Pomiary kontrolne stanu bezpieczeństwa zapór wodnych z zastosowaniem pionów światłowodowych

• Autorzy: Ćmielewski Kazimierz , Gołuch Piotr , Bryś Henryk , Karsznia Krzysztof

Identyfikatory

DOI

10.15199/50.2024.04.2

Warianty tytułu

EN

Control measurements of the safety condition of water dams by utilizing fibre-optical plummets

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Do oceny zachowania się zapory wodnej służy szereg urządzeń pomiarowo-kontrolnych. Są to instrumenty przekazujące informacje z pomiarów bezwzględnych, powiązanych z zewnętrznym układem odniesienia, zlokalizowanym poza zaporą. Niemniej ważnymi urządzeniami pomiarowymi na zaporach jest aparatura do wyznaczania względnych przemieszczeń jej elementów w zadanym interwale czasu. Wszystkie obserwacje z pomiarów względnych i bezwzględnych, na podstawie których określa się stan bezpieczeństwa zapory, przekazywane są do jednostki centralnej rejestracji i przetwarzania danych (CRPD). W artykule opisano możliwości zastosowania linii światłowodowych, występujących w postaci szeregu pojedynczych segmentów, w pomiarach wygięcia ściany zapory oraz określenia jej lokalnych pochyleń. Przedstawiono budowę pojedynczego segmentu pionu światłowodowego oraz szeregu segmentów, wzajemnie powiązanych ze sobą, tworzących kaskadę. Przeprowadzone prace eksperymentalne z użyciem prototypu pionu pozwoliły określić błąd pomiaru położenia optoelektronicznego pionu światłowodowego wynoszący ±0.01 mm/1m.

EN

The structural condition of water dams can be assessed using diverse surveying and control devices. Such instruments deliver data from absolute measurements and are linked to an external reference system outside the dam. Not less important are the instruments determining the relative displacements of its elements over defined measurement cycles. Observations from relative and absolute measurements, determining the dam safety status, are transmitted to the central data recording and processing unit (CDRP). In the article, the authors described the usability of applying fiber-optical lines, implemented in the form of a series of single segments, in measuring the bending of a dam wall and determining its local gradients. They also demonstrated the construction of a fiber-optical plummet represented by a single line and a series of interconnected segments, forming a cascade. Experimental works using a prototype device made it possible to establish its measurement error as ±0.01 mm/1m.

Słowa kluczowe

PL

pomiary przemieszczeń; monitoring zapór wodnych; pion światłowodowy

EN

displacement measurements; water dam monitoring; fibre-optical plummet

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Geodezyjny
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 96, nr 4
• Strony: 9--11
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz.

Twórcy

autor

Ćmielewski Kazimierz

• Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, Instytut Geodezji i Geoinformatyki, ul. Grunwaldzka 53, 50-357 Wrocław

• https://orcid.org/0000-0003-4888-8531

autor

Gołuch Piotr

• Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, Instytut Geodezji i Geoinformatyki, ul. Grunwaldzka 53, 50-357 Wrocław

• https://orcid.org/0000-0002-9268-6198

autor

Bryś Henryk

• Polska Akademia Nauk Oddział w Krakowie, Komisja Geodezji i Inżynierii Środowiska

autor

Karsznia Krzysztof

• Politechnika Warszawska, Wydział Geodezji i Kartografii Pl. Politechniki 1, 00-661 Warszawa

• https://orcid.org/0000-0002-0262-6651

Bibliografia

• 1. Bryś H., 2002. „Zur Geometrie der Deformationen von Gewichttalsperren-Lamellen“, Allgemeine Vermessungs-Nachrichten, no. 2, Herbert Wichmann Verlag.
• 2. Bryś H., Przewłocki S., 1998. Geodezyjne metody pomiarów przemieszczeń budowli. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
• 3. Ćmielewski K., 2003. Przyrząd do pomiaru zmian odchyleń budowli inżynierskich, zwłaszcza zapór wodnych. Patent RP numer: Pat. 201918, Urząd Patentowy RP, Warszawa.
• 4. Ćmielewski K., 2007. Zastosowanie technik światłowodowych i laserowych w precyzyjnych pomiarach kształtu i deformacji obiektów inżynierskich. Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu nr 551, Rozprawy CCXLVI, Wrocław.
• 5. Ćmielewski K., Gołuch P., Kuchmister J., Karsznia K., 2023. Zastosowanie sygnałów światłowodowych w geodezyjnych pomiarach kątowych najwyższej precyzji, Przegląd Geodezyjny, vol. 1, nr 8, DOI:10.15199/50.2023.08.2.
• 6. Ćmielewski K., Karsznia K., Kuchmister J., Gołuch P., Wilczyńska I. 2020. Accuracy and functional assessment of an original low-cost fibre-based inclinometer designed for structural monitoring. Open Geosciences, Vol. 12 No. 1, Warsaw, DOI: 10.1515/geo-2020-0171.
• 7. Ćmielewski, K., Karsznia, K., Gołuch, P., Kuchmister, J., 2023. The concept of surveying set for geometrical dimensioning of difficultly accessible objects, Archives of Civil Engineering, vol. LXIX, issue 1, pp. 627-644, DOI: 10.24425/ace.2023.144192.
• 8. Ćmielewski K., Kuchmister J., Gołuch P., Kowalski K., 2012.The use of optoelectronic techniques in studies of relative displacements of rock mass. Acta Geodynamica et Geomaterialia, Vol. 9, No. 3 (167), Prague, Czech Republic.
• 9. Dardanelli G., La Loggia G., Perfetti N., Capodici F., Puccio L., Maltese A., 2014. Monitoring displacements of an earthen dam using GNSS and remote sensing, Proc. SPIE 9239, Remote Sensing for Agriculture, Ecosystems, and Hydrology XVI, 923928; https://doi.org/10.1117/12.2071222.
• 10. Gołuch P., Kuchmister J., Ćmielewski K., 2018a. Pion laserowy. Wzór użytkowy, nr prawa ochronnego: Ru.71734, , Urząd Patentowy RP, Warszawa.
• 11. Gołuch P., Kuchmister J., Ćmielewski K., 2018b. Urządzenie do pomiarów przemieszczeń. Patent RP numer: Pat.239595, Urząd Patentowy RP, Warszawa.
• 12. Konakoglu B., Leyla Cakir L., Yilmaz V., 2020. Monitoring the deformation of a concrete dam: a case study on the Deriner Dam, Artvin, Turkey. Geomatics, Natural Hazards and Risk 11:1, pages 160-177.
• 13. de Lacy, M. Clara, Ramos, M. Isabel, Gil, Antonio J., Franco, Óscar D., Herrera, Antonio M., Avilés, Manuel, Domínguez, Alicia and Chica, Juan Carlos. "Monitoring of vertical deformations by means high-precision geodetic levelling. Test case: The Arenoso dam (South of Spain)" Journal of Applied Geodesy, vol. 11, no. 1, 2017, pp. 31-41. https://doi.org/10.1515/jag-2016-0034.
• 14. Peplinska-Zaczek J., Karsznia K., 2017. Wykorzystanie nowoczesnych technik pomiarów geodezyjnych w technicznej kontroli zapór, Budowle piętrzące – eksploatacja i monitoring, Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej − Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa, str. 19-36.
• 15. Peplinska-Zaczek J., Podawca K., Karsznia K., 2018. Reliability of geodetic control measurements of high dams as a guarantee of safety of the construction and the natural environment, Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences 2018, Vol. 66, nr 1, s. 87-98, DOI: 10.24425/119062.
• 16. Salwa S., Houimli H., Zid J., 2017. Geodetic and GIS tools for dam safety: case of Sidi Salem dam (northernTunisia), Arab Journal of Geosciences, (2017)10:505, DOI: 10.1007/s12517-017-3259-7.
• 17. Teunissen P. J. G., Zaminpardaz S., Tiberius C. C. J. M., 2020. On the integrity of deformation monitoring, Geomatics, Natural Hazards and Risk, 11:1, 399-413, DOI: 10.1080/19475705.2020.1716085.
• 18. Yavaşoğlu H. H., Kalkan Y., Tiryakioğlu İ., Yigit C .O., Özbey V., Alkan M. N., Bilgi S., Alkan R. M., 2018. Monitoring the deformation and strain analysis on the Ataturk Dam, Turkey, Geomatics, Natural Hazards and Risk, 9:1, 94-107, DOI: 10.1080/19475705.2017.1411400.
• 19. Zheng X., Shi B., Zhang C.-C., Sun Y., Zhang L., Han H., 2021. Strain transfer mechanism in surface-bonded distributed fiber-optic sensors subjected to linear strain gradients: Theoretical modeling and experimental validation. Measurement, Vo. 179, 109510, DOI: 10.1016/j.measurement.2021.109510.