산림 내 연료의 직경에 따른 불씨 생성량 분석

정유진1, 채희문2

(1강원대학교 산림환경시스템학과, 2강원대학교 산림과학부)

The Analysis on Firebrand from The Burning Forest Fuel

Yu-Jin Jeong1, Hee-Mun Chae2

(1Department of Forestry and Environmental System, Kangwon National University,

2Division of Forest Sciences, Kangwon National University)

요약: 산불의 확산 예측 및 진화 전략 수립을 위해서는 산림 내 연료별 연소 특성과 불씨 생성 정도를  파악하는 것이 중요하다. 불씨는 산불의 비화를 유발하는 주요 인자로, 연료 종류에 따라 생성 시점과 생성량이 다르게 나타난다. 본 연구에서는 YOLO 객체 탐지 알고리즘을 활용하여 산림 연료인 소나무 낙엽, 신갈나무 낙엽, 직경별 가지(1hr: 0.64cm 이상 2.54cm 미만, 10hr: 2.54cm 이상 7.62cm 미만)의 연소 과정에서 생성하는 불씨를 분석하였다. 불씨는 시료가 점화된 후 0.7m/s의 바람을 넣어 생성시켰으며 각 시료는 부피(10cm x 10cm x 3cm)를 통일하고 3회 반속 실험을 하였다. 신갈나무 낙엽의 무게는 12g, 소나무 낙엽은 15g, 1hr는 30g, 10hr는 40g으로 진행하였다. 분석 결과, 불씨의 평균 개수는 10hr(80.67개), 1hr(58.33개), 신갈나무 낙엽(12.00개), 소나무 낙엽(8.00개) 순으로 나타났다. 무게(g)에 따른 (평균) 불씨량은 10hr 2개, 1hr 1.93개, 신갈나무 낙엽 1개, 소나무 낙엽 0.53개로 나타났다. 초당 불씨 생성 개수는 1hr는 0.400개, 10hr는 0.272개, 신갈나무 낙엽은 0.119개, 소나무 낙엽은 0.108개였다.

Abstract: To forecast wildfire spread and formulate effective firefighting strategies, it is essential to characterize combustion characteristics of forest fuels and quantify spark generation patterns. sparks are a key driver of spot-fire ignition, and their timing and magnitude vary with fuel type. spark generation was quantified during combustion of Pinus densiflora fallen leaves, Quercus mongolica fallen leaves, and branch diameter classes corresponding to time-lag fuel classes (1-hour fuels: 0.64–<2.54 cm; 10-hour fuels: 2.54–<7.62 cm) using the YOLO object-detection algorithm. A wind speed of 0.7 m/s was applied post-ignition, and all samples were standardized to 10 cm × 10 cm × 3 cm with three replicates per fuel. Sample masses were 12 g for Quercus mongolica fallen leaves, 15 g for Pinus densiflora fallen leaves, 30 g for 1-hour fuels, and 40 g for 10-hour fuels. Mean spark totals were 80.67 for 10-hour fuels, 58.33 for 1-hour fuels, 12.00 for Quercus mongolica fallen leaves, and 8.00 for Pinus densiflora fallen leaves. spark yield per gram was 2.00 for 10-hour fuels, 1.93 for 1-hour fuels, 1.00 for Quercus mongolica fallen leaves, and 0.53 for Pinus densiflora fallen leaves. sparks per second was 0.400 for 1-hour fuels, 0.272 for 10-hour fuels, 0.119 for Quercus mongolica fallen leaves, and 0.108 for Pinus densiflora fallen leaves.

사사: 본 연구는 정부(과학기술정보통신부)의 한국연구재단의 지원(No. RS-2023-NR076912)과 산림청(한국임업진흥원) 산림과학기술 연구개발사업´(RS-2024-00402624)’의 지원을 받아 수행된 연구임.