[논문 리뷰] Cheap Textile Dam Protection of Seaport Cities against Hurricane Storm Surge Waves, Tsunamis, and Other Weather-Related Floods

Alexander Bolonkin|ArXiv.org|2007. 01. 04.

Coastal and Marine Management참고 문헌 2인용 수 28

한 줄 요약

이 논문은 해안 도시의 허리케인 스톰 서지, 측풍, 기상 관련 홍수로부터 보호하기 위해 유연하고 부력이 있는 천으로 만든 장벽을 사용하는 저비용 섬유 기반 방류 시스템을 제안한다. 이 방법은 해안 수역에 고정된 모듈식으로 펼 수 있는 섬유 구조물을 활용하여 파도 에너지를 산산이 흩트려, 기존의 방류 장벽에 비해 훨씬 저렴한 대안을 제공하며, 수력 발전과 땅 개간과 같은 추가적인 응용도 가능하게 한다.

ABSTRACT

Author offers to complete research on a new method and cheap applicatory design for land and sea textile dams. The offered method for the protection of the USA's major seaport cities against hurricane storm surge waves, tsunamis, and other weather-related inundations is the cheapest (to build and maintain of all extant anti-flood barriers) and it, therefore, has excellent prospective applications for defending coastal cities from natural weather-caused disasters. It may also be a very cheap method for producing a big amount of cyclical renewable hydropower, land reclamation from the ocean, lakes, riverbanks, as well as land transportation connection of islands, and islands to mainland, instead of very costly over-water bridges and underwater tunnels.

연구 동기 및 목표

• 미국 주요 항만 도시가 참격적인 스톰 서지와 측풍 홍수로부터 보호받을 수 있는 저비용이고 확장 가능한 해결책을 개발하기 위해.
• 콘crete 방파벽과 스톰 서지 게이트와 같은 전통적인 방류 장벽의 높은 건설 및 유지보수 비용 문제를 해결하기 위해.
• 섬유 기반 장벽을 해안 홍수 보호의 지속 가능한 대안으로 사용할 수 있는지 타당성을 탐색하기 위해.
• 재생 가능 수력 발전과 땅 개간과 같은 이중 용도 응용 가능성을 평가하기 위해.
• 비싼 다리나 턨널을 대체하여 섬 간 연결과 해안 지역 개발을 위한 저비용 인프라 솔루션을 제공하기 위해.

제안 방법

• 해저에 고정되고 부력 요소로 고정되는 고강도, 수밀성 있는 천 패널로 구성된 모듈식이고 탄력 있는 섬유 기반 방류 시스템을 설계하기 위해.
• 섬유 구조 내에서의 파동 붕괴와 난류를 통해 유체역학 원리를 활용하여 파도 에너지를 산산이 흩트리기 위해.
• 스톰 서지와 측풍 파도의 높이와 힘을 줄이기 위해 취약한 해안 지역의 전략적 위치에 방류 시스템을 설치하기 위해.
• 해저 앵커와 긴장된 모리 라인의 조합을 통해 동적인 파도 하중 하에서도 구조적 안정성을 유지하기 위해.
• 기존 해안 인프라와 통합하여 모듈식 확장과 유지보수 접근성을 가능하게 하기 위해.
• 파동 감쇠, 구조적 내구성, 설치 로지스틱을 추정하기 위해 수치 모델링과 물리 원리를 사용하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 섬유 기반 방류 시스템이 항만 도시의 스톰 서지와 측풍 파도의 높이와 에너지를 효과적으로 줄일 수 있는가?
• RQ2 콘crete 방파벽과 스톰 게이트와 같은 전통적 방류 장벽에 비해 섬유 기반 방류 시스템의 상대적 비용 효율성은 어떠한가?
• RQ3 다양한 파도 조건과 장기적인 환경 노출 조건에서 모듈식 섬유 설계의 성능은 어떠한가?
• RQ4 섬유 기반 방류 시스템이 수력 발전과 땅 개간에 얼마나 많이 재활용될 수 있는가?
• RQ5 개방된 해안 수역에서 대규모의 탄력 있는 장벽을 유지하는 데 있어 구조적 및 설치 과제는 무엇인가?

주요 결과

• 제안된 섬유 기반 방류 시스템은 초기 건설 및 장기적인 유지보수 모두에서 이용 가능한 가장 저렴한 방법으로 추정된다.
• 이 시스템은 섬유 구조 내에서 난류와 파동 붕괴를 통해 파도 에너지를 효과적으로 산산이 흩트려, 땅에 도달하는 서지의 영향을 줄인다.
• 이 설계는 해수나 호수에서 대규모의 땅 개간을 가능하게 하며, 최소한의 환경 영향으로 안정된 건조 지역을 형성한다.
• 구조 내에 터빈을 설치하여 수류를 유도함으로써 섬유 기반 방류 시스템이 재생 가능 수력 발전원이 될 수 있다.
• 저비용의 섬-대륙 연결을 가능하게 하여 고가의 해상 다리나 해저 터널을 대체할 수 있다.
• 이 방법은 모듈식 설치와 확장성을 지원하여 다양한 해안 지형과 홍수 위험 수준에 적응 가능하다.