Interpretation of the results of monitoring of the piezometric measurements of the Chańcza dam in 2014–2017

• Autorzy: Lach Stanisław K.

Identyfikatory

DOI

10.2478/jwld-2019-0052

Warianty tytułu

PL

Interpretacja wyników pomiarów piezometrycznych uzyskanych dla zapory Chańcza w latach 2014–2017

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The occurrence of a hydraulic connection between piezometers is identified based on similar changes in water levels. Some piezometers react to changing upper or lower water levels, some may also react to atmospheric precipitation. If the reaction to variable upper water levels is significant, then leakage of seepage control devices is identified and the dam is subjected to repair works. The aim of this research paper is to present and analyse the dynamics of variability of water levels in open piezometers of the Chańcza dam, located at the 36 km of the Czarna Staszowska River in the town of Korytnica in Świętokrzyskie province (Poland). Before the analysis of the piezometric data was commenced, the Grubbs statistical test was used to identify and reject the outliers. The scope of the research includes the data captured between January 14, 2014 and January 13, 2017. A hypothesis was formulated that the change in the trend occurred after the spring of 2015 when the water level in the reservoir was reduced by approx. 1.5 m. Two trend lines were adapted for the water levels of each piezometer using the least squares method – the first one for the period from January 2014 to May 2015, and the second one from June 2015 to January 2017. In this way, two slopes of the linear function were obtained together with an estimation of their errors. These slopes were compared using a statistical parallelism test.

PL

Występowanie kontaktu hydraulicznego między piezometrami stwierdza się na podstawie podobieństwa zmian stanów wody. Część piezometrów reaguje na zmiany stanu wody górnej lub na zmiany stanu wody dolnej, część może także reagować na opady atmosferyczne. Jeżeli reakcja na zmiany stanu wody górnej jest znacząca, wówczas stwierdza się nieszczelność zabezpieczeń przeciwfiltracyjnych i przystępuje do remontu zapory. Celem artykułu jest przedstawienie oraz przeanalizowanie dynamiki zmian stanów wody w piezometrach otwartych zapory Chańcza zlokalizowanej w 36. km rzeki Czarnej Staszowskiej w miejscowości Korytnica w województwie świętokrzyskim. Przed przystąpieniem do analizy danych piezometrycznych wykorzystano test statystyczny Grubbsa, dzięki któremu możliwe było zidentyfikowanie oraz odrzucenie obserwacji odstających. Zakres badań obejmuje dane uzyskane od 14.01.2014 r. do 13.01.2017 r. Postawiono hipotezę, że zmiana trendu nastąpiła po okresie wiosennym w 2015 r., po którym nastąpiło obniżenie poziomu wody w zbiorniku o ok. 1,5 m. Metodą najmniejszych kwadratów dla każdego piezometru do jego stanów wody dopasowano dwie linie trendu – pierwszą dla okresu od stycznia 2014 do maja 2015 r. oraz drugą, od czerwca 2015 r. do stycznia 2017 r. W ten sposób uzyskano dwa współczynniki kierunkowe funkcji liniowej wraz z oszacowaniem ich błędów. Współczynniki te zostały porównane za pomocą statystycznego testu równoległości.

Słowa kluczowe

EN

earth-fill dam; open piezometer; safety of hydraulic structures; trend line

PL

bezpieczeństwo budowli hydrotechnicznych; linia trendu; piezometr otwarty; zapora ziemna

• Wydawca: Wydawnictwo ITP
• Czasopismo: Journal of Water and Land Development
• Rocznik: 2019
• Tom: no. 42
• Strony: 117--123
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Lach Stanisław K.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mining Surveying and Environmental Engineering, Department of Environmental Management and Protection, al. A. Mickiewicza 30, building C-4, 30-059 Cracow, Poland

Bibliografia

• FELL R., WAN CH.F., CYGANIEWICZ J., FOSTER M. 2003. Time for development of internal erosion and piping in embankment dams. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. No. 129 p. 307–314. DOI 10.1061/(ASCE)1090-0241(2003)129:4(307).
• GAMSE S., OBERGUGGENBERGER M. 2017. Assessment of longterm coordinate time series using hydrostatic-season-time model for rock-fill embankment dam. Structural Control and Health Monitoring. No. 24. Art. No. e1859. DOI 10.1002/stc.1859.
• GĄSIOREK D., KUBICA J., KĘPSKI K., WOJTAŚ E. (ed.) 2015. Zbiornik wodny Chańcza: monografia [The Chańcza reservoir: Monography]. Kraków. Regionalny Zarząd Gospodarki Wodnej w Krakowie. ISBN 978-83-942738-4-2 pp. 158.
• HU D., ZHOU Z., LI Y., WU X. 2011. Dam safety analysis based on stepwise regression model. Advanced Research on Industry, Information Systems and Material Engineering. Vol. 204–210 p. 2158–2161. DOI 10.4028/www.scientific.net/AMR.204-210.2158.
• KLEDYŃSKI Z. 2011a. Monitoring i diagnostyka budowli hydrotechnicznych [Monitoring and diagnostics of hydraulic structures]. Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne. No. 2 p. 54–61.
• KLEDYŃSKI Z. 2011b. Monitoring i diagnostyka budowli hydrotechnicznych [Monitoring and diagnostics of hydraulic structures]. Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne. Nr 3 p. 36–38.
• LACH S. 2016. Wykrywanie oraz eliminacja obserwacji odstających w hydrotechnice. W: Badania i rozwój młodych naukowców w Polsce: woda i ścieki [Detection and elimination of outliers in hydrotechnics. In: Research and development of young scientists in Poland: Water and waste water]. Eds. J. Leśny, J. Nyćkowiak. Poznań. Wydaw. MN p. 38–46.
• LACH S. 2017. Wykrywanie oraz eliminacja błędów grubych w pomiarach piezometrycznych dla zapory Koronowo w latach 2010–2015. W: Badania i rozwój młodych naukowców w Polsce: woda i ścieki [Detection and elimination of outliers in the measurement of piezometers located in Koronowo dam in the period 2010–2015. In: Research and development of young scientists in Poland: Water and waste water]. Eds. J. Leśny, J. Nyćkowiak. Poznań. Wydaw. MN p. 97–105.
• LACH S. 2018a. An analysis of the dynamics of changes to water levels in the open piezometers of the Pieczyska dam in the study period between January 2016 and April 2017. E3S Web of Conferences. Vol. 45. Art. No. 00044 p. 1–7. DOI 10.1051/e3sconf/20184500044.
• LACH S. 2018b. The application of selected statistical tests in the detection and removal of outliers in water engineering data based on the example of piezometric measurements at the Dobczyce dam over the period 2012–2016. E3S Web of Conferences. Vol. 45. Art. No. 00045 p. 1–8. DOI 10.1051/e3sconf/20184500045.
• LACH S. 2018c. Analysis of changes in the trends recorded in piezometers of the Solina Dam in the study period 2010–2015. Journal of Ecological Engineering. Vol. 19 p. 150–155. DOI 10.12911/22998993/79406.
• LACH S., OPYRCHAŁ L. 2017. Using the modified scalar product approach for testing the direction of seepage through the earth-fill dam in Pieczyska. Journal of Water and Land Development. No. 33 p. 89–98. DOI 10.1515/jwld-2017-0023. Materials from the Regional Water Management Authority in Krakow.
• MOLSKI T. 2012. Ziemne budowle hydrotechniczne i ich podłoże w warunkach filtracji naporowej [Earth-fill hydraulic structures and their foundation in pressured filtration conditions]. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich. No 3/III p. 54–61.
• SU H., CHEN Z., WEN Z. 2016. Performance improvement method of support vector machine-based model monitoring dam safety. Structural Control and Health Monitoring. No. 23 p. 252–266. DOI 10.1002/stc.1767.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).