해양심층수 취수를 위한 대구경 GFRP 취수관의 최적 설계

Abstract

전 세계적으로 인구증가와 환경오염에 따른 물 부족이 심화되고 있으며 이에 대응하기 위한 방안으로 다양한 수자원 보호 및 신규 수원 개발이 절실히 요구되고 있다. 우리나라도 수자원의 효율적 이용 및 취수원 다변화를 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 취수원으로서의 해양심층수는 환경친화적 순환재생형 종합자원으로 최근 여러 분야에서 주목받고 있다. 해양심층수는 그 활용분야도 무궁무진하며 활용방법에 따른 취수방법도 여러 가지로 나뉘고 있는데, 본 연구에서는 인공용승용 취수 시스템에 적용할 대구경 해양심층수 취수관의 최적 설계에 대하여 다룬다. 먼저 대구경 해양심층수 취수관에 적합한 재료로는 GFRP관을 선택하였으며 선택된 재질의 취수관에 대하여 간략히 검토하였다. 대구경 GFRP 취수관에 대한 최적 설계를 위해 수심에 따른 조류 속도에 변화를 주어 취수관의 형상을 추정하였으며 GFRP 취수관을 복합재가 아닌 균일부재로 가정하여 대략적인 취수관의 거동을 살펴보았다. 다은 단계로 유전자 알고리즘을 통한 최적 설계를 수행하였는데 변위를 최소화하는 GFRP관의 각 층의 두께를 얻을 수 있었다. 본 연구의 결과는 해양 비옥화와 외해 해양심층수 활용을 통한 국가자원 개발에 크게 기여할 인공용승용 해양심층수 취수시스템의 기초자료로서 활용할 수 있을 것으로 기대된다.