Luận văn thạc sĩ 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​

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

NG ANH QUNH

NGHIấN CU TNH THCH HP 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 CỦA CÁC
PHƯƠNG PHÁP DỰ BÁO CHÁY RỪNG HIỆN ĐANG
ÁP DỤNG CHO RỪNG TRỒNG TẠI HUYỆN HOÀNH
BỒ, TỈNH QUẢNG NINH

Chuyên ngành: 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 BẾ MINH CHÂU

Hà Nội, 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, mơi 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 mơi 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 cơng 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, tồn 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 mơi trường
[5]. Huyện Hồnh Bồ nằm ở phía bắc của tỉnh, có diện tích rừng trồng khá lớn


2

(16.092,14ha), chủ yếu với các lồi cây như: thơng đi 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 cịn 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 cơng 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 khơ hạn càng cao thì khả năng xuất hiện cháy rừng càng
lớn. 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 khơ 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, dịng đối lưu ở đám cháy và mối tương
quan giữa dòng đối lưu với gió, từ đó đưa ra các biện pháp phịng cháy chữa
cháy rừng.
Đến năm 1978, các nhà khoa học Mỹ đã đưa ra được hệ thống dự báo
cháy rừng tương đối hồn thiện [26]. 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

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. Cơng 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 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:
Pi =

(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 khơng khí tại thời điểm 13 giờ ngày thứ i (OC);
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 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 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

Trong đó:
ti: Nhiệt độ khơng 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 Xơ và đề nghị
xác định hệ số K theo lượng mưa ngày cụ thể như sau:
Lượng mưa (mm)
Hệ số K
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

Cấp cháy rừng

I
II
III
IV
V

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

Đào Nha. Cơng thức tính như sau: I =

27 T

2010

(1.3)

Trong đó:
I: Chỉ số Angstrom, để xác định nguy cơ cháy rừng;
R: Độ ẩm tương đối của khơng khí thấp nhất trong ngày (%);
T: Nhiệt độ khơng 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
I
II


III
IV

7

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 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 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 (T 14), 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 độ bén lửa của vật liệu cháy (I) đều liên hệ với các yếu tố (T 14),
(m), (M) theo dạng hàm I = a.xb. Riêng với độ ẩm khơng khí thấp nhất (R 14)
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
Nhiệt độ khơng khí
Độ ẩm khơng khí
Lượng bốc hơi
Số giờ nắng

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
1

I =

4

.(0,046.T1.178

0,0552.m1,383)
+ 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
3
4 và 10
5 và 9
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 cao nhất, độ ẩm khơng 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 tốn 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 khơng khí lúc 13 giờ, độ
chênh lệch bão hồ 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
n

ngày ở Quảng Ninh, cơng thức tính như sau:

P=K

t .d
i13

i1

i13

(1.5)

Trong đó: P- Chỉ tiêu tổng hợp đánh giá nguy cơ cháy rừng;
- 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 khơng mưa hoặc có lượng mưa ngày <5mm kể từ
ngày cuối cùng có lượng mưa ≥ 5mm;
ti13 - Nhiệt độ khơng khí lúc 13 giờ (00);
K

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 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


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 mơ 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…Vì vậy,
việc áp dụng phương pháp này trên tồn lãnh thổ mà khơng 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)
Trong đó Pc: Chỉ tiêu khí tượng tổng hợp theo đề nghị của Cooper;
P:

Chỉ tiêu khí tượng tổng hợp tính theo cơng 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
cháy
I

Có

II

Có

III

Có

IV

Có

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 khơ, 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 vơ 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 khơng 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 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 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)
+ Dự báo nhiều ngày: Hi = K.(Hi-1+n)
Trong đó:
Hi: Số ngày khơ hạn liên tục tính đến ngày dự báo i;
Hi-1: Số ngày khơ 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
cháy

Đ

V

I
II

3

III

17

IV

10

V


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 đơi 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 khơng 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 thơng 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 cơng 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
AI

(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 cơng
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 cơng 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 hịa của độ ẩm khơng khí, lượng
mưa, với ngưỡng lượng mưa là 5mm và 6mm. Hiện cũng đã có một số cơng 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

cơng 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 khơng khí, độ ẩm khơng 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 Hồnh 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 cơng 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 khơng 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 khơ, 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 khơng khí, độ ẩm khơng 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 cơng 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 q trình cháy sẽ khơng xảy ra. Trong các yếu tố này, oxy ln có
sẵn trong khơng 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 cơng 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 Hồnh 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 Hồnh 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 ơ tiêu chuẩn (mỗi loại rừng trồng lập ít nhất 3 ơ tiêu chuẩn) có


19

diện tích là 500 m2. Ơ 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 lồi 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 ngồi là 0; nếu tại điểm điều tra có thảm khơ thì giá trị của
tỷ lệ che phủ thảm khơ được ghi là 1, nếu khơng có thảm khơ được ghi là 0.
Độ tàn che, độ che phủ của cây bụi thảm tươi và độ che phủ của thảm khơ
chung tồn ơ 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 ơ tiêu chuẩn, diện tích mỗi ơ dạng bản là 25 m 2. Các chỉ
tiêu điều tra như sau:
-

Tên các loài cây tái sinh, cây bụi, thảm tươi


20

-

Chiều cao trung bình từng lồi 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 ơ 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 cơng 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, ơ 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 tốn 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 cơng tác dự báo cháy rừng tại khu vực nghiên cứu.