This study was conducted to analyze the effects of stand density on fire fuel (FF) changes in a Chamaecyparis obtusa forest. The study site was located in Mt. Munsu in Jeollabuk-do and consisted of a control, 30% thinning treatment (LT), and 50% thinning treatment (HT). Three-year-old seedlings were planted at a density of 3,000 trees ha-1 in 1976, and thinning was carried out in 2000. FF production was measured every 2 months by installing 3 circular litter traps 1.2 m above the ground. Litter bags containing 5 g of each leaf and branch were made and buried in the organic layer to investigate the FF decomposition rate. The decay constant was calculated after 18 months. FF accumulation was measured by collecting dry-weight organic matter from each plot using a square frame (0.09 m2) in September 2018. The FF production in LT and HT was significantly lower than that of the control (P<0.001). The leaf decay constant for HT was significantly lower than that of the control (P<0.05). The FF accumulation in HT was significantly lower than that of the control (P<0.01), but LT was not significantly different from the control. The results of this study showed that thinning decreased FF production.

When a loss of coolant accident which causes a partial or a full drainage in the SFP would happen, Zircaloy-4 spent fuel cladding begin to react with high temperature air, and the heat generates by exothermic reaction between Zircaloy-4 cladding and surrounding air. Due to the heat, the ignition may occur in the surface of Zircaloy-4 cladding. If the Zr-fire phenomenon occurs during the accident in a SFP, the spent fuel cladding and pellets would be severely fragmented and powdered and it may bring about a massive release of radioactive source terms. Therefore, it is crucial to prevent the zirconium fire phenomenon for the spent fuel pool safety. However, a main cause to trigger the zirconium fire was not identified. In order to identify a possible mechanism of the Zr-fire phenomenon, OECD-NEA SFP Project I, II was initiated. In this paper, we reviewed the Zr-fire phenomenon which may occur in the spent fuel pool for complete loss of coolant accident scenario. The Spent Fuel Pool Project (hereinafter SFP project) is the experimental program to investigate the phenomena of spent fuel pool complete loss of coolant accident using a 17×17 PWR fuel assembly. In this section, the zirconium fire phenomenon which was observed from the SFP project is briefly investigated. This paper presented the fuel assembly temperature (i.e. zirconium alloy cladding temperature) and oxygen concentration profile of the SFP project phase-1 ignition test. At around 12.7 hour, the temperature abruptly increased and the oxygen concentration also dramatically decreased. This abrupt temperature escalation is the zirconium fire phenomenon. In order to investigate the mechanism of this zirconium fire phenomenon, behaviors of both temperature and oxygen concentration were fully compared. This paper reviewed the results of OECD-NEA SFP project experiment and then a mechanism of Zr-fire phenomenon was dscussed. It seems that the Zr-fire phenomenon might be a consequence of thermal mismatch between heat generation and dissipation. A large amount of heat might be generated by the air oxidation of Zircaloy-4 spent cladding immediately after the kinetic transition which is a breakaway phenomenon. This paper discussed the relationship between the breakaway phenomenon and the Zr-fire phenomenon in case of air oxidation of Zircaloy-4 spent cladding. This paper presents preliminary findings on the Zr-fire phenomenon from the open experiment data of the prototypic spent fuel severe accident scenario. These findings would enhance the understanding of Zircaloy-4 spent cladding air oxidation and severe accident scenario progression in a SFP.

본 연구에서는 경북 지역에 분포하는 소나무림을 대상으로 수관연료의 수직적 구조, 수관연료밀도를 파악하고, 여러 가지 변수를 이용한 수관층 각 부위별 연료량 추정식을 개발하고자 하였다. 본 연구 결과에 의하면, 수관층 연료의 수직적 분포 형태는 방추형으로 상대적 높이 비율 0.6~0.8 구간에 가장 많은 연료가 분포하였으며, 0.4 이하의 수관 하단부에는 주로 고사된 가지가 분포하고 0.8 이상부터 상단부로 갈수록 연료가 적어지는 형태를 보였다. 전체 수관에 대한 연료밀도는 평균 0.38kg/㎥이었으며, 이 중 산불 발생 시 쉽게 탈 수 있는 연소가능한 연료의 밀도는 0.21kg/㎥이었 다. 수관 특성 중 수관길이와 수관폭을 이용하여 수관층 연료량 추정식을 개발한 결과 조정결정계수(R2adj)의 범위는 0.56~0.79이었으며, 수관길이와 수관폭을 변수로 함께 사용하였을 경우 조정결정계수(R2adj)가 더 높은 값을 보였다. 본 연구의 결과는 임목에 대한 산불 연료적 관점에서의 다양한 정보를 제공할 뿐만 아니라, 영상자료를 활용하여 수관층 연료량을 추정하는데 활용될 수 있다.

세계의 모든 나라가 화석연료를 대체하는 태양광, 풍력 등의 그린에너지 기술개발에 주력하고 있으며, 한편으로는 에너지의 효율제고 및 재생을 위하여 폐기물로부터의 자원순환을 이룩하는 폐기에너지 회수에도 많은 노력을 기울이고 있다. 그 하나의 방편이 버려지는 쓰레기에서 에너지를 회수하는 고형재생연료인 RDF(생활폐기물 고형연료 제품, Refuse Derived Fuel) 생산이다. 우리나라에서는 유일하게 강원도 원주시에서 하루 80톤을 생산하고 있으며 아직은 기술도입 초기단계에 있는 가연성폐기물의 연료화 기술이다. RDF의 특성은 불연성 성분이 제거된 일반 가연물을 분쇄하여 압출성형 가공한 펠릿형상의 고체연료로서의 열적 특성이 우수하나 화재안전 측면에서는 제조 및 취급공정에서의 일반적인 가연물 화재위험성을 가지고 있고, 저장과정에서는 축열발열에 의한 자연발화 위험성이 상존하며, 저장형태, 특히 사이로의 경우 구조특성으로 인하여 화재진압도 쉽지않다. 본 논문에서는 일본의 RDF 화재사례를 중심으로 그 화재 위험 특성과 안전대책을 고찰하고자 한다.

산불행동(fire behavior)과 강도(fire severity)는 다양한 연료층의 특성과 수평·수직적인 연속성에 따라 결정되며, 특정 임분에서의 산불위험도는 연료의 잠재량에 따라 산불행동과 영향을 좌우하기도 한다(Russell et al., 2004). 연료상 층위구조(fuelbed strata)는 연소 환경, 산불확산 및 속도, 화재효과에 대한 다양한 의미를 가지고 있다. 수관층, 사다리연료, 관목층은 수관화에 영향을 주고 초본층, 지표연료, 목질연료는 지표화에 영향을 준다. 본 연구는 산림내 분포하고 있는 층위별 연료량 분포를 추정하기 위해 강원 영동과 영서지역의 소나무림과 참나무류인 활엽수림을 대상으로 현장조사를 실시하였다. 강원 영동과 영서지역의 산림내 영급별 임분특성이 유사한 소나무림과 활엽수림(신갈나무, 굴참나무)에서 10m×10m 크기의 조사구를 영급별(Ⅰ-Ⅵ)로 3개씩 설치, 총 72개소를 대상으로 매목조사를 실시하였다. 조사구의 지상부(상층, 중층)에 대해서는 수령, 흉고직경(2영급 이하는 근원경), 수고, 본수 등을 조사하였으며, 중층의 경우 현장에서 지상부에서 최대한 가깝게 벌채한 후 수고와 생중량(연료의 무게)을 측정하였다. 현존 소나무와 활엽수 임분의 관목, 초본, 낙엽, 낙지 등 지표층의 연료량을 추정하기 위해 생중량을 조사하였다. 관목층은 2m×2m, 초본, 낙엽, 낙지(지표에 떨어져 죽은 가지)는 0.5m×0.5m 정방형구를 표준이 되는 곳에 3반복하여 설치하고, 모든 표본은 완전히 절취 측정한 후 현장에서 생중량을 측정하였다. 선정된 표본 중 1/3에 해당하는 시료는 분리, 포장하여 실험실로 운반하여 dry oven에서 85℃로 항량에 도달할 때까지 건조시켰다. 입목의 바이오매스 계산에는 다양한 방법들이 이용되고 있으며 확장계수를 이용한 방법, 개체목의 재적식을 이용한 방법 등이 있으며, 본 연구에서는 상층의 연료량을 추정하기 위해 국립산림과학원에서 개발한 임목자원평가 프로그램(국립산림과학원, 2004)을 이용하여 수고와 흉고직경 등 2개의 변수를 이용하여 수피를 포함한 건중량을 산출하였다. 상층 건중량(바이오매스량) 계산을 위해 일반적으로 많이 이용되는 W = bD2H 추정식을 이용하였다(여기에서 W：건중량(ton/ha), D：흉고직경(cm), H：수고(m), b：상수). 방형구내 상층, 중층, 지표층의 건중량(연소물량) 조사결과를 이용하여 단위면적당(ha) 바이오매스량을 추정하였다. 이상의 현장조사에서 얻어진 결과를 이용하여 4차 수치임상도를 영급별로 침엽수림, 활엽수림, 혼효림으로 대분류한 후 임분별 층위구조에 따른 연소물량을 ArcGIS 9.3을 이용하여 공간자료화하였다. 강원 영동과 영서지역에서 추정된 층위별 연소물량은 Fig. 1과 Fig. 2와 같다. 본 연구에서는 임내의 잠재위험성 평가를 위해 Van Wagner(1977)가 제시한 Crown Fire 이론을 기반으로 하였다. 지표화에서 수관화로 전이되는 조건으로 연료습도(FMC), 지하고(CBH), 지표화 강도(SFI) 등 3가지 파라미터를 산출하여, 수관화 전이를 결정하는 지표화강도(CSI)를 추정하여 연료량 변화에 따른 임내 산불잠재위험성을 평가하였다(Fig. 3). 이때 지표화 강도(SFI)가 수관화전이 지표화 결정강도(CSI)보다 크다면, 수관화로 전이되고 SFI가 CSI보다 작거나 같을 경우 지표화로만 진행된다고 가정할 수 있다.

본 연구는 임목연료 조건에 따른 산불피해특성을 분석하고자 2009년 이후 산불이 발생했던 강릉, 양양, 고성, 삼척, 울진지역을 대상으로 현장조사를 실시하였으며, 그 결과 유령림이 장령림보다 산불피해에 약하고, 활엽수는 침엽수보다 산불에 강하게 나타났다. 그리고 수고와 지하고가 높을수록 산불피해를 적게 입는 경향이 있으며 흉고직경이 크고 임목밀도가 낮을수록 산불피해를 적게 받는 것으로 나타났다.

본 연구에서는 산불위험도 등급화를 위하여 강원도 삼척시를 대상으로 산림연료의 연소특성 DB로부터 GIS를 이용하여 산불발생위험등급화 지도와 산불확산위험등급화 지도를 작성하고, 이로부터 총괄위험을 등급화 하였다. 총괄위험도 등급화에는 착화위험변수(착화특성)와 확산위험변수(발열량 및 화염지속기간, 발연량특성)가 이용되었다. 연구결과, 강원도 삼척시의 산불위험도등급은 1∼5등급으로 분류하였으며, 위험성이 높은 등급을 1등급으로 정하였다. 산불발생위험등급은 1등급과 5등급, 산불확산위험등급은 1등급, 2등급, 4등급, 5등급, 총괄위험등급은 1등급, 2등급, 3등급으로 구분되었다. 총괄위험도 등급에서 위험도 등급이 높은 1등급 구역은 산불발생위험등급과 산불확산위험등급의 영향을 받는 것으로 나타났다.

산림인접지는 산불의 발화지이면서 주요 피해가 발생하는 지역이다. 이러한 지역에서의 피해와 파급효과의 사전파악과 이를 통한 관리 계획의 수립은 산불 피해를 위해 반드시 필요한 단계이다, 따라서 본 연구에서는 이러한 산림인접지 산불위험시설 및 지역의 중요도를 결정하기 위한 체계를 수립하기 위해 분석적 계층과정인 AHP(Analytic Hierarchy Process:분석적 계층과정) 기법을 활용하여 산림 인접지 내의 중요도 결정체계를 수립하였다. 연구결과, 인명(0.36)＞국가시설·군사시설·문화재(0.2)＞개인가옥 및 재산(0.15)＝산림보호구역(0.15)＞기타 산림보호지역(0.14) 순로 나타났다. 또한, 국가시설·군사시설·문화재 간의 중요도 결정체계에 대한 연구 결과, 국가산업시설 0.39＞문화재 0.38＞군사시설 0.24 순으로 분석되었다.