơ cháy rừng P hiệu chỉnh

c) Phương pháp dự báo dài hạn: Dự báo dài hạn là xác định số ngày khô hạn

liên tục có khả năng cháy rừng Ở Việt Nam, Phạm Ngọc Hưng (1988) đưa ra công thức dự báo dài hạn dựa theo chỉ số Hi [8]:

Hi = K(Hi-1 +1) (2.5)

Trong đó: Hi là số ngày khô hạn liên tục (lượng mưa trung bình ngày < 5 mm);

Hi-1 là số ngày khô hạn tính đến ngày i-1; K là hệ số điều chỉnh theo lượng mưa

Từ công thức (2.5) cho thấy, muốn xác định được số ngày khô hạn liên tục, dự báo viên chỉ cần đếm số ngày liên tục có lượng mưa nhỏ hơn 5 mm Để dễ tính toán cấp cháy rừng, người ta có thể lập một biểu tra cấp dự báo cháy rừng dài hạn như công thức (2.5) Căn cứ vào lượng mưa do đài khí tượng thủy văn cung cấp, thể tính được

số ngày khô hạn trong một tháng của mùa cháy rừng Ví dụ: đến ngày 10/12 đã đếm được 12 ngày không mưa Từ ngày 11/12 - 20/12 có 5 ngày mưa lớn hơn 5 mm Vậy

số ngày không mưa tính đến 20/12 là 12 + 5 = 17 ngày Từ Bảng 1.10, có thể xác định được cấp cháy đến ngày thứ 20/12 là cấp III

Bảng 1.10 Cấp dự báo cháy rừng theo chỉ số H

c) Phương pháp dự báo cháy rừng dựa theo độ ẩm VLC: Giữa độ ẩm VLC và

khả năng cháy có quan hệ chặt chẽ với nhau Vì thế, có thể dự báo cháy rừng dựa theo

độ ẩm VLC được nêu trong (Bảng 1.11)

Bảng 1.11 Cấp dự báo cháy rừng theo độ ẩm vật liệu cháy

- Độ ẩm tương đối của VLC: W (%) = [(m1 - m2)/m1]*100 (2.6)

- Độ ẩm tuyệt đối của VLC: W (%) = [(m1 - m2)/m0]*100 (2.7)

Trong đó, m1 là trọng lượng VLC ở trạng thái ướt (kg), m2 là trọng lượng VLC

ở trạng thái khô không khí (kg), m0 là trọng lượng VLC ở trạng thái khô tuyệt đối (kg)

d) Phân cấp nguy cơ cháy theo hệ số khả năng bắt cháy: Hệ số bắt cháy (k)

phản ánh khả năng bắt cháy của VLC dưới các tán rừng và được xác định qua công thức sau:

Trong đó, m1 là trọng lượng vật liệu khô (kg), M1 là tổng trọng lượng vật liệu khô và tươi (kg)

Bảng 1.12 Phân cấp nguy cơ cháy theo hệ số khả năng bắt cháy

số ngày khô hạn của Phạm Ngọc Hưng [10].Ưu điểm của các phương pháp này là đơn giản, dễ tính toán Nhưng các phương pháp này cũng có nhiều hạn chế: (1) chưa tính hết các nhân tố ảnh hưởng đến cháy rừng; (2) để tính được các cấp cháy, hàng ngày dự báo viên phải đo đạc các thông tin ở hiện trường vào lúc 13 giờ; (3) cần phải có các dụng cụ và máy móc quan trắc khí tượng; (4) chỉ số P được phân chia quá rộng, và khi

P thay đổi 1 vài đơn vị thì cấp cháy cũng thay đổi; (5) dự báo viên phải theo dõi liên tục ngày có mưa hay không mưa,

Trên cơ sở phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến cháy rừng và một số kết quả nghiên cứu của các tác giả trước đây, Đề tài đã lựa chọn được 9 chỉ tiêu (kiểu thảm thực vật rừng, nhiệt độ trung bình tháng, chỉ số khô hạn, khoảng cách tiếp cận từ khu dân cư, khoảng cách tiếp cận từ đường giao thông, thủy văn, độ dốc, hướng sườn đón gió, độ cao) để xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ cháy rừng

1.3 TỔNG QUAN NHỮNG NGHIÊN CỨU THẢM THỰC VẬT RỪNG DỄ CHÁY VÀ DỰ BÁO CHÁY RỪNG

1.3.1 Những nghiên cứu trên thế giới

Nghiên cứu về PCCCR trên thế giới được quan tâm từ những năm đầu của thế

kỷ XX Thời kỳ đầu, chủ yếu tập trung ở các nước có nền kinh tế phát triển như Mỹ, Nga, Đức, Thuỵ điển, Canada, Pháp, Austraylia, Sau đó mở rộng ở hầu hết các nước

có hoạt động lâm nghiệp Người ta phân chia 5 lĩnh vực chính của nghiên cứu phòng chống cháy rừng: (1) bản chất của cháy rừng, (2) phương pháp dự báo nguy cơ cháy rừng, (3) các công trình phòng chống cháy rừng, (4) phương pháp chữa cháy rừng và (5) phương tiện chữa cháy rừng Phân loại thảm thực vật rừng theo nguy cơ cháy là phương pháp quan trọng trong công tác dự báo cháy rừng và quản lý lửa rừng

- Nghiên cứu bản chất của cháy rừng: Các kết quả nghiên cứu đã khẳng định

rằng cháy rừng là hiện tượng ôxy hoá các vật liệu hữu cơ do rừng tạo ra ở nhiệt độ cao

Nó xảy ra khi có mặt đồng thời của 3 thành tố (còn gọi là tam giác lửa): nguồn nhiệt, ôxy và VLC Tuỳ thuộc vào đặc điểm của 3 yếu tố trên mà cháy rừng có thể được hình thành, phát triển hay bị ngăn chặn hoặc suy yếu đi (Brown, 1979; Belop, 1982; Chandler, 1983) [32, 24] Vì vậy, về bản chất, những biện pháp phòng chống cháy rừng chính là những biện pháp tác động vào 3 yếu tố trên theo chiều hướng ngăn chặn

và giảm thiểu quá trình cháy

Như trình bày ở trên, các nhà khoa học phân biệt 3 loại cháy rừng: (1) cháy dưới tán cây hay cháy mặt đất rừng; (2) cháy tán rừng (ngọn cây); (3) cháy ngầm Trong một đám cháy rừng có thể xảy ra một hoặc đồng thời 2, 3 loại cháy trên Tùy theo loại cháy rừng mà người ta đưa ra những biện pháp phòng và chữa cháy khác nhau (Brown, 1979; Mc Arthur, 1986; Gromovist, 1993) [32, 23, 29]

Kết quả nghiên cứu của một số tác giả trên thế giới cũng chỉ ra 3 yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến sự hình thành và phát triển cháy rừng là: thời tiết, kiểu thảm thực vật rừng và hoạt động kinh tế - xã hội của con người (Belop,1982) Thời tiết, đặc biệt là lượng mưa, nhiệt độ và độ ẩm không khí ảnh hưởng quyết định đến tốc độ bốc hơi và độ ẩm VLC dưới rừng, qua đó ảnh hưởng đến khả năng bén lửa và tốc độ lan của đám cháy Kiểu rừng ảnh hưởng đến tính chất vật lý, hoá học, khối lượng và phân

bố của VLC, qua đó ảnh hưởng đến loại cháy, khả năng hình thành của đám cháy Hoạt động kinh tế - xã hội của con người như đốt nương rẫy, săn bắn, du lịch, ảnh hưởng đến mật độ và phân bố nguồn lửa khởi đầu của các đám cháy Phần lớn các biện pháp PCCCR đều được xây dựng trên cơ sở phân tích đặc điểm của của 3 yếu tố trên trong hoàn cảnh cụ thể của địa phương (Richmond, 1976; Laslo Pancel, 1993)

- Nghiên cứu phương pháp dự báo nguy cơ cháy rừng: Các kết quả nghiên

cứu đều khẳng định mối liên hệ chặt giữa điều kiện thời tiết với độ ẩm VLC và khả năng xuất hiện cháy rừng Vì vậy, hầu hết các phương pháp dự báo nguy cơ cháy rừng đều tính đến đặc điểm diễn biến hàng ngày của lượng mưa, nhiệt độ và độ ẩm không khí (MiBbach, 1972; Belop, 1982; Chandler, 1983) [24] Ở một số nước, khi dự báo nguy cơ cháy rừng ngoài căn cứ vào yếu tố khí tượng người ta còn căn cứ vào một số yếu tố khác, chẳng hạn ở Đức và Mỹ người ta sử dụng thêm độ ẩm của VLC (Brown, 1979) [32], ở Pháp tính thêm lượng nước hữu hiệu trong đất và độ ẩm VLC, ở Trung Quốc có bổ sung thêm cả tốc độ gió, số ngày không mưa và lượng bốc hơi,… Cũng có

sự khác biệt nhất định khi sử dụng các yếu tố khí tượng để dự báo nguy cơ cháy rừng, chẳng hạn ở Thuỵ điển và một số nước ở bán đảo Scandinavia đã sử dụng độ ẩm không khí thấp nhất và nhiệt độ không khí cao nhất trong ngày Trong khi đó, ở Nga

và một số nước khác lại dùng nhiệt độ và độ ẩm không khí lúc 13 giờ (ở Việt Nam cũng sử dụng chỉ tiêu này) Những năm gần đây, ở Trung Quốc đã nghiên cứu phương pháp cho điểm các yếu tố ảnh hưởng đến nguy cơ cháy rừng, trong đó có cả những yếu

tố kinh tế - xã hội, và nguy cơ cháy rừng được tính theo tổng số điểm của các yếu tố Mặc dù có những nét giống nhau nhưng cho đến nay vẫn không có phương pháp dự báo cháy rừng chung cho cả thế giới, mà ở mỗi quốc gia, thậm chí mỗi địa phương vẫn nghiên cứu xây dựng phương pháp riêng Ngoài ra, vẫn còn rất ít phương pháp dự báo nguy cơ cháy rừng có tính đến yếu tố kinh tế - xã hội và loại rừng Đây có thể là một trong những nguyên nhân làm giảm hiệu quả của phòng chống cháy rừng ngay cả ở những nước phát triển

Hiện nay, cùng với sự phát triển vượt bậc của công nghệ vũ trụ, các loại tư liệu viễn thám đã được ứng dụng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới và mang lại hiệu quả cao trong công tác giám sát và cảnh báo nguy cơ cháy rừng Các thế hệ vệ tinh giám sát Trái đất với khả năng bao quát trên phạm vi rộng lớn và đa thời gian được phóng lên quỹ đạo đã trở thành một công cụ quan trọng trong công tác điều tra, phân loại và

hỗ trợ cảnh báo cháy rừng Những loại ảnh viễn thám được sử dụng phổ biến hiện nay trong lĩnh vực lâm nghiệp gồm Landsat TM và ETM, SPOT các thế hệ, MODIS, NOAA-AVHRR, IKONOS, IRS và QuickBird,

Một số loại ảnh vệ tinh cho phép xác định được các điểm có dị thường nhiệt, các dấu hiệu của cháy rừng (bụi, khói) và sự phát triển của đám cháy theo thời gian, Công việc này có thể xác định được thông qua đặc trưng nhiệt độ của các đối tượng trong dải phổ hồng ngoại nhiệt và cận hồng ngoại Các thế hệ vệ tinh hiện nay có gắn các bộ cảm để thu được các tín hiệu nhiệt phát xạ của các đối tượng trên mặt đất Việc ứng dụng ảnh vệ tinh trong lâm nghiệp đã được thực hiện từ lâu Mỗi nghiên cứu đều

có những cách tiếp cận khác nhau liên quan đến nguồn tư liệu được sử dụng, mục đích được quan tâm khai thác và phương pháp kết hợp các loại ảnh Một số nhà khoa học

Hàn Quốc (Kim Hwa Lim và ctv) đã tiến hành nghiên cứu sử dụng tư liệu ảnh SPOT

để quan trắc cháy rừng Bằng việc sử dụng ảnh tổ hợp màu các kênh 4, 3, 2 của SPOT4 (SWIR: 4, NIR: 3 và Red: 2) có ảnh hưởng đặc biệt cho việc phát hiện các đám cháy thể hiện rõ ràng phần sáng màu đỏ của đám cháy và khói của đám cháy thể hiện ở màu xanh nhạt Nhóm này còn gợi ý đưa ra tổ hợp SPOT4 432 trong đó kênh NIR được thay thế bởi giá trị trung bình của kênh NIR và Green, với tổ hợp này thì đám cháy và khói của chúng được thể hiện rõ ràng, đồng thời xác định nhiệt độ tại các đám cháy bức xạ từ kênh hồng ngoại SWIR là khoảng 331,34 K (58,34 °C)

- Nghiên cứu về công trình PCCCR: Kết quả nghiên cứu trên thế giới đã

khẳng định hiệu quả của các loại băng cản lửa, các vành đai cây xanh và hệ thống kênh mương ngăn cản cháy rừng (Gromovist, 1993) [29] Các nhà khoa học đã nghiên cứu tập đoàn cây trồng trên băng xanh cản lửa, trồng rừng hỗn giao và giữ nước ở hồ đập

để làm giảm nguy cơ cháy rừng Đồng thời, nghiên cứu hiệu lực của các hệ thống cảnh báo cháy rừng như chòi canh, tuyến tuần tra, điểm đặt biển báo nguy cơ cháy rừng Nhìn chung, thế giới đã nghiên cứu hiệu quả của nhiều kiểu công trình phòng chống cháy rừng Tuy nhiên, hiện vẫn chưa đưa ra được phương pháp xác định tiêu chuẩn kỹ thuật cho các công trình đó Những thông số kỹ thuật đưa ra đều mang tính gợi ý và luôn được điều chỉnh theo ý kiến các chuyên gia cho phù hợp với đặc điểm của mỗi loại rừng và điều kiện địa lý, vật lý địa phương

- Nghiên cứu về biện pháp PCCCR: Khi nghiên cứu các biện pháp phòng

chống cháy rừng người ta chủ yếu hướng vào làm suy giảm 3 thành phần của tam giác lửa: (1) giảm nguồn lửa bằng cách tuyên truyền không mang lửa vào rừng, dập tắt tàn than sau khi dùng lửa, thực hiện các biện pháp dọn VLC trên mặt đất thành băng, đào rãnh sâu, hoặc chặt cây theo dải để ngăn đám cháy lan sang phần rừng còn lại; (2) đốt trước một phần VLC vào đầu mùa khô khi chúng còn ẩm để giảm khối lượng VLC vào thời kỳ khô hạn nhất, hoặc đốt theo hướng ngược với hướng lan tràn của đám cháy để

cô lập đám cháy; (3) dùng chất dập cháy để giảm nhiệt lượng của đám cháy hoặc ngăn cách VLC với ôxy không khí (nước, đất, cát, hoá chất dập cháy,…)

- Nghiên cứu về phương tiện PCCCR: Những phương tiện PCCCR đã được

quan tâm nghiên cứu trong những năm gần đây, đặc biệt là phương tiện dự báo, phát hiện đám cháy, thông tin về cháy rừng và phương tiện dập lửa trong các đám cháy

Các phương pháp dự báo đã được mô hình hoá và xây dựng thành những phần mềm làm giảm nhẹ công việc và tăng độ chính xác của dự báo nguy cơ cháy rừng Việc ứng dụng ảnh viễn thám và công nghệ GIS đã cho phép phân tích được những diễn biến thời tiết, dự báo nhanh chóng và chính xác khả năng xuất hiện cháy rừng, phát hiện sớm đám cháy trên những vùng rộng lớn

Những thông tin về khả năng xuất hiện cháy rừng, nguy cơ cháy rừng và biện pháp phòng chống cháy rừng hiện nay được truyền qua nhiều kênh khác nhau đến các lực lượng phòng chống cháy rừng và cộng đồng dân cư như hệ thống biển báo, thư tín, đài phát thanh, báo địa phương và trung ương, truyền hình, các mạng máy tính,…

Những phương tiện dập tắt các đám cháy được nghiên cứu theo cả hướng phát triển phương tiện thủ công như cào, cuốc, dao, câu liêm đến các loại phương tiện cơ giới như cưa xăng, máy kéo, máy gạt đất, máy đào rãnh, máy phun nước, máy phun bọt chống cháy, máy thổi gió, máy bay rải chất chống cháy và bom dập lửa,…

Mặc dù các phương pháp và phương tiện phòng chống cháy rừng đã được phát triển ở mức cao, song những thiệt hại do cháy rừng vẫn rất khủng khiếp ngay cả ở những nước phát triển có hệ thống phòng chống cháy rừng hiện đại như Mỹ, Úc, Nga, Trong nhiều trường hợp việc khống chế các đám cháy vẫn không hiệu quả Người ta cho rằng, ngăn chặn nguồn lửa để không xảy ra cháy vẫn là quan trọng nhất

Vì vậy, đã có những nghiên cứu về đặc điểm xã hội của cháy rừng và những giải pháp

xã hội cho phòng chống cháy rừng (Cooper, 1991) [26] Hiện nay, các giải pháp xã hội phòng chống cháy rừng chủ yếu được tập trung vào tuyên truyền, giáo dục tác hại của cháy rừng, nghĩa vụ của công dân trong việc phòng chống cháy rừng, những hình phạt đối với người gây cháy rừng Trong thực tế còn ít những nghiên cứu về ảnh hưởng của thể chế và chính sách quản lý sử dụng tài nguyên, chính sách chia sẻ lợi ích, những quy định của cộng đồng, những phong tục, tập quán, những nhận thức và kiến thức của người dân đến cháy rừng Cũng còn rất ít những nghiên cứu về nguyên nhân cháy rừng

do hậu quả sinh thái của sự phát triển kinh tế xã hội gây nên, về những giải pháp lồng ghép hoạt động phòng chống cháy rừng với hoạt động phát triển kinh tế và bảo vệ môi trường khác Đây sẽ là những căn cứ quan trọng để xây dựng giải pháp kinh tế - xã hội cho phòng chống cháy rừng

Tóm lại, những nghiên cứu của các nhà khoa học về vấn đề cháy rừng, giảm thiểu nguy cơ xảy ra cháy rừng trên thế giới tập trung ở các vấn đề sau:

- Những nghiên cứu sử dụng các công nghệ mới như sử dụng ảnh viễn thám và

hệ thống định vị toàn cầu (GPS) trong việc xác định toạ độ các điểm cháy rừng và dự báo các khu vực có nguy cơ xảy ra cháy rừng

- Nghiên cứu về tính chất của nguồn VLC xây dựng các chỉ số cháy của các loài thực vật khác nhau và xây dựng hệ thống dự báo cháy

- Tích hợp thông tin trong việc xây dựng các bản đồ về mức độ rủi ro và ảnh hưởng của cháy rừng tới môi trường, trợ giúp cho việc giảm thiểu tác hại của cháy rừng và giúp cho các cơ quan quản lý cháy rừng ra quyết định

- Mô phỏng và mô hình hóa hiện tượng cháy trong tự nhiên theo không gian, trên cơ sở đó có biện pháp phòng và giảm thiểu tác hại của cháy rừng

1.3.2 Những nghiên cứu trong nước

- Nghiên cứu về dự báo nguy cơ cháy rừng: Công tác dự báo nguy cơ cháy

rừng ở Việt Nam được bắt đằu từ năm 1981 Tuy nhiên, trong thời gian đầu chủ yếu áp dụng phương pháp dự báo của Nesterop (Ngô Quang Đê, 1983) [6]. Đây là phương pháp đơn giản, cấp nguy hiểm của cháy rừng được xác định theo giá trị P bằng tổng của tích số giữa nhiệt độ và độ thiếu hụt bão hoà của không khí lúc 13 giờ hàng ngày

kể từ ngày cuối cùng có lượng mưa lớn hơn 3 mm Đến năm 1988 nghiên cứu của Phạm Ngọc Hưng đã cho thấy, phương pháp của Nesterop sẽ có độ chính xác cao hơn nếu tính giá trị P kể từ ngày cuối cùng có lượng mưa lớn hơn 5 mm Ngoài ra, trên cơ

sở phát hiện mối liên hệ chặt chẽ giữa số ngày khô hạn liên tục H (số ngày liên tục có lượng mưa dưới 5 mm) với chỉ số P, Phạm Ngọc Hưng cũng đã đưa ra phương pháp

dự báo nguy cơ cháy rừng theo số ngày khô hạn liên tục [8] Ông xây dựng một bảng tra cấp nguy hiểm của cháy rừng căn cứ vào số ngày khô hạn liên tục cho các mùa khí hậu trong năm

Tuy nhiên, khi nghiên cứu về tính thích hợp của một số phương pháp dự báo nguy cơ cháy rừng ở miền Bắc Việt Nam, Bế Minh Châu (2001) [1] đã khẳng định phương pháp dự báo nguy cơ cháy rừng theo chỉ tiêu P và H có độ chính xác thấp ở những vùng có sự luân phiên thường xuyên của các khối không khí biển và lục địa hoặc vào các thời gian chuyển mùa Trong những trường hợp như vậy, mức độ liên hệ của chỉ số P và H với độ ẩm vật liệu dưới rừng và tần suất xuất hiện của cháy rừng rất thấp Từ 1989 - 1991, Dự án tăng cường khả năng phòng chống cháy rừng cho Việt Nam của UNDP đã nghiên cứu, soạn thảo phương pháp dự báo nguy cơ cháy rừng theo chỉ tiêu khí tượng tổng hợp P của Nesterop nhưng thêm yếu tố gió (Cooper, 1991) Chỉ tiêu P của Nesterop đã được Cooper hiệu chỉnh khi nhân với hệ số là 1,0; 1,5; 2;0, và 3,0 nếu có tốc độ gió tương ứng là 0 - 4, 5 - 15, 16 - 25, và lớn hơn 25 km/giờ Tuy nhiên, đến nay chỉ tiêu này vẫn chỉ đang ở giai đoạn thử nghiệm

Năm 1993, Võ Đình Tiến đã đưa ra phương pháp dự báo nguy cơ cháy rừng từng tháng ở Bình Thuận theo 6 yếu tố: nhiệt độ không khí trung bình, lượng mưa trung bình, độ ẩm không khí trung bình, vận tốc gió trung bình, số vụ cháy rừng trung bình, lượng người vào rừng trung bình Tác giả đã xác định được cấp nguy hiểm với cháy rừng của từng tháng trong cả mùa cháy Đây là chỉ tiêu có tính đến cả yếu tố thời tiết và yếu tố kinh tế - xã hội liên quan đến nguy cơ cháy rừng Tuy nhiên, vì căn cứ vào số liệu khí tượng trung bình nhiều năm nên cấp dự báo của tác giả chỉ thay đổi theo thời gian của lịch mà không thay đổi theo thời tiết hàng ngày Vì vậy, nó mang ý nghĩa của phương pháp xác định mùa cháy nhiều hơn là dự báo nguy cơ cháy rừng