Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Cháy rừng là một hiện tượng phổ biến, thường xuyên xảy ra gây nên những tổn thất to lớn về nhiều mặt. Vì vậy, nghiên cứu các biện pháp phòng cháy, chữa cháy rừng và hạn chế đến mức thấp nhất thiệt hại do cháy rừng đã được đặt ra như một yêu cầu cấp bách của thực tiễn. Những nghiên cứu đều hướng vào tìm hiểu bản chất của hiện tượng cháy rừng và mối quan hệ giữa các yếu tố ảnh hưởng tới cháy rừng, từ đó đề xuất các giải pháp PCCCR phù hợp. Tuy nhiên, do có sự khác nhau về điều kiện tự nhiên và kinh tế, xã hội mà quy luật ảnh hưởng của các nhân tố đến cháy rừng và những giải pháp phòng cháy, chữa cháy rừng cũng không hoàn toàn giống nhau ở các địa phương.
Vì vậy, tuỳ vào điều kiện cụ thể của từng quốc gia, từng địa phương mà tiến hành nghiên cứu nhằm xây dựng được những giải pháp phòng cháy, chữa cháy rừng có hiệu quả nhất. Trên thế giới Nhiều công trình nghiên cứu về phòng cháy, chữa cháy rừng trên thế giới được các nhà khoa học tiến hành từ đầu thế kỷ XX, chủ yếu ở các nước có nền lâm nghiệp phát triển như: Mỹ, Nga, Đức, Thụy Điển, Canada, Pháp, Úc. Sau đó, được thực hiện ở tất cả các nước có hoạt động lâm nghiệp [6],[25]. Đến nay, những nghiên cứu về phòng cháy, chữa cháy rừng có thể chia thành 5 lĩnh vực sau: - Nghiên cứu bản chất của cháy rừng Nhiều kết quả nghiên cứu khẳng định rằng cháy rừng chỉ xảy ra khi có mặt đồng thời của 3 yếu tố: Nguồn nhiệt, oxy và vật liệu cháy [18],[37],[38].
Nếu hạn chế hoặc ngăn cách sự tiếp xúc của một yếu tố đối với 2 yếu tố còn lại, sẽ có thể hạn chế hoặc ngăn chặn đám cháy. Vì vậy, về bản chất, những biện pháp phòng cháy, chữa cháy rừng chính là những biện pháp tác động vào 3 yếu tố trên theo chiều hướng ngăn chặn và giảm thiểu quá trình cháy. 5 Các nhà khoa học đã chia cháy rừng thành 3 loại: (1) Cháy dưới tán cây hay cháy mặt đất rừng, đây là trường hợp chỉ cháy một phần hay toàn bộ lớp cây bụi, cỏ khô và cành rơi, lá rụng trên mặt đất; (2) Cháy tán rừng (Cháy ngọn cây) là trường hợp lửa lan tràn từ tán cây này sang tán cây khác; (3) Cháy ngầm (Cháy dưới mặt đất) là trường hợp xảy ra khi lửa lan tràn chậm, âm ỉ dưới mặt đất trong lớp thảm mục dày hoặc than bùn. Trong một đám cháy có thể xảy ra một hoặc đồng thời cả hai, ba loại cháy rừng trên.
Tuỳ theo loại cháy rừng mà người ta đưa ra những biện pháp phòng cháy, chữa cháy rừng khác nhau [2],[7],[20]. Nhiều nghiên cứu cho thấy những nhân tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến việc hình thành và phát triển cháy rừng đó là: Thời tiết, địa hình, trạng thái rừng và hoạt động kinh tế - xã hội của con người [9],[25]. Thời tiết, đặc biệt là lượng mưa, nhiệt độ và độ ẩm không khí ảnh hưởng quyết định đến tốc độ bốc hơi và độ ẩm vật liệu cháy dưới tán rừng, qua đó ảnh hưởng đến khả năng bén lửa và lan tràn đám cháy. Tính chất vật lý, hoá học, khối lượng và phân bố của vật liệu cháy phụ thuộc vào trạng thái rừng; ngoài ra địa hình như độ dốc, hướng gió, v.
cũng ảnh hưởng đến loại cháy, khả năng hình thành và tốc độ lan tràn của đám cháy. Hoạt động kinh tế - xã hội của con người như: Sản xuất trên nương rẫy, săn bắn, du lịch,v. ảnh hưởng đến mật độ và phân bố của nguồn lửa khởi đầu của các đám cháy. Phần lớn các biện pháp phòng cháy, chữa cháy rừng đều được xây dựng trên cơ sở phân tích đặc điểm của những nhân tố đó trong hoàn cảnh cụ thể của từng địa phương [22],[25],[41].
- Nghiên cứu phương pháp dự báo cháy rừng Các kết quả nghiên cứu đều khẳng định mối liên hệ chặt chẽ giữa điều kiện thời tiết mà quan trọng nhất là lượng mưa, nhiệt độ, độ ẩm không khí với độ ẩm vật liệu và khả năng xuất hiện cháy rừng. Vì vậy các phương pháp 6 dự báo nguy cơ cháy rừng đều tính đến đặc điểm diễn biến hàng ngày của lượng mưa, nhiệt độ và độ ẩm không khí [1],[6],[18]. Ở một số nước như Mỹ, Đức khi dự báo nguy cơ cháy rừng ngoài yếu tố khí tượng còn căn cứ vào độ ẩm vật liệu cháy [6],[18],[38]; tại Pháp căn cứ vào lượng nước hữu hiệu trong đất và độ ẩm vật liệu cháy; tại Trung Quốc có tính bổ sung thêm cả tốc độ gió, số ngày không mưa và lượng bốc hơi; tại Thụy Điển và một số nước bán đảo Scandinavia sử dụng độ ẩm không khí thấp nhất và nhiệt độ không khí cao nhất trong ngày. Trong khi đó, tại Nga và một số nước khác dùng nhiệt độ và độ ẩm không khí lúc 13 giờ [38].
Những năm gần đây, Trung Quốc đã nghiên cứu phương pháp cho điểm các yếu tố ảnh hưởng đến nguy cơ cháy rừng, bao gồm có cả những yếu tố kinh tế - xã hội và nguy cơ cháy rừng được tính theo tổng số điểm của các yếu tố [9]. Mặc dù có nét giống nhau nhưng cho đến nay chưa có phương pháp dự báo cháy rừng chung cho toàn thế giới. Ở mỗi quốc gia, thậm chí mỗi địa phương đã tiến hành nghiên cứu xây dựng phương pháp riêng. Tuy nhiên, có rất ít phương pháp dự báo nguy cơ cháy rừng có tính đến yếu tố kinh tế xã hội và trạng thái rừng.
- Nghiên cứu về công trình phòng cháy, chữa cháy rừng Kết quả nghiên cứu của thế giới đã khẳng định hiệu quả cao của các loại băng cản lửa, các đai cây xanh và hệ thống kênh mương ngăn cản cháy rừng [4],[14]. Đã nghiên cứu tập đoàn cây trồng làm băng xanh cản lửa, trồng rừng hỗn giao và giữ nước hồ đập giảm nguy cơ cháy rừng; hiệu lực của các hệ thống cảnh báo cháy rừng như chòi canh, đặt biển báo, biển cấm lửa. Trên thế giới đã nghiên cứu nhiều công trình phòng cháy, chữa cháy rừng. Tuy nhiên, chưa đưa ra được phương pháp xác định tiêu chuẩn kỹ thuật cho các công trình đó.
Vì vậy, khi áp dụng cho địa phương, cho từng trạng thái rừng thì phải điều chỉnh cho phù hợp. 7 - Nghiên cứu về biện pháp phòng cháy, chữa cháy rừng Việc nghiên cứu các biện pháp phòng cháy, chữa cháy rừng thường hướng vào làm suy giảm các thành phần của tam giác lửa[13],[20],[37]. - Làm giảm nguồn nhiệt bằng nhiều cách: Dọn vật liệu cháy, đào rãnh, chặt cây theo dải để cách ly đám cháy với phần rừng còn lại. - Đốt trước có điều khiển một phần vật liệu cháy vào đầu mùa khô để giảm khối lượng vật liệu vào mùa khô hạn nhất hoặc ngược với hướng lan tràn của đám cháy để cô lập đám cháy.
- Dùng chất dập cháy như: Nước, đất, cát, bọt CO2,v.để giảm nhiệt lượng của đám cháy hoặc ngăn vật liệu cháy với oxy trong không khí. - Nghiên cứu về phương tiện phòng cháy, chữa cháy rừng: Những năm gần đây nghiên cứu về phương tiện phòng cháy, chữa cháy rừng phát triển mạnh mẽ, đặc biệt là phương tiện dự báo và phát hiện đám cháy, thông tin về cháy rừng và phương tiện dập lửa trong các đám cháy. Các phương pháp dự báo đã được mô hình hoá và xây dựng thành những phần mềm làm tăng độ chính xác của công tác dự báo. Việc ứng dụng công nghệ viễn thám và công nghệ GIS đã cho phép phân tích diễn biến thời tiết, dự báo nhanh chóng, chính xác khả năng xuất hiện và phát hiện sớm lửa rừng trên vùng rộng lớn.
Những thông tin về khả năng xuất hiện cháy rừng, nguy cơ cháy rừng và biện pháp phòng cháy, chữa cháy rừng hiện nay được truyền trên các phương tiện thông tin đại chúng đến lực lượng phòng cháy, chữa cháy rừng và cộng đồng dân cư[25]. Những phương tiện dập tắt đám cháy được nghiên cứu từ cào, cuốc, dao, câu liêm.đến các phương tiện hiện đại như cưa xăng, máy kéo, máy đào rãnh, máy phun nước. Mặc dù, các phương tiện chữa cháy rừng đã và đang được nghiên cứu ở mức cao nhưng thiệt hại do cháy rừng vẫn rất lớn ngay ở cả các nước phát 8 triển có hệ thống phòng cháy, chữa cháy rừng hiện đại như Úc, Nga, Mỹ.Trong nhiều trường hợp, việc khống chế các đám cháy vẫn không có hiệu quả. Vì vậy, quan trọng nhất là ngăn chặn nguồn lửa để không xảy ra cháy rừng.
Hiện nay các giải pháp xã hội phòng cháy, chữa cháy rừng tập trung vào tuyên truyền giáo dục tác hại của lửa rừng, nghĩa vụ của công dân trong việc phòng cháy, chữa cháy rừng, các hình phạt đối với người gây ra cháy rừng. Trong thực tế còn ít nghiên cứu về thể chế, chính sách, phong tục tập quán,v.cùng với sự phát triển kinh tế - xã hội gây nên; các giải pháp lồng ghép hoạt động PCCCR với hoạt động phát triển kinh tế - xã hội. - Đối với nghiên cứu phân vùng trọng điểm cháy rừng Việc phân chia lãnh thổ thành những vùng có nguy cơ cháy rừng khác nhau gọi là phân vùng trọng điểm cháy. Khả năng xuất hiện và mức độ thiệt hại do cháy rừng gây ra phụ thuộc chặt chẽ vào đặc điểm của các nhân tố ảnh hưởng quan trọng nhất đến cháy rừng như khí hậu, thời tiết, địa hình, dân sinh, kinh tế và đặc điểm các trạng thái rừng.
Những khu vực có lượng mưa lớn và phân bố đều hoặc có những trạng thái rừng ẩm thường ít xảy ra cháy rừng. Ngược lại, ở những vùng khô hạn, mưa phân bố không đều hoặc có những trạng thái rừng dễ cháy thường xảy ra cháy rừng. Vì vậy, để sử dụng hiệu quả các nguồn lực cho phòng cháy, chữa cháy rừng, cần phải căn cứ vào đặc điểm của các nhân tố ảnh hưởng đến cháy rừng để phân chia lãnh thổ thành những khu vực có nguy cơ cháy rừng khác nhau. Người ta sẽ chú trọng phòng cháy, chữa cháy rừng nhiều hơn cho những vùng có nguy cơ cháy cao và giảm đi ở những vùng có nguy cơ cháy thấp.
Việc phân vùng trọng điểm cháy thực hiện hầu hết ở các quốc gia. Hiện nay có hai phương pháp được áp dụng chủ yếu để phân vùng trọng điểm cháy rừng: Phân vùng theo các nhân tố ảnh hưởng đến cháy rừng và phân vùng theo thực trạng cháy rừng [9],[25],[28]. 9 Theo phương pháp thứ nhất, căn cứ vào đặc điểm phân bố các yếu tố ảnh hưởng đến cháy rừng như khí hậu, địa hình, thổ nhưỡng và trạng thái rừng để phân vùng.