Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ ngập nước thử nghiệm đến nguy cơ cháy rừng ở vườn quốc gia u minh thượng, tỉnh kiên giang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

TRẦN MẠNH LONG

TÊN LUẬN VĂN
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ NGẬP NƯỚC THỬ
NGHIỆM ĐẾN NGUY CƠ CHÁY RỪNG Ở VƯỜN QUỐC GIA U MINH
THƯỢNG, TỈNH KIÊN GIANG

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

Hà Nội, 2011


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

TRẦN MẠNH LONG

TÊN LUẬN VĂN
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ NGẬP NƯỚC THỬ
NGHIỆM ĐẾN NGUY CƠ CHÁY RỪNG Ở VƯỜN QUỐC GIA U MINH
THƯỢNG, TỈNH KIÊN GIANG

CHUYÊN NGÀNH: QUẢN LÝ BẢO VỆ TÀI NGUYÊN RỪNG
Mã số: 60.62.68

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. VƯƠNG VĂN QUỲNH

Hà Nội, 2011


LỜI NĨI ĐẦU
Được sự nhất trí của Ban giám hiệu nhà trường, khoa đào tạo sau đại
học và thầy giáo hướng dẫn PGS. TS Vương Văn Quỳnh tôi thực hiện đề tài
tốt nghiệp “Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ ngập nước thử nghiệm đến
nguy cơ cháy rừng ở Vườn quốc gia U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang”.
Với sự cố gắng của bản thân và sự hướng dẫn tận tình của thấy giáo
PGS.TS Vương Văn Quỳnh tơi đã hồn thành xong đề tài nghiên cứu.
Nhân dịp này cho phép tôi được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu
sắc nhất tới thầy giáo PGS.TS Vương Văn Quỳnh, các thầy cô giáo trong
khoa Quản lý bảo vệ tài nguyên rừng, các đồng chí trong khoa đào tạo sau đại
học đã giúp đỡ tơi hồn thành tốt đề tài này. Cảm ơn các đồng chí trong Ban
quản lý Vườn quốc gia U Minh Thượng đã tạo điều kiện thuận lợi cho tơi
hồn thành tốt đợt thực tập tại Vườn quốc gia.
Do thời gian, kiến thức và kinh nghiệm còn nhiều hạn chế. Vì vậy, đề
tài khơng tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Tơi rất mong nhận được sự
đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp để kết quả để tài
có giá trị cao hơn.
Tơi cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu,
kết quả nêu trong luận văn là hồn tồn trung thực và chưa từng được ai cơng

bố trong bất kỳ cơng trình nào khác./.
Hà Nội, ngày 26 tháng 9 năm 2011
Học viên

Trần Mạnh Long


MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa
Lời nói đầu
Mục lục
Danh mục các chữ viết tắt

i

Danh mục các bảng

ii

Danh mục các hình

iii

ĐẶT VẤN ĐỀ ..................................................................................................

1

Chương I - TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ...................................

3

1.1. Trên thế giới .............................................................................................

3

1.2. Ở Việt Nam ...............................................................................................

9

1.3. Những nghiên cứu về PCCCR ở khu vực U Minh Thượng .................

17

Chương 2 – MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU .......................................................................................................

21

2.1. Mục tiêu ...........................................................................................................

21

2.2. Đối tượng nghiên cứu .....................................................................................

21

2.3. Nội dung nghiên cứu ....................................................................................... 21
2.3.1. Nghiên cứu tình trạng và đặc điểm của các đám cháy rừng............ 21
2.3.2. Nghiên cứu chế độ thủy văn, hiện trạng cơng trình quản lý nước

và chế độ ngập nước thử nghiệm ............................................................... 21
2.3.3. Ảnh hưởng của chế độ ngập nước thử nghiệm đến vật liệu cháy............ 21
2.3.4. Giải pháp quản lý thủy văn đảm bảo chức năng phòng cháy..........

21

2.4. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................

21

2.4.1. Phương pháp kế thừa ..................................................................... 22
2.4.2. Phương pháp điều tra thu thập số liệu chuyên ngành .................

22

Chương 3- ĐIỀU KIỆN CƠ BẢN CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU ......... 27
3.1. Điều kiện tự nhiên của khu vực nghiên cứu...........................................

27

3.1.1. Vị trí địa lý.......................................................................................

27

3.1.2. Địa hình………………………………………………………………..

27

3.1.3. Đặc điểm thổ nhưỡng...................................................................... 27
3.1.4. Đặc điểm thời tiết, khí hậu ............................................................

31


3.1.4.1. Đặc điểm nắng ..................................................................

31

3.1.4.2. Chế độ nhiệt ......................................................................

31

3.1.4.3. Chế độ mưa .......................................................................

32

3.1.4.4. Đặc điểm nắng .................................................................

34

3.2. Đặc điểm tài nguyên rừng .......................................................................

35

3.2.1. Rừng tràm tự nhiên ...................................................................... 35
3.2.2. Rừng tràm tái sinh tự nhiên ........................................................

35

3.3. Tình hình kinh tế - xã hội ........................................................................ 36

3.3.1. Dân số và lao động .......................................................................

36

3.3.2. Tình hình kinh tế .........................................................................

37

3.3.2.1. Hiện trạng kinh tế..............................................................

37

3.3.2.2. Tình hình sản xuất nơng lâm nghiệp ………….................

37

3.3.3. Cơ sở hạ tầng ...............................................................................

38

3.3.4. Y tế ...............................................................................................

38

3.3.5. Giáo dục .................................................................................................. 39

Chương 4 – KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ........................................................ 40
4.1. Tình trạng và đặc điểm của các đám cháy rừng ở VQG ..................... 40
4.1.1. Tình trạng cháy rừng ở U Minh Thượng ...................................... 40
4.1.2. Mùa cháy rừng và đặc điểm các đám cháy rừng ở U Minh ......... 41

4.1.2.1. Mùa cháy rừng ở U Minh Thượng ................................... 41
4.1.2.2. Các dạng cháy rừng ở U Minh Thượng ............................ 41
4.2 Chế độ thủy văn, hiện trạng cơng trình quản lý nước và chế độ ngập
nước thử nghiệm tại Vườn quốc gia U Minh Thượng.................................. 44
4.2.1. Chế độ thủy văn Vườn Quốc Gia U Minh Thượng ...................... 44
4.2.1.1. Chế độ thủy văn toàn vùng U Minh Thượng..................... 44
4.2.1.2. Chế độ thủy văn sơng rạch chính xung quanh VQG.......... 45
4.2.1.3. Chế độ thủy văn vùng đệm VQG U Minh Thượng ............ 46
4.2.1.4. Chế độ thủy văn vùng lõi Vườn quốc gia .......................... 47
4.2.2. Hiện trạng hệ thống cơng trình quản lý nước ở Vườn quốc gia
U Minh Thượng ........................................................................................ 47
4.2.3. Cơ chế quản lý nước, chế độ ngập nước ở VQG........................... 50
4.3. Ảnh hưởng của chế độ ngập nước thử nghiệm đến vật liệu cháy ....... 52


4.3.1. Ảnh hưởng của chế độ ngập nước đến khối lượng VLC.............. 52
4.3.2. Biến đổi của khối lượng VLC theo độ cao mực nước ngập......... 56
4.3.3. Ảnh hưởng của chế độ ngập nước đến độ ẩm của vật....... .......... 57
4.4. Giải pháp quản lý thủy văn đảm bảo chức năng phòng cháy cho
Vườn quốc gia U Minh Thượng ..................................................................... 64
4.4.1. Giữ ẩm đất rừng phịng chống cháy mùa khơ............................... 65
4.4.1.1. Giữ nước nhiều bậc ở U Minh Thượng ............................

65

4.4.1.2. Điều tiết nước giữ ẩm theo phương trình cân bằng nước.. 66
4.4.1.3. Giữ nước từ cuối mùa mưa ................................................ 67
4.4.2. Thiết lập hệ thống cơng trình quản lý và giám sát quy trình điều
tiết nước....................................................................................................

67

4.4.2.1. Xây dựng và giám sát quy trình điều tiết nước ................ 68
4.4.2.2. Bố trí các trạm giám sát mực nước mặt và mực nước ngầm....

68

4.4.3. Giải pháp về mặt xã hội ................................................................

69

KẾT LUẬN - TỒN TẠI - KIẾN NGHỊ ........................................................

70

1. Kết luận .......................................................................................................

70

2. Tồn tại .........................................................................................................

71

3. Kiến nghị .....................................................................................................

71

TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

i0

DANH MỤCCÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Giải nghĩa

HST

Hệ sinh thái

OTC

Ô tiêu chuẩn

PCCCR

Phòng cháy chữa cháy rừng

VLC

Vật liệu cháy

VQG

Vườn quốc gia


ii1

DANH MỤC CÁC BẢNG
Tên bảng

TT

Trang

1.1

Bảng hệ số K theo lượng mưa

5

1.2

Phân cấp mức độ nguy hiểm của cháy rừng theo chỉ tiêu P

5

1.3

Phân cấp nguy cơ cháy rừng theo chỉ số Angstrom (I)

6

1.4

Mối quan hệ giữa các nhân tố khí tượng với mức độ bén lửa

7

1.5

Tiêu chuẩn phân cấp nguy cơ cháy rừng theo chỉ tiêu bén lửa I

8

Phân cấp cháy rừng thông theo chỉ tiêu P cho rừng Thông
1.6
1.7

Quảng Ninh của TS. Phạm Ngọc Hưng.
Bảng tốc độ gió

11
12

Cấp nguy hiểm cháy rừng có thêm yếu tố gió của A.N
1.8

12
Cooper (1991)
Phân cấp cháy rừng theo độ ẩm vật liệu cháy của TS.Bế

1.9

Minh Châu.

15

3.1

Các chỉ tiêu khí tượng cơ bản tại Rạch Giá

31

3.2

Hiện trạng đất đai vùng đệm

37

Khối lượng thảm tươi, thảm khô dưới rừng Tràm ở U Minh
4.1

Thượng

52

Bảng nghiên cứu mối quan hệ giữa độ ẩm vật liệu cháy với
4.2

độ sâu mực nước ngầm

57

Tốc độ cháy của vật liệu dưới rừng tràm với những độ ẩm
4.3
4.4

khác nhau
Phân chia mức nguy hiểm của cháy rừng theo mực nước ngầm

61
64


iii
2

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Tên hình

TT
2.1
2.2

Sơ đồ vị trí thiết lập các ơ tiêu chuẩn nghiên cứu khối lượng
vật liệu cháy
Vị trí đặt các giếng đo nước để thu thập thông tin giám sát
mực nước ngầm

Trang
23
24

3.1

Phân bố độ cao lớp than bùn sau cháy rừng năm 2002

29

3.2

Phân bố mưa theo các tháng trong năm ở Rạch Giá

33

3.3

Cân bằng lượng mưa và lượng bốc hơi các tháng ở Rạch Giá

33

3.4

Biểu đồ khí hậu Gaussen Walter tỉnh Kiên Giang

34

3.5

Phân bố rừng tràm tự nhiên còn lại sau đợt cháy rừng năm 2002

35

3.6

Bản đồ hiện trạng VQG U Minh Thượng

36

4.1

Cháy mặt đất tiêu huỷ lớp thảm khô và thảm tươi dưới tán rừng

42

4.2

Cháy tán diễn ra với ngọn lửa lan nhanh trên tán rừng

42

4.3

Cháy ngầm lan trong lớp than bùn hoặc thảm mục dưới mặt
đất rừng

43

4.4

Hiện trạng hệ thống công trình quản lý nước

49

4.5

Biểu đồ mực nước theo kênh Trung tâm

50

4.6

Biểu đồ mực nước theo kênh ngang

51

4.7

Mối quan hệ giữa độ cao nước ngập với khối lượng thảm tươi

56

4.8

Mối quan hệ giữa độ cao mực nước ngập với khối lượng thảm khô

56

4.9

Quan hệ giữa độ ẩm vật liệu cháy với độ sâu mực nước ngầm

60

4.10

Sự phụ thuộc của tốc độ bén lửa (Vc, m/phút) của vật liệu
dưới tán rừng tràm vào độ ẩm (r, %).

62


3


1

ĐẶT VẤN ĐỀ
Rừng Tràm U Minh là kiểu rừng rất đặc thù, được xếp hạng độc đáo và
quí hiếm trên thế giới. Được coi là nơi có giá trị sinh khối cao so với các kiểu
rừng, với khoảng 250 loài thực vật, hơn 180 lồi chim, hơn 20 lồi bị sát...
Sinh cảnh của rừng U Minh còn là hiện trường của những hoạt động kiến tạo
địa chất. Tuy nhiên, diện tích rừng từ khoảng 300 đến 400 ngàn hecta năm
1950, sau 40 năm (năm 1990) còn lại khoảng 100 ngàn hecta và đến nay sau
nhiều vụ cháy, rừng U Minh Thượng và U Minh Hạ chỉ còn lại hơn 10 ngàn
hecta. Năm 2002, rừng U Minh Thượng vừa được Nhà nước chuyển từ Khu
bảo tồn thiên nhiên thành Vườn quốc gia, với 21 ngày đêm hủy hoại của giặc
lửa, khoảng 2.460 ha rừng tự nhiên đã bị thiêu trụi. Diện tích rừng ở đây chỉ
cịn lại hơn 5 ngàn hecta, trong đó rừng tự nhiên chỉ cịn khoảng 1 ngàn hecta.
Thiệt hại do cháy rừng gây ra ở U Minh là rất lớn. Chính phủ đã chỉ
đạo các bộ, ngành, địa phương xây dựng dự án khôi phục và phát triển đối với
Vườn quốc gia U Minh Thượng, đây không chỉ là mối quan tâm của Nhà
nước và nhân dân ta, mà còn là mối quan tâm của nhiều nhà khoa học của các
tổ chức quốc tế.
Trong nhiều năm liền, để bảo vệ rừng Tràm bằng việc giảm bớt nguy
cơ cháy rừng, Vườn quốc gia U Minh Thượng đã xây dựng và hồn thiện hệ

thống các cơng trình quản lý nước bao quanh vùng lõi nhằm điều tiết và giữ
nước mưa phục vụ phòng cháy chữa cháy rừng; ngay cả thời kỳ khô hạn nhất,
mực nước vẫn cao hơn mặt than bùn tới hàng chục centimet. Nhưng do quy
trình điều tiết thủy văn chưa thật hợp lý và không phù hợp với yêu cầu sinh
thái của rừng Tràm, khiến rừng Tràm bị thối hóa, kéo theo là giảm dần tính
đa dạng sinh học của các loài khác. Hiện tượng cây tràm đổ ngả, chết cục bộ
xảy ra ở phần lớn diện tích bị ngập nước trong thời gian dài, rừng khơng cịn


2

sức sống, chim thú mất nơi trú ngụ.
Việc giữ nước ở Vườn quốc gia về cơ bản đã giảm được nguy cơ cháy
rừng, nhưng lại làm cho sinh trưởng rừng và hồn cảnh sinh thái nói chung bị
biến đổi nghiêm trọng. Nếu tình trạng này kéo dài, rừng tràm có thể bị mất
hẳn trong tương lai, đất nước sẽ mất đi những hình mẫu tiêu biểu của cảnh
quan thiên nhiên cùng với nguồn tài nguyên đa dạng sinh học vô cùng phong
phú của rừng Tràm.
Để có thêm cơ sở khoa học về sự ảnh hưởng của việc điều tiết nước đến
nguy cơ cháy rừng, góp phần tìm ra giải pháp phòng cháy chữa cháy rừng
hiệu quả cho Vườn quốc gia U Minh Thượng tôi tiến hành thực hiện đề tài:
“Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ ngập nước thử nghiệm đến nguy cơ
cháy rừng ở Vườn quốc gia U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang”


3

Chương 1
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1 Trên thế giới

Trước những thảm hoạ và tổn thất to lớn do cháy rừng gây nên trên thế
giới người ta đã bắt đầu nghiên cứu về dự báo nguy cơ cháy rừng và phịng
cháy, chữa cháy rừng nói chung ngay từ những năm đầu của thế kỷ XX.
Ở Mỹ từ năm 1914 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.
Các tác giả đã nhận định rằng độ ẩm của lớp thảm mục thể hiện mức độ khơ
hạn của rừng. Độ khơ hạn càng cao thì khả năng xuất hiện cháy rừng càng
lớn[14]. Đây là một trong những cơng 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 1929, nhiều tác giả ở Mỹ đã tiến hành nghiên cứu các
nguyên nhân gây ra cháy rừng, đã nghiên cứu mối tương quan giữa độ ẩm vật
liệu cháy với các yếu tố khí tượng, dịng đối lưu khơng khí ở đám cháy và
mối tương quan giữa dịng đối lưu với gió. Từ đó đưa ra các biên 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. Theo hệ thống này có thể dự báo nguy cơ
cháy rừng trên cơ sở phân ra các mơ 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 dự
báo được khả năng xuất hiện cháy rừng và mức độ nguy hiểm của các đám
cháy nếu xảy ra [19].


4

Ở Nga cũng có nhiều nhà nghiên cứu về cháy rừng, trong đó có V.G
Nesterov (1939), Melekhop I.C (1948), Arxubasev C.P (1957). Họ đã đi sâu

nghiên cứu các yếu tố khí tượng thuỷ văn và các yếu tố khác ảnh hưởng đến
khả năng xuất hiện cháy rừng. Cơng trình nghiên cứu được sử dụng nhiều
nhất là của Nesterov (1939)[6],[13],[26] về phương pháp dự báo cháy rừng
tổng hợp.
- Từ 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 khơng khí càng cao, độ ẩm khơng khí thấp, số ngày
khơng mưa càng kéo dài, thì vật liệu cháy càng khơ 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

P   ti13x di13

(1.1)

i 1

Trong đó:
Pi Chỉ tiêu tổng hợp phản ảnh nguy cơ cháy rừng của một ngày nào đó
trên vùng dự báo.
ti13 Nhiệt độ khơng khí tại thời điểm 13 giờ ngày thứ i ( 0C ).
di13 Độ chênh lệch bão hồ độ ẩm khơng khí tại thời điểm 13 giờ ngày
thứ i (mb).
n Số ngày khơng mưa hoặc có mưa nhưng nhỏ hơn 3 mm kể từ ngày
cuối cùng có lượng mưa lớn hơn 3 mm.
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 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


5

Năm 1968, Trung tâm khí tượng thuỷ văn quốc gia Liên Xô (MY) 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 khơng
khí và nhiệt độ điểm sương. Chỉ tiêu P được xác định theo công thức sau:
n
P  K  ti(ti  Di)
i1

(1.2)

Trong đó: ti - Nhiệt độ khơng khí lúc 13 giờ (0C ); Di - Nhiệt độ điểm
sương (0C); n - Số ngày kể từ ngày có trận mưa cuối cùng nhỏ hơn 3 mm; K
Hệ số điều chỉnh theo lượng mưa ngày, K có giá tri bằng 1 khi lượng mưa
ngày nhỏ hơn 3mm, K có giá trị bằng 0 khi lượng mưa ngày vượt quá 3 mm.
Năm 1973, T.O.Stoliartsuk đã tiến hành nghiên cứu áp dụng phương
pháp dự báo cháy rừng của Trung tâm khí tượng thuỷ văn Liên Xơ (MY) và
đề nghị xác định hệ số K theo lượng mưa ngày cụ thể như sau:
Bảng 1.1: Bảng hệ số K theo lượng mưa
Lượng mưa (mm) 0 0,1-0,9
Hệ số K

1

0,8

1-2,9

3-5,9

0,6

0,4

6-14,9 15-19,9
0,2

0,1

>20
0

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

Chỉ tiêu tổng hợp P
Theo Nesterop
Theo MY

Mức độ nguy hiểm của
cháy rừng

I

≤300

≤200

Không nguy hiểm

II

301 – 500

201 - 450

Ít nguy hiểm

II

501 – 1000

451 - 900

Nguy hiểm

IV

1001 – 4000

901- 2000

Rất nguy hiểm

V

> 4000

>2000

Cực kỳ nguy hiểm


6

Ở Thụy Điển năm 1951 Angstrom [8] đã nghiên cứu các yếu tố ảnh
hưởng đến cháy rừng và đưa ra trị số cho việc dự báo nguy cơ cháy rừng. Chỉ
số Angstrom dựa vào hai yếu tố khí hậu chính là nhiệt độ và độ ẩm khơng khí
để tính mức nguy hiểm cháy cho từng vùng khí hậu. Chỉ số này đã được áp
dụng trên nhiều nước ôn đới và khá chính xác.
Cơng thức tính như sau:
I=

R (27  T)

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 khơng khí cao nhất trong ngày.
Căn cứ vào chỉ số Angstrom (I) tác giả tiến hành phân cấp nguy cơ cháy theo
các cấp như Bảng 1.3
Bảng 1.3 Phân cấp nguy cơ cháy rừng theo chỉ số Angstrom (I)
Cấp cháy
I

Chỉ số Angstrom (I)
I>4.0

Nguy cơ cháy
Khơng có khả năng cháy

II

2.5
Ít có khả năng cháy

III

2.0
Có khả năng cháy

IV

I<2.0

Khả năng cháy lớn

Phương pháp dự báo nguy cơ cháy rừng dựa vào chỉ số Angstrom
khơng 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 tác giả nghiên cứu, nhưng có thể ít phù hợp với những địa phương
có sự biến động cao của 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 [22] đã


7

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 tốn 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 khơng khí cao nhất (T14), độ ẩm tương đối của khơng khí
thấp nhất (R14), số giờ nắng (m) và lượng bốc hơi (M) trong ngày. Kết quả
cho thấy mức bén lửa của vật liệu cháy (I) có liên hệ với các yếu tố (T 14), (m),
(M) đều theo dạng hàm luỹ thừa như sau:
I=a.xb

(1.4)

Riêng với độ ẩm khơng khí thấp nhất (R14) thì mức độ bén lửa I của vật
liệu có quan hệ theo dạng hàm mũ với dạng phương trình sau:
I= a.e-bx

(1.5)

Tác giả áp dụng tốn thống kê xác lập được phương trình tương quan
giữa mức độ bén lửa I với từng nhân tố khí tượng như Bảng 1.4
Bảng 1.4 Mối quan hệ giữa các nhân tố khí tượng với mức độ bén lửa:
Nhân tố khí
tượng
Nhiệt độ khơng khí

Phương trình
tương quan
I1 =0,046.T1,178

Hệ số
Hệ số
tương quan biến động
0,788
0,296

Độ ẩm khơng khí

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

0,934

0,065

Lượng bốc hơi

I3 =0,1005.M1,85

0,968

0,247

Số giờ nắng

I4=0,0552.m1,383

0,879

0,337

+ 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
X(I1+I2+I3+I4)=
4
4

+0,1005.M1,85+0,0552.m1,383)

X(0,046.T1,178+14,89.e-0,082R
(1.6)

+ Căn cứ vào trị số I, tác giả lập biểu xác định nguy cơ cháy rừng như
bảng 1.5.


8

Bảng 1.5 Tiêu chuẩn phân cấp nguy cơ cháy rừng theo chỉ tiêu bén lửa I

3

CấpI
Không
cháy
<10

4 và 10
5 và 9

Tháng

11-20

Cấp III
Có thể
cháy
21-30

<15

16-30

31-45

46-60

>61

<20

21-40

41-60

61-80

>81

Cấp II
Khó cháy

CấpIV
Dễ cháy

CấpV
Cháy mạnh

61-40

>41

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 khơng khí cao nhất, độ ẩm
khơng khí thấp nhất trong ngày, lượng bốc hơi và số giờ nắng trong ngày một
cách định lượng trong những tháng dễ xảy ra cháy rừng. Nhưng phương pháp
này chưa đề cập đến tốc độ gió cũng như khối lượng vật liệu cháy.
Khi nghiên cứu các biện pháp PCCCR 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 vật liệu cháy trên mặt đất thành băng, đào rãnh sâu,
hoặc chặt cây theo dải để ngăn cách đám cháy với phần rừng còn lại; (2) Giảm khối lượng vật liệu cháy bằng cách đốt trước một phần vật liệu cháy
vào đầu mùa khơ khi chúng cịn ẩm để giảm khối lượng vật liệu cháy vào thời
kỳ khô hạn nhất, hoặc đốt theo hướng ngược với hướng lan tràn của đám cháy
để cô lập đám cháy; (3) - Làm giảm khả năng cung cấp ô xy cho đám cháy
bằng cách dùng chất dập cháy để ngăn cách vật liệu cháy với ơ xy khơng khí
(nước, đất, cát, hố chất dập cháy v.v…). Các chất dập cháy cũng có tác dụng
làm giảm nhiệt độ để làm giảm hoặc ngưng hẳn quá trình cháy.
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.


9

Các phương pháp dự báo đã được mơ hình hố 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 PCCCR hiện nay được truyền qua nhiều kênh khác nhau đến các
lực lượng PCCCR và cộng đồng dân cư như hệ thống biển báo, thư tín, đài
phát thanh, báo địa phương và Trung ương, vơ tuyến truyền hình, các mạng
máy tính v.v…
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 v.v…
Mặc dù, các phương pháp và phương tiện PCCCR 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 PCCCR hiện đại như Mỹ, Úc, Nga v.v…
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.
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],[12].
Năm 1985 Cục Kiểm lâm đã chủ trì đề tài cấp nhà nước [7] về biện


10

pháp phịng cháy chữa cháy rừng thơng và rừng tràm. Kết quả đề tài là một
báo cáo mang tính đúc rút các kinh nghiệm về phòng cháy, chữa cháy cho
rừng thông và rừng tràm của các tỉnh trong khu vực, mà chưa đưa ra được các
biện pháp mới.
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 tốn và xây dựng phương pháp dự báo cháy rừng cho đối tượng
rừng Thông tỉnh Quang Ninh 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 khơng 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, cơng thức tính như sau:
n

P =K  t i13 d i13

(1.7)

i 1

- 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 tri bằng 1 khi lượng
mưa ngày nhỏ hơn 5mm, K có giá trị bằng 0 khi lượng mưa ngày vượt
quá 5 mm).
n - số ngày khơng mưa hoặc có mưa nhưng lượng ngày nhỏ hơn 5mm
kể từ ngày cuối cùng có lượng mưa lớn hơn 5mm.
ti13 - nhiệt độ khơng khí lúc 13 giờ (0C).
di13 - độ chênh lệch bão hồ của khơng 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 chỉnh lý lại ngưỡng của các cấp dự báo
cháy rừng ở Quảng Ninh, kết quả được ghi ở Bảng 1.6.


11

Bảng 1.6 Phân cấp cháy rừng thông theo chỉ tiêu P cho rừng thông
Quảng Ninh của TS. Phạm Ngọc Hưng.
Cấp cháy

Độ lớn của P

Khả năng cháy

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

Phương pháp dự báo cháy rừng theo chỉ tiêu tổng hợp của V.G.
Nesterov được áp dung 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 cơng 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 v.v… Vì
vậy, việc áp dụng phương pháp này trên tồn lãnh thổ mà khơng có những hệ
số hiệu chỉnh thích hợp có thể sẽ dẫn đến những sai số nhất định.
Từ 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 các
đám cháy[32]. 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 - 12 mét so với mặt đất. Công thức dự báo do ông đề xuất
như sau:


12

Pc = P.(WF)

(1.8)

Trong đó: Pc là chỉ tiêu khí tượng tổng hợp theo đề nghị của Cooper, P
là chỉ tiêu khí tượng tổng hợp tính theo cơng thức của Nesterov trên cơ sở
điều chỉnh hệ số K theo lượng mưa ngày a của Pham Ngọc Hưng, WF là hệ
số hiệu chỉnh có giá trị phụ thuộc vào tốc độ gió như Bảng 1.7 dưới đây:
Bảng 1.7: Bảng tốc độ gió
Tốc độ gió

Giá trị hệ số WF

0 - 4 km/giờ

1.0

5 - 15 km/giờ

1.5

16 - 20 km/giờ

2.0

> 20 km/giờ

3.0

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 Bảng 1.8.
Bảng 1.8: Cấp nguy hiểm cháy rừng có thêm yếu tố gió
của A.N Cooper (1991)
Cấp
cháy

Đặc trưng cấp cháy

I

Có nguy cơ cháy thấp

II

Chỉ số Pc

Chỉ thị 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

Trong quá trình nghiên cứu tác giả đã đưa thêm nhân tố gió vào khi dự
báo nguy cơ cháy rừng. Điều này làm tăng độ chính xác của chỉ số nhất là đối
với các vùng gió có vận tốc lớn vào mùa khô. Nhưng biện pháp này chưa
khắc phục được nhược điểm chính của V.G Nesterov là khi khơng có mưa


13

nhiều ngày liên tục thì chỉ số Pc cứ tăng lên vơ hạn trong lúc đó cấp dự báo
chỉ có cấp IV. Do đó dự báo khơng cịn ý nghĩa nữa.
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 khơng mưa hoặc có mưa nhưng
lượng mưa nhỏ hơn 5mm) TS. Phạm Ngọc Hưng [12] kết luận chỉ số P có liên
hệ rất chặt chẽ với H, hệ số tương quan giữa chúng đạt 0.81. Điều đó nói lên
rằng số ngày khơ 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
một 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 được áp dụng để dự
báo như sau:
+ Dự báo hàng ngày: Hi=K.(Hi-1+1)

(1.9)

+ Dự báo nhiều ngày: Hi=K.(Hi-1+n)

(1.10)

Trong đó:
- Hi là số ngày khô hạn liên tục,
- Hi-1 là số ngày khơ hạn liên tục tính đến trước ngày dự báo.
- K là hệ số điều chỉnh lượng mưa. Nếu lượng mưa ngày a nhỏ hơn
hoặc bằng 5mm thì K=1, nếu lượng mưa lớn hơn 5mm thì K=0.
- n là 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.
Phương pháp này tính tốn rất đơn giản, tiện lợi trong sử dụng (vì tính
tốn đơn giản chỉ cần tính số ngày khơng mưa hoặc có mưa nhỏ hơn 5mm).
Tuy vậy, phương pháp này vẫn cịn có một số hạn chế giống như phương
pháp chỉ tiêu tổng hợp, độ chính xác của phương pháp này còn thấp hơn do
mới chỉ căn cứ vào một nhân tố là lượng mưa.
Từ năm 1991 – 1993 áp dung phương pháp dự báo cháy rừng theo chỉ


14

tiêu tổng hợp P cải tiến cho Việt Nam và chỉ số khơ hạn của Phạm Ngọc
Hưng, Võ Đình Tiến đã đưa ra phương pháp dự báo nguy cơ cháy rừng theo
chỉ tiêu tổng hợp cho Việt Nam và chỉ số khơ hạn liên tục của Phạm Ngọc
Hưng. Ơng Võ Đình Tiến và những nhà quản lý cháy rừng nhận thấy rằng hai
phương pháp này tỏ ra không phù hợp. Do đặc thù riêng, khí hậu của Bình
Thuận được phân ra hai mùa rõ rệt, mùa khô kéo dai 6 tháng từ thàng 11 năm
trước đến hết tháng 4 năm sau và mùa mưa kéo dài 6 tháng từ 5 đến tháng 10.
Trong mùa khơ hầu như khơng có mưa trên 5 mm, do vậy ngay từ tháng 1 cấp
dự báo cháy rừng thường tăng vọt lên mức cấp V và cứ thế kéo dài cho đến
hết mùa cháy thì tính thuyết phục khơng cao. Mặt khác, ngun nhân cháy
cịn phụ thuộc rất lớn vào yếu tố con người do đó đây là yếu tố cần quan tâm.
Từ những bất cập sau 3 năm thực hiện hai biện pháp dự báo cháy rừng
trên ở Bình Thuận. Võ Đình Tiến cùng với các cộng tác viên đã đưa ra công
thức xác định chỉ tiêu nguy hiểm đối với cháy rừng cho Bình Thuận như sau:
Xi 

Trong đó:

Di  Vi  Li  Ci
Ai  Wi

(1.11)

Xi – Chỉ tiêu tổng hợp về cháy ở Bình Thuận tháng i.
Di – Nhiệt độ khơng khí trung bình tháng i.
Li – Lượng người vào rừng trung bình tháng i.
Ci – Số vụ cháy trung bình tháng i.
Ai – Lượng mưa trung bình tháng i.
Wi - Độ ẩm khơng khí trung bình tháng i.

Ở cơng thức xác định chỉ tiêu nguy hiểm cháy rừng trên các tác giả đã
tính tới hầu hết các yếu tố khí tượng và tác đơng của xã hội có liên quan đến
nguyên nhân xuất hiện nguồn lửa trong rừng. Tuy nhiên, phương pháp này
cịn hạn chế là chưa tính đến yếu tố vật liệu cháy và các yếu tố trong công
thức đều là các giá trị trung bình nên có ảnh hưởng lớn đến kết quả dự báo.


15

Sau thời gian nghiên cứu từ năm 1995 – 1997, Bế Minh Châu [6] 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 thông ở Miền
Bắc Việt Nam. Kết quả tác giả đã đưa ra được là biểu phân cấp cháy rừng
theo độ ẩm vật liệu cháy trên Bảng 1.9.
Biểu 1.9: Phân cấp cháy rừng theo độ ẩm vật liệu cháy
của TS.Bế Minh Châu.
Cấp Độ ẩm
cháy VLC(%)
I

>50

II

35-50

III

17-32.9

IV

10-16.9

V

<10

Tốc độ
cháy(m/s)

Biến đổi của
tốc độ cháy

Khả năng xuất
hiện cháy
Khơng có khả
Khơng cháy
năng cháy
ít có khả năng
0.002-0.0037 Cháy chậm
cháy
Tương
đối Có khả năng
0.0038-0.0063
nhanh
cháy
Có nhiều khả
0.0064-0.0096 Nhanh
năng cháy

>0.0096
Rất nhanh
Rất dễ cháy

Đề tài này được Bế Minh Châu nghiên cứu ở 3 khu vực: khu vực huyện
Hoành Bồ - Quảng Ninh; khu vực huyện Hà Trung- Thanh Hoá; khu vực
huyện Nam Đàn- Nghệ An. Theo tác giả thì 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.
Hiện nay đã có một số cơng trình nghiên cứu về phịng cháy, chữa cháy
rừng ở nước ta. Kết quả của những cơng trình nghiên cứu là cơ sở khoa học
cho việc việc tổ chức và xây dựng kế hoạch phòng cháy, chữa cháy rừng ở