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.
We simulated a forest fire which was occurred in Yangyang area on 2005 and compared a results between two different weather conditions(real weather condition and mean weather condition since 1968) using FARSITE, which is a forest fire spread simulator for preventing and predicting fire in USDA. And, we researched a problem in the transition for introducing, so we serve the basic method for prevention and attacking fire. In the result, severe weather condition on 2005 effected a forest fire behavior. The rate of spread under real weather condition was about 4 times faster than mean weather condition. Damaged area was about 10 time than mean weather condition. Therefore, Climate change will make a more sever fire season. As we will encounter to need for accurate prediction in near future, it will be necessary to predict a forest fire linked with future wether and fuel condition.
The characteristics of the spread of a forest fire are generally related to the attributes of combustibles, geographical features, and meteorological conditions, such as wind conditions. The most common methodology used to create a prediction model for the spread of forest fires, based on the numerical analysis of the development stages of a forest fire, is an analysis of heat energy transmission by the stage of heat transmission. When a forest fire breaks out, the analysis of the transmission velocity of heat energy is quantifiable by the spread velocity of flame movement through a physical and chemical analysis at every stage of the fire development from flame production and heat transmission to its termination. In this study, the formula used for the 1-dimensional surface forest fire behavior prediction model, derived from a numerical analysis of the surface flame spread rate of solid combustibles, is introduced. The formula for the 1-dimensional surface forest fire behavior prediction model is the estimated equation of the flame spread velocity, depending on the condition of wind velocity on the ground. Experimental and theoretical equations on flame duration, flame height, flame temperature, ignition temperature of surface fuels, etc., has been applied to the device of this formula. As a result of a comparison between the ROS(rate of spread) from this formula and ROSs from various equations of other models or experimental values, a trend suggesting an increasing curved line of the exponent function under 3m/s or less wind velocity condition was identified. As a result of a comparison between experimental values and numerically analyzed values for fallen pine tree leaves, the flame spread velocity reveals has a error of less than 20%.
This Study is to suggest a method of effect evaluation of forest fire on governor station in shrub land. Theoretically, to evaluate effects of forest fire, it is combined that Spread Rate of Forest Fire, Flame Model, and Thermal Radiation Effects Model; i.e. a travel time of forest fire is calculated by Spread Rate of Forest Fire, fire-line intensity is calculated by Flame Model, and effects of fire-line intensity is affected by Thermal Radiation Effects Model. With the aforementioned method, we could carry out the effect evaluation of forest fire on governor station in shrub land and could distinguish scenarios to need protection plan from all scenarios.
In the present study, a forest fire spread was simulated with a three-dimensional, fully-transient, physics-based, computer simulation program. Physics-based fire simulation is based on the governing equations of fluid dynamics, combustion and heat transfer. The focus of the present study is to perform parametric study to simulate fire spread through flat and inclined wildland with vegetative fuels like trees or grass. The fire simulation was performed in the range of the wind speeds and degrees of inclination. From the results, the effect of the various parameters of the forest fire on the fire spread behavior was analyzed for the future use of the simulation in the prediction of fire behavior in the complex terrain.
GIS를 응용하여 2000년 4월 7일 강원도 삼척시 근덕면에서 발생한 산불을 대상으로 진화당일인 15일까지 9일 동안 12시간 간격으로 산불확산속도를 분석하였다. 또한 지형, 임상분포, 기상, 산불 진행 경계 등 산불확산인자를 데이터베이스로 구축하여 다중회귀분석에 의해 산불확산식을 도출하고자, 일별 산불확산 패턴을 추정하였다. 연구결과 산불 발생 첫날인 4월 7일 10시에서 12시 사이의 거리 평균 확산속도는 12.3m/min로 가장 빠르게 확산한 것으로 나타났으며, 그 후 확산속도는 다소의 변화를 거치면서 점차 낮아져 1m/min 이하까지 내려갔고, 결국 15일 최종 진화되었다. 산불 경계에 의해 영향을 받는 일별 산불확산면적은 전 후반기 산불확산 속도가 각각 2.84m/min, 1.10m/min으로 나타난 11일 약 5,700ha까지 올라 간 것으로 추정된다. 그리고 이 산불의 확산속도는 경사향, 풍속, 소나무 임상 분포비율에 의해 주된 영향을 받은 것으로 나타났다.
산불을 효율적으로 관리하기 위해서는 지역별 산불 행동 특성에 대한 이해가 요구된다. 본 논문에서는 전국 시 군 구 단위고 산불통계 자료를 이용하여 발생 및 확산 특성을 분석하였다. 이를 위해 1991년 부터 2007년까지 17년간 발생건수, 연소면적, 확산속도, 건당 면적 자료를 이용하여 산불 특성에 따라 군집을 분류하고 GIS를 이용하여 공간적 분포 특성을 분석하였다 분석결과, 산불의 공간적 특성 변이가 뚜렷하게 관찰되었고, 전국 시 군 구는 산불위험성에 따라 5개의 군집으로 분류할 수 있었다. 대도시와 인근 지역은 산불위험이 낮은 군집으로 분류되었으나, 강원도 영동지방 4개 시 군은 가장 위험한 군집으로 분류되었다. 그 뒤를 이어 남, 서해안에 인접한 시 군 구의 산불위험성이 높았다.
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.
모형에 의한 산불의 확산 속도와 강도의 분석은 0.5 m/sec와 1 m/sec로 변화를 준 후 이러한 풍속의 변화에 따라 산불의 강도와 확산속도를 분석한 결과 풍속의 변화에 따라 산불의 확산속도와 강도가 다르게 나타나고 있으며, 불이 시작되어서 끝날 때까지의 시간은 0.5 m/sec에서는 161초, 1 m/sec에서는 146초 정도 소요되는 것으로 나타났다. 산불의 확산속도는 0.5 m/sec에서는 평균 0.014 m/sec, 1 m/sec에서는 0.020 m/sec로 0.5 m/sec에 비하여 약 1,4배정도 빠르게 나타났다. 산불의 강도는 풍속 0.5 m/sec에서는 0.183 ㎾/m, 1 m/sec에서는 0.259㎾/m로 0.5m/sec에 비하여 약 1.4배정도 차이가 났으며, 속도가 빠르면 산불의 강도 또한 큰 것으로 나타났다. 본 연구에서 사용된 모형에 의한 산불확산 속도와 강조의 분석은 산불 실험을 실험실내에서 실시한 외국의 사례가 다소 있으나 외국 사례에서는 본 실험에서 제작된 것과 같은 산악형이 아니라 평지형의 모델을 이용하여 실험을 실시 한 것들이다. 본 연구에서는 우리의 실정에 맞는 산악형의 모델을 사용하고자 도면상의 실측모양으로 모형을 제작하였으나 모델의 크기가 너무 작아 임지내의 지피물을 이용한 실험을 할 수 없게 되어 외국의 사례에도 있었던 toothpick을 이용하여 실험을 실시하였다. 본 연구의 결과를 토대로 차후의 연구에서는 다양하고 (풍속의 변이를 다양하게 주거나 임지내의 다양한 연료를 이용한 각 연료 특성에 따른 산불의 확산 형태 및 강도 분석, 연료의 수분함량 차이에 대한 분석 등) 대규모의 모형을 이용한 실험을 유도한다면 본 실험에서 얻어진 결과 보다 좀더 정밀한 산불의 확산 속도와 강도를 예측할 수 있을 것으로 판단된다. 이러한 실험실내의 산불의 확산속도와 강도의 분석은 산불확산 모델을 수립하기 위한 기본적인 자료를 구축하고 정밀한 예측자료에 의한 산불 발생시 진화방법의 개발 등에 대한 기본data로서의 역할을 충분히 할 수 있을 것으로 사료된다.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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