산불피해 심각지역에 위치한 사방댐의 콘크리트 강도 변화

- 2022년 울진ㆍ삼척 산불피해지의 사례 -

조원신1*, 이상인1, 김범수1, 봉태호2, 박찬기3, 서정일1

(1국립공주대학교 산림과학과, 2충북대학교 산림학과, 3국립공주대학교 지역건설공학과)

Changes in Concrete Strength of Erosion Control Dams in Forested Watersheds With High Burn Severity : Cases of Uljin and Samcheok Forest Fires in 2022

Won-Shin Cho1*, Sang In Lee1, Beom-Su Kim1, Tae-Ho Bong2, Chan-Gi Park3, Jung Il Seo1

(1Department of Forest Science, Kongju National University,

2Department of Forest Science, Chungbuk National University,

3Department of Regional Construction Engineering, Kongju National University)

요약: 이 연구에서는 고심도 산불이 사방댐의 콘크리트 강도에 미치는 영향을 확인할 목적으로 2022년 경상북도 울진군과 강원특별자치도 삼척시에서 발생한 산불피해지를 대상으로 촬영된 Landsat 8 (OLI) 영상을 중첩 분석하여 정규탄화지수(NBR)를 산출해 산불피해 심각도를 추출하였다. 이후 심각도가 높은 지역에서 시공 후 경과연수가 다른(1, 2, 3, 9, 16년) 8기의 사방댐을 추출하였으며, 이들과 동일한 시기에 시공된 인접 미피해지의 사방댐 15기를 추출하여 콘크리트 강도를 비교하였다. 사방댐의 콘크리트 강도는 한국산업표준(KS)에 의한 반발경도법(KS F 2730)과 초음파전달속도법(KS F 2731)으로 측정된 값에 추정식으로 산출하였으며, Mann-Whitney U 검정과 Kruskal-Wallis 검정을 통해 고심도 산불피해 여부 및 경과연수에 따른 콘크리트 강도의 차이를 비교하였다. 그 결과, 반발경도법으로부터 추정된 사방댐의 콘크리트 강도는 높은 심각도의 산불피해에도 불구하고 유의한 차이를 나타내지 않았지만, 초음파전달속도법으로부터 추정된 사방댐 콘크리트 강도는 고심도 산불피해지 사방댐에서 상대적으로 낮게 나타났고(p<0.05), 산불피해 여부와 무관하게 시공 이후 경과연수에 따른 유의한 감소를 보였다(p<0.05). 이러한 연구결과는 고심도 산불피해 지역에 위치한 사방댐 제체의 내부결함 발생 가능성을 시사한다.

Abstract: The present study aimed to examine the impact of high-severity forest fires on the concrete strength of erosion control dams. The Landsat 8 (OLI) imageries taken on forest fire-suffered regions in Uljin-gun and Samcheok-si in 2022 were analyzed, and the normalized burn ratios were calculated to extract burn severity by forest fires. Then, the concrete strengths of 8 dams with various elapsed year since construction (1, 2, 3, 9, 16 years) in the high-severity burn areas were compared with those of 15 dams constructed with the same elapsed year in undamaged areas closest to the burn areas. The concrete strength was estimated using the rebound hardness method (KS F 2730) and ultrasonic trans- mission velocity method (KS F 2731) of the Korean Industrial Standards. Mann-Whitney U test and Kruskal-Wallis test were conducted to compare the differences in concrete strengths as functions of burn severity and elapsed year(s) since construction. The results indicated that, while the concrete strengths estimated from the rebound hardness method did not any significant difference despite the high-severity forest fire damage, they estimated from the ultrasonic transmission velocity method showed significant decreases with the elapsed year since construction, regardless of whether the dams suffered forest fires, and were relatively lower in dams suffered the high-severity forest fires (p<0.05). Our findings suggest the potential occurrence of internal defects in the erosion control dams located in the forested watersheds with high burn severity.

Keyword: Korean Industrial Standard, Landsat 8, normalized burn ratio, rebound hardness method, ultrasonic transmission velocity method

사사: 이 연구는 2024년 국립공주대학교 학술연구지원사업(2024-0438-01)에 의하여 연구되었음