The application of geophysical methods and numerical modeling for the evaluation of embankment technical conditions

• Autorzy: Popielski P. , Kowalczyk S. , Mieszkowski R. , Chadaj M. , Krysiak M. , Smoliński B.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie metod geofizycznych i modelowania numerycznego do oceny stanu technicznego wałów przeciwpowodziowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper focuses on selected geophysical methods, which may be applied for the evaluation of the technical conditions of flood banks. The paper presents and discusses results of geophysical tests (refractive seismic, geo-radar, vertical electrical sounding and electrical resistivity tomography) obtained from the Kobylnica research test site, i.e. for parts of flood banks on the Vistula River in the Mazovia Region. For a part of the flood bank, where geophysical anomalies were presented, and where cones of hydraulic leakages were observed, numerical calculations of the filtration processes (suffosion) were performed. The obtained results of the geophysical investigations were compared with geotechnical investigations.

PL

W artykule skoncentrowano się na wybranych metodach geofizycznych, które można zastosować do oceny stanu technicznego wałów przeciwpowodziowych. Przedstawiono i zinterpretowano wyniki badań geofizycznych (sejsmiki refrakcyjnej, georadaru, pionowych sondowań elektrooporowych oraz tomografii elektrooporowej) uzyskanych z poligonu badawczego Kobylnica, tj. fragmentów wałów przeciwpowodziowych na rz. Wiśle na Mazowszu. Dla fragmentu wału przeciwpowodziowego, gdzie wskazano anomalie geofizyczne oraz wcześniej wykryto strefy przebić hydraulicznych, wykonano obliczenia numeryczne procesów filtracyjnych (sufozji). Uzyskane wyniki badań geofizycznych skonfrontowano z wynikami badań geotechnicznych.

Słowa kluczowe

EN

Geophysical Methods, Electrical Resistivity Tomography (ERT); Ground Penetrating Radar Method (GPR); Vertical Electrical Soundings (VES); refractive seismic; numerical modelling; suffosion

PL

metody geofizyczne; tomografia elektrooporowa ERT; metoda georadarowa (GPR); metoda pionowych sondowań elektrooporowych (VES); tomografia sejsmiczna; sejsmika refrakcyjna; modelowanie numeryczne; sufozja

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Środowisko
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 110, z. 1-Ś
• Strony: 83--97
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., il., wykr., tab.

Twórcy

autor

Popielski P.

• Institute of Water Supply and Hydrological Constructions, Faculty of Environmental Engineering, Warsaw University of Technology

autor

Kowalczyk S.

• Institute of Hydrogeology and Engineering Geology, Faculty of Geology, University of Warsaw

autor

Mieszkowski R.

• Institute of Hydrogeology and Engineering Geology, Faculty of Geology, University of Warsaw

autor

Chadaj M.

• Faculty of Environmental Engineering, Warsaw University of Technology, Scientific Circle of Water Engineering

autor

Krysiak M.

• Faculty of Environmental Engineering, Warsaw University of Technology, Scientific Circle of Water Engineering

autor

Smoliński B.

• Faculty of Environmental Engineering, Warsaw University of Technology, Scientific Circle of Water Engineering

Bibliografia

• [1] Barański M., Kłobukowski D., Makowski R., Popielski P., Szczepański T., Analysis of possibilities to utilise geophysical surface seismic methods for evaluation of technical conditions of flood banks, Czasopismo Techniczne z. 3-Ś/2012, Kraków 2012.
• [2] Fajklewicz Z. (ed.), Zarys geofizyki stosowanej, An outline of applied geophysics, Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa 1972.
• [3] Fry J.J., How to Prevent Embankments from Internal Erosion Failure?, International Symposium on Dams on Changing Word, Kyoto, Japan, June 5, 2012.
• [4] Grant Rektorski PW: Analysis of possibilities to utilise geophysical surface seismic methods for evaluation of technical conditions of flood banks, Koło Naukowe Inżynierii Wodnej Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2011.
• [5] Grant Rektorski PW: Analysis of possibilities to utilise modern methods of researches of grounds and numerical modelling for evaluation of technical conditions of hydrotechnical structures, Koło Naukowe Inżynierii Wodnej Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2012.
• [6] Griffiths D.H., Barker R D., Two-dimensional resistivity imaging and modelling in areas of complex geology, Journal of Applied Geopgysics, no. 29, 1993, 211-226.
• [7] Jol H.M. (ed.), Ground Penetrating Radar: Theory and Application, 1st ed., Elsevier, 2009.
• [8] Karczewski J., An outline of the geo-radar method, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, Wydanie I, Kraków 2007.
• [9] Keller G.V. Frischknecht F.C., Electrical methods in geophysical prospecting, Pergamon Press Inc., Oxford 1966.
• [10] Kirsch R., (ed.), Groundwater Geophisics, A Tool for Hydrogeology, 2 vol. ed., Springer, 2009.
• [11] Loke M.H., Barker R.D., Rapid least-squares inversion of apparent resistivity pseudosections by a quasi-Newton method. Geophysical Prospecting, no. 44, 1996, 131-152.
• [12] Loke M. H., Tutorial: 2-D and 3-D electrical imagining surveys, Geotomo Software, Malaysia 2012.
• [13] Projekt wykonawczy – Modernisation of the flood bank, 2nd class in km 35+000 to 45+000, of the right-hand bank of the Vistula River valley, at the section: Antoniówka Świerżowska-Wróble Wargocin, Maciejowice Municipality, Garwolin District, BIPROMEL, 2003.
• [14] Res2DINV Manual, GEOTOMO Sofware, 5 Cangkat Miden Loroung 6, Miden Heights, 11700 Gelugor, Penang, Malaysia, 2003, (www.geoeletrical.com).
• [15] Sanecki L., Truty A., Urbański A., On the possibilities of computer-asissted modelling of stability of complex geotechnical systems, Materiały XLV Konf. Nauk KILiW PAN Krynica 99, Wrocław 1999.
• [16] Szymanko J., Stenzel P., Metody geofizyczne w badaniach hydrogeologicznych i geologiczno-inżynierskich, Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa 1993.

Uwagi

EN

The authors would like to thank the Mazovian Unit of EU Programmes Implementation in Warsaw for financing the purchase of Terrameter LS (ABEM) out of the Regional Operating Programme ‘Modernisation and Equipment of Laboratories of the Faculty of Geology of the University of Warsaw for conducting research and development works in the field of the environmental geo-engineering, important for the Mazovia Region – STAGE 1’, which was applied for the implementation of the presented research works.