• 제목/요약/키워드: forest thinning

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기계학습을 이용한 유동가속부식 모델링: 랜덤 포레스트와 비선형 회귀분석과의 비교 (Modeling of Flow-Accelerated Corrosion using Machine Learning: Comparison between Random Forest and Non-linear Regression)

  • 이경근;이은희;김성우;김경모;김동진
    • Corrosion Science and Technology
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    • 제18권2호
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    • pp.61-71
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    • 2019
  • Flow-Accelerated Corrosion (FAC) is a phenomenon in which a protective coating on a metal surface is dissolved by a flow of fluid in a metal pipe, leading to continuous wall-thinning. Recently, many countries have developed computer codes to manage FAC in power plants, and the FAC prediction model in these computer codes plays an important role in predictive performance. Herein, the FAC prediction model was developed by applying a machine learning method and the conventional nonlinear regression method. The random forest, a widely used machine learning technique in predictive modeling led to easy calculation of FAC tendency for five input variables: flow rate, temperature, pH, Cr content, and dissolved oxygen concentration. However, the model showed significant errors in some input conditions, and it was difficult to obtain proper regression results without using additional data points. In contrast, nonlinear regression analysis predicted robust estimation even with relatively insufficient data by assuming an empirical equation and the model showed better predictive power when the interaction between DO and pH was considered. The comparative analysis of this study is believed to provide important insights for developing a more sophisticated FAC prediction model.

강원도 산지계류 내 유목의 기원과 현존량 (Origin and Storage of Large Woody Debris in a Third-order Mountain Stream Network, Gangwon-do, Korea)

  • 김석우;전근우;서정일;임영협;남수연;장수진;김용석;이재욱
    • 한국환경생태학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.249-258
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    • 2020
  • 이 연구는 강원도 산림유역 내 수계(총 11개 계류)를 대상으로 유목의 전수조사를 실시하고, 유목의 발생기원 추적과 함께 하천차수별 현존량과 분포형태를 분석하여 효과적인 산림유역관리기술의 마련을 위한 기초자료를 제공하고자 실시하였다. 총 1,207개 유목의 개체목 형태를 3가지 유형으로 구분하여 분석한 결과, (1) 수간만 있는 것 1,142개(95%) 및 수간과 근주가 함께 있는 것 65개(5%), (2) 자연목 1,015개(84%) 및 벌채목 192개(16%), (3) 침엽수 1,050개(87%) 및 활엽수 157개(13%)로 나타났다. 유목의 현존량(㎥/ha)은 1차수 105.4, 2차수 71.3 및 3차수 35.6으로 하류로 갈수록 점차 감소하였다. 반면 유목의 총량에 대한 유목군의 비율은 1차수 11%, 2차수 43% 및 3차수 49%로 하류로 갈수록 증가하였다. 이 연구에서 조사된 유목의 현존량을 해외의 선행연구와 비교하면, 비록 각 국가·지역별로 기후·지형·산림토양·임분의 구조와 생장량·산림의 교란정도와 관리상태가 다르지만, 유목의 현존량은 임령과 정의 상관관계를 갖는 것으로 나타났다. 이 연구의 결과는 유목을 산림생태계의 산물이자 산지수변림 교란의 지표로서 인식할 필요가 있음을 시사한다. 이를 토대로 앞으로는 산림유역의 생태계뿐만 아니라 하류의 수계환경까지 고려하여 숲가꾸기 산물의 처리나 수변지역의 임분밀도관리 등을 포함한 산림관리기술이 정립되어야 할 것으로 판단된다.

전나무림, 잣나무림 유역(流域)에서 산림시업(山林施業)이 산림(山林)의 수질정화기능(水質淨火機能)에 미치는 영향(影響)(I) (Influence of Forest Management on the Facility of Purifying Water Quality in Abies holophylla and Pinus koraiensis Watershed (I))

  • 정용호;박재현;김경하;이봉수
    • 한국산림과학회지
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    • 제88권3호
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    • pp.364-373
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    • 1999
  • 이 연구는 전나무림과 잣나무림에서 산림시업(山林施業)(간벌 및 가지치기)이 토양(土壤)의 물리성(物理性) 및 수질변화(水質變化) 등에 미치는 영향(影響)을 파악함으로써 산림시업(山林施業)에 따른 산림(山林)의 수질정화기능(水質淨化機能)을 평가(評價)하기 위한 기초자료(基礎資料)를 제공(提供)하기 위하여 실시하였다. 1996년 3월부터 5월까지 산림시업을 한 광릉시험림 31, 33임반내 전나무림과 잣나무림 유역에서 1998년 3월 1일부터 1998년 8월 4일까지 임분특성(林分特性), 토양(土壤)의 물리적(物理的) 특성(特性), 그리고 강우(降雨), 임내우(林內雨)(수관통과우(樹冠通過雨), 수간류(樹幹流)), 토양수(土壤水), 계류수(溪流水)의 수질동태(水質動態)를 분석(分析)하였다. 산림시험 후 약 2년 6개월이 경과된 1998년 9월 현재, 전나무림과 잣나무림에서 임목의 평균수고(平均樹高), 평균흉고직경(平均胸高直徑)은 시업구가 비시업구 보다 각각 1.8m, 0.6m, 4.7cm, 1.4cm 더 성장하였으며, 시업구는 비시업구 보다 A층 토양에서의 조공극율(粗孔隙率), 총공극율(總孔隙率)은 증가하였으나, 토양(土壤)의 가비중(假比重)은 감소하여 전나무림과 잣나무림에서는 산림시업(山林施業)에 따라 산림토양(山林土壤)의 강수침투구조(降水浸透構造)는 개선(改善)되는 것으로 나타났다. 또한, 전나무림과 잣나무림에서 산림시업(山林施業)으로 임우내(林內雨) 및 토양수(土壤水)의 완충효과(緩衝效果)가 증대(增大)되는 것으로 분석(分析)되었다.

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울진 소광리 금강소나무림 식생구조 특성에 따른 관리방안 (A Study on the Management Method in Accordance with the Vegetation Structure of Geumgang Pine (Pinus densiflora) Forest in Sogwang-ri, Uljin)

  • 김동욱;한봉호;박석철;김종엽
    • 한국조경학회지
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    • 제50권1호
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    • pp.1-19
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    • 2022
  • 울진 소광리 금강소나무림은 전통적으로 목재생산 목적의 소나무 보호지역(봉산)이었으며, 현재는 산림청 산림유전 자원보호구역으로 지정·관리되고 있다. 본 연구는 지형 특성, 현존식생, 수령, 식물군집구조를 분석하여 임목생산을 목적으로 한 울진 소광리 금강소나무림의 지속가능한 관리방안을 제안하고자 하였다. 대상지 지형 특성은 능선 36.7%, 계곡 38.7%로 능선과 계곡의 비율이 유사하였으며, 사면은 전체 면적의 24.7%로 좁게 형성되어 있었다. 소나무림 군집 유형은 소나무림의 갱신 진행상태, 낙엽활엽수 등 타 수종과의 경쟁상태, 층위구조 형성 여부 등을 기준으로 6개 유형으로 구분되었다. 대경목 소나무(흉고직경 40~60cm)의 수령은 약 60~70년 내외로 비교적 수령이 낮은 것으로 확인되었다. 상대우점치 및 층위구조를 분석한 결과, 소나무림 갱신 사업의 진행 정도에 따라 차이를 보이고 있었고, 소나무림의 유지뿐만 아니라 소나무 후계림의 조성, 소나무의 밀도 조절, 경쟁수목에 대한 적극적 관리를 실시하고 있었다. 군집별 평균 흉고단면적은 400m2 방형구를 기준으로 교목층은 12,642.1~25,424.4cm2, 아교목층은 1.8~1,956.5cm2이었다. 흉고단 면적의 차이는 교목층을 형성하는 수목의 규격과 개체수, 소나무림의 갱신 정도(소나무 간벌 후 시간경과 정도)에 따라 차이가 나타났다. 군집별 평균 출현 종수는 8.7~20.3종으로 계곡부에 위치하고 있는 유형과 관리가 이루어지지 않아 낙엽활엽수와의 경쟁이 진행 중인 유형에서 출현 종수가 많았다. 종다양도는 0.6915~1.0942로 온대중부지역 소나무군집과 비교하여 낮은 것으로 평가되었다. 울진 소광리 금강소나무림의 관리목표는 경제적 가치가 높은 목재생산으로 설정하였으며, 지속적인 조림 및 목재생산 체계 구축, 목재생산량 증진을 위한 효율적 식생관리를 관리방향으로 제시하였다.

남부권역 삼나무조림지의 식생구조와 생장특성에 관한연구 (Vegetation Structure and Growth Characteristics of Cryptomeria japonica(Thunb. ex L.f.) D.Don Plantations in the Southern Region of Korea)

  • 박준형;이광수;주남규;강영제;유석봉;유병오;박용배;김형호;정수영
    • 농업생명과학연구
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    • 제50권1호
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    • pp.105-115
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    • 2016
  • 남부지역의 효율적인 삼나무 임분 관리방안을 마련하기 위하여 20m×20m 규모의 총 67개 조사구를 설치하였으며, 층위별 식생 및 임분구조 조사에 따른 군락유형 및 생장조사를 실시하였다. 군집분석을 실시한 결과 삼나무군락(C1)과 삼나무-편백군락으로 구분되었으며, 삼나무-편백군락은 다시 졸참-곰솔군락(C2), 졸참-편백군락(C3)으로 구분되었다. 교목층 삼나무의 중요치는 C1 97.2%, C2 80.7%, C3 47.6%로 유형간 차이가 나타났으며, 아교목층에는 C1 8.9%, C2 15.2%, C3 5.7%로 C2에서 가장 높게 나타났다. C3의 경우 아교목층에 솜대 및 이대가 나타나 이에 대한 관리가 필요한 것으로 사료된다. 관목층의 경우 C1 9.2%, C2 7.0% 이었으나, C3에서는 삼나무가 나타나지 않았다. 교목층의 종다양도는 C1이 0.059로 가장 낮았으며, C3에서 0.548로 가장 높았다. 우점도는 C1에서 0.958로 나타나 삼나무가 우점하는 것으로 나타났으며, C3은 우점도가 낮게 나타나(0.393) 다수의 종이 경쟁하고 있는 것으로 사료된다. 평균직경연년생장량은 7.01(C2)~8.04(C1)mm/yr의 범위로 나타났으며, 유형별 관리방안은 C1의 경우 경쟁목제거, 가지치기, 솎아베기가 적합하며, C2의 경우 경쟁수종 제거를 통한 삼나무 전형군으로의 유도 및 수하식재를 통한 타 수종으로의 갱신이 더욱 유리할 것으로 판단되었다.

GPS와 CDMA를 이용한 난대림의 출산 전후 암노루 행동권 및 서식환경 조사 (Home Range Size and Habitat Environment Related to the Parturition of Roe Deer at Warm-Temperate Forest in Jeju Island Using GPS-CDMA Based Wildlife Tracking System)

  • 김은미;권진오;강창완;송국만;민동원
    • 한국지리정보학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.65-74
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    • 2013
  • 난대림에 서식하는 노루(Capreolus pygargus)의 생태 연구 일환으로 제주도에 위치한 국립산림과학원 난대·아열대산림연구소 제주시험림에서 실시하였다. 노루의 행동권과 서식환경을 파악하기 위해 2012년 4월 24일부터 수컷 3마리, 암컷 3마리의 노루를 포획한 후 GPS-CDMA 기반 추적기를 목에 부착하여 방사하였다. 암컷 중 2마리는 임신한 상태였으며 서귀포시 남원읍 한남리에 위치한 시험림에서 포획 및 관찰하였다. 암노루의 위치 추적을 통해 출산 전에는 불규칙인 이동이 관찰되다가 출산 후 일정한 지점으로 되돌아오는 규칙성을 보인다는 것을 확인할 수 있었다. 행동권 분석은 ESRI ArcView GIS 3.2a의 MCP(minimum convex polygon)와 Kernel Method를 사용하였다. 5월 9일에 포획한 암노루는 MCP=67ha, Kernel 95%=0.5ha이고 7월 12일에 포획한 암노루는 MCP=82ha, Kernel 95%=0.9ha로 확인되었다. 행동권 면적 변화를 살펴보면, 출산직후 새끼노루와 암노루는 위험노출을 줄이기 위해 타 동물들처럼 즉시 이동할 수 있음에도 대단히 좁은 지역에서 한동안 머물다 시간이 경과함에 따라 점차 행동권을 점차 넓혀가는 경향을 보였다. 암노루는 사람출입이 잦은 탐방로의 반대방향으로 주로 이동하였다. 암노루가 출산한 지역은 40년생 삼나무가 식재된 인공림으로 2010년 숲가꾸기를 통해 삼나무를 제외한 하층식생이 제거되었다가 현재는 먹이자원이 되는 새로운 관목이 우거진 곳이었다. 이러한 결과는 산림시업이 노루의 출산과 어린새끼의 생존에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다는 의미이다. 난대림에서 암노루의 출산 시기는 제주도 내 높은 고도에서보다 다소 빨랐으며 행동권 면적은 다른 국가의 선행연구에 비해 좁게 나타났고 새끼를 숨기는 은신처의 서식환경은 다른 나라에서 연구된 보고와 비슷하였다.

울릉도에 자생하는 침엽수류 유존군락의 분포유형과 생태적 관리방안에 대한 연구 (Distribution Types of the Relict Conifer Community and the Approach for the Ecological Management in Ulleung-Island)

  • 조현제;이중효;추연식;홍성천
    • 한국산림과학회지
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    • 제100권1호
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    • pp.95-104
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    • 2011
  • ZM방식을 응용하여 울릉도에 자생하는 침엽수류(향나무, 섬잣나무, 솔송나무, 회솔나무) 유존군락의 분포유형을 구분한 다음, 이들 분포유형별 구성종의 중요치와 개체목들의 생장특성을 토대로 생태적 관리방안을 검토하였다. 1. 울릉도에 자생하는 침엽수류의 분포유형은 해안식생(SV)과 산지식생(MV)으로 대별할 수 있었으며 해안식생은 해안절벽지 분포형(J-SC)과 해안절벽지 능선부 분포(J-SR)형으로 구분되었다. 산지식생은 회솔나무림과 섬잣나무 솔송나무림으로 구분되었으며, 회솔나무림은 암석지 분포형(Ta-R)과 사면부 분포형(Ta-MS)으로 구분되었다. 섬잣나무 솔송나무림은 암석지 분포형(P T-R), 사면상부 능선부 분포형(P T-UR) 및 사면부 분포형(P T-MS)으로 구분 되었고, 사면상부 능선부 분포형은 제1아유형(1sub-type)인 솔송나무 우점임분, 제2아유형(2sub-type)인 회솔나무 우점임분, 제3아유형(3sub-type)인 섬잣나무 회솔나무 활엽수류 혼효임분으로 구분되었다. 2. 해안식생인 향나무림 중 제1분포형인 해안절벽지 분포형(J-SC), 산지식생인 회솔나무림중 제1분포형인 암석지 분포형(Ta-R), 섬잣나무 솔송나무림 중 제1분포형인 암석지 분포형(P T-R)은 지형적 극상으로 유지될 수 있을 것으로 사료되었으며, 해안식생인 향나무림 중 제2분포형인 해안 절벽지 능선부 분포형(J-SR), 산지식생인 회솔나무림 중 제2분포형인 사면부 분포형(Ta-MS)과 섬잣나무 솔송나무림 중 제2분포형인 사면상부 능선부 분포형(P T-UR) 및 제3분포형인 사면지 분포형(P T-MS)은 천이도중상인 것으로 사료되었다. 3. 지형적극상을 이루고 있는 향나무림, 회솔나무림, 섬잣나무림, 솔송나무림은 천이에 맡겨두고 천이도중상의 분포형에 대해서는 치수의 생장과 치묘 출현을 촉진시킬 수 있는 숲가꾸기 작업이 필요할 것으로 사료되었다. 특히 솔송나무림을 복원시키기 위해서는 중용수이며 종자의 순량율이 1~2%인 점을 감안하여 숲틈(gap)의 형성외에 인공조림을 실행하여야 할것으로 사료되었다. 4. 곰솔림의 경우 강한 간벌과 가지치기를 이용하여 틈을 조성한 후 섬잣나무, 솔송나무, 회솔나무, 동백나무, 후박나무, 우산고로쇠 등으로 군상혼효림을 조성하는 것이 울릉도 자연식생을 회복시킬 수 있는 촉매제가 될 것으로 사료되었다.

편백림의 식생구조 특성 분석 (Characteristics of Vegetation Structure in Chamaecyparis Obtusa Stands)

  • 박석곤;강현미
    • 한국환경생태학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.907-916
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    • 2015
  • 본 연구에서는 인공조림된 편백림을 대상으로 식생구조 및 식생천이, 종다양성의 특성을 밝히고자 전남지역의 8곳에 편백림을 대상으로 식생조사를 실시하였다. 이 식생조사 데이터를 활용하여 군집분석 및 서열분석을 실시한 결과 5개 군락으로 단순화되었다. 군락I은 다른 군락에 비해 종다양성지수가 상당히 낮았는데 이는 교목층에 우점한 편백의 수관이 울폐되어 하층식생이 발달하지 않았거나 잡초목(경쟁 자생수종) 제거로 하층식생이 거의 남아있지 않았기 때문이었다. 반면, 군락 II~IV는 하층에 다양한 자생수종이 유입되어 아교목층과 관목층에서 서로 경쟁하여 어느 정도 안정되거나 식생발달 초기라서 종다양성지수가 높은 편이었다. 마지막, 군락 V는 휴양림으로서 이용강도가 높아 식생구조가 단순하였다. 또한, 임상에 유입되는 광합성유효광과 출현종수 종다양성지수 사이에는 정의 상관관계를 보였다. 이러한 편백림의 식생구조 특성은 과거 개벌 이후 묘목심기, 솎아베기, 풀베기 등의 산림시업과 밀접하게 관련된다. 편백림의 산림시업에 의한 교란빈도와 함께 식생천이프로세스 회전시간에 따라 군락별 식생구조와 종다양성은 약간의 차이를 보였지만, 천연림에 비해 편백림은 단순한 식생구조를 보였다. 인공림은 생물다양성이 낮고 생태계 서비스가 취약하기 때문에 공익적 기능을 발휘할 수 있는 인공림으로 전환하는 한 가지 수단으로써 생태적 관리가 필요할 것이다.

광릉 전나무인공림에서 수액이동량, 토양수분장력 그리고 토양함수량의 변화와 상호작용 (Interactions and Changes between Sapflow Flux, Soil Water Tension, and Soil Moisture Content at the Artificial Forest of Abies holophylla in Gwangneung, Gyeonggido)

  • 전재홍;김경하;유재윤;정용호;정창기
    • 한국산림과학회지
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    • 제94권6호
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    • pp.496-503
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    • 2005
  • 본 연구는 2004년 9월에서 10월까지 경기도 광릉시험림내 국립산림과학원 산림수문 유역시험지인 전나무 인공림에서 수목의 증산에 의해 나타나는 수액이동량과 토양수분장력 및 토양함수율의 변화를 조사하고, 이들 간의 상호작용을 밝히기 위하여 수행되었다. 대상지인 전나무림은 1976년 조림지로서 1996년 2월부터 7월까지 1차 간벌과 가지치기를 실시하였으며 2004년 4월에 2차 간벌과 가지치기를 실시하였다. 수액이동량은 수액유속계로 측정하였으며, 토양수분장력은 사면부와 계류부에 텐시오미터를 설치하여 조사하였다. 토양함수량은 사면부에 10, 30, 50 cm 깊이로 TDR을 매설하여 관측하였으며, 각 조사항목들은 30분단위로 측정하여 데이터로거에 저장하였다. 조사기간 동안 일일 평균수액이동량은 10.16l이고, 최대는 15.09l, 최소는 0.01l였다. 시간별로는 9시부터 수액이동량이 증가하기 시작하여 13시에 최대치인 30분당 0.74l에 달하였으며, 15시까지 그 값이 유지된 후 급감하기 시작하여 19시를 지나면서 0으로 수렴하였고 야간에는 수액이동이 거의 없었다. 강우시에는 주간에도 수액이동량이 거의 없는 것으로 나타났다. 토양수분장력은 사면에서 평균 $-141.3cmH_2O$, $-52.9cmH_2O$, $-134.2cmH_2O$로 낮았으며, 계류부 사이의 완경사지에서 평균$-6.1cmH_2O$, $-18.0cmH_2O$ and $-3.7cmH_2O$로 높게 나타났다. 특히 토양수분에 대한 강우의 영향이 감소된 후 사면의 토양수분장력은 수목의 증산에 따라 일주기성을 나타내어 수액이동량이 증가하면 토양수분장력이 낮아지고 수액이동량이 감소하면 토양수분장력이 높아지는 경향을 보였으나, 계류부에서는 수액이동량의 영향을 파악할 수 없었다. 토양함수율은 강수 종료 후 지속적으로 감소하였으며, 사면부의 토양수분장력과 같이 증산에 따른 일주기성을 나타내어 주간에는 토양함수율이 감소하였고 수액의 이동이 거의 없는 야간에는 함수율이 유지되거나 또는 소폭 상승하는 경향이 나타났다. 이상의 결과로 수액이동량의 변화에 따른 토양수분의 변화는 사면부와 계류부에서 다르게 나타나는 것을 알 수 있었다.

고성산불로 인한 시설물피해특성 연구 (A Study on Facilities Damage Characteristics Caused by Forest Fire in Goseong-Gun)

  • 염찬호;이시영;박흥석;권춘근
    • 한국재난정보학회 논문집
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    • 제15권4호
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    • pp.469-478
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    • 2019
  • 연구목적: 본 연구는 산불에 의한 시설물피해 특성연구를 위하여 2018년 3월 28일 강원도 고성군 간성읍 탑동리 산16(야산)에서 발생한 산불(피해면적 40ha)을 대상으로 시설물피해 현황을 조사 하였다. 고성산불은 산림 및 농작물 피해는 물론이고, 사람이 거주하는 주택, 공공시설, 창고, 군사시설 등 17건의 시설물에 피해를 주었다. 본 연구의 목적은 이 피해 시설물들의 세부적인 피해원인을 분석하여, 산림인접 시설물들에 대한 산불피해 방지 방안을 제시하기 위하여 수행하였다. 연구방법: 고성산불발생시 기상을 분석하기 위해 산불발생과 진화완료시(2018.3.28 06:19 ~ 22:00)의 기상상황(기온, 풍속, 풍향, 습도)을 1분단위로 분석하였고, 시설물 피해 사례조사를 위해 고성산불로 인해 발생한 17건의 시설물 중 군사시설 등을 제외한 10건의 피해 시설물 주변의 경사도, 사면향, 지세특성, 산림과의 이격거리, 주요수종, 수관화발생 유무, 주택방위, 주택재질 등 9개 항목에 대한 현장조사를 실시하여 산불피해특성을 분석하였다. 연구결과:고성산불 발생과 진화완료시(2018.3.28 06:19 ~ 22:00)의 기상상황(간성 517AWS)은 기온 및 습도가 고온 건조한 상태였으며, 풍속은 평균 4.1m/s, 최대 11.6m/s의 강한 바람이 불었다. 주풍향은 W(225~315°)방향이었으며, 산불의 확산 방향과 일치하였다. 또한 산불피해 시설물들은 급경사지와 능선의 산정부에 위치하였고, 시설물주변 산림은 수관화 발생지역의 소나무 밀임분 지역이었다. 산림과 시설물과의 이격거리는 평균 13.5m이었으며, 시설물의 재질이 불에 강한 콘크리트였을 경우 경미한 피해를 입었지만, 샌드위치판넬 등 산불에 약한 재질은 모두 전소한 것으로 나타났다. 결론: 본 연구를 통해 얻은 결과인 주택주변의 숲 가꾸기 실시와 이격거리 확보, 시설물들의 불연재 재질로의 개선 등을 통해 산림인접 시설물들에 대한 산불방지 대책수립에 기여 할 것으로 기대된다.