Comparative Analysis of Forest Fire Danger Rating on Forest Characteristics of Thinning Area and Non-thinning Area on Forest Fire Burnt Area

(1)

산불적지에서 숲 가꾸기 실행 유무와 산불위험성 비교 분석

Comparative Analysis of Forest Fire Danger Rating on Forest Characteristics of Thinning Area and Non-thinning Area

on Forest Fire Burnt Area

이시영·이명욱*

^†

·염찬호·권춘근·이해평**

Si-Young Lee · Myung-Woog Lee

^*^†

· Chan-Ho Yeom · Chun-Geun Kwon · Hae-Pyeong Lee

^**

강원대학교 방재전문대학원

, *

^{한중대학교} ^{토목환경공학과}

,

**

강원대학교 소방방재학부

(2009. 2. 16.

^접수

/2009. 8. 7.

^채택

)

요 약

본연구는산불적지에서숲가꾸기실행유무와산불위험성과의관계를비교분석하기위하여

2007

^년에

산불이발생했던강원도강릉시

,

^삼척시^및^경북^{울진지역에}^총

18

^개소의^{세부조사구를}^선정하여^숲^가꾸

기실행유무

,

피해수종

,

산불진행방향

, DBH,

총수고

,

지하고

,

임목고사여부

,

편면연소율

,

수관피해율

,

임 목밀도

,

지하고

,

숲가꾸기산물의방치유무

,

조사지의위치

(GPS),

해발고도

,

조사사면의방위

,

산지경사

,

지형을각각조사하였다

.

조사결과

,

숲가꾸기실행지의편면연소율은

24.7%

인반면

,

미실행지의편면연 소율은

60.2%

^로^숲^가꾸기^{미실행지가}^실행지에^비해^약

35.5%

^높게^나타났고

,

^{수종별로는}^소나무가^참

나무류보다피해가크게나타났다

.

임목고사율의경우도숲가꾸기미실행지가실행지에비해약

41.4%

높게나타났다

.

그리고

,

숲가꾸기실행지의 산물들이근접해있는임목이그렇지않은임목에비하여

10~20%

의편면연소피해를더받는것으로나타났는데

,

이것은임목주변에숲가꾸기산물이있을경우

,

독립적으로있는임목보다연소물량이많아산불강도에영향을준것으로판단된다

.

^또한

,

^적재된^간벌목

이산림내에많이쌓여있는경우에는이로인하여재발화의가능성이있는것으로나타나

,

숲가꾸기 산물을임외로걷어내리거나다른용도로의활용방안을강구해야할것으로판단된다

.

ABSTRACT

In this study, 18 plots were selected for particular investigation on Gangneung area and Samcheok area and Uljin area, where forest fire was occurred after thinning in 2007. After selection, a relationship between a damage of forest fire and thinning were compared and analyzed. Many factor such as a damaged species, a thinning or non-thinning, a direction of forest fire head, DBH, a height of tree, a mortality of tree, a leeward scorching ratio, a crown damage ratio, a forest tree standing crop density, a crown base height, a leaving of thinning slash, a location of plot (GPS), elevation, an aspect of slope, an angle of slope, and a topography were measured. Therefore, we analyzed a relationship with forest fire. In the result of this analysis, it was founded that the leeward scorching ratio was 24.7% on thinning area whereas 60.2% on non-thinning area. Subsequently, leeward scorching ratio on thinning area was increased by about 35.5% more than on non-thinning area. In the result of analysis about tree species, a forest of pine tree was more damaged than forest of oak tree. The mortality of tree was increased by about 41.4% on non-thinning area. When stands were close to thinning slashes, these were more damaged by 10~20% than other stands for increasing of amount of a combustion material. Espe- cially, as potential of re-ignition increased for more cumulated thinning slash, it will be more important to require a method for a periodical removing or practical utilization of slash.

Key words :

Forest fire danger, Thinning & Non-thinning area, Thinning slash

†

E-mail: [email protected]

(2)

1. 서 론

우리나라는

1973

년부터시작된치산녹화사업의성공 적인달성으로산림이울창해지고낙엽이퇴적되는등 산림내구성물의밀도가높아져산불이발생하면대형 화될위험성이매우크다

.

¹⁾우리나라는산림상태로보 아불에잘타는침엽수림이전체의

42%

를차지하고있 으며임령분포가유령림에서장령림으로전환되는단계 에있고

,

임내에는잡관목이많아산불이발생또는대 형으로확산되는데매우취약한산림구조를가지고있다

.

산불은크게지중화

(Ground fire),

지표화

(Surface fire),

수관화

(Crown fire)

로구분되며지표화는대부분산불의

시초가되며

,

지표화로부터수관화로번지는경우가많 다

.

수관화는입목이나관목의수관에서수관으로옮겨 붙는불로서강한바람이부는급경사지나구릉지역의 임목밀도가높은침엽수림지역에서대부분발생한다

.

²⁾

또한

,

연료가 밀집상태로 수직배열 시에 열을 받으 면 대류

(

對流

)

작용으로 상부의 연료가 가열되어 점화 되므로산불은더욱쉽게확산하게된다

.

특히

,

대류열 이상층부로확산시수직배열연료는 불파편이되어 올라가 비화

(

飛火

)

를유발한다

.

따라서 수직적 배열상 태에서는가지치기를 하거나 지상의연소물질을 제거 함으로써 불길이 수관에 미치지 못하도록 하는 것이 매우중요하다

.

³⁾

최근

,

우리나라는 이렇게취약한산림구조를 바꾸기 위한숲가꾸기사업을확대하고있는추세이다

.

즉

,

숲 가꾸기사업은인공조림지및우량천연림의 건전한생 육을 도모하기 위한 것으로풀베기

,

어린나무 가꾸기

,

솎아베기

(

간벌

),

덩굴제거

,

천연림 보육등으로 구분하 며

, 2004

년도에는

336,682ha

를실시한바있고

,

^4,5)

2017

년까지

234

만

ha

의숲가꾸기사업을계획하고있다

.

^6,7)

이러한숲가꾸기는임내의수직적

,

수평적인연료를제

거하여사다리형연료

(ladder fuels)

^를^줄이고

,

^임내에^공

간을확보함으로써산불발생및연소확대의위험성을 저감시키는성과를얻을수있다고보고되고있다

.

⁸⁾

미국의경우부시전대통령이산불피해감소및지역 공동체발전을위하여「

Healthy Forests Initiative

^」

(HFI)

를발표하였고

,

일본의경우도긴급간벌

5

개년계획을추 진하면서기존의목재가치향상목적의간벌사업개념 에서국민요구와사회적이슈를반영한공공적사업으

로전환을추진하고있으며

,

^9,10)호주

Rural Fire Service

에서도화입

,

가지치기

,

숲가꾸기산물제거등의산불

위험도를줄이는각종연구가진행중에있다

.

^11-13)그러

나우리나라는이에대한선행연구가거의전무한실정이다

.

따라서본연구의목적은산불피해지에서숲가꾸기 유무가 산불에미치는 영향성을분석하여산림관리의 기초자료를제공하고자한다

.

2. 연구방법

숲가꾸기실행및미실행지의산불피해도를비교하

기 위하여

Figure 1

과 같이

2007

년 산불이 발생했던

강원도 강릉

(N37

^o

35' 15.5'', E128

^o

46' 54.5''),

삼척

(N37

^o

10' 17.5'', E129

^o

10' 33.8''),

경북 울진

(N36

^o

51'

Figure 1.

Location of investgation areas.

Table 1.

Investigation Areas According to Tree Types Investigation

Areas Thinning Area Site No. Working Types Non-Thinning Area Site No. Total

Ul-Jin Oak - Oak 2 2

Pine 2 Pine 6 8

Gang-Neung Pine 3 Pine - 3

Sam-Cheok Pine 5 - - 5

Total - 10 - 8 18

(3)

48.6'', E129

^o

21' 43.9'')

지역을조사대상지역으로선정 하였다

.

^{세부조사지는}

Table 1

^과^같이^울진군^조사지의

경우숲가꾸기 실행지는소나무림

2

개소

,

미실행지는 소나무림

6

^개소와^활엽수림

2

^개소^등^총

10

^개소를^선

정하였고

,

강릉시조사지의경우숲가꾸기실행지는소 나무림

3

개소

,

삼척시 조사지의경우는 숲가꾸기 실 행지소나무림

5

개소등총

18

개소를선정하였다

.

현장조사지

plots

규모는

10m × 10m

로하여조사지내 의 산불진행방향

,

흉고직경

(DBH),

총수고

,

지하고

,

임

목고사율

,

수관피해율

,

수간피해율

,

임목밀도

,

숲가꾸기 실행여부

,

^숲^가꾸기 ^산물의^방치유무

,

^조사지의^위치

(GPS),

해발고도

,

사면방위

,

경사도 등을 조사하여숲

가꾸기실행유무에따른산불피해도를비교분석하였다

. 3. 분석결과 및 고찰

3.1조사지특성

Table 2

는숲가꾸기 실행 및미실행 현장조사지의

Table 2.

Relationship Between Thinning and Non-thnning on Burnt Area (Average Value) Working Area

Types

Dominent

Species Slope (

^o

) HT

(m) DBH

(cm) CL

(m) FD

(ea/ha) LS (m)

TDR (%) LSR CDR MT

Thinning Area

U4 Pine 20 11.9 20.0 06.7 1,200 07.5 62.8 89.6 100

U8 Pine 22 12.1 19.4 06.0 700 08.0 67.1 67.9 100

Oak 12.5 17.1 05.8 200 08.0 64.1 95.0 0

G1 Pine 18 12.5 22.7 07.1 1,200 01.4 12.4 59.6 17

Oak 07.0 07.9 01.6 200 00.9 11.5 97.5 100

G2 Pine 20 14.4 26.8 09.2 700 01.8 12.5 74.3 14

Oak 05.4 08.1 02.0 300 00.4 7.9 71.7 0

G3 Pine 36 12.0 24.2 06.7 900 02.7 22.5 62.2 11

S1 Pine 24 11.0 14.0 05.0 500 01.7 15.0 45.0 0

12.0 15.0 12.0 300 01.8 15.0 27.0 0

Oak

S2 Pine 6 13.0 22.0 08.0 600 01.3 10.0 57.0 0

06.0 07.0 03.0 100 01.2 20.0 40.0 0

Oak

S3 Pine 13 15.0 25.0 10.0 600 03.4 23.0 19.0 0

S4 Pine 6 15.0 25.0 09.0 800 02.2 15.0 27.0 0

S5 Pine 10 14.0 29.0 07.0 500 02.3 16.0 22.0 0

Thinning Non- Area

U1 Pine 22 06.1 10.5 01.9 1,700 06.1 100.0 100.0 100

U2 Pine 20 07.2 10.8 03.0 2,400 02.8 41.1 65.0 79

Oak 06.6 08.1 03.8 200 01.5 23.8 80.0 50

U3 Pine 20 07.2 12.7 02.7 1,300 01.3 19.0 79.2 23

Oak 08.0 07.8 04.1 800 02.9 4.5 56.3 0

U5 Pine 24 11.0 17.9 06.3 1,700 11.0 100.0 100.0 100

Oak 10.2 11.0 07.8 400 10.2 100.0 100.0 100

U6 Pine 34 04.2 6 under 01.5 13,600 04.2 100.0 100.0 100

U7 Oak 29 03.2 6 under 01.8 10,100 02.1 65.6 100.0 100

U9 Oak 19 11.8 16.7 04.2 600 02.9 24.3 65.0 0

U10 Pine 24 11.5 19.9 07.0 900 11.5 100.0 100.0 100

※

Remarks: U: Ul-jin Area, G: Gang-Neung Area, S: Sam-Cheok Area, Ht: Height of tree, CL: Clear length, FD: Forest tree

standing crop density, LS: Leeward scorching, TDR: Trees damage ratio, LSR: Leeward scorching ratio, CDR: Crown damage ratio,

MT: Mortality of tree.

(4)

수종

,

경사도

,

평균수고

,

흉고직경

,

지하고

,

밀도

,

편면 연소

,

^{수간편면연소율}

,

^{수관피해율}

,

^고사율을^나타낸^결

과이다

. Table 2

에서와 같이숲가꾸기실행지는 미실

행지에비하여수고는크고흉고직경은굵고지하고는 높고 임목밀도는 적었으며

,

이로 인하여 편면연소율

,

수간피해율

,

수관 피해율 및 고사율이낮게 나타났으 며세부적인조사결과는다음과같다

.

3.2숲가꾸기실행유무별비교분석

3.2.1

^수종별 ^비교

(1)

편면연소율과수종과의관계

Figure 2

는숲 가꾸기 실행유무와 수종별 편면연소

율로 숲 가꾸기 실행지의 편면연소율은 평균

24.7%,

미실행지의편면연소율은평균

60.2%

로숲가꾸기미 실행지는실행지보다약

35.5%

높게나타났다

.

또한

,

숲가꾸기 실행지와미실행지의 수종별 편면

연소율은실행지의경우소나무가참나무류보다

1.9%,

미실행지에서도 소나무가 참나무류 보다

33.1%

더피 해를 입은 것으로 나타나 숲 가꾸기 실행지 보다 숲 관리가 안된미실행지에서소나무의피해가 더심한 것으로 나타났다

.

따라서산불에약한수종일수록가 지치기 등숲관리가더필요한것으로 판단된다

.

(2)

수관피해율과 수종과의관계

Figure 3

은숲가꾸기실행유무및수종별수관피해

율로숲가꾸기실행지의수관피해율은 평균

59.3%

인 반면

,

미실행지의수관피해율은 평균

85.5%

로 미실행 지는실행지보다약

26.2%

높게나타났다

.

또한

,

숲가꾸기 실행지와 미실행지의 수종별 수관 피해율은실행지의경우참나무류가소나무보다

13.9%,

미실행지에서는소나무가참나무류보다

10.4%

더피 해를 입은 것으로 나타나 숲 가꾸기 실행유무에서는 산불피해도의 차가 발생하나

,

수종 간에는 뚜렷한 경 향이 나타나지않았다

.

^이것은 ^{수관피해율의} ^경우 ^어

느정도산불이확대된후이루어지기때문에숲가꾸 기실행유무에의한피해보다는경사

,

^바람^등에^의한

산불강도가더산불피해에영향을주기때문으로판단 된다

.

(3)

임목고사율과수종과의관계

Figure 4

는 숲가꾸기 실행유무에 따른임목고사율

로숲가꾸기실행지의고사율은평균

25.4%

인반면

,

미실행지의고사율은평균

66.8%

로숲가꾸기미실행

지가 실행지 보다약

41.4%

높게 나타났다

.

또한

,

숲

가꾸기실행지및미실행지공히소나무가참나무류보

다

10.9~33.7%

높게 나타났는데 이것은 소나무가 참

나무류보다내화력이약해피해가심하다는연구결과

Figure 2.

Relationship between leeward scorching ratio and

tree species on thinning/non-thinning area.

^{Figure 4.}

Relationship between mortality of tree and tree species on thinning/non-thinning area.

Figure 3.

Relationship between crown damage ratio and

tree species on thinning/non-thinning area.

(5)

와일치하였다

.

¹⁴⁾

3.2.2

수고별 비교

(1)

수고와편면연소율과의관계

Figure 5

와같이 숲가꾸기 실행유무에 따른 수고별

편면연소율을 수고

12m

이하로 비교한결과 숲가꾸

기 실행지의 경우

7.9~62.8%,

미실행지 경우는

4.5~

100%

^를^나타냈고

,

^수고가

12m

^이상^커지면서^특히

,

^실

행지의 경우

40%

미만을나타냈다

.

이것은숲가꾸에

의한사다리형연료

(Ladder fuel)

^의^제거^효과가^산불피

해저감에영향을 준것으로 판단된다

.

¹⁵⁾

(2)

수고와 수관피해율과의관계

Figure 6

은숲가꾸기실행유무에따른수고별수관

피해율로이경우도수고별편면연소율과같이수고가 커지면서수관피해율은다소적어지는경향이며특히

,

14m

이하에서숲가꾸기실행지의 경우

45~97.5%,

미

실행지경우

56.3~100%

^를^나타내어^다소의^차이는^보

였고

,

수고

14m

이상의실행지경우에서는평균

5.1%

를나타내어수관피해율이 현저하게감소하는경향을 나타냈다

.

3.2.3

흉고직경별비교

(1)

^{흉고직경과}^{편면연소율과의}^관계

Figure 7

은 숲가꾸기 실행유무에 따른흉고직경별

편면연소율로 흉고직경

20cm

^이하에서 ^숲^가꾸기 ^실

행지의경우는

7.9~67.1%,

미실행지경우는

4.5~100%

를나타내어미실행지의편면연소율이다소높은경향

을나타냈다

.

그러나실행지의경우흉고직경

21cm

이

상부터는편면연소율이평균

16.2%

로편면연소피해 가매우감소하는경향을 나타냈다

.

Figure 5.

Relationship between height of tree and leeward scorching ratio.

Figure 6.

Relationship between height of tree and crown damage ratio.

Figure 7.

Relationship between DBH and leeward scorching ratio.

Figure 8.

Relationship between DBH and crown damage

ratio.

(6)

(2)

흉고직경과수관피해율과의관계

Figure 8

^에서는 ^숲^가꾸기 ^{실행유무에} ^따른 ^흉고직

경별수관피해율을흉고직경

20cm

미만에서비교한결

과

,

^숲^가꾸기 ^실행지의^경우

27~97.5%,

^미실행지^경

우

56.3~100%

를 나타내 숲 가꾸기 실행유무에 따른

수관피해율은 다소의차이를보였고

,

흉고직경이커질 수록 수관피해율은 낮아지는경향이었으나큰 차이를 나타내지는않았다

.

3.2.4

^{임목밀도별}^비교

(1)

임목밀도와편면연소율과의관계

Figure 9

는숲가꾸기실행및미실행지에서의임목

밀도에따른편면연소율로임목밀도가

1,000

본이하의 경우 실행지에서는

24.6%,

미실행지는

28.3%

의 피해

를 보인 반면

, 1,000

본 이상의 경우 실행지는

62.2%,

미실행지는

68.3%

의피해를보여임목밀도와숲가꾸 기실행유무에따른편면연소율에큰차이를나타냈다

.

이것은임목밀도가높을수록임목간에거리가좁아져 임목 간에 화염이 쉽게 전파되고

,

^복사열이 ^증가하여

임목피해가가중된 것으로판단된다

. (2)

^{임목밀도와}^{수관피해율과의}^관계

Figure 10

은숲가꾸기 실행 및미실행지에서의 임

목밀도에따른수관피해율로임목밀도가

1,000

^본^이하

의경우실행지에서는

32.6%,

미실행지는

65.9%

의피

해를보인반면

, 1,000

본이상의경우실행지는

82.5%,

미실행지는

86.7%

의피해를보여숲가꾸기실행유무 와수관피해율에임목밀도가크게영향을주는것으로 나타났다

.

이것은 산불확산 시 공중연료의 계단효과

(Stepping Effect)

로인해연소열이수관부에영향을미

쳤기때문으로판단된다

.

(3)

임목밀도와고사율과의관계

Figure 11

은 숲가꾸기 실행 및미실행지에서의 임

목밀도에 따른 고사율로

1,000

본 이하의 경우실행지

에서는

3.7%,

미실행지는

36.1%

의 피해를 보인반면

,

1,000

본 이상의 경우 실행지에서는

50%,

미실행지의

72.5%

의피해를보여

, 1,000

본이상의임목밀도지역은

1,000

본이하의임목밀도지역보다약

46.4%

의피해를

더받은 것으로나타났다

.

특히

,

임목밀도

1,000

본이

하에서 숲 가꾸기 실행지의 경우 미실행지 보다 약

32%

적은임목고사율이 나타나임목밀도조절이산불 피해에미치는 영향은큰것으로나타났다

.

3.2.5

지하고별비교

(1)

지하고와 편면연소율

Figure 12

는숲가꾸기실행유무에따른지하고별편

면연소율을비교한것으로숲가꾸기실행지의경우지 Figure 11.

Relationship between mortality of branch and forest tree standing crop density.

Figure 9.

Relationship between leeward scorching ratio and Forest tree standing crop density.

Figure 10.

Relationship between crown damage ratio and

forest tree standing crop density.

(7)

하고가 약

8m

이하에서

7.9~67.1%

였지만

, 8m

이상에 서의편면연소율은

25%

미만을유지하는것으로나타 났다

.

^반면에^숲^가꾸기^{미실행지에서는}^지하고

8m

^정

도에서도편면연소율이

100%

를나타냈는데

,

이것은숲 가꾸기 실행지에 비해미실행지의평균지하고가

2.6m

낮아 사다리형연료

(Ladder fuel)

형태가 되어 편면연소 피해를 더입은것으로 판단된다

.

(2)

지하고와수관피해율

Figure 13

은숲가꾸기실행유무에따른지하고별수

관피해율비교로 숲가꾸기실행지의경우 지하고약

8m

이하에서의수관피해율은

22~97.5%

였지만

, 8m

이 상에서의수관피해율은

19~74.3%

로나타났다

.

반면에 숲가꾸기 미실행지에서는지하고

8m

^정도

에서도 수관피해율이

100%

^를^{나타냈는데}

,

^이 ^경우도

지하고와 편면연소율과의관계와 같이지하고가 낮아 상층부로복사열이쉽게전파되어수관피해를더입은 것으로판단된다

.

3.3숲가꾸기산물의적재형태별임목 피해도비교

Figure 14

는숲가꾸기 실행지에서 숲가꾸기 산물

의적재형태

,

산재형태를나타낸것으로적재형태는그 림

K1

^과^같이^{임목주변에}^산물을 ^쌓아놓은 ^형태이고

,

산재형태는

K2

와같이 지표면의공간에 펼쳐놓은 형 태로서각임목에숲가꾸기산물이근접해있을경우 Figure 12.

Relationshipo between clear length and leeward

scorching ratio.

Figure 13. R

elationship between clear length and of crown damage ratio.

Figure 14.

Accumulation type of the remnant thinning slash in thinning area.

(8)

그렇지않은임목에비하여

Figure 15

와같이

10~20%

편면연소 피해를더주는것으로나타났고특히

,

산물 이적재되어있는경우는재발화위험성이높고

,

^산재

해있는경우는산불확산에영향을더주는것으로나 타났다

.

^이것은^산불이^많은^양의^죽은^연료와^연관되

어질때수관화나상층부로서전이연소도가능하다는 연구결과와 일치하는 경향이다

.

따라서 산불피해강도 를줄이기위해서는산물을임외로걷어내리거나다른 용도로의활용방안을강구해야할것으로판단된다

.

^8,16)

4. 결 론

2007

년 산불이 발생한 경북 울진 등

3

지역

18

개소

에서숲가꾸기실행유무가산불피해에미치는영향을 비교분석한 결과는다음과같았다

.

1.

숲가꾸기 실행지의편면연소율은

24.7%

인반면

,

미실행지의편면연소율은

60.2%

로숲가꾸기미실행지

가실행지에비해약

35.5%

높게나타났다

.

이것은숲

가꾸기미실행지가실행지에비해지하고가

2.6m

낮아 산불확산시 사다리연료

(Ladder fuel)

에 의한 계단효과

(Stepping Effect)

가산불피해에영향을준것으로판단된다

. 2.

임목고사율은숲가꾸기미실행지가실행지에비

해약

41.4%

높게나타났다

.

3.

숲가꾸기실행지의산물들이근접해있는임목이

그렇지않은임목에비하여

10~20%

의편면연소피해를

더받은것으로나타났는데

,

이것은임목주변에 숲가 꾸기산물이 있을경우

,

독립적으로 있는임목보다연 소물량이많아산불강도에영향을준것으로나타났다

.

4.

적재된 간벌목이 산림 내에많이 쌓여있는 경우

에는 이로인하여 재발화의가능성이 있는 것으로나

타나

,

숲가꾸기산물을임외로걷어내리거나다른용 도로의활용방안을강구해야할것으로판단되며

,

^향후

연구에서는임목이울창해지고숲구조가바뀌면서산 불발생과강도의위험성이현재보다높아질것으로예 측되어이에대한연구가진행되어야할것으로판단된다

.

감사의 글

본 연구는 산림청

‘

산림과학기술개발사업

(

과제번호

S210809L010130)’

의지원에의하여이루어진것입니다

.

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Figure 15.

Relationship with thinning slash and non-

thinning slash of leeward scorching ratio.