Vật liệu cháy là một mặt của tam giác lửa. Tính chất và sự phân bố của vật liệu trong không gian ảnh hưởng quyết định đến sự phát sinh và phát triển của đám cháy.
* Khối lượng và độ ẩm vật liệu cháy
Khối lượng VLC là một trong những điều kiện quan trọng ảnh hưởng mạnh mẽ tới khả năng lan tràn của đám cháy. Do vậy một trong những biện
42
pháp hữu hiệu và có tính khả thi nhất để làm giảm cường độ đám cháy là giảm thiểu khối lượng vật liệu.
Kết quả nghiên cứu về một số chỉ tiêu phản ánh đặc điểm VLC ở các đối tượng nghiên cứu tổng hợp ở bảng 4.9
Bảng 4.9: Khối lượng và độ ẩm VLC ở các trạng thái rừng
TT Trạng thái
Bề dày lớp thảm khô (cm)
Khối lượng VLC (Mv) (tấn/ha)
WVLC (%) Thảm khô Thảm tươi Tổng cộng 1 IIIa1 - Bắc Sơn 2.50 3.4 5.7 9.1 34.49 2 IIb - Bắc Sơn 2.28 2.8 4.65 7.45 28.65 3 IIa - Bắc Sơn 2.52 2.9 6.4 9.3 25.40 4 Ic - Bắc Sơn 2.63 3.85 6.1 9.95 20.98 5 Ib - Bắc Sơn 3.06 4.2 7.9 12.1 20.30 6 Ia - Bắc Sơn 3.37 7.8 11.5 19.3 15.73 7 IIIa1-T.Yên Công 2.49 3.6 5.75 9.35 35.01 8 IIb-T.Yên Công 2.10 2.9 4.5 7.4 29.31 9 IIa - T.Yên Công 2.28 3.0 6.35 9.35 25.91 10 Keo 2 tuổi 2.20 2.83 5.6 8.43 14.75 11 Keo 4 tuổi 2.27 3.15 4.92 8.07 15.16 12 Keo 8 tuổi 2.96 4.05 6.15 10.2 16.11 13 Thông cấp tuổi 2 2.84 5.05 8.57 13.62 11.15 14 Thông cấp tuổi 3 3.75 7.14 7.43 14.57 13.77 15 Thông cấp tuổi 4 3.59 6.45 8.03 14.48 14.20 16 Bạch đàn 3.79 7.36 7.65 15.01 12.51 17 Bạch đàn + Keo 3.80 7.24 10.78 18.02 13.32
Từ kết quả ở bảng 4.9 cho thấy: khối lượng VLC ở các trạng thái rừng có sự khác biệt khá rõ. Nhìn chung khối lượng VLC ở các trạng thái đất trống
43
(Ia) và rừng Bạch đàn + Keo là lớn nhất, sau đó đến rừng trồng Thông và Keo tai tượng. Ở các trạng thái rừng tự nhiên khối lượng VLC không nhiều hơn rừng Keo nhưng thành phần VLC thì có nhiều loại khó cháy hơn.
Ở trạng thái rừng tự nhiên, thành phần VLC chủ yếu là cành khô lá rụng của nhiều loài cây. Những loài thảm tươi dễ cháy rất ít và độ ẩm cao nên khả năng cháy ít xảy ra hơn ở những khu vực khác.
Ở trạng thái đất trống, khối lượng VLC nhiều hơn những trạng thái khác vì không có tầng cây cao che phủ, nên lượng cây bụi, thảm tươi có nhiều loại và số lượng nhiều. Trạng thái này có nhiều loài cây sinh trưởng theo mùa, về mùa khô chúng chết đi tạo nên khối lượng vật liệu khô lớn gây nguy hiểm cho cháy rừng.
Ở rừng Bạch đàn và rừng Thông có khối lượng VLC cũng tương đối lớn vì ở các trạng thái rừng này độ tàn che không cao, tạo điều kiện thuận lợi cho sinh trưởng của cây bụi, thảm tươi. Đồng thời sự xuất hiện những loài cây sinh trưởng theo mùa như: Guột, cỏ tranh, cỏ ba cạnh… làm cho khối lượng VLC tăng lên. Ở những trạng thái rừng trồng này thường xảy ra cháy nhiều hơn những khu vực khác trong cùng điều kiện khí hậu.
- Độ ẩm VLC có ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng bén lửa, điểm cháy và khả năng duy trì ngọn lửa và tốc độ lan tràn của đám cháy. Độ ẩm VLC càng thấp thì khả năng bén lửa càng cao, tốc độ lan tràn của đám cháy càng nhanh.
Tại khu vực nghiên cứu, một số trạng thái rừng trồng (Thông, Keo, Bạch đàn) và đất trống (Ia) có nhiều khả năng cháy, nguy hiểm (độ ẩm VLC dao động trong khoảng từ 11.15 - 16.11%), trong đó rừng Thông cấp tuổi 2 có độ ẩm tương đối thấp nhất (11.15%), cùng với lượng cây bụi, thảm tươi dễ cháy lớn, nguy cơ cháy rừng rất cao. Những trạng thái này nếu không có những biện pháp quản lý, bảo vệ theo dõi kịp thời thì nguy cơ xảy ra cháy rừng là rất lớn.
44
Độ ẩm VLC ở các trạng thái rừng tự nhiên khá cao từ 25.40 - 35.01%, lượng cây bụi, thảm tươi khó cháy cũng lớn nên nguy cơ xảy ra cháy rừng ít hơn. Do đó trong công tác PCCCR cần đặc biệt chú ý đến các trạng thái rừng trồng, những trạng thái đất trống có lau lách vì các trạng thái này đều rất gần rừng tự nhiên. Nếu có cháy rừng xảy ra sẽ đe dọa trực tiếp đến rừng tự nhiên.
+ Bề dày của lớp thảm khô
Qua bảng 4.9 cho thấy bề dày của lớp thảm khô ở các trạng thái rừng khác nhau là có sự sai khác nhau rõ rệt. Lớp thảm khô ở trạng thái rừng trồng Thông, Bạch đàn, Bạch đàn + Keo và trạng thái Ia, Ib cao hơn trạng thái rừng tự nhiên. Còn ở rừng tự nhiên ở cả 3 trạng thái IIa, IIb, IIIa1 bề dầy lớp thảm khô không có sự chênh lệch nhau nhiều.
* Ảnh hưởng của VLC tới đặc tính đám cháy ở các trạng thái rừng
Cháy rừng là một quá trình phức tạp, luôn chịu ảnh hưởng của nhiều nhân tố như: khối lượng vật liệu, độ ẩm VLC, nhiệt độ, lượng mưa, gió… Do vậy có thể thực hiện các biện pháp làm giảm VLC khi biết rõ điều kiện khí tượng và tình trạng VLC phù hợp.
+ Ảnh hưởng của khối lượng VLC tới đặc tính của đám cháy
Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy khi khối lượng vật liệu tăng gấp 2 lần thì cường độ cháy tăng lên 5 lần, muốn giảm cường độ cháy của một đám cháy thì việc giảm nguồn VLC là hữu hiệu và có tính khả thi nhất cần được áp dụng phổ biến. Tuy nhiên, tùy vào điều kiện về địa hình, trạng thái rừng, nguồn vật liệu…mà có biện pháp làm giảm nguồn vật liệu cho phù hợp.
+ Ảnh hưởng của độ ẩm VLC tới khả năng cháy
Qua kết quả đốt thử với các giá trị độ ẩm VLC khác nhau, đề tài đã xác định được đám mây điểm thể hiện mối quan hệ giữa độ ẩm VLC (Wv) với
45
tốc độ đám cháy (Vc) và chiều cao ngọn lửa (Hl) ở các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu.
Những đám mây điểm đều thể hiện xu hướng nghịch biến với dạng đường cong lõm (hình 02 - 06). Từ kết quả nghiên cứu đề tài đã xác lập được các phương trình tương quan biểu diễn tốt nhất mối quan hệ của các nhân tố này như ở bảng 4.10
Rừng tự nhiên Wvlc 40.00 35.00 30.00 25.00 20.00 15.00 0.004 0.0035 0.003 0.0025 Vc Power Observed W 40.00 35.00 30.00 25.00 20.00 15.00 1.00 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 H Power Observed Hình 4.01: Vc - WV Hình 4.02: Hl - WV Rừng trồng Keo, Bạch đàn + Keo Wvlc 17.00 16.00 15.00 14.00 13.00 0.00425 0.004 0.00375 0.0035 0.00325 0.003 Vc Compound Observed W 17.00 16.00 15.00 14.00 13.00 1.20 1.10 1.00 0.90 H Power Observed Hình 4.03: Vc – WV Hình 4.04: Hl – WV Rừng trồngThông, Bạch đàn
46 Wvlc 15.00 14.00 13.00 12.00 11.00 0.0055 0.005 0.0045 0.004 0.0035 Vc Logarithmic Observed W 15.00 14.00 13.00 12.00 11.00 2.00 1.75 1.50 1.25 1.00 H Power Observed Hình 4.05: Vc - WV Hình 4.06: Hl - WV
Bảng 4.10: Phương trình tương quan giữa V – Wv và H - WV
Trạng thái rừng Phương trình tương quan Hệ số tương quan R Số PT
Trạng thái rừng tự nhiên Vc = 0.015 × Wv-0.494 R = 0.921 4.1 Hl = 22.804 × Wv-1.125 R = 0.968 4.2 Rừng trồng Keo Vc = 0.025 × 0.876 Wv R = 0.85 4.3 Hl = 31.089 × W-1.263 R = 0.938 4.4 Rừng trồng Thông Vc = 0.020 - 0.006×lnWv R = 0.971 4.5 Hl = 978.663 × Wv-2.581 R = 0.989 4.6
Qua bảng 4.10 cho thấy ở cả rừng tự nhiên và rừng trồng Thông nhựa, Keo tai tượng thật sự tồn tại mối quan hệ chặt chẽ giữa Wv với Vc và Hl với hệ số tương quan R từ 0.85 đến 0.98. Phương trình dạng hàm mũ âm và hàm logarit thể hiện tốt mối quan hệ này. Kết quả nghiên cứu cũng chứng tỏ rằng độ ẩm vật liệu có ảnh hưởng lớn tới Vc và Hl. Nghiên cứu vấn đề này rất có ý nghĩa đối với công tác dự báo nguy cơ cháy rừng, sử dụng lửa trong rừng và ven rừng cũng như công tác chữa cháy rừng.