Nghiên cứu tính thích hợp của các phương pháp dự báo cháy rừng hiện đang áp dụng cho rừng trồng tại huyện hoành bồ tỉnh quảng ninh

Bé Gi¸o Dôc vµ ®µo t¹o
Bé N«ng nghiÖp vµ PTNT
Tr-êng ®¹i häc l©m nghiÖp

ĐẶNG ANH QUỲNH

NGHIÊN CỨU TÍNH THÍCH HỢP CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP DỰ
BÁO CHÁY RỪNG HIỆN ĐANG ÁP DỤNG CHO RỪNG TRỒNG
TẠI HUYỆN HOÀNH BỒ, TỈNH QUẢNG NINH

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

Hà Nội, 2010


Bộ Giáo Dục và đào tạo
Bộ Nông nghiệp và PTNT
Tr-ờng đại học lâm nghiệp

ng Qunh Anh

NGHIấN CU TNH THCH HP CA CC PHNG PHP D
BO CHY RNG HIN ANG P DNG CHO RNG TRNG
TI HUYN HONH B, TNH QUNG NINH

Chuyờn ngnh: Qun lý bo v ti nguyờn rng
Mó s: 60.62.68

Luận văn thạc sĩ khoa học lâm nghiệp

NGI HNG DN KHOA HC:

T.S B MINH CHU

H Ni, 2010


1

ĐẶT VẤN ĐỀ
Cháy rừng là hiện tượng phổ biến, thường xảy ra ở nước ta và nhiều
nước trên thế giới gây nên những tổn thất nhiều mặt về kinh tế, môi trường và
cả tính mạng con người. Trong những năm gần đây, trung bình mỗi năm ở
Việt Nam xảy ra khoảng 650 vụ cháy, thiệt hại trung bình 4.340ha rừng, trong
đó rừng trồng khoảng 3.200ha và rừng tự nhiên khoảng 1.140ha. Chỉ tính
riêng năm 1998, cả nước có 1685 vụ cháy rừng, tổng diện tích rừng bị cháy là
20.398ha, làm 12 người chết. Năm 2002, cháy rừng ở U Minh Thượng và U
Minh Hạ đã thiêu huỷ 5500ha rừng tràm, trong đó có 60% là rừng tràm
nguyên sinh. Đầu năm 2010, cháy rừng tại Vườn quốc gia Hoàng Liên - Lào
Cai, thiệt hại hơn 700ha rừng [15]. Những tổn thất do cháy rừng gây ra về
kinh tế, xã hội và môi trường là rất lớn và khó có thể tính được.
Thấy được những thiệt hại to lớn do cháy rừng gây ra, trong những năm
gần đây Nhà nước đã ban hành nhiều chính sách và đầu tư cho công tác phòng
cháy chữa cháy rừng (PCCCR). Tuy vậy, cháy rừng vẫn thường xuyên xảy ra.
Một trong những nguyên nhân quan trọng là thiếu những nghiên cứu cơ bản
về công tác PCCCR, trong đó có nghiên cứu về dự báo nguy cơ cháy rừng
(NCCR). Đến nay, mặc dù có một số hiệu chỉnh nhất định song việc dự báo
NCCR về cơ bản vẫn được thực hiện cho cả vùng rộng lớn, chưa tính đến đặc
điểm cụ thể của mỗi địa phương. Vì vậy kết quả dự báo còn nhiều hạn chế,
làm giảm hiệu quả trong công tác PCCCR.
Quảng Ninh là một trong những tỉnh trọng điểm cháy rừng của nước ta,
là một trong những địa phương thường xuyên xảy ra cháy rừng. Chỉ tính riêng

năm 2007, toàn tỉnh có 24 vụ cháy rừng thiệt hại 527,59ha; năm 2008 có 29
vụ cháy rừng thiệt hại 96,12ha gây thiệt hại lớn cả về kinh tế và môi trường
[5]. Huyện Hoành Bồ nằm ở phía bắc của tỉnh, có diện tích rừng trồng khá lớn


2

(16.092,14ha), chủ yếu với các loài cây như: thông đuôi ngựa (Pinus
massoniana Lamb), keo lai trồng thuần loài hoặc hỗn giao. Hoành Bồ được
xác định là huyện trọng điểm cháy rừng của tỉnh Quảng Ninh, trong đó các
lâm phần rừng trồng là những đối tượng thường xảy ra cháy nhất.
Từ cuối những năm 80 của thế kỷ XX cho đến nay, công tác dự báo
cháy rừng ngắn hạn và dài hạn được thực hiện thường xuyên trên địa bàn
huyện Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh. Phương pháp chủ yếu vẫn dựa trên cơ sở
các yếu tố khí tượng và vật liệu cháy rừng. Công tác dự báo cháy rừng đã
giúp cho việc thực hiện các biện pháp PCCCR ở địa phương chủ động hơn,
góp phần giảm thiểu thiệt hại do cháy rừng gây ra. Trong những năm gần đây,
yêu cầu về việc nâng cao độ chính xác của các phương pháp dự báo cháy rừng
đã được các cấp, các ngành quan tâm và đã có một số nghiên cứu về vấn đề
này. Tuy nhiên cho đến nay việc đánh giá, kiểm nghiệm mức độ chính xác
cũng như tính thích hợp của phương pháp dự báo hiện đang áp dụng và các
kết quả nghiên cứu ở huyện Hoành Bồ cũng như các địa phương khác còn rất
hạn chế. Chính vì những lý do trên, luận văn tiến hành thực hiện đề tài:
“Nghiên cứu tính thích hợp của các phương pháp dự báo cháy rừng hiện
đang áp dụng cho rừng trồng tại huyện Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh”.


3

Chương 1

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Trên thế giới
Những công trình nghiên cứu về dự báo cháy rừng đã được một số nhà
khoa học tiến hành từ những năm đầu thế kỷ XX tại các nước có nền kinh tế
và lâm nghiệp phát triển như: Mỹ, Thụy Điển, Australia, Pháp, Canada, Nga,
Đức [26], [28],…
Ở Mỹ, từ năm 1941 E.A.Beal và C.B.Show đã nghiên cứu và dự báo
được khả năng cháy rừng thông qua việc xác định độ ẩm của lớp thảm mục
rừng. Các tác giả đã nhận định rằng độ ẩm của lớp thảm mục thể hiện mức độ
khô hạn của rừng. Độ khô hạn càng cao thì khả năng xuất hiện cháy rừng
càng lớn. Đây là một trong những công trình đầu tiên xác định yếu tố quan
trọng nhất gây nguy cơ cháy rừng. Nó mở đầu cho việc nghiên cứu xây dựng
các phương pháp dự báo cháy rừng sau này. Tiếp sau đó, nhiều nhà khoa học
khác đã nghiên cứu và đưa ra những phương pháp dự báo nguy cơ cháy rừng
với các thang cấp khác nhau trên cơ sở phân tích độ ẩm của thảm khô dưới
rừng và kết quả thử nghiệm khả năng bén lửa của nó.
Từ năm 1920 đến năm 1929, nhiều tác giả ở Mỹ đã tiến hành nghiên
cứu các nguyên nhân gây cháy rừng, nghiên cứu mối tương quan giữa độ ẩm
vật liệu cháy với các yếu tố khí tượng, dòng đối lưu ở đám cháy và mối tương
quan giữa dòng đối lưu với gió, từ đó đưa ra các biện pháp phòng cháy chữa
cháy rừng.
Đến năm 1978, các nhà khoa học Mỹ đã đưa ra được hệ thống dự báo
cháy rừng tương đối hoàn thiện [26]. Theo hệ thống này có thể dự báo nguy
cơ cháy rừng trên cơ sở phân ra các mô hình vật liệu. Khi kết hợp với các số
liệu quan trắc khí tượng và những số liệu về điều kiện địa hình người ta có thể


4

dự báo được khả năng xuất hiện cháy rừng và mức độ nguy hiểm của đám

cháy nếu xảy ra [14].
Ở Nga cũng có nhiều nhà nghiên cứu về cháy rừng, trong đó có V.G
Nesterov (1939), Melekhop I.C (1984), Arxubasev C.P (1957). Họ đã đi sâu
nghiên cứu các yếu tố khí tượng thủy văn và các yếu tố khác ảnh hưởng đến
khả năng xuất hiện cháy rừng. Công trình nghiên cứu được sử dụng nhiều
nhất là của V.G. Nesterov (1939) về phương pháp dự báo cháy rừng tổng hợp
[7], [19].
Từ năm 1929 đến 1940 V.G Nesterov đã nghiên cứu mối tương quan
giữa các yếu tố khí tượng gồm nhiệt độ lúc 13 giờ, độ ẩm lúc 13 giờ và lượng
mưa ngày với tình hình cháy rừng trong khu vực và đi đến kết luận rằng:
Trong rừng nơi nào nhiệt độ không khí càng cao, độ ẩm không khí thấp, số
ngày không mưa càng kéo dài thì vật liệu cháy càng khô và càng dễ phát sinh
đám cháy. Trên cơ sở những phân tích của mình Nesterov đã đưa ra chỉ tiêu
khí tượng tổng hợp để đánh giá mức độ nguy hiểm cháy rừng như sau:
n

Pi =

t . d
i 1

i13

i13

(1.1)

Trong đó:
Pi: Chỉ tiêu tổng hợp phản ánh nguy cơ cháy rừng của một ngày nào đó
trên vùng dự báo;

ti13: Nhiệt độ không khí tại thời điểm 13 giờ ngày thứ i (OC);
di13: Độ chênh lệch bão hoà độ ẩm không khí tại thời điểm 13 giờ ngày
thứ i (mb);
n: Số ngày không mưa hoặc có mưa nhưng nhỏ hơn 3mm kể từ ngày
cuối cùng có lượng mưa lớn hơn 3mm.


5

Từ chỉ tiêu P có thể xây dựng được các cấp dự báo mức độ nguy hiểm
cháy rừng cho từng địa phương khác nhau. Cơ sở của việc phân cấp cháy này
dựa vào mối quan hệ giữa chỉ tiêu P với số vụ cháy rừng ở địa phương đó
trong nhiều năm liên tục.
Năm 1968, Trung tâm khí tượng thuỷ văn quốc gia Liên xô đã đưa ra
một phương pháp mới trên cơ sở một số thay đổi trong việc áp dụng công
thức (1.1). Theo phương pháp này, chỉ số P được tính theo nhiệt độ không khí
và nhiệt độ điểm sương. Chỉ tiêu P được xác định theo công thức sau:
n

P = K ti(ti  Di)

(1.2)

i 1

Trong đó:
ti: Nhiệt độ không khí lúc 13 giờ (OC)
Di: Nhiệt độ điểm sương (OC)
n: Số ngày kể từ ngày có trận mưa cuối cùng nhỏ hơn 3mm.
K: Hệ số điều chỉnh theo lượng mưa ngày

- K=1 khi lượng mưa ngày nhỏ hơn 3mm
- K=0 khi lượng mưa ngày vượt quá 3mm.
Năm 1973, T.O.Stoliartsuk đã tiến hành nghiên cứu áp dụng phương
pháp dự báo cháy rừng của Trung tâm khí tượng thủy văn Liên Xô và đề nghị
xác định hệ số K theo lượng mưa ngày cụ thể như sau:
Lượng mưa (mm)
Hệ số K

0 0,1-0,9
1
0,8

1-2,9
0,6

3-5,9
0,4

6-14,9 15-19,9 >20
0,2
0,1
0

Với hệ số K xác định theo lượng mưa ngày và áp dụng công thức (1.2)
tính được chỉ tiêu P, từ đó phân mức nguy hiểm của cháy rừng thành 5 cấp
như biểu 1.1:


6

Biểu 1.1: Phân cấp mức độ nguy hiểm của cháy rừng theo chỉ tiêu P
Chỉ tiêu tổng hợp

Mức độ nguy hiểm
của cháy rừng

Cấp cháy rừng

Theo
V.G.Nesterov

Theo Trung tâm
KTTV Liên Xô

I

≤ 300

≤ 200

II

301 – 500

201 – 450

Ít nguy hiểm

III

501 – 1000

451 – 900

Nguy hiểm

IV

1001 – 4000

901 – 2000

Rất nguy hiểm

V

>4000

>2000

Không nguy hiểm

Cực kỳ nguy hiểm

Ở Thụy Điển và các nước thuộc bán đảo Scandinavia, người ta dùng
chỉ số Angstrom (I) để dự báo khả năng cháy rừng [26]. Phương pháp này
cũng được sử dụng rộng rãi ở Bồ Đào Nha và nhiều nước thuộc địa cũ của Bồ

R 27  T


Đào Nha. Công thức tính như sau: I =
20
10

(1.3)

Trong đó:
I: Chỉ số Angstrom, để xác định nguy cơ cháy rừng;
R: Độ ẩm tương đối của không khí thấp nhất trong ngày (%);
T: Nhiệt độ không khí cao nhất trong ngày (0C).
Căn cứ vào chỉ số I, tiến hành phân cấp nguy cơ cháy theo các cấp như
biểu 1.2.
Biểu 1.2. Phân cấp nguy cơ cháy rừng theo chỉ số Angstrom (I)
Cấp cháy

Chỉ số Angstrom (I)

Nguy cơ cháy

I

I>4.0

II

2.5
Ít có khả năng cháy

III

2.0
Có khả năng cháy

IV

I≤2.0

Khả năng cháy lớn

Không có khả năng cháy


7

Phương pháp dự báo nguy cơ cháy rừng dựa vào chỉ số Angstrom
không tính tới các nhân tố lượng mưa, độ ẩm của vật liệu cháy và khối lượng
vật liệu cháy. Nó có thể phù hợp với điều kiện thời tiết ít mưa trong suốt mùa
cháy, khối lượng vật liệu cháy ổn định và trạng thái rừng có tính đồng nhất
cao của nơi nghiên cứu, nhưng có thể ít phù hợp với những địa phương có sự
biến động cao về lượng mưa, địa hình và khối lượng vật liệu cháy. Cho đến
nay, phương pháp này ít được sử dụng ở những quốc gia khác, đặc biệt là khu
vực nhiệt đới.
Qua nghiên cứu 103 khu vực bị cháy ở Trung Quốc, Yangmei [19] đã
đưa ra phương pháp dự báo cháy rừng theo chỉ tiêu khả năng bén lửa của vật
liệu (I) với trình tự như sau:
+ Tính toán mức độ nguy hiểm của sự bén lửa I:
Tác giả đã phân tích quan hệ của mức bén lửa của vật liệu cháy (I) với
các yếu tố nhiệt độ không khí cao nhất (T14), độ ẩm tương đối của không khí

thấp nhất (R14), số giờ nắng (m) và lượng bốc hơi (M) trong ngày. Kết quả
cho thấy mức độ bén lửa của vật liệu cháy (I) đều liên hệ với các yếu tố (T14),
(m), (M) theo dạng hàm I = a.xb. Riêng với độ ẩm không khí thấp nhất (R14)
thì mức độ bén lửa I của vật liệu có quan hệ theo dạng hàm mũ I = a.e -bx.
Tác giả đã xác lập được phương trình tương quan giữa mức độ bén lửa
I với từng nhân tố khí tượng như biểu 1.3.
Biểu 1.3. Mối quan hệ giữa các nhân tố khí tượng với mức độ bén lửa
Nhân tố khí tượng

Phương trình
tương quan

Hệ số tương
quan

Hệ số biến
động

Nhiệt độ không khí

I1=0,046.T1,178

0,788

0,296

Độ ẩm không khí

I2=14,89.e-0,082R

0,934

0,065

Lượng bốc hơi

I3=0,1005.M1,185

0,968

0,247

Số giờ nắng

I4=0,0552.m1,383

0,879

0,337


8

+ Mức độ bén lửa tổng hợp I của vật liệu cháy được tính bằng trung
bình cộng của các chỉ số I1, I2, I3, I4
I =

1
1
.(I1+I2+I3+I4) = .(0,046.T1.178 + 14,89.e-0,082R + 0,1005.M1,185 +

4
4

0,0552.m1,383)

(1.4)

+ Căn cứ vào trị số I, tác giả phân cấp nguy cơ cháy rừng như biểu 1.4.
Biểu 1.4. Phân cấp nguy cơ cháy rừng theo chỉ tiêu bén lửa I (Yangmei)
Tháng

Cấp I
không cháy

Cấp II

Cấp III

khó cháy có thể cháy

Cấp IV

Cấp V

dễ cháy

cháy mạnh

3

< 10

11-20

21-30

31-40

>41

4 và 10

< 15

16-30

31-45

46- 60

>61

5 và 9

< 20

21-40

41-60

61-80

>81

Phương pháp dự báo nguy cơ cháy rừng theo chỉ tiêu bén lửa của
Yangmei đã tính tới tác động tổng hợp của các nhân tố khí tượng tới khả năng
phát sinh, phát triển của cháy rừng như nhiệt độ không khí cao nhất, độ ẩm
không khí cao nhất, độ ẩm không khí thấp nhất trong ngày, lượng bốc hơi và
số giờ nắng trong ngày một cách định lượng trong tháng dễ xảy ra cháy rừng.
Những phương pháp này chưa đề cập đến tốc độ gió cũng như khối lượng vật
liệu cháy.
1.2. Ở Việt Nam
Những nghiên cứu về dự báo cháy rừng ở nước ta được bắt đầu tiến
hành từ năm 1981 và chủ yếu theo hướng nghiên cứu áp dụng phương pháp
dự báo theo chỉ tiêu tổng hợp của V.G Nesterov [7].


9

Năm 1988, Phạm Ngọc Hưng đã áp dụng phương pháp của V.G
Nesterov trên cơ sở nghiên cứu cải tiến, điều chỉnh hệ số K theo lượng mưa
ngày để tính toán và xây dựng phương pháp dự báo cháy rừng cho đối tượng
rừng Thông tỉnh Quảng Ninh [11] theo các chỉ tiêu được xác định như sau:
- Trên cơ sở sử dụng công thức chỉ tiêu tổng hợp của V.G Nesterov và
dãy quan trắc các yếu tố khí tượng gồm nhiệt độ không khí lúc 13 giờ, độ
chênh lệch bão hoà lúc 13 giờ và lượng mưa ngày của tỉnh Quảng Ninh trong
10 năm (1975 – 1985), tác giả tính chỉ tiêu khí tượng tổng hợp P cho từng
ngày ở Quảng Ninh, công thức tính như sau:

n

P=K

t . d
i 1

i13

i13

(1.5)

Trong đó: P- Chỉ tiêu tổng hợp đánh giá nguy cơ cháy rừng;
K - Hệ số điều chỉnh theo lượng mưa ngày, K có giá trị bằng 1
khi lượng mưa ngày <5mm, K có giá trị bằng 0 khi lượng mưa ngày ≥ 5mm;
n - Số ngày không mưa hoặc có lượng mưa ngày <5mm kể từ
ngày cuối cùng có lượng mưa ≥ 5mm;
ti13 - Nhiệt độ không khí lúc 13 giờ (00);
di13 - Độ chênh lệch bão hoà của không khí lúc 13 giờ (mb).
Sau đó tác giả dựa vào kết quả phân tích mối liên hệ giữa chỉ tiêu P với
số vụ cháy đã xảy ra trong 10 năm để điều chỉnh lại ngưỡng của các cấp dự
báo cháy rừng ở Quảng Ninh, như ở biểu 1.5
Biểu 1.5 Phân cấp cháy rừng theo chỉ tiêu P của T.S Phạm Ngọc Hưng
Cấp cháy

Giá trị của P

Khả năng cháy rừng

I

<1000

II

1001 – 2500

Có khả năng cháy

III

2501 – 5000

Nhiều khả năng cháy

IV

5001 – 10.000

V

>10.000

Ít có khả năng cháy

Nguy hiểm
Cực kỳ nguy hiểm


10

Tuy nhiên sau một thời gian thực hiện từ năm 1995, Trung tâm Kỹ
thuật bảo vệ rừng số I (nay là Cơ quan Kiểm lâm vùng I) đã điều chỉnh
ngưỡng phân cấp DBCR cho các trạng thái rừng tại Quảng Ninh (ngưỡng cấp
V là P>14.000).
Phương pháp dự báo cháy rừng theo chỉ tiêu tổng hợp của V.G
Nesterov được áp dụng rộng rãi trên quy mô cả nước. Nó có ưu điểm đơn
giản, dễ thực hiện với các thiết bị đơn giản và ít tốn công sức. Tuy nhiên,
phương pháp này lại có nhược điểm là chỉ căn cứ vào những nhân tố khí
tượng là chính, chưa tính đến được ảnh hưởng của một số nhân tố khác như
khối lượng vật liệu cháy, đặc điểm của nguồn lửa, điều kiện địa hình…Vì
vậy, việc áp dụng phương pháp này trên toàn lãnh thổ mà không có những hệ
số điều chỉnh thích hợp có thể dẫn đến những sai số nhất định.
Từ năm 1989 – 1992, tổ chức UNDP đã hỗ trợ “Dự án tăng cường khả
năng phòng cháy, chữa cháy rừng cho Việt Nam”. A.N Cooper - chuyên gia
đánh giá mức độ nguy hiểm cháy rừng của FAO đã cùng các chuyên gia Việt
Nam nghiên cứu, soạn thảo phương pháp dự báo cháy rừng. A.N Cooper cho
rằng ngoài các yếu tố mà V.G Nesterov đã nêu, đối với nhiều vùng rừng ở
Việt Nam gió cũng là nhân tố ảnh hưởng lớn đến sự hình thành và phát triển
của đám cháy [25]. Do vậy, ông đề nghị sử dụng phương pháp của V.G
Nesterov nhưng phải tính đến tốc độ gió. Tốc độ gió được xác định vào thời
điểm 13 giờ ở độ cao 10-12m so với mặt đất. Công thức dự báo do ông đề
xuất như sau:
Pc = P.(WF)

(1.6)

Trong đó Pc: Chỉ tiêu khí tượng tổng hợp theo đề nghị của Cooper;
P: Chỉ tiêu khí tượng tổng hợp tính theo công thức của V.G Nesterov
trên cơ sở điều chỉnh hệ số K theo lượng mưa ngày của Phạm Ngọc Hưng;

11

WF: Hệ số hiệu chỉnh có các giá trị: 1; 1.5; 2 và 3 phụ thuộc vào
tốc độ gió là <5 km/h; 5-15km/h; 16-20km/h và >20km/h.
Căn cứ vào kết quả xác định chỉ số Pc ở Việt Nam, A.N Cooper đã
phân cấp dự báo nguy cơ cháy rừng ở Việt Nam thành 4 cấp như biểu 1.6.
Biểu 1.6. Cấp nguy hiểm cháy rừng có thêm yếu tố gió của A.N Cooper (1991)
Cấp

Đặc trưng cấp cháy

cháy

Chỉ số Pc

Chỉ số theo
màu

0 – 4000

Xanh

Có nguy cơ cháy trung bình

4001 – 12000

Vàng

III

Có nguy cơ cháy cao

12001 – 30000

Da cam

IV

Có nguy cơ cháy rất cao

>30000

Đỏ

I

Có nguy cơ cháy thấp

II

Việc đưa thêm nhân tố gió vào khi dự báo nguy cơ cháy rừng góp phần
làm tăng độ chính xác của chỉ số nhất là đối với các vùng gió có vận tốc lớn
vào mùa khô, tuy nhiên biện pháp này chưa khắc phục được nhược điểm
chính của phương pháp chỉ tiêu P của V.G Nesterov là khi không có mưa
nhiều ngày liên tục thì chỉ số Pc cứ tăng lên vô hạn, trong lúc đó cấp dự báo
chỉ có cấp IV.
Khi nghiên cứu quan hệ giữa chỉ tiêu tổng hợp P của Nesterov với số
ngày khô hạn liên tục H (số ngày liên tục không mưa hoặc có mưa nhưng

lượng mưa <5mm), T.S Phạm Ngọc Hưng kết luận chỉ số P có liên hệ rất chặt
chẽ với H [11]. Điều đó nói lên rằng số ngày khô hạn liên tục càng tăng thì
khả năng xuất hiện cháy rừng càng lớn. Từ kết quả phân tích tương quan của
P và H, tác giả đã xây dựng phương pháp căn cứ vào H để dự báo nguy cơ
cháy rừng ngắn hạn và dài hạn cho từng vùng sinh thái khác nhau. Công thức
được áp dụng để dự báo như sau:


12

+ Dự báo hàng ngày: Hi = K.(Hi-1+1)

(1.7)

+ Dự báo nhiều ngày: Hi = K.(Hi-1+n)

(1.8)

Trong đó:
Hi: Số ngày khô hạn liên tục tính đến ngày dự báo i;
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 <5mm thì K = 1,
nếu lượng mưa ≥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 theo
biểu tra lập sẵn cho địa phương trong 6 tháng mùa cháy.
Trong thời gian từ năm 1995 đến 1997, T.S Bế Minh Châu đã nghiên
cứu ảnh hưởng của điều kiện khí tượng đến độ ẩm và khả năng cháy của vật
liệu cháy dưới rừng thông tại một số vùng trọng điểm ở miền Bắc Việt Nam
[6]. Kết quả tác giả đã đưa ra được biểu phân cấp cháy rừng thông theo độ ẩm

vật liệu cháy như ở biểu 1.7.
Biểu 1.7. Phân cấp cháy rừng thông theo độ ẩm vật liệu cháy
của T.S Bế Minh Châu
Cấp

Độ ẩm

cháy VLC (%)

Tốc độ cháy

Biến đổi của tốc

Khả năng xuất hiện

(m/s)

độ cháy

cháy

Không cháy

Không có khả năng cháy

Cháy chậm

Ít có khả năng cháy

I

>50

II

35 – 50

III

17 – 34.9

0.0038-0.0063 Tương đối nhanh

Có khả năng cháy

IV

10 – 16.9

0.0064-0.0096 Nhanh

Có nhiều khả năng cháy

V

<10

0.002–0.0037

>0.0096

Rất nhanh

Rất dễ cháy


13

Nghiên cứu này được tác giả thực hiện ở 3 khu vực: huyện Hoành Bồ Quảng Ninh, huyện Hà Trung – Thanh Hoá và huyện Nam Đàn - Nghệ An.
Theo tác giả, tại cả 3 khu vực khi áp dụng các phương trình để dự báo độ ẩm
vật liệu cháy đều có sai số tích luỹ theo thời gian, số ngày dự báo càng dài thì
sai số càng lớn. Với 5 ngày, sai số trung bình <7.0%; trong 10 ngày liên tục,
sai số trung bình là 8.5%; trong 15 ngày liên tục, sai số dự báo xấp xỉ 10% và
trong khoảng thời gian 20 ngày liên tục sai số trung bình ở cả 3 khu vực đều >
10%. Do vậy để đảm bảo độ chính xác thì sau 10 ngày phải xác định lại độ
ẩm vật liệu cháy để bổ sung.
Đầu năm 2003, nhóm nghiên cứu thuộc đề tài KC08 trường Đại học
Lâm nghiệp đã phối hợp với Cục kiểm lâm xây dựng "Phần mềm cảnh báo
nguy cơ cháy rừng" trên cơ sở phương pháp dự báo theo Chỉ tiêu tổng hợp P.
Từ đó Việt Nam đã chuyển tải được thông tin dự báo nguy cơ cháy rừng hàng
ngày lên phương tiện thông tin đại chúng. Tuy nhiên, công nghệ và phần mềm
dự báo trên đây vẫn còn một số tồn tại. Nguy cơ cháy rừng được xác định là
đồng nhất cho cả một tỉnh, một huyện mà diện tích đôi khi tới hàng trăm
nghìn ha. Nguy cơ cháy rừng được xác định đồng nhất với tất cả các trạng
thái rừng, thậm chí cho cả đất không có rừng, ranh giới các cấp nguy cơ cháy
rừng trên bản đồ lại trùng với ranh giới hành chính huyện hoặc tỉnh mà không
trùng với ranh giới nguy cơ cháy rừng thực tế v.v... Vì tính chính xác chưa cao
mà ý nghĩa của thông tin cảnh báo nguy cơ cháy rừng có xu hướng giảm dần.
Năm 2003-2005, PGS.TS Vương Văn Quỳnh và các cộng sự trường
Đại học Lâm nghiệp đã tiến hành nghiên cứu xây dựng phần mềm DBCR cho

14

vùng Uminh và Tây nguyên [21]. Kết quả của công trình này đã đề nghị sử
dụng phương pháp Chỉ tiêu tổng hợp P, với ngưỡng lượng mưa là 7mm. Khi
dự báo nguy cơ cháy cho địa phương, cần kết hợp cả nguy cơ cháy theo điều
kiện khí tượng và đặc điểm rừng. Nhóm tác giả cũng đã ứng dụng công nghệ
thông tin để xây dựng phần mềm cảnh báo nguy cơ cháy rừng cho khu vực
nghiên cứu. Phần mềm cảnh báo này đã hạn chế được một số nhược điểm của
phần mềm cảnh báo cháy rừng hiện đang được Cục Kiểm lâm sử dụng.
Năm 2006-2007, Cơ quan Kiểm lâm vùng I và Cơ quan Kiểm lâm vùng
II (Cục Kiểm lâm) thực hiện đề tài nghiên cứu hoàn thiện phương pháp
DBCR cho khu vực phía bắc và Bắc trung bộ [16], [17]. Kết quả của các công
trình này cũng đề nghị sử dụng phương pháp Chỉ tiêu tổng hợp P, với ngưỡng
lượng mưa là 7mm. Khi dự báo nguy cơ cháy cho các địa phương, cần kết
hợp cả nguy cơ cháy theo điều kiện khí tượng và đặc điểm rừng.
Từ những công trình nghiên cứu chủ yếu về dự báo cháy rừng ở Việt
Nam có thể thấy, hiện nay ở nhiều địa phương của Việt Nam đang sử dụng
phương pháp dự báo cháy rừng chủ yếu là phương pháp Chỉ tiêu tổng hợp P,
với các yếu tố khí tượng gồm: nhiệt độ, độ chênh lệch bão hòa của độ ẩm
không khí, lượng mưa, với ngưỡng lượng mưa là 5mm và 6mm. Hiện cũng đã
có một số công trình nghiên cứu cho rằng việc sử dụng phương pháp Chỉ tiêu P
ở Việt nam là phù hợp, tuy nhiên cần điều chỉnh ngưỡng lượng mưa lên 7mm,
hệ số điều chỉnh lượng mưa K không chỉ có 2 giá trị là 0 và 1 mà giá trị nên
giảm từ 1 tới 0 theo lượng mưa từ 0 đến 7mm. Ngoài ra các nghiên cứu này
cũng đề nghị rằng, khi dự báo cháy rừng cần căn cứ vào đặc điểm rừng vì mỗi


15

trạng thái rừng có thể có nguy cơ cháy khác nhau. Những kết quả nghiên cứu
này có cơ sở khoa học và thực tiễn cao nhưng hiện vẫn chưa được đánh giá, thử
nghiệm cho các địa phương trên cả nước và cũng chưa được ban hành chính
thức trong quy trình dự báo và cảnh báo nguy cơ cháy rừng của Việt Nam.


16

Chương 2
MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chung:
Góp phần nâng cao độ chính xác của các phương pháp dự báo cháy
rừng hiện đang áp dụng tại huyện Hoành Bồ, hoàn thiện phương pháp dự báo
cháy rừng cho tỉnh Quảng Ninh.
Mục tiêu cụ thể:
- Đánh giá được mức độ chính xác của các phương pháp dự báo cháy
rừng đang áp dụng cho rừng trồng tại huyện Hoành Bồ - Quảng Ninh.
- Đưa ra những kiến nghị phù hợp nhằm nâng cao độ chính xác của
công tác dự báo cháy rừng cho rừng trồng tại khu vực nghiên cứu.
2.2. Đối tượng nghiên cứu
Để thực hiện các mục tiêu trên, đối tượng nghiên cứu của luận văn gồm:
- Các loại rừng trồng chủ yếu tại huyện Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh.
- Các yếu tố khí tượng: Nhiệt độ không khí, độ ẩm không khí, lượng
mưa ngày, lượng bốc hơi.
2.3. Nội dung nghiên cứu
Luận văn thực hiện những nội dung nghiên cứu sau:
(1) Nghiên cứu đặc điểm phân bố rừng trồng và tình hình cháy rừng tại
huyện Hoành Bồ - Quảng Ninh.

(2) Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và đặc điểm vật liệu cháy ở các loại
rừng trồng chủ yếu tại khu vực nghiên cứu.


17

(3) Tìm hiểu công tác dự báo cháy rừng hiện đang áp dụng tại khu vực
nghiên cứu.
(4) Nghiên cứu mức độ phù hợp của các phương pháp dự báo cháy
rừng đang áp dụng cho rừng trồng tại khu vực nghiên cứu.
(5) Đề xuất những kiến nghị nhằm nâng cao độ chính xác của công tác
dự báo cháy rừng cho rừng trồng tại khu vực nghiên cứu.
2.4. Phương pháp nghiên cứu
2.4.1. Phương pháp luận
Theo quan điểm hệ thống “Rừng là một hệ sinh thái” bao gồm các
thành phần sống và không sống. Chúng có quan hệ mật thiết với nhau. Vì vậy
muốn nghiên cứu những quy luật diễn ra với hệ sinh thái rừng cần phải
nghiên cứu đầy đủ các thành phần trong hệ sinh thái. Tuy nhiên, do giới hạn
thời gian nên luận văn chỉ nghiên cứu những thành phần ảnh hưởng quyết
định đến nguy cơ cháy rừng như đặc điểm cấu trúc rừng, thành phần, khối
lượng và độ ẩm vật liệu cháy, các yếu tố khí tượng vào các tháng cuối mùa
cháy bước vào mùa mưa tại khu vực nghiên cứu.
Các đặc điểm cấu trúc rừng như thành phần loài, mật độ, độ tàn che, độ
che phủ thảm tươi, thảm khô, tình hình sinh trưởng…có ảnh hưởng đến khả
năng xuất hiện và lan rộng đám cháy. Mặt khác, cấu trúc rừng cũng ảnh
hưởng đến việc hình thành tiểu khí hậu kéo theo sự thay đổi các chỉ tiêu về
nhiệt độ không khí, độ ẩm không khí, tốc độ gió,…và các yếu tố này lại ảnh
hưởng đến nguy cơ cháy rừng.
Dự báo cháy rừng là dựa vào tổng hợp các yếu tố: khí tượng, điều kiện
tự nhiên, xã hội, vật liệu cháy … để dự báo khả năng xuất hiện, mức độ nguy

hiểm của cháy rừng từ đó chủ động hơn trong công tác phòng cháy chữa cháy
rừng.


18

Sự hình thành và phát triển của một đám cháy rừng phụ thuộc vào 3
yếu tố: vật liệu cháy, oxy, nguồn nhiệt gây cháy. Nếu thiếu một trong ba yếu
tố đó thì quá trình cháy sẽ không xảy ra. Trong các yếu tố này, oxy luôn có
sẵn trong không khí (chiếm khoảng 21%), nguồn nhiệt chủ yếu do con người
mang đến.
Vật liệu cháy bao gồm tất cả vật chất hữu cơ ở trong rừng có thể bắt lửa
và bốc cháy, vật liệu chỉ có thể bén lửa khi độ ẩm thấp. Nhiều công trình
nghiên cứu về dự báo cháy rừng kết luận độ ẩm và khả năng cháy rừng phụ
thuộc chủ yếu vào điều kiện thời tiết và đặc điểm cấu trúc của các loại rừng.
Vì vậy khi nghiên cứu tính thích hợp của các phương pháp dự báo cháy rừng
đang áp dụng chủ yếu là nghiên cứu mối quan hệ các yếu tố: Độ ẩm vật liệu
cháy, khả năng cháy, diễn biến thời tiết và trạng thái rừng.
2.4.2. Phương pháp điều tra đặc điểm phân bố rừng trồng và tình hình
cháy rừng tại huyện Hoành Bồ - Quảng Ninh.
Phương pháp nghiên cứu đặc điểm phân bố rừng trồng
Tham khảo, kế thừa số liệu về các trạng thái rừng, các loại hình rừng
trồng của Hạt Kiểm lâm Hoành Bồ. Kết hợp với điều tra thực tế tại huyện
Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh.
Phương pháp nghiên cứu tình hình cháy rừng
Thu thập số liệu về các vụ cháy rừng xảy ra tại huyện Hoành Bồ Quảng Ninh của Chi cục Kiểm lâm Quảng Ninh, Hạt Kiểm lâm Hoành Bồ.
Các số liệu cần thu thập gồm: Số vụ, thời gian, địa điểm cháy rừng, diện tích
thiệt hại, nguyên nhân cháy,…
2.4.3. Phương pháp điều tra đặc điểm cấu trúc rừng và đặc điểm vật liệu
Thông tin về đặc điểm cấu trúc các loại rừng trồng được thu thập bằng

phương pháp điều tra trên các ô nghiên cứu điển hình. Trên mỗi loại rừng
trồng lập các ô tiêu chuẩn (mỗi loại rừng trồng lập ít nhất 3 ô tiêu chuẩn) có


19

diện tích là 500 m2. Ô tiêu chuẩn phải đại diện cho từng loại rừng trồng.
Trong mỗi ô tiêu chuẩn tiến hành điều tra các chỉ tiêu sau:
Điều tra tầng cây cao
- Tên loài cây
- Đường kính ngang ngực các cây tầng cao (D1.3) được xác định bằng
thước dây có độ chính xác đến mm.
- Chiều cao vút ngọn (Hvn) và chiều cao dưới cành (Hdc) các cây tầng
cao được xác định bằng thước Blume-leiss, có độ chính xác đến 0.5m.
- Đường kính tán (Dt) của các cây tầng cao được xác định bằng sào.
Điều tra độ tàn che tầng cây cao, độ che phủ của thảm tươi cây bụi
và tỷ lệ che phủ của thảm khô
Độ tàn che tầng cây cao, độ che phủ của cây bụi thảm tươi và tỷ lệ che
phủ của thảm khô được xác định bằng phương pháp điều tra 90 điểm ngẫu
nhiên hệ thống trong ô tiêu chuẩn. Nếu tại điểm điều tra có tán cây tầng cao
thì giá trị của độ tàn che được ghi là 1, nếu nằm ngoài tán cây được ghi là 0;
nếu tại điểm điều tra có tán của cây bụi thảm tươi thì giá trị của độ che phủ
được ghi là 1, nằm ngoài là 0; nếu tại điểm điều tra có thảm khô thì giá trị của
tỷ lệ che phủ thảm khô được ghi là 1, nếu không có thảm khô được ghi là 0.
Độ tàn che, độ che phủ của cây bụi thảm tươi và độ che phủ của thảm khô
chung toàn ô tiêu chuẩn nghiên cứu được tính bằng tỷ số giữa tổng số điểm
điều tra có giá trị bằng 1 trên tổng số điểm điều tra (90).
Điều tra cây tái sinh, cây bụi, thảm tươi
Cây tái sinh, cây bụi và thảm tươi được điều tra trên 5 ô dạng bản phân
bố ở bốn góc và giữa ô tiêu chuẩn, diện tích mỗi ô dạng bản là 25 m2. Các chỉ

tiêu điều tra như sau:
- Tên các loài cây tái sinh, cây bụi, thảm tươi


20

- Chiều cao trung bình từng loài cây được xác định bằng sào có độ
chính xác đến dm.
- Độ che phủ chung của cây bụi trên ô dạng bản được xác định theo
phương pháp mục trắc.
Điều tra vật liệu cháy
Vật liệu cháy dưới tán rừng được điều tra trên các ô 1m2 phân bố ở góc
và giữa các ô dạng bản 25m2. Các chỉ tiêu điều tra như sau:
- Khối lượng vật liệu cháy ở hiện trường được điều tra bằng cách cân
với từng loại vật liệu dễ cháy và vật liệu khó cháy.
- Tốc độ cháy của vật liệu được xác định qua kết quả đốt thử vật liệu
cháy trên các ô mẫu thử nghiệm.
2.4.4. Tìm hiểu công tác dự báo cháy rừng đang áp dụng tại khu vực
Thông qua thu thập, tham khảo tài liệu về công tác dự báo cháy rừng;
tham khảo ý kiến các cán bộ tại Kiểm lâm vùng I, Chi cục Kiểm lâm Quảng
Ninh, Hạt Kiểm lâm Hoành Bồ để tìm hiểu, xác định các phương pháp đã và
đang áp dụng, công tác tổ chức dự báo cháy rừng tại khu vực nghiên cứu.
2.4.5. Phương pháp xác định mức độ phù hợp của các phương pháp dự báo
cháy rừng đang áp dụng.
+ Thu thập số liệu về điều kiện khí tượng: tiến hành thu thập số liệu khí
tượng tại các trạng thái rừng trồng bằng máy đo nhiệt độ, độ ẩm tự ghi và số
liệu khí tượng tại trạm quan trắc khí tượng tại Cơ quan Kiểm lâm vùng I vào
thời điểm 13h hàng ngày. Khoảng cách từ địa điểm thu thập số liệu khí tượng
của trạng thái rừng thông 29-30 tuổi đến Cơ quan Kiểm lâm vùng I là 4 km,
từ rừng thông 6-7 tuổi khoảng 16 km và từ rừng keo 4-5 tuổi khoảng 19km.

21

+ Thu thập số liệu về độ ẩm vật liệu cháy: mẫu vật liệu cháy được thu
thập vào 13 giờ hàng ngày tại ba trạng thái rừng trồng. Các mẫu vật liệu được
xác định độ ẩm bằng phương pháp cân, sấy.
+ Thu thập số liệu về tốc độ cháy của vật liệu: Hàng ngày tiến hành đốt
thử vật liệu cháy tại các trạng thái rừng trồng trên, ô mẫu đốt thử có diện tích
1m2 , từ đó xác định tốc độ cháy ban đầu của vật liệu.
+ Thu thập số liệu về số vụ cháy rừng: kế thừa tài liệu, số liệu cháy
rừng của Hạt Kiểm lâm huyện Hoành Bồ - Chi cục Kiểm lâm Quảng Ninh.
Từ số liệu về điều kiện khí tượng và độ ẩm vật liệu cháy tại khu vực
nghiên cứu, tính chỉ số H và P tương ứng với cấp dự báo theo H và P. Tiến
hành phân tích mối liên hệ giữa các yếu tố dự báo cháy rừng, từ đó xác định
mức độ phù hợp của các phương pháp dự báo hiện đang áp dụng.
2.4.6. Phương pháp sử lý số liệu
- Xác định đặc điểm cấu trúc rừng có liên quan đến nguy cơ cháy rừng
tại khu vực nghiên cứu.
Đặc điểm cấu trúc rừng có liên quan đến nguy cơ cháy chủ yếu gồm
loài cây, đặc điểm tầng cây cao, cây bụi, thảm tươi, phân bố của vật liệu cháy,
độ tàn che và tình trạng chiếu sáng trong rừng…Đây là những chỉ tiêu có liên
quan đến khối lượng, phân bố và trạng thái của vật liệu cháy. Những yếu tố này
có ảnh hưởng rất lớn tới khả năng bén lửa, lan tràn và phát triển cháy rừng.
- Những phương pháp dự báo được luận văn nghiên cứu bao gồm:
phương pháp Chỉ tiêu tổng hợp P đang được sử dụng và phương pháp Chỉ tiêu
P có điều chỉnh ngưỡng lượng mưa theo kết quả nghiên cứu của Cơ quan


22

Kiểm lâm vùng I; Phương pháp Chỉ số H; Phương pháp độ ẩm vật liệu cháy
của TS. Phạm Ngọc Hưng.
- Xác định mối quan hệ giữa độ ẩm vật liệu cháy với chỉ tiêu tổng hợp
P và chỉ số ngày khô hạn liên tục H; mối quan hệ giữa tốc độ cháy với P, H;
mối quan hệ giữa số vụ cháy rừng với P, H; kiểm tra sự thuần nhất của độ ẩm
vật liệu cháy và tốc độ cháy giữa các trạng thái rừng.
Luận văn sử dụng phương pháp thống kê toán học với sự trợ giúp của
máy tính.
Trên cơ sở đó, đề xuất những kiến nghị, giải pháp nhằm nâng cao độ
chính xác của công tác dự báo cháy rừng tại khu vực nghiên cứu.


23

Chương 3
ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH TẾ - XÃ HỘI ẢNH HƯỞNG ĐẾN
NGUY CƠ CHÁY RỪNG Ở KHU VỰC NGHIÊN CỨU
3.1. Điều kiện tự nhiên
3.1.1. Vị trí địa lý và địa hình
Huyện Hoành Bồ nằm ở phía Tây bắc tỉnh Quảng Ninh, cách trung tâm
thành phố Hạ Long khoảng 10km về phía Nam với tọa độ địa lý:

Từ

20054’47’’ đến 21015’ vĩ độ Bắc; Từ 106050’ đến 107015’ kinh độ Đông.
Phía Bắc giáp huyện Ba Chẽ (Quảng Ninh) và huyện Sơn Động (Bắc
Giang).
Phía Nam giáp Cửa Lục thành phố Hạ Long.
Phía Đông giáp thị xã Cẩm Phả (Quảng Ninh).

Phía Tây giáp huyện Yên Hưng và thị xã Uông Bí (Quảng Ninh).
Hoành Bồ là huyện miền núi, giáp biển nên địa hình mang những nét
đặc trưng của các kiểu địa hình: miền núi, trung du và đồng bằng ven biển.
Địa hình tại khu vực nghiên cứu thuộc loại địa hình núi dốc tạo nên nhiều khe
và thung lũng khá phức tạp. Độ dốc trung bình từ 20 – 250, trên núi có nhiều
đá lộ đầu kích thước khá lớn, gây khó khăn cho công tác quản lý bảo vệ rừng
và PCCCR
3.1.2. Đặc điểm đất đai
Tính đến cuối năm 2009, tổng diện tích đất huyện Hoành Bồ là
84.463,54 ha. Trong đó: Đất có rừng 53.885,32 ha; đất chưa có rừng
14.211,25 ha; đất khác 16.366,97 ha.