산불 발생 및 확산특성은 산불 관리에 있어서 기초로 요구되는 자료이다. 본 연구에서는 2007년부터 2009년 봄철까지 발생한 101개의 산불을 대상으로 발화지의 사면향, 확산방향, 바람방향을 분석하였다. 또한 발화 후 경과 시간을 이용하여 확산면적, 화선길이, 화두속도, 측면속도를 추정할 수 있는 회귀식을 도출하였다. 분석결과 57%의 산불이 남향계열의 방위에서 발생하여, 서풍계열(66%)의 영향을 받아, 68%의 산불이 동향으로 확산되었다. 산불 발생 후 시간당 약 11.8ha의 산림이 연소되면서 화선의 길이는 0.5km가 증가하였다. 화두 방향에서는 시간당 약 0.13km 속도로, 산불의 측면에서는 시간당 약 0.05km 속도로 확산되었다.
산불 발생 및 확산특성은 산불 관리에 있어서 기초로 요구되는 자료이다. 본 연구에서는 2007년부터 2009년 봄철까지 발생한 101개의 산불을 대상으로 발화지의 사면향, 확산방향, 바람방향을 분석하였다. 또한 발화 후 경과 시간을 이용하여 확산면적, 화선길이, 화두속도, 측면속도를 추정할 수 있는 회귀식을 도출하였다. 분석결과 57%의 산불이 남향계열의 방위에서 발생하여, 서풍계열(66%)의 영향을 받아, 68%의 산불이 동향으로 확산되었다. 산불 발생 후 시간당 약 11.8ha의 산림이 연소되면서 화선의 길이는 0.5km가 증가하였다. 화두 방향에서는 시간당 약 0.13km 속도로, 산불의 측면에서는 시간당 약 0.05km 속도로 확산되었다.
Forest fire ignition and spread characteristics are needed as basic data in fire management. Slope aspect of ignition point, spread direction, and wind direction at that time were analyzed and regression equations were proposed for predicting burned area, fire perimeter, head spread rate, and flank ...
Forest fire ignition and spread characteristics are needed as basic data in fire management. Slope aspect of ignition point, spread direction, and wind direction at that time were analyzed and regression equations were proposed for predicting burned area, fire perimeter, head spread rate, and flank spread rate using combustion time using 101 forest fires broken out between 2007 and 2009 spring. 57% forest fires of investigated numbers were ignited in south, southwest, and southeast aspects and 68% of forest fires were spreaded to east, southeast, and northeast influenced by westerly wind. About 11.8ha forest was burned and 0.5km fire perimeter increase was predicted per hour. Head and flank spread rate were calculated 0.13km and 0.05km, respectively.
Forest fire ignition and spread characteristics are needed as basic data in fire management. Slope aspect of ignition point, spread direction, and wind direction at that time were analyzed and regression equations were proposed for predicting burned area, fire perimeter, head spread rate, and flank spread rate using combustion time using 101 forest fires broken out between 2007 and 2009 spring. 57% forest fires of investigated numbers were ignited in south, southwest, and southeast aspects and 68% of forest fires were spreaded to east, southeast, and northeast influenced by westerly wind. About 11.8ha forest was burned and 0.5km fire perimeter increase was predicted per hour. Head and flank spread rate were calculated 0.13km and 0.05km, respectively.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 2007년부터 2009년 봄철 산불기간에 발생한 산불을 대상으로 발화지를 추적하여 발화지의 지형 특성을 파악하고, 산불의 확산에 영향을 미치는 인자 중 지형과 기상인자의 방향성과 산불 자체의 확산 방향을 분석하고자 하였다. 또한 이러한 자료들이 산불 진화 현장에서 응용될 수 있도록 발생 후 시간 경과에 따른 피해면적, 화선길이를 추정할 수 있는 추정식을 제시하고자 하였다.
산불을 진화할 때 개략적인 산불 연소면적과 이에 따른 화선길이 도출은 진화자원 투입량 결정에 도움을 줄 수 있다. 따라서 본 연구에서는 산불이 발생한 시간부터 진화시간까지 소요된 시간과 연소면적, 화선길이와의 상관관계를 추가적으로 도출하고자 하였다.
따라서 본 연구에서는 2007년부터 2009년 봄철 산불기간에 발생한 산불을 대상으로 발화지를 추적하여 발화지의 지형 특성을 파악하고, 산불의 확산에 영향을 미치는 인자 중 지형과 기상인자의 방향성과 산불 자체의 확산 방향을 분석하고자 하였다. 또한 이러한 자료들이 산불 진화 현장에서 응용될 수 있도록 발생 후 시간 경과에 따른 피해면적, 화선길이를 추정할 수 있는 추정식을 제시하고자 하였다.
제안 방법
2007년부터 2009년 봄철 산불기간까지 발생한 산불을 대상으로 발생지점 방향과 산불 확산방향, 이때의 바람 방향을 조사하였다. 이를 위해서는 우선 정확한 발생 위치(좌표)를 획득하는 것이 중요하다.
바람 방향은 각 산불로부터 가장 가까운 자동기상장치(AWS: Automated Weather Station) 혹은 기상대 자료로부터 산불 발생부터 진화 완료시 까지 한 시간 단위의 평균 속도와 바람 방향 자료를 추출하여 이용하였다. 속도는 시간단위 평균 풍속 자료를 산술 평균하여 산출하였으며, 바람 방향은 산불 확산 기간 동안 가장 빈도가 높은 방향으로 결정하였는데, 빈도가 같은 바람 방향이 2개 이상 존재하는 경우 초기 발화시의 방향을 대푯값으로 이용하였다.
본 연구에서 산불 방향이라 함은 산불이 발생한 지점의 방향, 산불의 확산방향, 이 때의 바람 방향 등 세 가지로 구분하였다. 발화지점의 방향은 산지 사면이 향한 방향, 즉 사면향(Slope aspect)으로 정의하였으며, 해당 사면의 길이(Slope distance)는 수직방향으로 그은 선이 계곡과 능선을 만났을 때의 길이로 정의하였다.
본 연구에서는 2007년부터 2009년 봄철까지 발생한 산불 중 총 101개를 대상으로 발화지의 좌표와 피해지 경계를 현장 조사한 다음, 발생지점의 방향, 즉 사면향, 확산방향, 바람방향 등 세 가지 방향특성을 분석하였다. 아울러 시간대별 연소면적, 화선길이, 산불 타원 모델을 활용하여 화두와 측면의 확산속도를 추정할 수 있는 회귀식을 도출하였다.
산불 확산방향을 산출하기 위해서는 피해지 경계선이 요구되므로, Figure 1과 같이 GPS를 활용하여 경계 좌표를 취득하고 GIS를 이용해 산불경계도를 작성하였다. 조사시 산불 피해 여부는 산불관리통합규정10)에 따라 ‘산불이 발생되어 지상입목, 관목, 시초 등을 연소시키면서 실제로 산불이 지나간 면적’으로 정의하였다.
산불의 확산방향은 해당 산불의 경계를 가장 잘 설명할 수 있는 타원을 응용하여 분석하였다. 대부분의 산불을 예측하고자 하는 모델링 기법에서 타원을 응용11-13)하므로, 본 연구에서도 연소면적과 동일한 면적을 갖는 타원을 Figure 2와 같은 방법으로 작성하였다.
바람 방향은 각 산불로부터 가장 가까운 자동기상장치(AWS: Automated Weather Station) 혹은 기상대 자료로부터 산불 발생부터 진화 완료시 까지 한 시간 단위의 평균 속도와 바람 방향 자료를 추출하여 이용하였다. 속도는 시간단위 평균 풍속 자료를 산술 평균하여 산출하였으며, 바람 방향은 산불 확산 기간 동안 가장 빈도가 높은 방향으로 결정하였는데, 빈도가 같은 바람 방향이 2개 이상 존재하는 경우 초기 발화시의 방향을 대푯값으로 이용하였다.
본 연구에서는 2007년부터 2009년 봄철까지 발생한 산불 중 총 101개를 대상으로 발화지의 좌표와 피해지 경계를 현장 조사한 다음, 발생지점의 방향, 즉 사면향, 확산방향, 바람방향 등 세 가지 방향특성을 분석하였다. 아울러 시간대별 연소면적, 화선길이, 산불 타원 모델을 활용하여 화두와 측면의 확산속도를 추정할 수 있는 회귀식을 도출하였다. 분석결과 57%의 산불이 남향계열의 방위에서 발생하여, 주풍인 서풍계열(66%)의 바람의 영향을 받아, 68%의 산불이 동향으로 확산되었다.
대부분의 산불을 예측하고자 하는 모델링 기법에서 타원을 응용11-13)하므로, 본 연구에서도 연소면적과 동일한 면적을 갖는 타원을 Figure 2와 같은 방법으로 작성하였다. 이 때 장축(Major axis)은 발화지를 통과하여 가장 먼 경계선까지를 잇는 선이며, 이 장축의 가운데 점에서 수직으로 내린 선을 단축(Minor axis)로 설정하고, 단축의 길이는 피해지의 면적과 타원의 면적이 동일하도록 결정하였다. 장축이 결정되면 발화지점에 가까운 장축의 끝을 중심축으로 회전율을 360도 단위로 분석하고, 이 각도를 산불의 확산방향으로 설정하였다.
114) GIS 프로그램을 바탕으로 Quantitative Decisions(2000)15)사에서 제작한 Diameter Model를 이용하였다. 이러한 타원이 만들어 지면 폭대길이비율(Length-to-width ratio)과 풍속과의 관계16)를 고찰하였다. 이 때 폭은 단축을 길이는 장축을 각각 의미한다.
이를 위해, 산불의 확산 방향을 알려주는 여러 감식 지표를 활용하고, 지역 주민 탐문 및 지방자치단체의 산불상황일지와 담당자 면담을 통해 최초 발화지를 파악하였다. 이렇게 파악된 발화지에 대해서는 발화원인과 더불어 사면향과 사면길이, 경사, 고도 등 지형인자를 조사하였다.
이를 위해서는 우선 정확한 발생 위치(좌표)를 획득하는 것이 중요하다. 이를 위해, 산불의 확산 방향을 알려주는 여러 감식 지표를 활용하고, 지역 주민 탐문 및 지방자치단체의 산불상황일지와 담당자 면담을 통해 최초 발화지를 파악하였다. 이렇게 파악된 발화지에 대해서는 발화원인과 더불어 사면향과 사면길이, 경사, 고도 등 지형인자를 조사하였다.
이 때 장축(Major axis)은 발화지를 통과하여 가장 먼 경계선까지를 잇는 선이며, 이 장축의 가운데 점에서 수직으로 내린 선을 단축(Minor axis)로 설정하고, 단축의 길이는 피해지의 면적과 타원의 면적이 동일하도록 결정하였다. 장축이 결정되면 발화지점에 가까운 장축의 끝을 중심축으로 회전율을 360도 단위로 분석하고, 이 각도를 산불의 확산방향으로 설정하였다. 이러한 일련의 작업들은 Arcview 3.
이론/모형
장축이 결정되면 발화지점에 가까운 장축의 끝을 중심축으로 회전율을 360도 단위로 분석하고, 이 각도를 산불의 확산방향으로 설정하였다. 이러한 일련의 작업들은 Arcview 3.114) GIS 프로그램을 바탕으로 Quantitative Decisions(2000)15)사에서 제작한 Diameter Model를 이용하였다. 이러한 타원이 만들어 지면 폭대길이비율(Length-to-width ratio)과 풍속과의 관계16)를 고찰하였다.
성능/효과
아울러 시간대별 연소면적, 화선길이, 산불 타원 모델을 활용하여 화두와 측면의 확산속도를 추정할 수 있는 회귀식을 도출하였다. 분석결과 57%의 산불이 남향계열의 방위에서 발생하여, 주풍인 서풍계열(66%)의 바람의 영향을 받아, 68%의 산불이 동향으로 확산되었다. 산불 발생 후 시간당 약 11.
산불 확산 방향을 결정하는데 주요한 영향을 미치는 바람의 방향은 서풍이 24건(25%)으로 가장 많았으며, 그 뒤를 이어 북서풍, 남서풍이 각각 22건(22%), 19건(19%)으로 서풍계열의 바람이 총 65건으로 66%를 차지하여 주풍향임을 알 수 있었다. 이는 조사 대상 산불의 51건(50%)이 3월부터 5월까지 봄에 발생했고, 북반구 중위도에 속한 우리나라의 경우 계절풍의 영향으로 봄철에 편서풍이 부는 사실21)과 일치한다.
이 상관관계를 바탕으로 연소시간 인자를 독립변수로 연소면적, 화선 길이, 타원의 장축, 단축 길이를 추정할 수 있는 회귀식을 Table 4와 같이 도출하였다. 이 결과를 해석해 보면 산불이 발생한 다음 한 시간이 지날 때마다 평균 약 11.8ha의 산림이 연소되며, 화선길이는 0.5km씩 증가한다. 장축은 1시간에 0.
79km이었다. 평균 연소시간은 4.9시간으로, 산불 발생 후 5시간 이내에 대부분 진화되었음을 알 수 있었다. 피해면적을 연소시간으로 나눈, 즉 면적 개념의 확산속도18)는 6.
후속연구
위의 조사 결과를 일반화하면 산불은 주로 산지의 남향에서 발생하여 서풍의 영향을 받아, 북동쪽으로 확산됨을 의미하므로, 북쪽과 동쪽에 위치한 주민은 신속하게 대피해야 하고, 이 방향에 위치한 주요 시설에 대해서는 사전 조치가 요구된다.
05km 속도로 확산되었다. 향후 정확한 확산 특성을 구명하고, 모델화하기 위해서는 지형과 임상, 기상인자에 대한 세부적인 추가 조사와 이를 바탕으로한 분석이 요구된다.
이는 Anderson 등11) 기존 연구와는 달리 편평한 초지를 대상으로 하지 않고, 지형적 요인과 임상적 요인이 복합적으로 영향을 미쳤기 때문으로 판단된다. 향후 확산방향으로의 지형의 종단면 변화, 특히 상향과 하향을 변화 정도를 반영할 수 있는 인자를 개발하고, 조사 산불 사례를 더욱 늘려 임상요인별로 타원모델을 그룹화하여 작성하는 것이 필요하다고 판단된다. 또한, 산불의 주 확산 방향을 벡터로 표현13), 23)할 때 산불확산벡터는 같은 임상조건일 때 지형벡터와 바람벡터의 합으로 표현된다24).
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
본 연구에서의 산불 방향은 어떻게 구분되는가?
본 연구에서 산불 방향이라 함은 산불이 발생한 지점의 방향, 산불의 확산방향, 이 때의 바람 방향 등 세 가지로 구분하였다. 발화지점의 방향은 산지 사면이 향한 방향, 즉 사면향(Slope aspect)으로 정의하였으며, 해당 사면의 길이(Slope distance)는 수직방향으로 그은 선이 계곡과 능선을 만났을 때의 길이로 정의하였다.
2007년부터 2009년 봄철까지 발생한 산불중 총 101개를 대상으로 발화지의 좌표와 피해지 경계를 현장 조사한 다음, 발생지점의 방향, 즉 사면향, 확산방향, 바람방향 등 세 가지 방향특성을 분석하고 시간대별 연소면적, 화선길이, 산불 타원 모델을 활용하여 화두와 측면의 확산속도를 추정할 수 있는 회귀식을 통해 분석한 결과는?
아울러 시간대별 연소면적, 화선길이, 산불 타원 모델을 활용하여 화두와 측면의 확산속도를 추정할 수 있는 회귀식을 도출하였다. 분석결과 57%의 산불이 남향계열의 방위에서 발생하여, 주풍인 서풍계열(66%)의 바람의 영향을 받아, 68%의 산불이 동향으로 확산되었다. 산불 발생 후 시간당 약 11.8ha의 산림이 연소되면서 화선의 길이는 0.5km가 증가하였다. 화두 방향에서는 시간당 약 0.13km 속도로, 산불의 측면에서는 시간당 약 0.05km 속도로 확산되었다. 향후 정확한 확산 특성을 구명하고, 모델화하기 위해서는 지형과 임상, 기상인자에 대한 세부적인 추가 조사와 이를 바탕으로 한 분석이 요구된다.
산불로 인한 피해를 최소화한다는 관점에서 산불에 효율적으로 대응하기 위해서는 무엇이 중요한가?
산불로 인한 피해를 최소화한다는 관점에서 산불에 효율적으로 대응하기 위해서는 사전예방이 중요하고, 이미 발생한 산불에 대해서는 빠른 시기에 진화하여 대형화를 차단하는 것이 중요하다. 이러한 측면에서 산불 발생 및 확산에 대한 특성을 구명하는 것은 예방 및 진화 정책 수립에 기본적으로 요구되는 사항이다.
참고문헌 (24)
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