한국화재소방학회 1997년도 International Symposium on Fire Science and Technology
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pp.305-310
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1997
There are many parameters in prediction of forest fire spread. The variables such as fuel moisture, fuel loading, wind velocity, wind direction, relative humidity, slope, and solar aspect have important effects on fire. Particularly, wind and slope factors are considered to be the most important parameters in propagation of forest fire. Generally, slope effect cause different wind distribution in mountain area. However, this effect is disregarded in complex geometry. In this paper, wind is estimated by applying computational fluid dynamics to the forest geometry. Wind velocity data is obtained by using CFD code with Newtonian model and slope is calculated with geometrical data. These data are applied fer 2-dimentional forest fire spreading algorithm with Korean ROS(Rate Of Spread). Finally, the comparison between the simulation and the real forest fire is made. The algorithm spread of forest fire will help fire fighter to get the basic data far fire suppression and the prediction to behavior of forest fire.
산불 확산의 인자 중에 바람과 경사면은 가장 중요한 인자들로 고려된다. 일반적으로 복잡한 산악지형에서는 동일한 경사면이라도 서로 다른 분포의 바람을 갖는다. 본 논문에서는 지형데이타를 이용한 산림내 각 지역에서의 풍향 풍속의 유동장을 계산하여 산불확산을 예측하였으며 그 결과 값을 사용하여 ROS(Rate Of Spread)실험식이 적용된 산불 확산 알고리즘을 개발하였다. 이를 실제 산불확산에 적용하여 90%이상의 일치성을 확인하였다.
산불은 대표적인 산림생태계의 재해 중 하나로 최근, 우리나라에서도 빈번하게 발생하고 있으며, 일반적으로 광범위한 지역에 빠른 속도로 확산되는 특징을 가지고 있다. 바람 및 나무의 종류, 다양한 지형 요소들이 산불 발생 시 급진적 확산에 영향을 주는 요소들이다. 산불의 빠른 확산은 생태계 교란 및 재산 피해, 인명 피해 등을 야기 시킨다. 이러한 이유로, 최근 산불에 관련된 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 바람 요인이 고려된 산불 패턴 가상 시뮬레이션 단순 모델을 제안하였고, 셀룰라오토마타(Cellular Automata)의 격자 기반으로 구성 되었다. 모델의 시뮬레이션을 통하여, 바람의 세기 변화, 주어진 공간에 분포해 있는 나무 전체의 밀도, 그리고, 나무들 가운데 가연성이 높은 나무의 밀도가 산불확산에 미치는 영향을 조사하였다. 민감도 분석 결과, 전체 나무 밀도가 세 가지 요소 중 산불확산에 가장 민감하게 기여하였으며, 그 다음으로는 바람의 영향, 마지막으로 가연성이 높은 나무의 밀도 순으로 나타났다. 본 연구에서 제안한 산불확산 시뮬레이션 모델 및 분석 결과는 실제 산불 확산 및 억제 전략 수립에 활용되어 질 수 있을 것으로 여겨지며, 아울러 좀 더 현실적인 생태학적 요소들을 모델에 고려함으로써 산불확산 예측 연구에도 이용되어 질 수 있을 것으로 판단된다.
최근 도시의 미세먼지 및 열환경 개선을 위한 방안으로써 바람길을 고려한 도시숲인 바람길숲 조성사업이 전국적으로 추진되고 있다. 이에 본 연구에서는 바람길숲 조성사업 대상 도시 중 하나인 평택시를 사례로 바람길숲 조성 여건 분석(미세먼지 및 열환경 취약지역, 바람길숲 분포 현황, 바람길 특성)을 수행하고, 분석 결과를 바탕으로 평택시의 바람길숲 조성방향을 제안하였다. 미세먼지 및 열환경에 취약한 지역을 도출한 결과, 평택시의 동부생활권 내 시가지에서 미세먼지 및 열환경에 가장 취약한 것으로 나타났다. 특히, 미세먼지의 경우 평택화력발전소, 항만, 국도 1호선 등 산업단지 및 도로에서 배출량이 높았다. 바람길숲 현황을 파악한 결과, 평택시 내에는 소규모의 생성숲, 디딤·확산숲, 연결숲이 파편화되고 단절되어 분포하고 있었다. 평택시의 전반적인 바람길의 특징은 무봉산 등에서 생성된 찬공기가 평택시 내로 강하게 유입되고 북서방향으로 흘렀다. 따라서 평택시 내 존재하는 생성숲을 보전하고 장기적으로 확대해나가야 하며, 취약지역까지 찬공기가 유입될 수 있도록 디딤·확산숲 및 연결숲 조성이 중요하였다. 또한 미세먼지 발생이 심각한 산업단지 및 도로에는 미세먼지 차단을 고려한 연결숲을 조성하여 주변 지역으로 미세먼지가 확산되지 않도록 식재기법을 적용해야 한다. 본 연구는 평택시의 바람길숲 조성사업을 위한 근거자료로 활용될 수 있을 뿐만 아니라 기타 도시숲 조성 관리에 있어 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.
한국화재소방학회 1997년도 International Symposium on Fire Science and Technology
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pp.311-318
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1997
On April 27,1993, a forest fire occurred in Morito-area, Manba-city, Gunma-prefecture Japan. Under the prevailing strong winds, the fire spread and extended to the largest scale ever in Gunma-prefecture. The author chartered a helicopter on May 5, one week after the fire was extinguished, and took aerial photos of tile damaged area, and investigated the condition. of the fire through field survey and data collection. The burnt area extended. over about 100 hectares, and the damage amounted to about 190 million yen (about two million dollar). The fire occurred at a steep mountainous area and under strong winds, therefore, md and topography strongly facilitated the spreading, It is the purpose of this paper to report a damage investigation of the fire and to develop the forecasting method of forest fires based on the topographical analysis and spreading speed of fire. In the first place, I analyze the topographical structure of the regions which became the bject of this study with some topographical factors, and construct a land form classification ap. Secondly, I decide the dangerous condition of each region in the land form classification map according to the direction of the wind and spreading speed of f'kre. In the present paper, I try to forecast forest fires in Morito area, and the basic results for the forecasting method of forest fires were obtained with the topographical classification system and spreading speed of fire.
본 연구는 바람길숲의 유형별 분석 방안을 제시하는 것을 목적으로 하고 있으며, 이를 위해 도시 바람길숲을 바람 생성숲, 디딤·확산숲, 연결숲의 3가지 유형으로 분류하고, 각 유형별 특성에 따른 등급화 기준을 바탕으로 3등급으로 분류하였다. 바람 생성숲은 임상도의 밀도를 기준으로, 디딤·확산숲은 식생활력도를 기준으로, 연결숲은 바람통로 네트워크를 기준으로 각각 세 개의 등급으로 구분하였다. 대구광역시(883.56㎢)를 사례로 바람길숲을 분석한 결과, 바람 생성숲의 면적은 443.1㎢로 분류되었으며, 대구광역시의 북구 및 남쪽 일대에 분포하고 있었다. 그 중, 1등급 바람 생성숲이 가장 많은 면적(345.59㎢)을 차지하였고, 달성군에서 가장 높은 비율(54.44%)을 나타냈다. 반면 중구는 외곽의 산림지역과 단절되어 있기 때문에 생성숲이 존재하지 않았다. 디딤·확산숲의 면적은 32.4㎢로 대구광역시의 대표적인 도시공원 들이 포함되었으며, 수성구 및 달성군에서 상대적으로 많은 디딤·확산숲이 분포하였다. 하지만 디딤·확산숲은 대구시 전역에 분산적으로 분포되어 있고 식생지수가 높지 않았다. 연결숲 조성이 가능한 바람통로 네트워크는 대구광역시의 주요 하천, 도로 주변이 포함되었는데, 이러한 네트워크가 외곽 산림에서 도시공원으로 연결되어 있지 않았다. 따라서 대구광역시는 도시 외곽의 바람 생성숲과 도시 내부의 디딤·확산숲을 연결하는 연결숲 조성이 중요할 것으로 판단되었다. 본 연구의 결과는 체계적인 바람길숲 조성사업을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이며, 국가 및 지자체 단위에서 바람길숲 분석에 대한 가이드라인 작성의 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.
Forest fires in Korea usually start in the fall and occur every year until spring. Most wildfires are human resources that combine topographical characteristics and carelessness, and failure to respond in the initial stage and lack of cleanup are spreading to large-scale wildfires. In order to prevent these wildfires, active cooperation from the public is essential. As can be seen from recent wildfires, the attention of the public is needed above all else because large-scale wildfires in Korea are occurring due to the people's negligence. If a wildfire spreads and becomes large, it causes damage to life and property, and the damage is irreversible. In this study, various methods were used to prevent forest fires and improve initial suppression ability. In order to minimize damage, the model analyzed by the 119 Special Rescue Team in Gangwon, Chungcheong and nearby forest fires was analyzed on the combustion progress and wind direction by time period. The propagation speed by the wind direction was simulated. Until now, most of the wildfires have been extinguished by firefighting, but I hope that the Forest Service will take the lead and maintain coordination with related organizations.
산불 확산 패턴 분석은 산림 생태계 안정화를 이해하는데 중요한 요소이다. 하지만 규모의 문제로 인해 실제적인 실험이 불가능하여 많은 학자들이 시뮬레이션 모델을 이용하여 산불 확산의 행동기작을 이해하고 산림 피해를 예측하였다. 그러나 많은 모델들이 연료의 종류, 바람, 습도 같은 여러 환경 요소들의 복잡한 관계를 표현하는데 한계를 가지고 있다. 본 논문에서는 지형의 구조와 두 종의 나무들로 구성된 산림에서 미치는 영향을 분석하는 간단한 모델을 제안하였다. 두 종의 나무는 가연성이 높은 나무와 가연성이 낮은 나무가 있으며, 서로 다른 산불 전이 확률을 가지고 있다. 전체 나무는 시뮬레이션 공간에 0.5에서 1.0까지의 비율로 무작위로 배치된다. 가연성이 높은 나무는 가연성이 낮은 나무 보다 높은 산불 전이 확률을 가진다. 전소한 나무의 수를 기준으로 지형의 구조와 전체 나무의 밀도가 산불 확산에 얼마나 영향을 미치는지 민감도를 분석하였다. 우리는, 본 논문에서 제시한 모델이 앞으로 산불 확산 패턴을 연구하는데 유용할 것으로 기대한다.
최근 지구 온난화 현상으로 이상기후가 세계 곳곳 에서 발생하고 있으며, 이는 빈번한 산불 발생 및 산불의 대형화에 많은 기여를 하고 있다는 것이 보고되고 있다. 산불은 재산피해, 인명피해 뿐만 아니라 특히, 생태계 파괴를 촉진시키는 매우 심각한 요인 중의 하나이다. 산불로 인한 생태계 파괴 문제를 해결하기 위한 방안으로, 다양한 산불확산 및 패턴 수리모델이 개발되어져 왔다. 본 연구에서는, 바람 요인이 고려된 산불패턴을 시뮬레이션 할 수 있는 수리 모델을 제안하였다. 모델은 격자기반위에서 구성되었으며 셀룰라오토마타 방법을 사용하였다. 모델에서, 숲은 불이 쉽게 옮겨 붙는 나무와 그렇지 않은 나무 두 종류로 구성되었다. 산불이 확산되는 과정에서 연소된 나무의 개수가 전체 시뮬레이션 격자개수의 25% (= 10,000) 되는 시점(T)을 세 개의 독립변수인, 전체 나무밀도, 불 전이 확률이 큰 나무 밀도, 그리고 바람의 세기에 대해 어떤 영향을 받는지를 조사하였다. 나무 밀도가 커질수록, T의 값은 줄어들었고, 바람의 세기가 커질수록 T의 값이 줄어들었다. 나무밀도가 너무 크거나 작은 경우, 바람의 효과가 감소하였다. 본 연구에서, 제안한 산불확산모델은 실제 산불 문제에 적용되어 효과적 대응방안 마련에 많은 도움이 될 것으로 예상된다.
본 연구는 우리나라의 각종 소.중형 및 대형 산불의 공중진화 경험을 바탕으로 산불행태와 헬기의 현장운영을 고려한 산불 공중진화 방화선 구축형태 및 진화방법에 대하여 제안하였다. 산불확산은 현장의 지세, 경사, 바람, 수종 등에 영향을 받으므로 공중진화 방화선을 구축할 때에는 연소방향 및 형태, 강도 등을 분석한 후 진화작업을 실시하여야 하며, 특히 연기로 인하여 시계가 방해 받으므로 안전을 고려해 진화작업을 하는 것이 중요하다. 따라서 본 연구에서는 산불현장 공중진화 경험을 바탕으로 A형에서 M형까지 13개의 산불 공중진화 방화선 구축형태 및 진화방법을 제안하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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