산불 확산에 미치는 인자들 중 임지내의 삼림연료의 무게와 두께, 임지의 경사도의 관계에서 다음과 같은 결론을 얻었다. 임지내의 경사도와 산불의 확산과의 관계는 경사가 높아지면 질수록 산불의 확산 속도는 빠르게 나타나고 있으며, 경사 15%와 비교하여 30%, 45%, 50%의 경사는 30%일 때 약 1.5배 증가 추세를 보이고, 45%일 때는 6.8배 정도의 산불확산 속도가 증가, 경사 50%일 때는 13.7배 증가하는 것으로 나타났다. 산림연료의 두께와 산불의 확산과의 관계는 연료두께 2cm일 때 산불의 평균확산속도는 42m/min, 3 cm는 11m/min, 4cm는 6m/min, 5cm는 9m/min, 6cm는 6.6m/min로 나타났다. 산림연료의 두께와 산불의 확산과의 관계는 연료의 무게 0.1kg/$m^2$의 경우 산불의 평균 확산속도는 22.4m/min, 0.15kg/$m^2$의 경우 9.4m/min, 0.2kg/$m^2$의 경우 6.5m/min로 나타났다. 연료 무게의 경우는 경사도와 유사하게 무게의 크기에 따라 산불의 확산 속도가 좌우된다고 볼 수 있으며 이들 3가지 인자와 산불의 확산과의 관계를 상관분석을 실시한 결과 경사도가 가장 영향을 미치며, 다음으로 연료의 무게이며, 지피물의 두께는 뚜렷한 상관관계가 형성되지 않는 것으로 나타났다. 본 논문에서 연구된 산불 확산 속도는 산림미세연료 (임지에 있어서 지피물)에 중점을 두었기 때문에 식생분포와 산불의 확산속도와의 관계를 제외하였다. 보다 정밀한 확산속도를 예측하기 위하여 우리나라 실정에 알맞은 지형조건과 풍향조건의 인자들을 분석하여 산불의 확산속도를 예측하는 model을 구성할 필요가 있다.
산불 확산에 미치는 인자들 중 임지내의 삼림연료의 무게와 두께, 임지의 경사도의 관계에서 다음과 같은 결론을 얻었다. 임지내의 경사도와 산불의 확산과의 관계는 경사가 높아지면 질수록 산불의 확산 속도는 빠르게 나타나고 있으며, 경사 15%와 비교하여 30%, 45%, 50%의 경사는 30%일 때 약 1.5배 증가 추세를 보이고, 45%일 때는 6.8배 정도의 산불확산 속도가 증가, 경사 50%일 때는 13.7배 증가하는 것으로 나타났다. 산림연료의 두께와 산불의 확산과의 관계는 연료두께 2cm일 때 산불의 평균확산속도는 42m/min, 3 cm는 11m/min, 4cm는 6m/min, 5cm는 9m/min, 6cm는 6.6m/min로 나타났다. 산림연료의 두께와 산불의 확산과의 관계는 연료의 무게 0.1kg/$m^2$의 경우 산불의 평균 확산속도는 22.4m/min, 0.15kg/$m^2$의 경우 9.4m/min, 0.2kg/$m^2$의 경우 6.5m/min로 나타났다. 연료 무게의 경우는 경사도와 유사하게 무게의 크기에 따라 산불의 확산 속도가 좌우된다고 볼 수 있으며 이들 3가지 인자와 산불의 확산과의 관계를 상관분석을 실시한 결과 경사도가 가장 영향을 미치며, 다음으로 연료의 무게이며, 지피물의 두께는 뚜렷한 상관관계가 형성되지 않는 것으로 나타났다. 본 논문에서 연구된 산불 확산 속도는 산림미세연료 (임지에 있어서 지피물)에 중점을 두었기 때문에 식생분포와 산불의 확산속도와의 관계를 제외하였다. 보다 정밀한 확산속도를 예측하기 위하여 우리나라 실정에 알맞은 지형조건과 풍향조건의 인자들을 분석하여 산불의 확산속도를 예측하는 model을 구성할 필요가 있다.
This study investigated the relationship of fuel weight and depth together with slope on the spread of forest fire. Fire spread was faster on the greater slope in forested land. Fire had a greater spread rate with lighter fuel weight. The thickness of the fuel bed and forest fire spread rate were no...
This study investigated the relationship of fuel weight and depth together with slope on the spread of forest fire. Fire spread was faster on the greater slope in forested land. Fire had a greater spread rate with lighter fuel weight. The thickness of the fuel bed and forest fire spread rate were not related. The fire spread rate was closely related to the slope and weight of the fuel bed (significant at 0.01, 0.05, respectively). The thickness of the fuel bed was not significant (0.05).
This study investigated the relationship of fuel weight and depth together with slope on the spread of forest fire. Fire spread was faster on the greater slope in forested land. Fire had a greater spread rate with lighter fuel weight. The thickness of the fuel bed and forest fire spread rate were not related. The fire spread rate was closely related to the slope and weight of the fuel bed (significant at 0.01, 0.05, respectively). The thickness of the fuel bed was not significant (0.05).
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 임지내의 산림연료의 무게, 산림연료의 두께(지피물의 두께), 임지의 경사도와 산불 확산과의 관계를 다루고자 하며 이러한 연구를 통하여 이들 인자들이 산불의 확산에 미치는 영향을 분석하며, 산불의 확산속도, 산불의 강도 등을 파악하여산불 확산 모델 개발의 기본적인 자료를 제공하고자" 한다.
산불 확산을 추정하기 위하여 실시된 야외조사는 임지 내의 환경분석을 통하여 임지내에서 산불이 발생할 경우, 정밀한 산불의 확산속도를 분석하기 위해서 실시하였다.
제안 방법
건조된 지피물은 일정한 함수율(30%)을 유지시키기 위하여 생장상(growth chamber)에 48시간 이상 보관한 후, 야외조사에서 분석된 각 지형의 경사도, 지피물의 두께와 일치시켜 0.5 m/s의 풍속을 주고 산화 실험을 실시하였다.
본 연구에서는 조사구의 위치관계를 명확히 하기 위해 범지구측위 시스템 (GPS: Global Positioning System)의 hand-held type 수신기를 사용하여 조사구의 간격을 45 m 간격으로 설정하였다. 얻어진 좌표값을 이용하여 수치지형도 상에 도시하였다(Fig.
수거한 지피물은 생중량을 계량하고 105℃(2에서 건조기로 24시간 건조한 후 건중량을 계측하여 함수율을 구하였다. 건조된 지피물은 일정한 함수율(30%)을 유지시키기 위하여 생장상(growth chamber)에 48시간 이상 보관한 후, 야외조사에서 분석된 각 지형의 경사도, 지피물의 두께와 일치시켜 0.
시험지 하부지점에서 연엽산 정상까지 23개 조사구 (10X 10 m)를 설정하였으며, 조사구내 지피물의 두께를 5지점(변두리 4개 지점과 중앙부분의 1지점)에서 조사한 후 10X10 cm의 지피물을 각 조사구에서 수거하였으며, 조사구의 경사와 사면 방향을 조사하였다.
간격을 45 m 간격으로 설정하였다. 얻어진 좌표값을 이용하여 수치지형도 상에 도시하였다(Fig. 1). 좌표값은 직각좌표계 중부원점(127:00:00, 38:00:00)을기준 정수자리까지만 기재하였다.
연소실험을 통하여 각 조사구 경사, 지피물 두께, 지피물 무게에 따른 발화시간대를 분석하였으며 , 발화시간대를 이용하여 산불의 확산속도(Rate of Spread- ROS)를 예측하였다.
위의 공식을 사용하여 각 조사구가 0.5 m/s 풍속이 일때 산불이 번지는 속도, 산불이 확산되는 시간, 완전히소멸되는 시간을 이용하여 산불의 강도를 측정하였다.
대상 데이터
임지내의 경사도와 지피물에 따른 산불의 확산 속도를 추정하기 위하여 강원대학교 연습림에서 시험지를 설정하였으며 2002년 4월에 조사하였다.
이론/모형
실내 실험의 발화시간대와 연료무게를 이용하여 산불의 강도를 측정하였으며, 산불의 강도는 Byram (1959, 1963)과 Stock(1987, 1988)이 사용했던 다음과 같은 식을 이용하였다.
성능/효과
경사가 높아지면 질수록 산불의 확산 속도는 빠르게 나타나고 있으며, 경사 15%와 비교하여 30%, 45%, 50%의 경사는 30%일 때 약 1.5배 증가 추세를 보이고, 45%일 때는 6.8배 정도의 산불확산 속도가 증가, 경사 50%일 때는 13.7배 증가하는 것으로 나타났다.
경사도 15%일 때 산불의 평균 확산 속도는 5.8 m/ min 이였으며, 경사가 20%일 때 산불의 평균 확산속도는 6.0 m/min 이였으며, 경사 25% 일 때 산불의평균 확산속도는 5 m/min으로 나타났고, 경사가 30% 일 때 산불의 평균 확산 속도는 8 m/min 이였으며, 경사가 35% 일 때 산불의 확산속도는 13 m/min, 경사 45%일 때 산불의 평균 확산 속도는 40 m/min 이고 경사가 50%일 때 산불의 확산 속도는 80 m/ min으로 나타났다.
본 연구에서 조사된 연료의 무게와 산불의 확산 속도와의 관계는 연료의 수분 함량의 크기와 관련이 있는 것으로 판단되며, 산림미세연료의 수분반응 시간과도 밀접한 관련이 있는 것으로 사료된다.
산불발생시 임지내 지표층의 두께 (fuel bed)와 수분사이의 관계에서 수분함량이 0일 때 산불의 속도 (flame spread rate)를 ponderosa pine needle을 이용흐}여 조사한 결과 0.32 cm/s로 나타났으며, 지피물의수분함량이 9.3% 일 때 깊이 3 cm와 0.33kg/m2의 ponderosa pine needle에서 산불의 확산속도는 0.2 ~0.3 cm/s 였으며, 12 cm 깊이, 1.39 kg/n?에서는 0.5 cm/s 로 나타났다(Weber, 1990).
후속연구
수분함량 또한 달라지게 된다. 이러한 식생과 산불확산에 관한 연구들은 식생을 구성하고 있는 각 수종들의 열에 대한 반응 특징을 알아야 하며, 이들은 차후의 연구에서 다루어져야만 할 것이다.
참고문헌 (13)
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현진규, 현재선, 나용준, 1997: 산림보호학. 항문사, 264p.
Byram, G. M., 1959: Combustion of Forest Fuel, in K. P. Davis, E. D. Forest Fire control and use. MaGrow-Hill book company, 595pp.
Byram, G. M., 1963: An analysis of the drying process in forest fuel material. Paper presented at 1963 International Symposium on Humidity and Moisture, May 20-23. 1-5.
Chandler, C., P. Cherey, P. Thomas, L. Traland and D. Williams, 1983: Fire in Forestry Volume II. -Forest fire management and organization-. A Willey-nterscience Publication. 298pp.
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Nelson, R. M., Jr. and C. W. Adkins, 1988: A dimensionless correlation for spread of wind-driven fires. Canadian Journal of Forest Research, 18, 391-397.
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Stocks, B. J., 1989: Fire behavior in mature jack pine. Canadian Journal of Forest Research, 19, 783-790.
Van Wanger C. E., 1968: Season variation in moisture content of eastern canadian tree foliage and possible effect on crown fire, Canada Forrest. Branch, Department. Publication. No. 1204. 15pp.
Van Wagner, C. E., 1988: Effect of slope on fires spreading downhill. Canadian Journal of Forest Research, 18, 818-820.
Weber, R. O., 1990: The moist strand and the burning bed. Canadian Journal of Forest Research, 20, 845-848.
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