Nghiên cứu, tìm hiểu và cài đặt thử nghiệm một số phương pháp cảnh báo nguy cơ cháy rừng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

ĐẶNG QUỲNH ANH

NGHIÊN CỨU, TÌM HIỂU VÀ CÀI ĐẶT THỬ NGHIỆM
MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP CẢNH BÁO NGUY CƠ CHÁY RỪNG

Ngành: Công nghệ thông tin
Chuyên ngành: Hệ thống thông tin
Mã số: 60 48 01 04

LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
Tiến sĩ Lê Thanh Hà
Tiến sĩ Nguyễn Thị Nhật Thanh

Hà Nội –2015


1
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan: Luận văn này là công trình nghiên cứu thực sự của cá nhân,
được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của Tiến sĩ Lê Thanh Hà và Tiến sĩ
Nguyễn Thị Nhật Thanh.
Các số liệu, những kết luận nghiên cứu được trình bày trong luận văn này trung
thực và chưa từng được công bố dưới bất kỳ hình thức nào.
Tôi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình.
Hà Nội, tháng 9 năm 2015
Học viên

Đặng Quỳnh Anh


2
LỜI CẢM ƠN
Luận văn được thực hiện dưới sự hướng dẫn của Tiến sĩ Lê Thanh Hà và Tiến sĩ
Nguyễn Thị Nhật Thanh – khoa Công nghệ thông tin, trường Đại học Công nghệ, Đại
học Quốc gia Hà Nội. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy cô đã hướng dẫn tận
tình và có ý kiến chỉ dẫn kịp thời trong quá trình em nghiên cứu, tìm hiểu và hoàn
thiện luận văn.
Em xin cảm ơn các anh chị và các bạn trong trung tâm Công nghệ tích hợp liên
ngành giám sát hiện trường đã nhiệt tình giúp đỡ em trong quá trình làm luận văn.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Công nghệ thông tin, trường
Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội đã tạo điều kiện cho em trong quá trình
học tập và đã có những đóng góp quý báu giúp em hoàn thành bản luận văn này.
Hà Nội, tháng 9 năm 2015
Học viên

Đặng Quỳnh Anh


3
MỤC LỤC
Trang phụ bìa
Trang
Lời cam đoan...................................................................................................................... 1
Lời cảm ơn ......................................................................................................................... 2
Mục lục ............................................................................................................................... 3
Danh mục các ký hiệu, từ viết tắt ...................................................................................... 5

Danh mục các bảng ............................................................................................................ 6
Danh mục các hình vẽ, đồ thị ............................................................................................ 7
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................ 8

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ CHÁY RỪNG ............................... 10
1.1 Các vấn đề liên quan đến rừng và cháy rừng ..................................................... 10
1.1.1

Đặc điểm chung của rừng .............................................................................. 10

1.1.2

Các điều kiện tự nhiên ảnh hưởng đến cháy rừng ........................................... 10

1.1.3

Nguyên nhân cháy rừng ................................................................................. 12

1.1.4

Phân loại kiểu cháy rừng................................................................................ 13

1.2 Tình hình nghiên cứu cháy rừng trên thế giới .................................................... 14
1.3 Tình hình nghiên cứu cháy rừng ở Việt Nam ..................................................... 16
1.3.1

Tình hình cháy rừng ở Việt Nam những năm gần đây .................................... 16

1.3.2

Các nghiên cứu về cảnh báo cháy rừng ở Việt Nam ....................................... 17

1.3.3

Xác định những tồn tại, khó khăn .................................................................. 22

CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU CÁC CHỈ SỐ CẢNH BÁO NGUY CƠ CHÁY RỪNG ... 24
2.1 Chỉ số cảnh báo cháy của Pháp. ......................................................................... 24
2.2 Chỉ số cảnh báo cháy rừng FFDI và GFDI được sử dụng ở Australia ................ 25
2.3 Hệ thống cảnh báo cháy rừng được sử dụng ở Indonesia và Malaysia ............... 26
2.4 Phương pháp dự báo cháy rừng dựa vào chỉ số Nesterov ở Nga ........................ 30
2.5 Chỉ số cảnh báo cháy rừng Angstrom ở Thụy Điển ........................................... 31
CHƯƠNG 3. ĐỀ XUẤT CHỈ SỐ CẢNH BÁO NGUY CƠ CHÁY RỪNG TẠI VIỆT
NAM
............................................................................................................. 33
3.1 Giới thiệu vùng nghiên cứu: .............................................................................. 33
3.1.1

Sự đa dạng về hệ sinh thái rừng ở Việt Nam .................................................. 33

3.1.2

Đặc điểm khí hậu ở Việt Nam........................................................................ 34

3.2 Đề xuất phương pháp cài đặt thử nghiệm chỉ số cảnh báo nguy cơ cháy rừng cho
Việt Nam ................................................................................................................... 35


4
CHƯƠNG 4. CÀI ĐẶT THỬ NGHIỆM .................................................................... 40

4.1 Mô tả dữ liệu cài đặt .......................................................................................... 40
4.1.1

Nguồn dữ liệu đầu vào: .................................................................................. 40

4.1.2

Định dạng dữ liệu: ......................................................................................... 40

4.1.3

Phạm vi dữ liệu: ............................................................................................ 43

4.2 Môi trường cài đặt ............................................................................................. 43
4.3 Xây dựng hệ thống ............................................................................................ 44
4.4 Kết quả thực nghiệm ......................................................................................... 44
4.4.1

Các kết quả dự báo cháy ................................................................................ 44

4.4.2

Đánh giá hiệu quả .......................................................................................... 49

4.5 Chương trình trình diễn kết quả cảnh báo cháy .................................................. 52
KẾT LUẬN................................................................................................................ 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 57
PHỤ LỤC .................................................................................................................. 59

5
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

PCCC
PCCCR
VLC
FFDI
GFDI
FWI
FDRS
FBP
FFMC
DMC
DC
ISI
BUI
DEM
ASTER
MODIS

Phòng cháy chữa cháy
Phòng cháy chữa cháy rừng
Vật liệu cháy
Forest Fire Danger Index (Chỉ số cảnh báo cháy rừng)
Grassland Fire Danger Index (Chỉ số cảnh báo cháy đồng cỏ)
Forest Fire Weather Index (Chỉ số cảnh báo cháy rừng dựa
vào thời tiết)
Fire Danger Rating System (Hệ thống đánh giá nguy cơ
cháy)
Forest Fire Behavior Prediction (Hệ thống dự báo các hành

vi cháy)
Fine Fuel Moisture Code (Độ ẩm nhiên liệu tốt, dễ cháy)
Duff Moisture Code (Độ ẩm nhiên liệu hỏng)
Drought Code (Độ hạn hán)
Initial Spread Index (Chỉ số lây lan ban đầu)
Build Up Index (Chỉ số tích tụ)
Degital Elevation Map
The Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection
Radiometer
Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer


6
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1 Thống kê tình hình cháy rừng ở nước ta từ năm 2008 - 2013 ...................... 16
Bảng 1.2 Một số ví dụ về thông tin dự báo cháy của Cục kiểm lâm ........................... 18
Bảng 1.3. Phân cấp chế độ khô ẩm ở Việt Nam ......................................................... 21
Bảng 1.4. Xác định mùa cháy rừng dựa theo chỉ số khô han ...................................... 21
Bảng 1.5. Phân cấp khả năng xuất hiện cháy rừng dựa vào độ ẩm của VLC............... 22
Bảng 2.1. Phân loại mức cảnh báo dựa vào FFDI....................................................... 25
Bảng 2.2 Các cường độ cháy và các phương án PCCC tương ứng ở Malaysia ........... 30
Bảng 2.3. Cách tính chỉ tiêu tổng hợp ........................................................................ 31
Bảng 2.4 Phân loại mức độ cảnh báo cháy theo chỉ số Angstrom ............................... 32
Bảng 3.1. Diện tích rừng và cây lâu năm ở nước ta tính đến hết năm 2013 ................ 33
Bảng 4.1 Bảng màu thể hiện các mức độ cảnh báo..................................................... 45
Bảng 4.2 So sánh số lượng điểm cháy và diện tích cảnh báo ở một số ngày theo 3 chỉ số ..... 46

Bảng 4.3 Trung bình cộng tổng số điểm cháy trong theo từng chỉ số ......................... 49
Bảng 4.4 Trung bình cộng diện tích cảnh báo theo từng chỉ số .................................. 50

7
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ
Hình 2.1. Cấu trúc cơ bản của chỉ số cháy rừng do thời tiết của Canada – FWI.......... 27
Hình 2.2. Bản đồ Độ ẩm nhiên liệu dễ cháy (FFMC) ................................................. 28
Hình 2.3. Bản đồ Độ ẩm nhiên liệu khó cháy (DMC)................................................. 29
Hình 2.4. Bản đồ Chỉ số cháy do thời tiết (FWI) ........................................................ 29
Hình 3.1 Sơ đồ phân bố trạm khí tượng tại Việt Nam ................................................ 36
Hình 3.2 Tương quan của nhiệt độ theo khoảng cách (a) và vị trí trạm (b) ................. 37
Hình 3.3 Tương quan của độ ẩm theo khoảng cách (a) và vị trí trạm (b) .................... 37
Hình 3.4 Tương quan của lượng mưa theo khoảng cách (a) và vị trí trạm (b) ............. 37
Hình 4.1 Quá trình đồng hóa dữ liệu lượng mưa ........................................................ 41
Hình 4.2 Quá trình đồng hóa nhiệt độ ........................................................................ 42
Hình 4.3 Dữ liệu nội suyđộ ẩm .................................................................................. 42
Hình 4.4 Mô tả quy trình cài đặt thử nghiệm .............................................................. 44
Hình 4.5 Thống kê điểm cháy từ năm 2004 đến 2012 ................................................ 49
Hình 4.6 Đánh giá chỉ số Angstrom, Nesterov và tổng hợp tháng 2,3,4/2012 ............. 50
Hình 4.7 Đánh giá chỉ số Angstrom, Nesterov và tổng hợp từ tháng 5 đến 12/2012 ... 51
Hình 4.8 Đánh giá chỉ số Angstrom, Nesterov và tổng hợp tháng 2,3,4/2013 ............. 51
Hình 4.9 Đánh giá chỉ số Angstrom, Nesterov và tổng hợp từ tháng 5 đến 12/2013 ... 52
Hình 4.10 Hiển thị các mức cảnh báo trên bản đồ Việt Nam ...................................... 53
Hình 4.11 Hiển thị danh sách các tỉnh, huyện có cảnh báo mức 4 .............................. 54
Hình 4.12 Hiển thị danh sách các tỉnh, huyện có cảnh báo mức 5 .............................. 55


8

MỞ ĐẦU
Rừng là lá phổi xanh của trái đất. Thật vậy, rừng có thể duy trì sự cân bằng lượng
oxy và cacbonic trong không khí, điều đó giúp làm giảm nhẹ ảnh hưởng của các chất

thải, khí độc gây ô nhiễm và làm trong sạch môi trường. Ngoài ra, rừng còn có tác
dụng bảo vệ và cải tạo đất. Nhờ có tán lá xòe to, thân cây chắc, rễ cây bám sâu mà
nước mưa không thể xối thẳng xuống đất gây sạt lở, xói mòn nghiêm trọng, nắng
không thể đốt cháy mặt đất. Cành lá rơi rụng xuống sẽ bị phân hủy, tạo thành mùn
chứa chất dinh dưỡng nuôi dưỡng đất, làm tăng độ phì nhiêu, màu mỡ của đất.
Vì vậy, cháy rừng luôn là hiểm họa thường trực đối với con người và xã hội.
Hàng năm trên thế giới có khoảng 10 đến 15 triệu héc ta rừng bị cháy. Khi cháy rừng
xảy ra, tài nguyên rừng bị hủy hoại, môi trường sống biến đổi theo hướng tiêu cực
thậm chí còn ảnh hưởng đến tài sản và tính mạng của con người. Theo thống kê của
Tổng cục lâm nghiệp, trong năm 2014, cả nước đã xảy ra 419 vụ cháy rừng, làm thiệt
hại 1.722ha rừng các loại, tăng 73% về số vụ và tăng 83% về diện tích so với cùng kỳ
năm 2013 [1].
Nghiên cứu về sự cháy và cháy rừng đã được nhiều nhà khoa học trong nước và
quốc tế quan tâm.Nhiều kết quả nghiên cứu đã và đang được áp dụng trong thực tiễn
để phòng cháy, chữa cháy rừng như chỉ số đánh lửa P của Nesterov, chỉ số hạn hán D
(Drought Index) của Pháp, chỉ số cảnh báo FFDI của McArthur được sử dụng rộng rãi
ở Australia.Phương pháp dự báo cháy rừng dựa theo chỉ số Angstromcó cách sử dụng
đơn giản nên được sử dụng rộng rãi ở các nước thuộc bán đảo Scandinavia, Bồ Đào
Nha và một số nước từng là thuộc địa của Bồ Đào Nha [6]. Tuy nhiên khi cháy rừng
xảy ra hầu như con người vẫn chưa thể kiểm soát được và hoàn toàn bị động. Vì vậy,
việc nghiên cứu để đề xuất các biện pháp phòng cháy phù hợp, chủ động được coi là
hướng đi tối ưu về phòng cháy, chữa cháy rừng hiện nay.
Hiện nay, có một số hệ thống giám sát cháy rừng như hệ thống theo dõi cháy
rừng trực tuyến của Cục Kiểm lâm [16], hệ thống cảnh báo nguy cơ cháy rừng của
Canada. Các hệ thống trên thực hiện chức năng chính là theo dõi phát hiện các điểm
cháy dựa trên dữ liệu vệ tinh nhưng chỉ dừng ở hiển thị các điểm cháy mà chưa kết
hợp với dữ liệu liên quan khác như loại rừng, độ ẩm, nhiệt độ, mưa [2].
Mục tiêu của luận văn:Để có thể đưa ra được những kết luận sớm và chính xác
về việc cảnh báo nguy cơ cháy rừng, tác giả đã lựa chọn đề tài “Nghiên cứu, tìm hiểu và
cài đặt thử nghiệm một vài phương pháp cảnh báo nguy cơ cháy rừng” nhằm mục đích

đánh giá các nguy cơ ảnh hưởng đến cháy rừng, tìm hiểu một vài phương pháp cảnh báo
cháy rừng đã, đang được sử dụng ở Việt Nam và trên thế giới. Sau khi tiến hành cài đặt
thử nghiệm thuật toán cảnh báo nguy cơ cháy rừng dựa trên chỉ số Angstrom của Thụy
Điển, chỉ số Nesterov của Nga, tôi nhận thấy, Việt Nam là một trong những quốc gia


9
nóng, ẩm, mưa nhiều, nguy cơ cháy rừng phụ thuộc rất nhiều vào độ ẩm, lượng mưa, vì
thế tác giả đã đưa ra đề xuất chỉ số cảnh báo cháy tổng hợp dựa trên chỉ số Angstrom và
Nesterov cho Việt Nam nhằm đưa ra được những kết luận chính xác hơn về việc cảnh
báo sớm nguy cơ cháy rừng, giảm thiểu thiệt hại của cháy rừng.
Nhiệm vụ nghiên cứu:
- Nghiên cứu về rừng, các điều kiện tự nhiên ảnh hưởng đến cháy rừng.
- Phân loại các kiểu cháy rừng.
- Tìm hiểu một số phương pháp cảnh báo cháy và hệ thống cảnh báo nguy cơ
cháy rừng.
- Cài đặt thuật toán cảnh báo nguy cơ cháy rừng dựa trên chỉ số Angstrom, chỉ
số Nesterov và chỉ số tổng hợp.
- Tìm được ngưỡng sai số lượng mưa để đưa ra được chỉ số tổng hợp với đánh
giá tốt nhất có thể.
- Hiển thị dữ liệu lên bản đồ.
Dữ liệu đầu vào:
- Dữ liệu về độ ẩm, nhiệt độ, lượng mưa trong năm 2012 trên lãnh thổ Việt Nam.
- Bản đồ nền Google map.
Kết quả đầu ra:
- Ảnh hiển thị các mức độ cảnh báo nguy cơ cháy rừng dựa trên chỉ số
Angstrom, chỉ số Nesterov và chỉ số tổng hợp.
- Tổng diện tích cảnh báo và đếm số điểm cháy theo từng mức.
Nội dung luận văn:
Ngoài phần mở đầu, lời cam đoan, lời cảm ơn và các tài liệu tham khảo, luận văn

bao gồm 3 chương như sau:
- Chương 1. Tổng quan nghiên cứu: Trình bày các khái niệm cơ bản liên quan
đến rừng và cháy rừng, các yếu tố ảnh hưởng đến cháy rừng, phân loại các
kiểu cháy rừng. Phân tích điều kiện tự nhiên và tình hình cháy rừng ở Việt
Nam những năm gần đây. Đánh giá thực trạng công tác phòng cháy chữa
cháy rừng ở Việt Nam.
- Chương 2. Một vài phương pháp cảnh báo nguy cơ cháy rừng: Tìm hiểu một
vài chỉ số và phương pháp cảnh báo cháy rừng. Nêu lên được ưu nhược điểm
của từng chỉ số, phương pháp.
- Chương 3. Đề xuất chỉ số cảnh báo cháy rừng cho Việt Nam: Tìm hiểu điều
kiện tự nhiên ở Việt Nam. Đưa ra lý do đề xuất chỉ số cảnh báo cho Việt Nam.
- Chương 4. Cài đặt thử nghiệm: Mô tả dữ liệu và môi trường cài đặt, tiến hành
cài đặt thuật toán sử dụng chỉ số Angstrom, chỉ số Nesterov, chỉ số tổng hợp, từ
đó tìm ra ngưỡng sai số lượng mưa để chỉ số tổng hợp được đánh giá cao nhất.


10
CHƯƠNG 1.

TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ CHÁY RỪNG

1.1 Các vấn đề liên quan đến rừng và cháy rừng
1.1.1 Đặc điểm chung của rừng
Rừng là quần xã sinh vật trong đó cây rừng là thành phần chủ yếu. Rừng là tài
nguyên vô cùng quan trọng trong cuộc sống con người, đặc biệt là đối với nước ta. Tuy
nhiên diện tích rừng ngày càng bị thu hẹp, khả năng tự phục hồi vô cùng chậm so với
tốc độ mất rừng, mà một trong những nguyên nhân chủ yếu là tình trạng cháy rừng.
Theo thống kê của Cục kiểm lâm, trong những năm gần đây, trung bình mỗi năm
Việt Nam mất đi hàng chục ngàn hecta rừng, trong đó mất do cháy rừng khoảng
16.000ha. Theosố liệu thống kê chưa đầy đủ về cháy rừng và thiệt hại do cháy rừng

gây ra trong vòng 40 năm (1963 - 2002) của Cục Kiểm lâm; tổng số vụ cháy rừng là
trên 47.000 vụ, diện tích thiệt hại trên 633.000 ha rừng (chủ yếu là rừng non), trong đó
có 262.325 ha rừng trồng và 376.160 ha rừng tự nhiên [1]. Thiệt hại ước tính mất hàng
trăm tỷ đồng mỗi năm, đó là chưa kể đến những ảnh hưởng xấu về môi trường sống,
cùng những thiệt hại do làm tăng lũ lụt ở vùng hạ lưu mà chúng ta chưa định lượng
được và làm giảm tính đa dạng sinh học, phá vỡ cảnh quan; tác động xấu đến an ninh
quốc phòng....
1.1.2 Các điều kiện tự nhiên ảnh hưởng đến cháy rừng
Cháy rừng chỉ xảy ra khi có sự kết hợp đồng thời của 3 yếu tố:
- Ô xy: 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 một chút do quá trính
phân giải một số hợp chất hữu cơ làm cho lượng CO2 tăng lên.
- Vật liệu cháy (VLC): 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 ô xy.
- 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 – 2500C. Hầu hết nguồn nhiệt gây cháy rừng được
xuất phát từ các hoạt động của con người.
Nếu đã có đủ 3 điều kiện gây cháy là Ô xy, VLC và nguồn nhiệt, thì đám cháy
có xuất hiện hay không lại phụ thuộc vào yếu tố độ ẩm của VLC.
Thông qua nghiên cứu, đã rút ra được kết luận nguồn VLC có độ ẩm ≤ 25% thì
khả năng bắt lửa là dễ dàng.
Vậy điều kiện cần và đủ cho đám cháy rừng xảy ra là phải đảm bảo đủ 3 yếu tố:
Ô xy, VLC có độ ẩm ≤ 25% và nguồn nhiệt đủ lớn. Yếu tố thứ nhất luôn có sẵn trong
không khí.Đối với yếu tố thứ 2, VLC thông thường mà ta thường thấy là củi, rơm, lá
cây,… Khi độ ẩm của vật liệu đủ thấp, nó có khả năng bắt lửa và bùng cháy. Như vậy,
chỉ cần hội đủ 2 yếu tố đầu là ta đã có thể cảnh báo về nguy cơ xảy ra cháy rừng, chỉ
cần có yếu tố thứ 3 nữa thì việc cháy rừng sẽ xảy ra. Nhưng nhấn mạnh lại là chúng ta

11
đang nghiên cứu hệ thống cảnh báo nguy cơ cháy rừng, đồng thời điều kiện 1 luôn
đúng, dẫn đến ta chỉ cần quan tâm tới điều kiện 2.
1.1.2.1 Thời tiết và các nhân tố khí tượng
Thời tiết và các nhân tố khí tượng là một tác nhân cho sự phát sinh và phát triển
của một đám cháy rừng. Yếu tố cơ bản ảnh hưởng tới cháy rừng và dự báo cháy rừng
như sau:
Nhiệt độ: là yếu tố gây ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình cháy rừng, làm khô, nỏ
VLC, làm độ ẩm không khí giảm và mặt đất nóng lên. Vai trò của nhiệt độ ảnh hưởng
tới các mặt sau:
o Nhiệt độ rút ngắn quá trình khô của VLC;
o Làm nóng và khô nhanh mặt đất kéo theo lớp không khí sát mặt đất nóng
lên bằng các phương thức truyền nhiệt khác nhau. Như vậy nhiệt độ bao gồm hai thành
phần là nhiệt độ không khí và nhiệt độ mặt đất. Trong một ngày nhiệt độ đạt cực đại
vào lúc 12 – 13 giờ, từ 13 – 17 giờ là thời gian khô nhất trong ngày, vì vậy trong thời
gian này thường xảy ra cháy rừng.
Độ ẩm: Là sự chênh lệch giữa nhiệt độ lúc 13 giờ và nhiệt độ điểm sương (nhiệt
độ ở thời điểm không khí bão hòa hơi nước, gây ngưng kết hơi nước trong không khí).
Khi không khí có độ ẩm thấp kết hợp với nhiệt độ cao thì VLC càng khô, đây là điều
kiện thuận lợi cho quá trình cháy. Độ ẩm có ảnh hưởng hoặc tích cực hoặc tiêu cực
đến quá trình cháy rừng. Độ ẩm càng cao thì độ ẩm VLC càng cao, càng khó gây cháy
và ngược lại. Độ ẩm thể hiện ở 3 loại sau:
o Độ ẩm không khí: Nhìn chung độ ẩm không khí ở các vùng rừng núi cao
hơn bên ngoài do sự thoát hơi nước của sinh vật trong quá trình hoạt động sinh lý và
do đất rừng bốc hơi nước, mặt khác do giới hạn bởi tán rừng nên khó thoát ra ngoài.
o Độ ẩm VLC: Ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng bén lửa
o Độ ẩm đất: Độ ẩm này được tạo thành bởi lượng nước mưa đọng lại trên
mặt đất rừng, lượng nước thực tại trong tầng đất và lượng nước ngầm.
Gió: Là nhân tố ảnh hưởng rất nhiều đến cháy rừng, gió thúc đẩy làm khô VLC;
làm bùng phát đám cháy và làm nhanh tốc độ lan tràn đám cháy lên rất nhiều lần.

Mưa: làm tăng độ ẩm của VLC. Nếu mưa ít thì VLC sẽ khô, nhiệt độ tăng cao,
nguy cơ cháy rừng tăng lên.
1.1.2.2 Điều kiện địa hình
Địa hình ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến cháy rừng và liên quan trực tiếp
đến sự phát triển của đám cháy; có tác động ngăn chặn các hệ thống gió, hình thành
các khu vực tiểu khí hậu khác nhau tạo ra các khu vực thường xuyên có mưa hoặc khu
vực khô hạn.
Độ cao địa hình thường khô hạn kéo dài, nắng nhiều và dao động nhiệt độ lớn
hơn rất nhiều so với thấp; ở sườn dốc do khác hướng phơi nên năng lượng nhận được
là khác nhau, sườn dốc còn tạo điều kiện thuận lợi cho các dòng đối lưu phát triển


12
mạnh so với các vùng khác. Ngoài ra các loại gió có sự điều chỉnh của địa hình đối với
hệ thống gió chính có thể làm tăng tốc độ. Các điều kiện địa hình tạo ra có ảnh hưởng
trực tiếp đến điều kiện bốc hơi nước của VLC hoặc chi phối quy mô, tốc độ lan tràn
các đám cháy rừng.
1.1.2.3 Kiểu rừng và loại thực bì
Kiểu rừng và loại thực bì có liên quan trực tiếp đến nguồn VLC, tính chất và khối
lượng của VLC do đặc điểm của kiểu rừng và loại thực bì quyết định, từ đó dẫn đến
tính dễ bắt lửa và quy mô đám cháy.
Ở các loại rừng Thông, Tràm, Bạch đàn, rừng Khộp thuần loài sản phẩm rơi rụng
là những cành lá, hoa quả, vỏ và thân cây, những loại này thường có nhựa hoặc tinh
dầu nên rất dễ bắt lửa và cháy đượm. Những khu rừng tre, nứa thuần loài hoặc chiếm
ưu thế, cành nhánh khô nhiều và hiện tượng chết hàng loạt, vì vậy VLC là rất lớn. Một
số loại rừng rụng lá theo mùa cũng là nguồn vật liệu tiềm ẩn gây ra nhũng vụ cháy lớn.
1.1.3 Nguyên nhân cháy rừng
1.1.3.1 Nguyên nhân khách quan:
Các nhân tố khí tượng quyết định đến khả năng xảy ra cháy rừng đối với từng
vùng rừng khác nhau. Nhân tố ảnh hưởng rõ nhất đến cháy rừng là nhiệt độ và lượng

mưa. Đặc điểm thời tiết không mưa hoặc ít mưa, hanh khô kéo dài dẫn đến độ ẩm của
VLC giảm, dễ bắt lửa. Nhiệt độ tăng làm cho khối lượng VLC tăng thông qua việc làm
khô các vật liệu thân thảo, cành khô, lá rụng. Bên cạnh đó,địa hình phức tạp, việc chữa
cháy rất khó khăn, trang bị chữa cháy của các hạt kiểm lâm còn quá nghèo nàn, khi
đám cháy xảy ra, người ít, phương tiện thiếu, thông tin chậm.
Trên thế giới xảy ra hiện tượng cháy rừng do sấm, sét. Ở Việt Nam hiện chưa có
thông tin nào về hiện tượng trên.
Đạn, thuốc súng còn sót lại trong chiến tranh ở các khu rừng ở Tây Nguyên và
Miền Trung khi gặp điều kiện thuận lợi cũng có thể nổ gây cháy rừng.
1.1.3.2 Nguyên nhân chủ quan:
Ngoài những nguyên chân khách quan thì cũng cần kể đến những nguyên nhân
chủ quan. Các nguyên nhân chủ quan thường thấy đó là:
- Đốt dọn vườn, rẫy vào mùa khô.
- Xử lý VLC hoặc đốt trước không đúng quy định .
- Đốt đồng cỏ để chăn thả gia súc.
- Đốt rừng do mâu thuẫn cá nhân.
- Do người đi rừng hoặc du khách vô ý khi sủ dụng lửa trong rừng.
- Quy trình phòng cháy chưa phù hợp.
Trước hết chiếm đến 70% các vụ cháy rừng thường xảy ra là do đốt nương, làm
rẫy, đốt kèo ăn ong hoặc do người dân đi rừng bất cẩn vứt tàn thuốc lá, đốt than, đốt
rác hoặc gây cháy trong lúc khai thác rừng … Đốt nương, làm rẫy là một tập quán
canh tác lâu đời, không dễ thay đổi thậm chí không nên thay đổi, nhưng đốt nương


13
không tính toán, vô trách nhiệm với rừng mới sinh cháy. Nếu biết lựa hướng gió, tính
toán diện tích đốt theo địa hình, tạo lằn gianh cản lửa thì đám cháy sẽ không lan rộng.
Ăn ong (đốt bùi nhùi tạo khói xua ong đi để lấy mật) và du lịch trong rừng nếu cẩn
thận với lửa, giữ gìn rừng thì cũng không thể xảy ra cháy. Vậy cháy rừng trước hết là
do ý thức bảo vệ rừng thấp, rừng chưa được coi là nguồn sống, là tài sản của mình.

Nguyên nhân khác là ý thức về phòng cháy, chữa cháy của chính quyền nhiều địa
phương còn chưa cao, bản thân cán bộ địa phương cũng chưa gương mẫu trong phòng
chống cháy rừng. Khi để xảy ra cháy, xử lý chưa nghiêm, chưa kịp thời.
Hàng năm, hàng nghìn tỷ đồng đã được chi cho việc bảo vệ rừng, khôi phục rừng
nhưng số tiền đó trở thành lãng phí, nếu không ngăn chặn được nạn khai thác gỗ lậu và
cháy rừng. Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn tính bình quân mỗi ngày trên đất
nước ta có từ 2 đến 3 vụ cháy rừng, dự đoán ấy còn quá thấp [1]. Suy cho cùng, tình
trạng cháy rừng tràn lan hiện nay đều có nguyên nhân từ ý thức bảo vệ rừng kém, mà ý
thức bảo vệ rừng kém là do việc khoán quản lý rừng cho hộ dân còn nhiều bất cập,
chưa gắn được rừng với đời sống của người trông rừng, trồng rừng.Công tác tuyên
truyền, vận động quần chúng tham gia bảo vệ, phòng chống cháy rừng những năm qua
chưa phát huy hiệu quả. Sự phối hợp giữa các lực lượng kiểm lâm, công an, quân đội,
chủ rừng và chính quyền địa phương còn mang tính hình thức. Chính vì vậy, tình trạng
cháy rừng xảy ra ngày càng nhiều trong những năm gần đây và diện tích rừng thiệt hại
do cháy cũng tăng lên đáng kể. Kể cả khi có lực lượng và phương tiện cứu hộ thì nhiều
khu rừng xảy ra cháy vẫn chịu thiệt hại nặng nề do địa hình hiểm trở, khả năng tiếp
cận đám cháy nhanh là rất khó khăn.
Do đó, phòng hơn chống là bài học cần rút ra và thực hiện nghiêm túc sau mỗi vụ
cháy rừng. Trong đó, đặc biệt quan trọng là nâng cao ý thức của người dân trong việc
bảo vệ rừng và sử dụng lửa canh tác. Ðồng thời các cơ quan chức năng cần bám sát
thông tin về thời tiết, kiểm tra rừng thường xuyên để có những cảnh báo kịp thời. Chủ
động đủ các phương tiện thông tin, dụng cụ dập lửa phù hợp, có hệ thống đường băng
cản lửa (đường băng trắng, đường băng xanh) rộng để đủ khả năng chữa cháy rừng.
1.1.4 Phân loại kiểu cháy rừng
Theo thống kê của Cục kiểm lâm, có 3 tầng vật liệu chủ yếu phân bố trong rừng
là ở dưới mặt đất, sát mặt đất và trên tán rừng. Từ cơ sở khoa học này sự phân bố theo
không gian và thực tiễn sản xuất kinh doanh, người ta phân ra làm 3 loại cháy rừng là:
Cháy dưới tán, cháy tán rừng và cháy ngầm.
1.1.4.1 Cháy dưới tán rừng
Cháy dưới tán rừng là những đám cháy mà ngọn lửa lan tràn trên mặt đất làm

thiêu hủy một phần hoặc toàn bộ thảm mục, cành khô, lá rụng và thảm cỏ cây bụi,…và
một phần nào đó ở gốc cây. Nhiệt độ cháy có thể lên tới > 4000C.
Đây là loại cháy rừng phổ biến nhất ở Việt Nam, chiếm khoảng 97% tổng số vụ
cháy rừng.


14
Đặc điểm của cháy rừng dưới tán rừng: Lửa cháy lan nhanh và không vượt lên
tán rừng, thường ở dưới đoạn phân cành của rừng. Sau khi cháy rừng, các cây nhỏ ở
mặt đất bị cháy trụi và rừng còn lại chủ yếu những cây gỗ lớn.
1.1.4.2 Cháy tán rừng (cháy trên ngọn)
Sự lan truyền của ngọn lửa trên tầng tán của rừng được gọi là cháy tán rừng.
Cháy tán rừng là hình thức cháy rừng được phát triển từ cháy dưới tán lên tán rừng,
nhiệt lượng tỏa ra lớn có thể lên tới 9000C. Khi cháy dưới tán ngọn lửa đốt nóng và
làm khô tán rừng sau đó cháy qua các cây tái sinh, cây bụi rồi cháy lên tán rừng và
ngọn lửa sẽ lan từ tán này sang tán khác.
Loại cháy này chiếm khoảng 2% trong tổng số vụ cháy. Tuy nhiên thiệt hại là rất
lớn đối với hệ sinh thái rừng.
1.1.4.3 Cháy ngầm:
Là loại cháy mà ngọn lửa cháy lan dưới mặt đất làm tiêu hủy lớp mùn, than bùn và
tiêu hủy những vật liệu hữu cơ khác được tính lũy dưới tầng đất mặt trong nhiều năm.
Cháy ngầm chiếm khoảng 1% trong số vụ cháy rừng, tốc độ của đám cháy rừng
thường rất chậm, đạt khoảng 0,5 – 5 m/ngày.
Cháy ngầm không có ngọn lửa và ít khói nên rất khó phát hiện. Loại cháy này
gây thiệt hại nghiêm trọng đối với tài nguyên rừng và hệ sinh thái rừng.
Về sự hình thành, cường độ cháy rừng và hướng phát triển của các đám cháy
rừng thường rất khác nhau; vì nó phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, sự tích luỹ VLC và
khả năng bắt lửa của vật liệu, phụ thuộc vào loại đất, đặc điểm địa hình nơi đó...
Việc phân tích ảnh hưởng các yếu tố khí hậu và thảm thực vật có ý nghĩa quan trọng
trong việc cảnh báo nguy cơ cháy rừng cũng như dự đoán được hướng phát triển,

quy mô đám cháy, từ đó có phương án huy động lực lượng phương tiện, đề ra phương
pháp chữa cháy phù hợp.
1.2 Tình hình nghiên cứu cháy rừng trên thế giới
Từ đầu thế kỷ XX, tại các nước tiên tiến trên thế giới như Mỹ, Pháp, Canada,
Thụy Điển, Australia, Nga ... đã tiến hành nghiên cứu các phương pháp dự báo nguy
cơ cháy rừng nhằm xác định mức độ nguy hiểm của cháy rừng trong công tác quản lý
cháy rừng. Tùy vào đặc điểm, tình hình ở mỗi quốc gia mà có những phương pháp và
hệ thống cảnh báo khác nhau, song nhìn chung các phương pháp và hệ thống này đều
dựa trên cơ sở các yếu tố khí tượng với nguồn VLC.
Vào năm 1939, V.G. Nesterov từ các kết quả nghiên cứu của mình, đã đề xuất
phương pháp dự báo cháy rừng tổng hợp. Theo ông chỉ tiêu tổng hợp là tổng số của
tích số giữa độ chênh lệch bão hòa độ ẩm không khí với nhiệt độ không khí lúc 13h
(giờ địa phương) của tất cả những ngày sau trận mưa cuối cùng (ở nước ta hiện nay là
5mm trở lên) [8].


15
Phương pháp dự báo cháy rừng tổng hợp của V.G Nesterov công bố năm 1939 đã
được nhiều tác giả Việt Nam và thế giới vận dụng và cải tiến để lập biểu dự báo cấp
cháy rừng phổ biến nhất cho đến hiện nay.
Ở Canada, việc nghiên cứu xây dựng hệ thống đánh giá mức độ nguy hiểm của
cháy rừng được tiến hành từ những năm 20 của thế kỷ XX. Những nghiên cứu về mối
quan hệ giữa thời tiết và độ ẩm VLC nhằm phát triển một phương pháp dự báo mức độ
nguy hiểm của lửa rừng đã được bắt đầu năm 1929 tại khu thực nghiệm rừng ở thung
lũng Offarra do T.G.Wright thực hiện. Ông đã cho xuất bản hệ thống bảng biểu đầu
tiên để dự báo mức độ nguy hiểm của lửa rừng cho Canada năm 1933. Hệ thống bảng
biểu này được xây dựng dựa trên cơ sở kết quả của những nghiên cứu về mối quan hệ
giữa các yếu tố thời tiết với độ ẩm của vật liệu trong mùa cháy rừng và mức độ thiệt
hại do lửa rừng gây nên. Các số liệu được thuthập trong nhiều mùa cháy. Hệthống đó
đã được một số nước khác như Tây Ban Nha, Mêhicô, Venezuela,Achentina,Chilê

triển khai thực hiện [10].
Ở Australia, hiện đang tồn tại một số hệ thống xác định mức độ nguy hiểm của
cháy rừng, nhưng hệ thống do Mc.Arthur xây dựng (1966, 1979) được sử dụng là
phổ biến nhất. Hệ thống này được xây dựng dựa trên số liệu thu thập qua nhiều lần đốt
thử nghiệm các loại VLC trong những điều kiện thời tiết khác nhau và trên cơ sở tổng
kết những kinh nghiệm thực tế [6].
Ở Thụy Điển, công tác dự báo cháy rừng được đưa ra dựa trên chỉ số cảnh báo
nguy cơ cháy rừng Angstrom. Phương pháp dự báo này không tính tới ảnh hưởng của
nhân tố lượng mưa, thời gian mưa và gió, chưa phản ánh rõ nét mốiquan hệ giữa độ
ẩm không khí với độ ẩm của VLC. Tuy nhiên, do cách sử dụng đơn giản nên phương
pháp dự báo cháy rừng theo chỉ số Angstrom vẫn được sử dụng rộng rãi ở các nước
thuộc bán đảo Scandinavia, Bồ Đào Nha và một số nước từng là thuộc địa của Bồ Đào
Nha [6].
Ở Trung Quốc,phần lớn những nghiên cứu về dự báo cháy rừng được bắt đầu
vào thập kỷ 60 và mới thật sự được chú trọng từ những năm 80, nhưng đến nay đã đạt
được kết quả tốt. Trên cơ sở tham khảo một số mô hình dự báo cháy rừng của Nga,
Mỹ, Nhật Bản và một số nước khác, kết hợp với những nghiên cứu cụ thể, các chuyên
gia đã tiến hành lập biểu cấp cháy cho từng địa phương dựa trên chỉ tiêu bén lửa và chỉ
tiêu lan tràn. Đặc biệt, để có cơ sở khoa học cho việc xác định cấp cháy rừng ở vùng
đông Trung Quốc, các nhà khoa học đã tiến hành nghiên cứu mỗi quan hệgiữa hàm
lượng nước của VLC với các yếu tố khí tượng. Vật liệucháy được phân làm hai loại
khô và tươi với các kích cỡ khác nhau. Nghiên cứu được tiến hành ở một số loại hình
rừng chủ yếu tại khu vực Đông Bắc. Các nhân tố được nghiên cứu bao gồm: nhiệt độ
khôngkhí, độ ẩm không khí, tốc độ gió, lượng mưa, số ngày không mưa và lượng bốc
hơi. Qua nghiên cứu các tác giả đi đến kết luận hàm lượng nước của VLC cỡ nhỏ
(đường kính < 0,6cm) có mối quan hệ chặt chẽ nhất với các nhân tố khí tượng và họ


16
cho rằng để dự báo cấp nguy hiểm của cháy rừng, trước hết cần phải tiến hành dự báo

độ ẩm của VLC ở trong rừng.
Từ những tài liệu nêu trên có thể thấy rằng những nghiên cứu về dự báo cháy
rừng được bắt đầu và từng bước hoàn thiện chủ yếu ở các nước châu Âu, Mỹ, Canada
và Australia. Nhìn chung trong những năm đầu, nhiềunghiên cứu còn mang tính chất
định tính và mới chỉ dừng lại ở mức độ quan sát, mô tả một số yếu tố thời tiết như
nhiệt độ, độ ẩm không khí, từ đó đưa ra những nhận xét về khả năng có thể xảy ra
cháy rừng. Tuy chưa đưa ra các công thức toán học để dự báo cháy rừng một cách
định lượng,nhưng các nghiên cứu trên cũng đã góp phần mở đường cho những phương
pháp dự báo được xây dựng hoàn chỉnh hơn sau này.
Từ những năm thuộc thập kỷ 20, lĩnh vực dự báo cháy rừng có chuyểnbiến
mạnh. Các công trình nghiên cứu về phương phápdự báo cháy rừng của nhiều nước
đã đưa ra được các thang cấp dự báo khả năng xuất hiện cháy rừng trong mối quan hệ
hệ giữa độ ẩm vật liệu cháy vớicác yếu tố khí tượng có ảnh hưởng tới quá trình cháy
rừng. Trong đó, một sốphương pháp đã được nghiên cứu để áp dụng cho từng loại
rừng, từng loại VLC cụ thể, đồng thời có tính đến ảnh hưởng của yếu tố địa hình. Đặc
biệt trong những năm gần đây, cùng với sự tiếnbộ của khoa học kỹ thuật, các mô hình
của dự báo cháy rừng được đưavào lập trình trên máy vi tính, việc sử dụng trở nên đơn
giản, tiện lợi, góp phần dự báo cháy rừng nhanh chóng và hiệu quả hơn.
1.3 Tình hình nghiên cứu cháy rừng ở Việt Nam
1.3.1 Tình hình cháy rừng ở Việt Nam những năm gần đây
Theo thống kê của Cục Kiểm lâm, tình hình cháy rừng ở nước ta trong thời gian
6 năm gần đây trên địa bàn cả nước ta cho thấy: Bình quân mỗi năm lửa rừng thiêu trụi
trên 1500ha rừng các loại [3]. Tổng số vụ cháy rừng và diện tích rừng bị cháy ở nước
ta từ năm 2008 đến năm 2013 được thống kê theo từng năm trong Bảng 1.1.
Bảng 1.1 Thống kê tình hình cháy rừng ở nước ta từ năm 2008 - 2013
Diện tích rừng bị cháy
Năm
Tổng số vụ cháy rừng
Rừng tự nhiên Rừng trồng
2008

282
61.37ha
1488.37ha
2009
342
195.22ha
1365.28ha
2010
897
1957.8 ha
3710.8ha
2011
241
41.71ha
1703.27ha
2012
387
1324.88ha
2013
249
965ha
Để điều chỉnh hành vi của cộng đồng nhằm phòng cháy chữa cháy rừng
(PCCCR), Nhà nước đã ban hành hệ thống các văn bản chỉ đạo, điều hành về
PCCCR như Luật phòng cháy chữa cháy; Luật bảo vệ rừng và phát triển rừng, Nghị


17
định số 09/2006/NĐ-CP về phòng cháy chữa cháy rừng (PCCCR); Nghị định
99/2009/NĐ-CP về xử lý vi phạm trong công tác quản lý bảo vệ rừng và quản lý lâm
sản...

Chủ trương xã hội hóa công tác quản lý bảo vệ rừng, PCCCR của Đảng và Nhà
nước đang được thực hiện có hiệu quả:
Hầu hết các Ban chỉ huy các vấn đề cấp bách trong bảo vệ rừng và PCCCR các
cấp đã được kiện toàn, có quy chế hoạt động và phân công nhiệm vụ cụ thể; Kịp thời
ban hành nhiều văn bản chỉ đạo trong công tác bảo vệ rừng, PCCCR. Tổ chức nhiều
cuộc kiểm tra, đôn đốc cơ sở kịp thời phát hiện những tồn tại. Hướng dẫn các địa
phương thực hiện tốt hơn công tác bảo vệ rừng và PCCCR. Chỉ đạo các lực lượng
Kiểm lâm, Công an, Quân đội, Hải quan, Biên phòng, Dân quân tự vệ thực hiện tốt
quy chế phối hợp trong công tác bảo vệ rừng, PCCCR. Điều đáng mừng là Ban chỉ
huy bảo vệ & phát triển rừng cấp xã phường đã tích cực, chủ động huy động lực lượng
tại chỗ dập tắt những vụ cháy nhỏ ở địa phương. Khi cháy lớn xảy ra, Ban chỉ huy cấp
huyện thị, tỉnh thành đã vào cuộc kịp thời, chỉ đạo các lực lượng phối hợp ứng cứu
chữa cháy rừng cùng với sự hỗ trợ của lực lượng chữa cháy chuyên nghiệp.
Cục Kiểm lâm đã làm tốt chức năng là cơ quan tham mưu cho Tổng cục lâm
nghiệp, Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn thực hiện quản lý nhà nước về bảo vệ
rừng, bảo đảm việc thực hiện pháp luật về bảo vệ, phát triển rừng và quản lý lâm sản.
Kiểm lâm ở các địa phương đã làm tốt công tác tham mưu cho Đảng uỷ, Uỷ ban
nhân dân các cấp trong bảo vệ & phát triển rừng ở địa phương.
Kiểm lâm vùng làm tốt chức năng là cơ quan tham mưu cho Cục kiểm lâm trên
phạm vi vùng quản lý: Định kỳ hàng tháng dự báo bảo vệ rừng và PCCCR đến từng
huyện thị của các tỉnh, thông qua thư điện tử, đăng trên website kiemlamvung.org.vn;
Tổ chức các lớp tập huấn nghiệp vụ PCCCR, pháp luật bảo vệ rừng, khuyến lâm cho
Kiểm lâm các tỉnh. Cử cán bộ làm giảng viên giúp các địa phương tập huấn nghiệp vụ
bảo vệ rừng; Thường xuyên cập nhật thông tin về bảo vệ rừng nói chung và cháy rừng,
phá rừng nói riêng; Phát hiện những điểm nóng, thông báo với địa phương, cùng với
các địa phương kiểm tra xác minh, tham mưu, đề xuất các biện pháp xử lý, khắc phục
hậu quả; Xây dựng Đội cơ động PCCCR với các trang bị hiện đại, ứng trực, sẵn sàng
phối hợp với các địa phương tổ chức diễn tập chữa cháy rừng; ứng cứu dập tắt các vụ
cháy rừng lớn, truy quét các điểm nóng về phá rừng.
Nhờ trang bị công nghệ cao, việc dự báo, cảnh báo và phát hiện sớm đám cháy

của lực lượng Kiểm lâm hiện nay rất hiện đại, kịp thời.
1.3.2 Các nghiên cứu về cảnh báo cháy rừng ở Việt Nam
Hầu hết các nghiên cứu về cảnh báo cháy rừng ở Việt Nam đều sử dụng phương
pháp dự báo dựa trên chỉ tiêu tổng hợp Nesterov.


18
1.3.2.1 Hệ thống
ng theo dõi cháy rừng
r
trực tuyến tại Cục Kiểm
m lâm Việt
Vi Nam
(Firewatch)
Hệ thống theo dõi cháy rrừng trực tuyến (FireWatch) đượcc xây ddựng trên nền
web, là một hệ thống tự động
ng phát hiện
hi sớm các điểm cháy trên lãnh thổổ Việt Nam dựa
vào dữ liệu ảnh
nh MODIS và AVHRR [10]. Hệ
H thống này được lắp thử nghi
nghiệm ở 3 khu
vực Vườn Quốcc gia Yok Đôn (Đăk Lăk), UMinh Hạ
H (Cà Mau) và huy
huyện Lộc Bình
(Lạng Sơn). FireWatch là hệ
h thống giám sát từ xa kỹ thuật số trên m
mặt đất dùng để
quan trắc một vùng rừng rộ
ộng lớn và phân tích, tính toán và lưu trữ ddữ liệu thu thập.

Nguyên lý hoạt động củaa hệ
h thống là tự động phát hiện đám khói. Xử
ử lý dữ liệu trực
tuyến trên đường truyền
n sóng radio hay cáp tốc
t độ cao. Một cảm biến
n có thể
th giám sát
một diện tích rừng lớn tớii 70.000 ha. Trong trường
trư
hợp phát hiện
n đám cháy, hhệ thống
sẽ tự động đưa ra cảnh
nh báo tại
t trung tâm giám sát.
Bảng 1.2 là một số ví d
dụ về thông tin dự báo cháy của Cục kiểm
m lâm ở một vài
th là các tỉnh đã có nhiềuu ngày không mưa, th
thời tiết khô
ngày do các khu vực cụ thể
hanh kéo dài, có nguy cơ x
xảy ra cháy rừng. Những khu vựcc có nguy cơ cháy ở mức
nguy hiểm (mức 4) đượcc tô màu da cam và m
mức cực kỳ nguy hiểm
m (mức
(m 5) được tô
màu đỏ trên nền bản đồ Việt
Vi Nam.

TT
1

Bảng 1.2 Một số ví dụ về thông tin dự báo cháy của Cục kiểm
m lâm
Thời gian
Danh sách các tỉnh
t
Hình ảnh
nh
05/10/2014
Vĩnh
ĩnh Phúc


19
2

06/10/2014

Quảng
Qu
Ninh
Vĩnh
ĩnh Phúc

3

07/10/2014

Bắắc Cạn
Hà Nam
Ninh Bình
Quảng
Qu
Ninh
Vĩnh
ĩnh Phúc

1.3.2.2 Phương pháp căn cứ
c vào chỉ số Nesterov kết hợp với số ngày khô hạn
h của
tác giả Phạm Ngọc Hưng
Theo tác giả Phạm
m Ng
Ngọc Hưng, chỉ tiêu tổng hợpp Nesterov P có liên quan ch
chặt
chẽ với số ngày khô hạn
n H - số ngày liên tục không mưa hoặcc có mưa nhưng lượng
lư
mưa thấp hơn 5mm. Số ngày khô hạn
h liên tục càng tăng thì khả năng xảảy ra cháy càng
cao [4].
Từ kết quả phân tích tương quan của
c P và H tác giả Phạm Ngọọc Hưng đã xây
dựng công thức để dự báo nguy cơ cháy rừng
r
hàng ngày như sau:
= ×(
+ 1) ,

(1)


20
và dự báo nhiều ngày:
=

×(

+

).

(2)

Trong đó:
 Hi là số ngày khô hạn liên tục
 Hi-1: Số ngày khô hạn liên tục tính đến trước ngày dự báo
 K: Hệ số điều chỉnh lượng mưa. Nếu lượng mưa ngày i nhỏ hơn hoặc bằng 5mm thì
K= 1, nếu lượng mưa lớn hơn 5mm thì K = 0
 n: Số ngày khô hạn, không mưa liên tục của đợt dự báo tiếp theo.

Sau khi tính được Hi sẽ tiến hành xác định khả năng cháy rừng theobiểu tra lập
sẵn cho địa phương trong 6 tháng mùa cháy [4].
Giới hạn của phương pháp dự báo theo chỉ số H của Phạm Ngọc Hưng là nếu số
ngày không mưa, khô, hạn kéo dài thì việc dự báo không sát hợp với thực tế của nguồn
VLC phát sinh trong rừng, hơn nữa việc dự báo của đài khí tượng thủy văn cho từng
khu vực chỉ mang tính định tính.
1.3.2.3 Chỉ số khô hạn của Thái Văn Trừng
Theo tác giả Thái Văn Trừng, chế độ khô ẩm là tác nhân khống chếvà ấn định

sựhình thành các kiểu khí hậu thực vật thiên nhiên ởViệt Nam [4]. Chế độ khô ẩm bao
gồm ba chỉ tiêu: lượng mưa P (mm), chỉ số khô hạn X và độ ẩm tương đối của không
khí trung bình thấp nhất (%). Chỉ số khô hạn X được tính bằng công thức:
= ; ; .
(3)
Trong đó:
 S: số tháng khô (là tháng có lượng mưa tính bằng mm nhỏ hơn hoặc bằng 2 lần nhiệt
độ trung bình tháng PS ≤ 2t)
 A: số tháng hạn (là tháng có lượng mưa nhỏ hơn hoặc bằng 1 lần nhiệt độ trung bình
tháng PA ≤ t)
 D: số tháng kiệt (là tháng không mưa hoặc có lượng mưa rất ít PD ≤ 5mm ).

Chỉ số khô hạn cho biết thời gian và mức độ khô hạn ở từng địa phương, nói lên
đặc điểm khí hậu, đồng thời cũng nói lên mùa khô hạn có thể phát sinh cháy rừng ở địa
phương đó. Ở mỗi địa phương khác nhau thì chỉ số khô hạn cũng khác nhau.Bảng 1.3
cho thấy phân cấp các cấp mưa và chế độ khô ẩm ở Việt Nam theo đề xuất của Thái
Văn Trừng. Thông thường, nhiệt độ trung bình ở Việt Nam là 250C nên tháng khô là
tháng có lượng mưa nhỏ hơn hoặc bằng 50mm, tháng hạn là tháng có lượng mưa nhỏ
hơn hoặc bằng 25mm, tháng kiệt là tháng có lượng mưa nhỏ hơn hoặc bằng 5mm. Nếu
thời gian khô hạn càng dài, đặc biệt thời gian hạn kiệt dài dẫn đến độ ẩm tương đối
trung bình thấp, nguy cơ cháy càng cao.


21

Cấp

I
II
III

IV

Bảng 1.3. Phân cấp chế độ khô ẩm ở Việt Nam
Chỉ số khô hạn (số tháng)
Độ ẩm
Lượng mưa
tương đối
S
A
D
trung bình
trung bình
(tháng
(tháng
(tháng
năm (mm)
thấp nhất
khô)
hạn)
kiệt)
(%)
> 2500
0–3
0
0
> 85
1–3
0–1
0
Trên 85

1200 – 2500
4–6
1–2
0–1
Dưới 85
4–6
1–2
0–1
Trên 50
600 – 1200
7–9
2–4
0–2
Trên 50
300 – 600
6 – 10
4–6
1–3
Trên 30

Chế độ khô ẩm

Mưa ẩm
Ẩm
Hơi ẩm
Hơi khô
Khô
Hạn

Dựa vào thống kê số liệu nhiệt độ và lượng mưa trung bình của nhiều năm, mùa

cháy rừng được xác định theo chỉ số khô hạn của Thái Văn Trừng. Trong Bảng 1.4, tác
giả Thái Văn Trừng đã thống kê những tháng khô và tháng hạn (kiệt) theo chu kỳ 1
năm của từng vùng địa lý.

TT

Bảng 1.4. Xác định mùa cháy rừng dựa theo chỉ số khô han
Các tháng trong năm
Vùng sinh thái
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1

Tây Bắc

2

Đông Bắc

3

Đống bằng sông Hồng

4

Bắc Trung bộ

5

Duyên hải miền Trung

6

Tây Nguyên

7

Đông Nam bộ

8

Đồng bằng sông Cửu Long
Tháng khô

Tháng hạn (kiệt)

1.3.2.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của các điều kiện khí tượng đến độ ẩm và khả năng
cháy của vật liệu dưới rừng Thông của Bế Minh Châu
Năm 2001, Bế Minh Châu đã nghiên cứu ảnh hưởng của các điều kiện khí
tượng đến độ ẩm và khả năng cháy của vật liệu dưới rừng Thông góp phần hoàn thiện
phương pháp dự báo cháy rừng tại một số vùng trọng điểm Thông ở Miền Bắc Việt
Nam [2]. Tác giả Bế Minh Châu đề xuất phương pháp dự báo khả năng xuất hiện cháy


22
rừng theo độ ẩm vật liệu và phân mức độ nguy hiểm khả năng xuất hiện cháy rừng
thành 5 cấp như trong Bảng 1.5. VLC có độ ẩm tuyệt đối càng thấp thì khả năng xuất
hiện cháy rừng càng cao, tốc độ cháy càng nhanh. Ngược lại, độ ẩm của VLC càng cao
thì khả năng bắt cháy càng khó khăn nên nguy cơ cháy rừng thấp.
Bảng 1.5. Phân cấp khả năng xuất hiện cháy rừng dựa vào độ ẩm của VLC

Độ ẩm tuyệt đối
Cấp cháy
Tốc độ cháy
Khả năng xuất hiện cháy rừng
của VLC (%)
I

>50

Không cháy

II

33 – 50

Cháy chậm

III

17 – 32,9

Cháy tương đối
nhanh

IV

10 – 16,9

Cháy nhanh

V

<10

Cháy rất nhanh

Không có khả năng cháy
Ít có khả năng cháy, không nguy
hiểm
Có khả năng cháy, tương đối
nguy hiểm
Có nhiều khả năng cháy, nguy
hiểm
Rất dễ bắt cháy, cực kỳ nguy hiểm

1.3.3 Xác định những tồn tại, khó khăn
Tuy nhiên, quản lý nhà nước về bảo vệ phát triển rừng của chính quyền các cấp
còn nhiều thiếu sót. Việc quản lý lửa rừng, kiểm soát cháy rừng và hiệu quả chữa cháy
rừng chưa cao [3]. Nguyên nhân chủ yếu là:
Ban chỉ đạo nhà nước về bảo vệ & phát triển rừng từ trung ương đến các địa
phương chưa được củng cố thành hệ thống chặt chẽ, thông suốt. Chỉ đạo, điều hành
chậm, do không nắm bắt kịp thời và chính xác thông tin, thiếu trang thiết bị chỉ đạo và
chỉ huy.
Chính quyền ở một số địa phương chưa thực sự quan tâm đến công tác PCCCR.
Việc triển khai tuyên truyền phổ biến pháp luật, chủ trương chính sách ở cấp xã và
thôn, bản không đầy đủ, không kịp thời.
Phương án phòng chống cháy rừng của các cấp chính quyền còn chung chung,
chưa sát thực tế. Phương án chưa xác định rõ các vùng trọng điểm cháy, các tình
huống cháy rừng & phương án cứu chữa cháy cụ thể. Giải pháp xây dựng lực lượng
và trang thiết bị chữa cháy chưa đáp ứng được yêu cầu thực tế. Phương án không có

phần dự trù kinh phí, hoặc có xây dựng, nhưng khi người có thẩm quyền phê duyệt
không phê rõ tổng kinh phí thực hiện phương án là bao nhiêu? lấy từ nguồn nào? Tổ
chức & cá nhân nào chịu trách nhiệm thi hành...Đây là nguyên nhân cơ bản gây nên
tình trạng lúng túng khi tổ chức và thực hiện các hoạt động phòng cháy và chữa cháy
rừng hiện nay.


23
Lực lượng chữa cháy rừng tại chỗ ở nhiều địa phương tổ chức chưa chặt chẽ,
chưa được huấn luyện nghiệp vụ phòng cháy chữa cháy. Thiếu trang bị và kinh phí
hoạt động, đặc biệt là kinh phí để trả thù lao cho người tham gia chữa cháy rừng.
Lực lượng kiểm lâm chưa đủ biên chế theo quy định. Một kiểm lâm địa bàn hiện
tại phải quản lý khoảng 1.200 ha rừng. Nhiều xã phường diện tích đất lâm nghiệp rất
lớn nhưng chưa có cán bộ chuyên trách lâm nghiệp.
Ban chỉ huy bảo vệ và phát triển rừng ở các cấp có xây dựng quy chế hoạt động
nhưng chưa hoàn chỉnh hoặc thực hiện quy chế chưa tốt, nên khi cháy rừng xảy ra,
công tác chỉ huy chữa cháy còn rất lúng túng. Việc chỉ huy phối hợp giữa các lực
lượng chữa cháy rừng chưa nhịp nhàng, chưa thống nhất và kém hiệu quả.
Việc chi trả thù lao cho lực lượng tham gia chữa cháy rừng chưa được thực hiện
đúng theo quy định do thiếu kinh phí, nên chưa động viên, khuyến khích được người
tham gia.
Hệ thống cảm biến không dây cảnh báo cháy rừng có nhiều ưu điểm trong việc
phát hiện và báo động cháy đặc biệt là đám cháy vào ban đêm. Tuy nhiên phạm vi áp
dụng giới hạn do chi phí giá thành và khả năng thích hợp với điều kiện khí hậu nhiệt
đới độ ẩm cao tại Việt Nam.
Nghiên cứu về sự cháy và cháy rừng đã được nhiều nhà khoa học trong nước và
quốc tế quan tâm, nhiều kết quả nghiên cứu đã và đang được áp dụng trong thực tiễn
để phòng cháy, chữa cháy rừng,tuy nhiên khi cháy rừng xảy ra hầu như con người vẫn
chưa thể kiểm soát được và hoàn toàn bị động. Vì vậy, việc nghiên cứu các chỉ số cảnh
báo nguy cơ cháy rừng và mối quan hệ giữa chúng làm cơ sở khoa học để đề xuất các

biện pháp phòng cháy phù hợp chủ động được coi là hướng đi tối ưu về phòng cháy,
chữa cháy rừng hiện nay.


24
CHƯƠNG 2.

NGHIÊN CỨU CÁC CHỈ SỐ CẢNH BÁO NGUY CƠ CHÁY RỪNG

Chỉ số cảnh báo nguy cơ cháy rừng (Forest Fire Danger Index) là những con số
được các nhà nghiên cứu đưa ra được nghiên cứu dựa trên các điều kiện tự nhiên. Chỉ
số cảnh báo nguy cơ cháy rừng dựa trên các điều kiện về thời tiết, các nhân tố khí
tượng, điều kiện về địa hình và loại rừng, cung cấp thông tin gợi ý về mức độ đe dọa
cháy rừng vào một ngày cụ thể hoặc dự báo trong khoảng một thời gian nhất định. Chỉ
số càng cao, khả năng cháy càng tăng. Hiểu được nguy cơ cháy rừng để đưa ra được
những quyết định cần làm nhằm mục đích phòng và chữa cháy rừng, hạn chế tốt nhất
các rủi ro, hậu quả và thiệt hại từ việc cháy rừng.
Thông thường, chỉ số cháy rừng được xếp theo các mức tương ứng với các màu.
Cụ thể: Mức 1 – Ít có khả năng cháy (màu xanh), Mức 2 – Có khả năng cháy (màu
vàng), Mức 3 – Khả năng cháy cao (màu cam), Mức 4 – Chắc chắn xảy ra cháy rừng
(màu đỏ). Tùy từng chỉ số mà các mức này có thể thay đổi từ 4 đến 5 mức cảnh báo.
2.1 Chỉ số cảnh báo cháy của Pháp.
Chỉ số cảnh báo của Pháp là sự kết hợp giữa chỉ số hạn hán và tốc độ gió [6].
) = + ố độ ó .
ℎỉ ố ả ℎ á (
(4)
Chỉ số hạn hán D được tính bằng cách ước lượng độ ẩm của đất kết hợp với khả
năng bốc hơi nước hàng ngày[6].
=

( ∑

)

.

(5)

Trong đó:
 D: chỉ số hạn hán (Drought Index)
 C: độ ẩm của đất (mm)
 E: khả năng bốc hơi nước,công thức (6).

Khả năng bốc hơi nước hàng ngày được tính bằng cách sử dụng một công thức
bao gồm lượng mưa hàng ngày, nhiệt độ, độ ẩm tương đối.Khả năng bốc hơi nước
được tính theo công thức của Thornthwaite (1948):
10
1
= 16 ×
,
(6)
12 30
.

=

5

,

= (492390 + 179201 − 771 ×

(7)
+ 0.675 ×

) × 10

Trong đó:
 Ti: Nhiệt độ trung bình tháng (0C)
 N: trung bình giờ nắng hàng tháng.

Chỉ số cảnh báo Fire Dangercàng cao, khả năng cháy càng lớn.

.

(8)