[論文レビュー] Cheap Textile Dam Protection of Seaport Cities against Hurricane Storm Surge Waves, Tsunamis, and Other Weather-Related Floods

Alexander Bolonkin|ArXiv.org|Jan 4, 2007

Coastal and Marine Management参考文献 2被引用数 28

ひとこと要約

本論文は、ハリケーンの高潮、津波、気象関連の洪水から港湾都市を保護するため、柔軟で浮力のある布地のバリアを用いた低コストなテキスタイルダムシステムを提案する。この手法は、海岸水中に固定されたモジュラーで展開可能なテキスタイル構造を活用し、波のエネルギーを散逸させる。伝統的な洪水防御壁に比べて大幅に安価であり、同時に水力発電や埋め立ての応用も可能である。

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.

研究の動機と目的

• 米国の主要な港湾都市が被災的な高潮および津波の洪水から保護されるための低コストでスケーラブルなソリューションを開発すること。
• コンcreteの防波壁や高潮ゲートなどの従来の洪水防御壁の建設および保守コストの高さに対処すること。
• テキスタイルベースのバリアを海岸の洪水防御の持続可能な代替手段としての可能性を検討すること。
• 再生可能エネルギーの水力発電と埋め立ての二重用途応用の可能性を評価すること。
• 高価な橋やトンネルを避け、島嶼間の接続および沿岸域開発のための費用効果の高いインfra構造ソリューションを提供すること。

提案手法

• 海底に固定され、浮力のある部材で補強された高強度で水密性の高い布地パネルから成るモジュラーで柔軟なテキスタイルダムを設計する。
• 波のエネルギーを布地構造内での波の破裂と乱流によって散逸させる流体力学的原理を活用する。
• 被害の深刻な沿岸地域に戦略的に配置し、到達する高潮や津波の高さと力の低減を図る。
• 動的な波の荷重に耐えるために、海底アンカーと張力のかかったモールディングラインの組み合わせでシステムを固定する。
• 既存の沿岸インフラと統合することで、モジュラーな拡張性と保守アクセスを可能にする。
• 波の減衰、構造的整合性、展開のロジスティクスを推定するために、計算モデルと物理的原則を用いる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 テキスタイルベースのダムシステムは、港湾都市における高潮および津波の波の高さとエネルギーを効果的に低減できるか？
• RQ2 コンcreteの防波壁や高潮ゲートなどの従来の洪水防御壁と比較して、テキスタイルダムの相対的な費用対効果はどの程度か？
• RQ3 モジュラーなテキスタイル設計は、異なる波の条件および長期にわたる環境露出下でどの程度の性能を示すか？
• RQ4 テキスタイルダムシステムは、水力発電と埋め立ての応用にどの程度再利用可能か？
• RQ5 開放された沿岸水域に大規模で柔軟なバリアを維持するにあたり、構造的および展開上の課題は何か？

主な発見

• 提案されたテキスタイルダムシステムは、初期建設および長期的保守の両面で、利用可能な最も安価な防災壁の構築方法であると推定される。
• 布地構造内での乱流と波の破裂によって波のエネルギーが効果的に散逸され、陸上への高潮の影響が低減される。
• 設計により、環境への影響を最小限に抑えながら、海や湖から大規模に埋め立てを実現できる安定した乾燥域を形成できる。
• 構造内にタービンを設置することで、水の流れを制御し、再生可能エネルギーの水力発電源として機能できる。
• 高価な海上橋や海底トンネルに代わる、島嶋と本土を結ぶ費用効果の高い接続手段を提供できる。
• モジュラーな展開とスケーラビリティをサポートしており、さまざまな沿岸地形および洪水リスクレベルに適応可能である。