[논문 리뷰] The Golden Gate Textile Barrier: Preserving California Bay of San Francisco from a Rising North Pacific Ocean

Richart B. Cathcart, Alexander Bolonkin|ArXiv.org|2007. 02. 04.

Coastal and Marine Dynamics참고 문헌 18인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 해수면 상승으로 인해 샌프란시스코 만과 샤크라멘토-산호아킨 강 하구에 염수 침입을 방지하기 위해 골든 게이트 해협을 가로질러 떠도는 투과성이 없는 섬유 막대를 설치하는 혁신적인 거대공사(_macroproject_)를 제안한다. 이 막대는 기존 골든 게이트 다리 아래에 설치될 예정이며, 남캘리포니아의 핵심 수자원을 유지하기 위해 상승하는 해수면에 대비한 기후 적응 조치로서 조류 발전 프로젝트의 대안으로 기후 변화가 진행되는 미래 조건에서도 유연하게 기능할 수 있다.

ABSTRACT

Climate change in California may require construction of a barrier separating the Pacific Ocean from San Francisco Bay and the Sacramento River-San Joaquin River Delta simply because Southern California is remarkably dependent on freshwater exported from the Delta. We offer a new kind of salt barrier, a macroproject built of impermeable textile materials stretched across the Golden Gate beneath the famous bridge. We anticipate it might eventually substitute for a recently proposed San Francisco In-Stream Tidal Power Plant harnessing a 1.7 m tide at the Bay entrance if future climate conditions Statewide is conducive. First-glance physics underpin our macroproject.

연구 동기 및 목표

• 북태평양의 해수면 상승으로 인한 샌프란시스코 만과 샤크라멘토-산호아킨 강 하구에 염수 침입의 위협을 해결하기 위해.
• 남캘리포니아의 물 공급에 필수적인 샤크라멘토-산호아킨 강 하구의 담수 수출을 보호하기 위해.
• 기후 변화 대응 조치로 투과성이 없는 섬유 재료를 사용한 새로운 대규모 인프라 솔루션을 제안하기 위해.
• 골든 게이트에서의 조류 발전을 대체하거나 보완할 수 있는 섬유 막대의 실현 가능성 평가하기 위해.
• 미래 기후 시나리오 하에서 지역 수자원 안보를 유지하기 위한 거대공사의 물리 기반 토대 제공하기 위해.

제안 방법

• 기존 골든 게이트 다리 아래에 위치한 골든 게이트 해협을 가로질러 큰 규모의 투과성이 없는 섬유 막대를 설치하기 위해 설계하기 위해.
• 해양 환경과 수압에 견딜 수 있는 고급 내구성 섬유 재료 사용하기 위해.
• 표면 아래에 배치하여 염수 유입을 차단하면서도 하구에서 유출하는 담수의 흐름은 허용하기 위해.
• 에너지 시스템을 활성화하지 않고도 재료의 강도와 구조적 고정을 통해 안정성을 확보하는 수동적, 정적 구조로 설계하기 위해.
• 유사한 위치에 건설 예정인 수중 조류 발전소와의 성능 및 실현 가능성 비교하기 위해.
• 장기적인 안정성과 효과성을 확보하기 위해 기본적인 유체역학 및 지구물리학 원리에 기반한 설계를 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 해수면 상승 조건 하에서 큰 규모의 투과성이 없는 섬유 막대가 샌프란시스코 만과 하구에 염수 침입을 효과적으로 방지할 수 있는가?
• RQ2 골든 게이트에서 제안된 수중 조류 발전소와 비교해 제안된 섬유 막대의 실현 가능성과 환경 영향은 어떠한가?
• RQ3 지각운동이 활발한 해양 환경에서 이러한 거대공사를 구현하는 데 있어 핵심적인 물리적 및 공학적 제약은 무엇인가?
• RQ4 극심한 해양 및 thủy류 힘에 노출된 상태에서 막대가 수십 년에 걸쳐 구조적 강도와 功能을 유지할 수 있는가?
• RQ5 미래 기후 시나리오에서 이러한 막대가 남캘리포니아의 담수 확보에 어떤 역할을 할 수 있는가?

주요 결과

• 제안된 섬유 막대는 수분 침입을 차단하기 위한 수동적이고 대규모의 구조물로서 물리적으로 실현 가능하다.
• 막대를 통해 샌프란시스코 만과 샤크라멘토-산호아킨 강 하구의 담수 자원을 보존할 수 있으며, 이는 남캘리포니아의 물 공급에 필수적이다.
• 미래 기후 조건에서 조류 발전이 가능해진다면, 이 거대공사는 제안된 수중 조류 발전소를 대체하거나 공존할 수 있다.
• 막대의 설계는 해양 및 조류 힘에 견딜 수 있는 충분한 인장 강도와 내구성을 지닌 투과성이 없는 섬유 재료에 의존한다.
• 막대의 효과성은 골든 게이트 다리 아래에 위치해 들어오는 염수를 차단하면서도 항행을 방해하지 않는 데에 기반한다.
• 본 연구는 기후 변화가 예상되는 조건에서 구조적 안정성과 환경 내성의 장기적 지속 가능성을 강조하는 거대공사의 물리 기반 토대를 제공한다.