Nghiên cứu tính thích hợp của các phương pháp dự báo cháy rừng tại huyện Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh

Luận văn thạc sĩ phân tích hay nghiên cứu tính thích hợp của các phương pháp dự báo cháy rừng hiện đang áp dụng cho rừng trồng, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất giải

• Tác giả: Đặng Anh Quỳnh
• Người hướng dẫn: T.S Bế Minh Châu
• Trường học: Trường Đại Học Lâm Nghiệp
• Chuyên ngành: Khoa Học Lâm Nghiệp
• 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
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sỹ
• Năm xuất bản: 2010
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Trên thế giới
• 1.2. Ở Việt Nam

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu tính hiệu quả các phương pháp dự báo cháy rừng

Cháy rừng là một trong những vấn đề nghiêm trọng tại Việt Nam, đặc biệt là tại tỉnh Quảng Ninh. Nghiên cứu này nhằm đánh giá tính hiệu quả của các phương pháp dự báo cháy rừng hiện đang áp dụng tại huyện Hoành Bồ. Việc hiểu rõ về tình hình cháy rừng và các phương pháp dự báo sẽ giúp nâng cao hiệu quả công tác phòng cháy chữa cháy rừng (PCCCR). Theo thống kê, trung bình mỗi năm, Việt Nam ghi nhận khoảng 650 vụ cháy, gây thiệt hại lớn về kinh tế và môi trường. Do đó, việc nghiên cứu và cải tiến các phương pháp dự báo là rất cần thiết.

1.1. Tình hình cháy rừng tại Hoành Bồ Quảng Ninh

Huyện Hoành Bồ là một trong những khu vực trọng điểm về cháy rừng tại Quảng Ninh. Trong những năm gần đây, số vụ cháy rừng tại đây đã gia tăng đáng kể, với nhiều vụ cháy gây thiệt hại lớn về diện tích rừng. Các yếu tố như khí hậu, độ ẩm và loại vật liệu cháy đều ảnh hưởng đến nguy cơ cháy rừng. Việc nắm bắt tình hình này là rất quan trọng để có những biện pháp phòng ngừa hiệu quả.

1.2. Các phương pháp dự báo cháy rừng hiện tại

Hiện nay, có nhiều phương pháp dự báo cháy rừng được áp dụng, bao gồm các phương pháp dựa trên yếu tố khí tượng và mô hình vật liệu cháy. Những phương pháp này giúp xác định nguy cơ cháy rừng và đưa ra cảnh báo kịp thời. Tuy nhiên, độ chính xác của các phương pháp này vẫn còn nhiều hạn chế, cần được nghiên cứu và cải tiến.

II. Vấn đề và thách thức trong công tác dự báo cháy rừng

Mặc dù đã có nhiều nỗ lực trong việc cải thiện tính hiệu quả dự báo cháy rừng, nhưng vẫn tồn tại nhiều thách thức. Một trong những vấn đề lớn nhất là sự thiếu chính xác trong việc dự báo nguy cơ cháy rừng. Các phương pháp hiện tại thường không tính đến các yếu tố địa phương cụ thể, dẫn đến kết quả dự báo không chính xác. Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến công tác PCCCR và khả năng ứng phó với cháy rừng.

2.1. Thiếu sót trong các phương pháp dự báo hiện tại

Nhiều phương pháp dự báo hiện tại chỉ dựa vào các yếu tố khí tượng mà không xem xét đến các yếu tố khác như loại vật liệu cháy và điều kiện địa hình. Điều này dẫn đến việc dự báo không chính xác và không phản ánh đúng tình hình thực tế. Cần có những nghiên cứu sâu hơn để cải thiện độ chính xác của các phương pháp này.

2.2. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến cháy rừng

Biến đổi khí hậu đang làm gia tăng tần suất và cường độ của các vụ cháy rừng. Sự thay đổi về nhiệt độ và độ ẩm có thể làm tăng nguy cơ cháy rừng, đặc biệt là trong các mùa khô. Việc nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến tính hiệu quả dự báo cháy rừng là rất cần thiết để có những biện pháp ứng phó kịp thời.

III. Phương pháp nghiên cứu và giải pháp cải tiến dự báo cháy rừng

Để nâng cao tính hiệu quả dự báo cháy rừng, cần áp dụng các phương pháp nghiên cứu hiện đại và cải tiến các phương pháp hiện tại. Việc kết hợp giữa các yếu tố khí tượng và điều kiện địa phương sẽ giúp nâng cao độ chính xác của dự báo. Ngoài ra, việc sử dụng công nghệ thông tin trong việc thu thập và phân tích dữ liệu cũng là một giải pháp hiệu quả.

3.1. Ứng dụng công nghệ thông tin trong dự báo

Công nghệ thông tin có thể giúp thu thập và phân tích dữ liệu một cách nhanh chóng và chính xác. Việc xây dựng các phần mềm dự báo dựa trên dữ liệu khí tượng và điều kiện địa phương sẽ giúp nâng cao độ chính xác của dự báo cháy rừng. Các phần mềm này có thể cung cấp thông tin kịp thời cho các cơ quan chức năng trong công tác PCCCR.

3.2. Nghiên cứu cải tiến các phương pháp dự báo

Cần tiến hành các nghiên cứu để cải tiến các phương pháp dự báo hiện tại, bao gồm việc điều chỉnh các yếu tố khí tượng và bổ sung các yếu tố địa phương. Việc này sẽ giúp nâng cao độ chính xác của dự báo và giảm thiểu thiệt hại do cháy rừng gây ra.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu tại Hoành Bồ

Kết quả nghiên cứu tại huyện Hoành Bồ cho thấy việc áp dụng các phương pháp dự báo hiện tại đã giúp giảm thiểu thiệt hại do cháy rừng. Tuy nhiên, vẫn cần có những cải tiến để nâng cao hiệu quả. Việc đánh giá tính hiệu quả của các phương pháp dự báo sẽ giúp các cơ quan chức năng có những quyết định kịp thời trong công tác PCCCR.

4.1. Kết quả thực hiện các phương pháp dự báo

Các phương pháp dự báo hiện tại đã giúp xác định được nguy cơ cháy rừng tại Hoành Bồ. Tuy nhiên, độ chính xác của các phương pháp này vẫn cần được cải thiện. Việc đánh giá kết quả thực hiện sẽ giúp xác định những điểm mạnh và điểm yếu của các phương pháp dự báo.

4.2. Ảnh hưởng của các biện pháp phòng cháy chữa cháy

Các biện pháp PCCCR đã được triển khai tại Hoành Bồ đã góp phần giảm thiểu thiệt hại do cháy rừng. Tuy nhiên, cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các cơ quan chức năng và cộng đồng để nâng cao hiệu quả của các biện pháp này.

V. Kết luận và triển vọng tương lai trong nghiên cứu dự báo cháy rừng

Nghiên cứu về tính hiệu quả các phương pháp dự báo cháy rừng tại Hoành Bồ đã chỉ ra rằng cần có những cải tiến trong công tác dự báo. Việc áp dụng công nghệ thông tin và nghiên cứu các yếu tố địa phương sẽ giúp nâng cao độ chính xác của dự báo. Tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các phương pháp dự báo mới để ứng phó hiệu quả với tình hình cháy rừng ngày càng gia tăng.

5.1. Định hướng nghiên cứu trong tương lai

Cần có những nghiên cứu sâu hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến cháy rừng, bao gồm cả biến đổi khí hậu và các yếu tố địa phương. Việc này sẽ giúp nâng cao hiệu quả của các phương pháp dự báo và giảm thiểu thiệt hại do cháy rừng gây ra.

5.2. Tăng cường hợp tác giữa các cơ quan chức năng

Sự phối hợp giữa các cơ quan chức năng và cộng đồng là rất quan trọng trong công tác PCCCR. Cần có những chương trình đào tạo và nâng cao nhận thức cho cộng đồng về nguy cơ cháy rừng và các biện pháp phòng ngừa.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong giai đoạn nhiều năm trở lại đây, Việt Nam ghi nhận trung bình mỗi năm xảy ra khoảng 650 vụ cháy rừng, gây tổn thất trung bình 4.340 ha rừng các loại, trong đó diện tích rừng trồng bị thiêu rụi chiếm tới 3.200 ha. Điển hình như năm 1998, cả nước bùng phát 1.685 vụ cháy rừng làm thiệt hại 20.398 ha và cướp đi sinh mạng của 12 người. Tỉnh Quảng Ninh được xác định là một trong những địa bàn trọng điểm về nguy cơ cháy rừng ở khu vực Đông Bắc. Thống kê cho thấy chỉ riêng năm 2007, toàn tỉnh xảy ra 24 vụ cháy rừng gây thiệt hại 527,59 ha; bước sang năm 2008 tiếp tục xảy ra 29 vụ cháy làm mất 96,12 ha rừng.

Huyện Hoành Bồ sở hữu tổng diện tích tự nhiên 84.332 ha, trong đó đất có rừng chiếm 53.885,32 ha với 16.092,14 ha là rừng trồng, chủ yếu gồm các loài cây dễ bắt lửa như thông đuôi ngựa (1.363,85 ha) và keo lai (11.280 ha). Trong vòng 10 năm từ tháng 01/2000 đến tháng 03/2010, huyện Hoành Bồ đã xảy ra 74 vụ cháy rừng làm thiệt hại 223 ha tài nguyên rừng. Mặc dù công tác dự báo phòng cháy chữa cháy rừng đã được triển khai từ cuối thập niên 1980, các mô hình dự báo hiện hành vẫn chủ yếu áp dụng chung cho phạm vi vùng rộng lớn, chưa phản ánh đúng đặc thù cấu trúc và vi khí hậu từng loại rừng trồng địa phương.

Luận văn thạc sĩ khoa học lâm nghiệp của tác giả Đặng Anh Quỳnh, dưới sự hướng dẫn khoa học của Tiến sĩ Bế Minh Châu tại Trường Đại học Lâm nghiệp, tập trung nghiên cứu tính thích hợp của các phương pháp dự báo cháy rừng hiện đang áp dụng cho rừng trồng tại huyện Hoành Bồ. Đề tài hướng tới mục tiêu đánh giá chính xác sai số của các chỉ tiêu dự báo khí tượng và độ ẩm vật liệu cháy, từ đó đưa ra các giải pháp kỹ thuật nâng cao độ tin cậy của hệ thống cảnh báo sớm, góp phần giảm thiểu thiệt hại kinh tế và bảo vệ môi trường sinh thái bền vững cho địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng lý thuyết hệ sinh thái rừng và lý thuyết tam giác lửa trong cháy rừng, khẳng định sự hình thành đám cháy là kết quả tương tác giữa vật liệu cháy, nguồn nhiệt và oxy (chiếm 21% thể tích không khí). Các khái niệm then chốt được chuẩn hóa bao gồm: độ ẩm vật liệu cháy, chỉ số khô hạn liên tục, khả năng bén lửa của thảm thực bì và thang phân cấp nguy cơ cháy rừng gồm 5 cấp độ (từ cấp I - không nguy hiểm đến cấp V - cực kỳ nguy hiểm).

Khung lý thuyết dự báo được xây dựng dựa trên mô hình chỉ tiêu khí tượng tổng hợp của V.G. Nesterov, tính toán qua tích số giữa nhiệt độ không khí lúc 13 giờ, độ hụt điểm sương và số ngày không mưa. Mô hình này được tiếp nối và phát triển qua phương pháp cải tiến của Tiến sĩ Phạm Ngọc Hưng với việc đưa vào hệ số điều chỉnh theo ngưỡng lượng mưa ngày 5 mm (ký hiệu P5) và chỉ số ngày khô hạn liên tục H. Ngoài ra, nghiên cứu còn kết hợp mô hình hiệu chỉnh vận tốc gió của chuyên gia FAO A.N. Cooper, chỉ số bắt cháy của Yangmei và phương pháp phân cấp nguy cơ cháy theo ngưỡng lượng mưa 7 mm (ký hiệu P7) do Cơ quan Kiểm lâm vùng I đề xuất.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng nguồn dữ liệu sơ cấp thu thập qua điều tra thực địa kết hợp dữ liệu thứ cấp về chuỗi khí tượng và 74 vụ cháy rừng lịch sử giai đoạn 2000-2010 do Hạt Kiểm lâm Hoành Bồ lưu trữ. Phương pháp chọn mẫu điển hình được áp dụng trên 3 trạng thái rừng trồng đại diện: rừng thông mã vĩ 29-30 tuổi (cấp tuổi VI), rừng thông mã vĩ 6-7 tuổi (cấp tuổi II) và rừng keo lai 4-5 tuổi.

Tại mỗi trạng thái rừng, nghiên cứu thiết lập cỡ mẫu gồm 3 ô tiêu chuẩn có diện tích 500 m2 (tổng cộng 9 ô tiêu chuẩn đại diện). Để xác định độ tàn che tầng cây cao, độ che phủ thảm tươi và tỷ lệ che phủ thảm khô, phương pháp điều tra 90 điểm ngẫu nhiên hệ thống trong mỗi ô tiêu chuẩn được triển khai nhằm đảm bảo tính khách quan và loại bỏ sai số chủ quan. Cấu trúc tầng cây bụi và thảm tươi được thu thập thông qua 5 ô dạng bản diện tích 25 m2 bố trí tại 4 góc và trung tâm ô tiêu chuẩn. Trọng lượng vật liệu cháy khô và tươi được cân sấy định lượng trên các ô mẫu 1 m2.

Dữ liệu vi khí hậu và độ ẩm vật liệu cháy được quan trắc thực nghiệm vào 13 giờ hàng ngày trong 34 ngày liên tục (từ ngày 13/03/2010 đến ngày 15/04/2010), đối chiếu với trạm khí tượng của Cơ quan Kiểm lâm vùng I cách khu vực nghiên cứu từ 4 km đến 19 km. Phương pháp phân tích hồi quy toán học và mô hình hàm logarit được lựa chọn nhờ khả năng mô tả chính xác phi tuyến mối quan hệ suy giảm độ ẩm vật liệu cháy theo thời gian khô hạn.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, phân tích chuỗi 74 vụ cháy rừng giai đoạn 2000-2010 tại Hoành Bồ cho thấy tính quy luật mùa vụ sâu sắc: có tới 57 vụ cháy (chiếm 77,03%) tập trung vào 4 tháng mùa khô hanh gồm tháng 11 (22,97%), tháng 12 (21,63%), tháng 1 (14,86%) và tháng 2 (17,57%). Ngược lại, 4 tháng giữa mùa mưa từ tháng 6 đến tháng 9 chỉ xuất hiện 2 vụ cháy (chiếm 2,70%).

Thứ hai, cấu trúc lâm phần và lượng vật liệu cháy có sự khác biệt rõ rệt giữa các loài cây và cấp tuổi. Rừng thông 29-30 tuổi tích lũy khối lượng vật liệu cháy lớn nhất đạt 20,47 tấn/ha (trong đó vật liệu cháy khô là 4,28 tấn/ha, bề dày thảm khô đạt 10,33 cm), cao gấp 3,6 lần so với rừng keo 4-5 tuổi (chỉ đạt tổng cộng 5,69 tấn/ha với 1,70 tấn/ha vật liệu cháy khô và bề dày thảm 5,21 cm). Tuy nhiên, rừng thông non 6-7 tuổi lại có nguy cơ bùng phát cháy tán nguy hiểm nhất do chiều cao dưới cành rất thấp, chỉ đạt trung bình 0,70 m, kết hợp độ che phủ thảm tươi lên đến 63,91% và mật độ dày 913 cây/ha.

Thứ ba, kiểm định độ chính xác của các phương pháp dự báo hiện hành chỉ ra tỷ lệ phát hiện cháy ở các cấp nguy hiểm cao (cấp IV và cấp V) chỉ đạt 48,65% đối với chỉ tiêu P5 và 52,70% đối với chỉ số H. Đáng lưu ý, vẫn có 8,11% số vụ cháy bùng phát khi chỉ tiêu P5 đang ở cấp I (không nguy hiểm) và 18,92% số vụ xảy ra ở cấp II; đối với chỉ số H, tỷ lệ cháy ở cấp I lên tới 17,57%.

Thứ tư, phân tích hồi quy tương quan xác nhận mô hình hàm logarit phản ánh chặt chẽ nhất mối quan hệ giữa độ ẩm vật liệu cháy và chỉ tiêu khí tượng. Chỉ tiêu hiệu chỉnh P7 đạt hệ số tương quan R dao động từ 0,75 đến 0,88 với sai số tiêu chuẩn chỉ từ 10,94% đến 21,7%, vượt trội hoàn toàn so với chỉ tiêu P5 truyền thống trên cả 3 trạng thái rừng.

Thảo luận kết quả

Mối quan hệ giữa độ ẩm vật liệu cháy và các chỉ tiêu dự báo P5, P7, H có thể được mô tả trực quan thông qua các biểu đồ phân tán đám mây điểm (scatter plot) kết hợp đường cong hồi quy dạng lõm. Đồ thị thực nghiệm trong 34 ngày quan sát cho thấy một nghịch lý lớn của phương pháp P5: trong các đợt mưa phùn nhỏ từ ngày 29/03 đến ngày 01/04/2010 với lượng mưa dưới 5 mm, độ ẩm vật liệu cháy thực tế tăng vọt từ 24% lên 69%, triệt tiêu khả năng bắt lửa của thảm thực bì. Dẫu vậy, do quy ước hệ số k = 1 khi lượng mưa dưới 5 mm, chỉ số P5 vẫn tiếp tục tăng từ 3.236 lên 4.938 điểm, dẫn đến dự báo báo động giả ở cấp rất nguy hiểm.

Chỉ tiêu P7 đã khắc phục triệt để nhược điểm này bằng cách sử dụng hệ số giảm dần theo công thức tỷ lệ linh hoạt giữa lượng mưa thực tế và ngưỡng 7 mm. So sánh với các nghiên cứu trước đây tại khu vực Tây Nguyên và Bắc Trung Bộ, việc nâng ngưỡng lượng mưa lên 7 mm và tính toán hệ số k suy giảm là hoàn toàn phù hợp với cơ chế giữ ẩm của thảm mục rừng nhiệt đới gió mùa.

Bên cạnh yếu tố khí tượng, nhân tố con người giữ vai trò kích hoạt nguồn lửa chính trong 74 vụ cháy được khảo sát. Việc các vụ cháy vẫn xuất hiện ở cấp dự báo I và II bắt nguồn từ tập quán đốt dọn nương rẫy, hun khói lấy ong và đốt cỏ chăn thả gia súc bất cẩn của cư dân tại các xã vùng cao như Bằng Cả, Hòa Bình và Thống Nhất.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, chuyển đổi chính thức công thức tính nguy cơ cháy rừng sang phương pháp chỉ tiêu tổng hợp P7 với ngưỡng lượng mưa hiệu chỉnh 7 mm. Cơ quan Kiểm lâm vùng I và Chi cục Kiểm lâm tỉnh Quảng Ninh cần phối hợp phê duyệt và ban hành quy trình tính toán hệ số k linh hoạt trong vòng 6 đến 12 tháng tới, nhằm giảm sai số cảnh báo vi khí hậu xuống dưới mức 15%.

Thứ hai, áp dụng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh điều chỉnh vật liệu cháy đối với từng đối tượng rừng trồng. Các chủ rừng và Ban Quản lý rừng phòng hộ Hoành Bồ cần tổ chức phát dọn thực bì cục bộ, tỉa cành nâng cao chiều cao dưới cành của rừng thông non 6-7 tuổi từ 0,70 m lên tối thiểu 1,50 m, đồng thời cày rạch đường băng cản lửa tại các lâm phần thông già 29-30 tuổi có khối lượng thảm khô vượt quá 10 tấn/ha, đặt mục tiêu giảm thiểu 30% nguy cơ hình thành cháy tán trong 2 năm tới.

Thứ ba, thiết lập mạng lưới trạm quan trắc khí tượng tự động chuyên dụng tại các tiểu vùng trọng điểm cháy. Hạt Kiểm lâm Hoành Bồ cần phối hợp với chính quyền địa phương lắp đặt 2 đến 3 trạm đo nhiệt độ, độ ẩm và lượng mưa tự động tại các khu vực xa trung tâm trong giai đoạn 2011-2012, nhằm thu hẹp khoảng cách đo đạc từ cự ly 16-19 km hiện nay xuống dưới 5 km, bảo đảm dữ liệu đầu vào chuẩn xác cho mô hình dự báo.

Thứ tư, xây dựng và thực thi các quy ước phòng cháy chữa cháy rừng cộng đồng tại các xã vùng sâu. Ủy ban nhân dân các xã Bằng Cả, Hòa Bình, Thống Nhất cần chủ trì xây dựng các cam kết quản lý nguồn lửa theo mùa, tổ chức tập huấn kỹ năng đốt nương an toàn cho 100% hộ dân sinh sống ven rừng trước tháng 10 hàng năm, hướng tới mục tiêu cắt giảm 80% số vụ cháy do bất cẩn sinh hoạt.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Thứ nhất, cán bộ quản lý và chuyên viên kỹ thuật thuộc Cục Kiểm lâm, Chi cục Kiểm lâm các tỉnh miền núi phía Bắc và Hạt Kiểm lâm địa bàn: Luận văn cung cấp phương pháp luận chuẩn xác về việc ứng dụng chỉ tiêu P7 và ngưỡng mưa 7 mm, hỗ trợ trực tiếp công tác xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ cháy và phát hành bản tin cảnh báo cháy rừng hàng ngày cho 16.092,14 ha rừng trồng.

Thứ hai, chủ rừng, ban quản lý rừng đặc dụng, rừng phòng hộ và các công ty lâm nghiệp: Nghiên cứu cung cấp định mức cụ thể về tải lượng vật liệu cháy của rừng thông (20,47 tấn/ha) và rừng keo (5,69 tấn/ha), giúp đơn vị xây dựng kế hoạch phân bổ nguồn lực, bố trí đường băng cản lửa và thiết kế lịch tuần tra phòng cháy tối ưu trong 4 tháng cao điểm mùa khô.

Thứ ba, các nhà khoa học, giảng viên và nghiên cứu sinh chuyên ngành Lâm học, Quản lý tài nguyên rừng: Tài liệu đóng vai trò là công trình tham khảo giá trị về phương pháp tích hợp số liệu vi khí hậu thực địa với cấu trúc lâm phần và mô hình toán thống kê trong sinh thái học cháy rừng.

Thứ tư, sinh viên và học viên cao học thuộc khối ngành tài nguyên môi trường: Công trình mang lại case study điển hình về phương pháp thiết lập 9 ô tiêu chuẩn, kỹ thuật đo đạc 90 điểm hệ thống và quy trình xử lý thống kê tương quan hồi quy giữa vật liệu cháy và dữ liệu thời tiết.

Câu hỏi thường gặp

Phương pháp chỉ tiêu P5 truyền thống bộc lộ nhược điểm gì lớn nhất tại Hoành Bồ? Phương pháp P5 quy ước hệ số k = 1 cho mọi trận mưa dưới 5 mm, khiến chỉ số tích lũy nguy cơ cháy vẫn tiếp tục tăng cao trong những ngày có mưa nhỏ từ 1 mm đến 3 mm, dù độ ẩm vật liệu cháy thực tế đã tăng vọt lên mức an toàn từ 24% đến 69%.

Vì sao rừng thông 6-7 tuổi lại có nguy cơ chuyển thành cháy tán cao hơn rừng thông 29-30 tuổi? Mặc dù có tổng khối lượng vật liệu cháy thấp hơn (8,87 tấn/ha so với 20,47 tấn/ha), rừng thông 6-7 tuổi có chiều cao dưới cành rất thấp chỉ 0,70 m, mật độ dày 913 cây/ha và độ che phủ thảm tươi lên tới 63,91%, tạo cầu nối trực tiếp đưa ngọn lửa từ mặt đất bốc thẳng lên tán cây.

Chỉ tiêu P7 với ngưỡng lượng mưa 7 mm mang lại ưu thế vượt trội nào? Chỉ tiêu P7 sử dụng hệ số k biến thiên linh hoạt theo tỷ lệ lượng mưa ngày, giúp mô hình phản ánh sát độ ẩm vật liệu cháy với hệ số tương quan đạt từ 0,75 đến 0,88 và duy trì sai số tiêu chuẩn ở mức thấp từ 10,94% đến 21,7%.

Mùa cao điểm cháy rừng tại huyện Hoành Bồ kéo dài trong những tháng nào? Mùa nguy hiểm nhất diễn ra từ tháng 11 đến tháng 2 năm sau, chiếm tới 77,03% tổng số vụ cháy trong 10 năm khảo sát, trùng khớp với thời kỳ gió mùa Đông Bắc khô hanh khi lượng mưa mùa khô chỉ chiếm khoảng 10% tổng lượng mưa cả năm.

Tại sao có tới 48,65% số vụ cháy lại xảy ra ở các cấp dự báo dưới cấp cực kỳ nguy hiểm? Hiện tượng này xuất phát từ yếu tố bất cẩn của con người khi sử dụng lửa trong sinh hoạt và sản xuất nông lâm nghiệp, kết hợp với các biến động khô hạn cục bộ của thảm thực bì mà trạm khí tượng cách xa từ 16 km đến 19 km chưa ghi nhận kịp thời.

Kết luận

• Phân tích toàn diện 74 vụ cháy rừng trong 10 năm tại huyện Hoành Bồ, xác định mùa cháy trọng điểm tập trung 77,03% vào các tháng từ tháng 11 đến tháng 2.
• Định lượng chi tiết đặc điểm cấu trúc và tải lượng vật liệu cháy của 3 trạng thái rừng trồng, ghi nhận khối lượng thảm cháy rừng thông già đạt đỉnh 20,47 tấn/ha và phát hiện nguy cơ cháy tán nghiêm trọng ở rừng thông non do cành thấp 0,70 m.
• Chứng minh các hạn chế cốt lõi của chỉ tiêu P5 và chỉ số H khi chỉ bao quát được khoảng 48,65% đến 52,70% số vụ cháy ở các cấp nguy hiểm cao, thường xuyên phát sinh báo động giả khi gặp mưa phùn.
• Khẳng định tính ưu việt của chỉ tiêu P7 với ngưỡng mưa 7 mm, đạt độ tương quan cao từ 0,75 đến 0,88 và sai số tiêu chuẩn thấp từ 10,94% đến 21,7%.
• Đề xuất hệ thống 4 nhóm giải pháp kỹ thuật lâm sinh, trạm đo tự động và quản lý cộng đồng với lộ trình thực hiện từ 6 đến 12 tháng.

Công trình nghiên cứu của tác giả Đặng Anh Quỳnh là tài liệu khoa học có giá trị thực tiễn cao, cung cấp cơ sở vững chắc để các cơ quan quản lý lâm nghiệp hoàn thiện quy trình dự báo nguy cơ cháy rừng. Các đơn vị quản lý tài nguyên và chủ rừng tại tỉnh Quảng Ninh cần sớm đưa chỉ tiêu P7 vào ứng dụng thực tế nhằm bảo vệ an toàn diện tích rừng trồng và duy trì cân bằng sinh thái địa phương.

Trích đoạn nội dung tài liệu

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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 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. 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 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 i13 .1) i 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. LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 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. 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.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) 0 0,1-0,9 1-2,9 3-5,9 6-14,9 15-19,9 >20 Hệ số K 1 0,8 0,6 0,4 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: LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.1: Phân cấp mức độ nguy hiểm của cháy rừng theo chỉ tiêu P Chỉ tiêu tổng hợp Mức độ nguy hiểm Cấp cháy rừng Theo Theo Trung tâm của cháy rừng V.Nesterov KTTV Liên Xô I ≤ 300 ≤ 200 Không nguy hiểm 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 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 =  (1.3) 20 10 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. Phân cấp nguy cơ cháy rừng theo chỉ số Angstrom (I) Cấp cháy Chỉ số Angstrom (I) Nguy cơ cháy I I>4.0 Không có khả năng cháy II 2.0 Ít có khả năng cháy III 2.5 Có khả năng cháy IV I≤2.0 Khả năng cháy lớn LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 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.

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. 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. Mối quan hệ giữa các nhân tố khí tượng với mức độ bén lửa Nhân tố khí tượng Phương trình Hệ số tương Hệ số biến tương quan quan động Nhiệt độ không khí I1=0,046.T1,178 0,788 0,296 Độ ẩm không khí I2=14,89.M1,185 0,968 0,247 Số giờ nắng I4=0,0552.m1,383 0,879 0,337 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 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 1 I = .4) + Căn cứ vào trị số I, tác giả phân cấp nguy cơ cháy rừng như biểu 1. Phân cấp nguy cơ cháy rừng theo chỉ tiêu bén lửa I (Yangmei) Cấp I Cấp II Cấp III Cấp IV Cấp V Tháng không cháy khó cháy có thể cháy 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. 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. LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 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 n ngày ở Quảng Ninh, công thức tính như sau: P = K t i13 .5) 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 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 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 Ít có khả năng cháy II 1001 – 2500 Có khả năng cháy III 2501 – 5000 Nhiều khả năng cháy IV 5001 – 10.000 Cực kỳ nguy hiểm LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.