Chương 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ CHÁY RỪNG 1. Một số khái niệm a) Cháy rừng: Cháy rừng là đám cháy được phát sinh trong rừng, tác động và làm tiêu huỷ sinh vật ở trong rừng.
Nói cách khác, cháy rừng là quá trình cháy làm tiêu huỷ những vật liệu của rừng mà sự hình thành và phát triển của đám cháy diễn ra không theo sự kiểm soát của chủ rừng. Trong tài liệu về quản lý lửa rừng, FAO đưa ra khái niệm về cháy rừng và đến nay thường được sử dụng: “Cháy rừng là sự xuất hiện và lan truyền của những đám cháy trong rừng mà không nằm trong sự kiểm soát của con người; gây nên những tổn thất nhiều mặt về tài nguyên, của cải và môi trường” [2]. b) Thảm thực vật rừng dễ cháy: Trong công tác PCCCR ở Việt Nam đã xuất hiện khái niệm rừng dễ cháy. Theo đó, rừng dễ cháy là các loại rừng có khả năng tích lũy khối lượng vật liệu lớn, rất dễ xảy ra.
Theo phân loại, thảm thực vật rừng dễ cháy ở Việt Nam gồm: rừng thông, rừng tràm, rừng tre nứa, rừng bạch đàn, rừng khộp, rừng keo các loại, rừng non khoanh nuôi tái sinh tự nhiên, rừng đặc sản,. Điều kiện của cháy rừng Cháy rừng được coi là một dạng thảm họa và là một hiện tượng phức tạp. Nó cháy tự do trong HST rừng và chịu sự chi phối của VLC, điều kiện môi trường và hoạt động dân sinh, kinh tế - xã hội. Cháy rừng xuất hiện khi có sự kết hợp đồng thời của ba yếu tố gồm: vật liệu cháy (chất bị cháy), ôxy (chất duy trì sự cháy) và nguồn nhiệt gây ra cháy [11]: - Vật liệu cháy: Chất bị cháy, có sẵn trong rừng.
VLC là tất cả những chất có khả năng bén lửa và bốc cháy trong điều kiện có đủ nguồn nhiệt và ôxy. - Ôxy: Chất duy trì sự cháy, sẵn có trong không khí (Chiếm khoảng 21% bầu không khí tự nhiên). Dưới tán rừng tỷ lệ này có thể thấp hơn do quá trính phân giải một số hợp chất hữu cơ làm cho lượng CO2 tăng lên. - Nguồn nhiệt: Là yếu tố duy nhất không sẵn có trong rừng.
Nhiệt độ cần để đốt cháy VLC ở thời điểm ban đầu gọi là điểm bén lửa. Các VLC trong rừng thường có điểm bén lửa trong khoảng từ 220 - 250 0C. Hầu hết nguồn nhiệt gây cháy rừng được xuất phát từ các hoạt động của con người. Các nghiên cứu đã chỉ rõ, nguồn VLC có độ ẩm ≤ 25% thì khả năng bắt lửa là PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 5 dễ dàng.
Khi đồng thời có cả 3 yếu tố trên là điều kiện cần cho một đám cháy. Đồng thời, các yếu tố đủ cho đám cháy như độ ẩm thấp, nhiệt độ cao, gió mạnh và địa hình cùng hướng gió,. thì đám cháy sẽ bắt đầu. Trong điều kiện có gió, đám cháy sẽ dễ dàng lan rộng theo hướng gió và tốc độ lan rộng tùy thưộc vào tốc độ gió.
Như vậy, mỗi kiểu thảm thực vật rừng có liên quan trực tiếp đến khối lượng, kết cấu và tính chất của VLC, từ đó dẫn đến tính dễ bắt lửa và quy mô đám cháy. Các kiểu thảm thực vật rừng khác nhau sẽ có các hệ số bắt cháy khác nhau. Dựa trên tính chất và cấu trúc của từng kiểu thảm thực vật rừng sẽ xác định được các hệ số bắt cháy tương ứng, kết hợp với đặc điểm khí hậu - thời tiết và các nguồn nhiệt phát sinh, từ đó cho phép xây dựng được phân loại thảm thực vật rừng dễ cháy theo nguy cơ cháy/ khả năng cháy phục vụ cho công tác phòng chống cháy rừng hiệu quả. Các nhân tố ảnh hưởng đến cháy rừng 1.
Các nhân tố về điều kiện tự nhiên a) Kiểu thảm thực vật rừng và loại hình thực bì: VLC gồm thảm khô (cành, nhánh, lá, vỏ, hoa, quả, trảng cỏ, cây bụi,.), cây khô, than bùn, thân cây và cành lá còn tươi có chứa tinh dầu,. Nguy cơ cháy rừng tăng lên cùng với sự gia tăng VLC. Kiểu rừng và loại hình thực bì có liên quan trực tiếp tới nguồn VLC, tính chất và khối lượng VLC do đặc điểm của kiểu rừng và loại hình thực bì quyết định, từ đó dẫn đến tính bắt lửa và quy mô đám cháy. Ở các kiểu rừng thông, tràm, bạch đàn, rừng khộp sản phẩm rơi rụng là những cành, lá, hoa quả, vỏ cây và thân cây khô… thường có tinh dầu hoặc nhựa rất dễ bắt lửa và cháy rất đượm.
Những khu rừng tre nứa thuần loài hoặc tre nứa chiếm ưu thế, ngoài những cành khô, lá rụng, cây chết, còn có trường hợp tre nứa bị hiện tượng “khuy” chết hàng loạt, vì vậy nguồn VLC sẽ rất lớn. Một số loại rừng rụng lá theo mùa (như rừng khộp) cũng là nguồn VLC tiềm tàng tại thời điểm rụng lá hoặc tích lũy hàng năm. b) Điều kiện thời tiết và các nhân tố khí tượng: Thời tiết và các nhân tố khí tượng là một tác nhân cho sự phát sinh, phát triển của một đám cháy rừng. - Nhiệt độ: Nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình cháy rừng như làm khô, nỏ VLC; làm độ ẩm không khí giảm và bề mặt đất nóng lên,… Khi xem xét vai trò của nhiệt độ đối với cháy rừng thường đánh giá ảnh hưởng của nó tới các mặt: Nhiệt độ làm rút ngắn quá trình khô của VLC; Làm nóng và khô nhanh mặt đất dẫn đến lớp không khí sát mặt đất nóng lên.
Như vậy, nhiệt độ gồm hai thành phần là nhiệt độ đất và nhiệt độ không khí. - Độ ẩm: Độ ẩm là nhân tố gây ảnh hưởng tích cực hoặc tiêu cực đến quá trình phát sinh cháy rừng và quy mô đám cháy. Độ ẩm không khí càng cao thì VLC càng PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 6 ẩm, khó xảy ra cháy. Ngược lại, độ ẩm thấp VLC khô dẫn tới dễ xảy ra cháy rừng và cháy lớn.
Để có biện pháp phòng ngừa và cảnh báo cháy rừng cụ thể, độ ẩm được chia làm 3 loại sau: Độ ẩm không khí: Nhìn chung, độ ẩm không khí ở các vùng có rừng cao hơn nhiều so với các khu vực không có rừng. Nguyên nhân là do sự thoát hơi nước của thực vật. Mặt khác, do đất dưới tán rừng luôn ẩm ướt, quá trình bốc hơi vật lý thường xuyên xảy ra cung cấp độ ẩm cho lớp không khí. Ngoài ra, ở trong rừng tính từ giới hạn mặt đất tới tán cây, do mật độ cây dày, cành lá rậm rạp làm cho dòng bốc thoát hơi trong rừng diễn ra chậm, làm độ ẩm không khí trong rừng cao hơn bên ngoài rừng.
Độ ẩm VLC: Độ ẩm của VLC tỷ lệ thuận với độ ẩm của không khí và ảnh hưởng tới khả năng bén lửa. Độ ẩm càng thấp khả năng bén lửa càng cao và ngược lại. Mặt khác, độ ẩm VLC còn phụ thuộc vào lượng mưa. Mưa càng lâu, càng lớn thì độ ẩm VLC càng cao và thời gian ẩm ướt kéo dài.
Độ ẩm của đất: Lượng nước tạo thành độ ẩm của đất trong rừng gồm nước mưa đọng trên mặt đất; lượng nước thực tế trong tầng đất mặt và nước ngầm thường xuyên duy trì và làm ẩm mặt đất bằng hiện tượng mao dẫn (mực nước ngầm thường xuyên biến động theo mùa, về mùa khô thường nằm sâu hơn so với mùa mưa, còn ở địa hình đồi núi cao mực nước ngầm ít có ảnh hưởng tới độ ẩm của lớp bề mặt). Nhìn chung, độ ẩm tương đối của đất rừng cao hơn so với bên ngoài và phụ thuộc nhiều vào các đặc điểm của cấu trúc rừng gồm: mật độ cây rừng, loài cây, tính chất đất, dạng địa hình, hướng phơi,. Nước trong đất rừng thường xuyên bốc hơi làm tăng độ ẩm không khí trong rừng, thời gian ẩm kéo dài thì khả năng bắt lửa của VLC giảm đi. Nói chung, với độ ẩm của đất rừng thích hợp, dưới tác động của nhiệt độ không khí và nhiệt độ đất, vi sinh vật hoạt động thuận lợi, đẩy nhanh quá trình phân giải VLC trên mặt đất, kể cả quá trình khoáng hoá các chất hữu cơ nằm dưới mặt đất.
Trong những trường hợp như vậy, khả năng tích luỹ các chất hữu cơ dưới và trên mặt đất càng giảm nhanh. Điều này cũng giải thích vì sao ở trên những vùng rừng ở độ cao từ 800 - 1000 m trở lên, lớp cành khô lá rụng thường phủ dày vì tốc độ phân huỷ kém. Kết quả khảo sát của nhiều đoàn điều tra rừng thuộc khu vực núi Phan Xi Păng cho thấy, từ độ cao 1000 m trở lên, dưới mặt đất rừng thông, Pơ mu, Samu gần như thuần loại, tầng thảm mục có chỗ dày trên 1m nên ở đây rất dễ phát sinh cháy rừng bề mặt và cháy ngầm [2]. - Gió: Là nhân tố ảnh hưởng rất nhiều đến cháy rừng, gió thúc đẩy nhanh quá trình làm khô VLC; làm bùng phát ngọn lửa và đẩy nhanh tốc độ đám cháy; mang theo tàn lửa gây các đám cháy khác, làm đám cháy phát triển nhanh và lan rộng.
PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 7 Phần lớn diện tích rừng của Việt Nam phân bố trên các dạng địa hình đồi núi và thung lũng. Mỗi dạng địa hình gây ra hoàn lưu gió cục bộ, địa phương khác nhau. Điển hình nhất là hệ thống gió núi và thung lũng, chúng hình thành theo từng khoảng thời gian trong ngày. Ở các thời điểm khác nhau trong ngày, hệ thống gió núi và thung lũng phụ thuộc rất chặt chẽ vào sự phân bố năng lượng nhiệt của mặt trời, từ đó chi phối hoàn lưu gió theo thời gian cũng khác nhau, làm cho quy mô và mức độ lan tràn của một đám cháy ở thung lũng cũng khác nhau.
Tuy nhiên, sự lan tràn này còn phụ thuộc vào vị trí của đám lửa phát sinh ở bìa rừng hoặc ở phía trong sát bìa rừng hoặc nằm sâu trong rừng. Vì vậy, sự xâm nhập của gió vào trong rừng, ở các vị trí khác nhau tác động tới đám cháy ở mức độ khác nhau. Nói cách khác, sự xâm nhập của gió theo chiều nằm ngang và chiều thẳng đứng cũng có những tác động khác nhau tới sự phát triển ban đầu của đám cháy, do đó biện pháp hạn chế lửa lan tràn không thể không đề cập tới yếu tố này. Ở Việt Nam, khi phân tích ảnh hưởng của tốc độ gió đến nguy cơ cháy rừng Cooper (1991) [26] đã đề nghị hiệu chỉnh chỉ tiêu P của Nesterop dùng để phản ánh nguy cơ cháy rừng (Bảng 1.