1. ISTCGCAP
  2. Всі випуски
  3. 99,2024
  4. Оцінка стабільності дамби водосховища за допомогою методу постійних розсіювачів INSAR С-діапазону

Оцінка стабільності дамби водосховища за допомогою методу постійних розсіювачів INSAR С-діапазону

ISTCGCAP.
2024;
Випуск 99,2024, Номер 99
: 5-14
https://doi.org/10.23939/istcgcap2024.99.005
Надіслано: Березень 13, 2024
Автори:
  1. Корнилій Третяк
  2. Денис Кухтар
  3. Томаш Ліпецкі
1
Кафедра вищої геодезії та астрономії, Національний університет “Львівська політехніка”
2
Кафедра вищої геодезії та астрономії, Національний університет «Львівська політехніка»
3
Краківський університет AGH

Метою даної статті є аналіз результатів обробки часових рядів радіолокаційних знімків методом постійних розсіювачів для оцінки стабільності вертикального положення дамби водосховища. Об’єктом дослідження є дамба ставка-охолоджувача Хмельницької атомної електростанції. У зв’язку з виробничою необхідністю постало завдання провести аналіз стійкості дамби у вертикальному положенні незалежним методом за період 2016-2022 рр. Реалізація такого завдання стала можливою лише за рахунок використання бази даних супутникових радіолокаційних знімків зазначеної території. Вхідними даними для аналізу стали 13 радіолокаційних зображень зазначеної місцевості, отриманих із супутника Sentinel-1, що охоплюють період з травня 2016 року по травень 2022 року з інтервалом у шість місяців. Обробка супутникових радіолокаційних даних за алгоритмом StaMPS забезпечила створення карт середніх швидкостей руху поверхні. Після застосування просторово-корельованих і тропосферних поправок діапазон швидкостей розробленої карти деформацій, для досліджуваної території, становив [-9,0; +8,3] мм/рік. В районі проммайданчика середні швидкості вертикальних переміщень близькі до нуля, що свідчить про стабільність зазначеного району за даними спостережень InSAR. Аналізуючи графіки вертикальних переміщень дамби, встановлено, що переміщення мають циклічний характер, який, очевидно, пов’язаний із сезонними впливами на конструкцію. Величина максимальних переміщень за досліджуваний період становила [-10 мм; +10 мм]. Отримані дані свідчать про відсутність небезпечних деформаційних процесів, які могли б вплинути на експлуатаційну надійність дамби водосховища. Виконано порівняльний аналіз результатів з часовими серіями вертикальних рухів дамб водосховищ на території Польщі (Niedzica Dam, Solina Dam, Włocławek Dam). Отримані за даними сервісу European Ground Monitoring Service часові серії підтверджують наявність сезонних циклічних рухів дамб. Практичне значення результатів дослідження полягає в підтвердженні ефективності використання часових рядів радіолокаційних зображень С-діапазону для геодезичного моніторингу стійкості греблі водосховища. Завдяки доступу до існуючої бази даних радіолокаційних знімків супутника Sentinel-1 вирішено завдання оцінки стійкості вертикального положення дамби водойми-охолоджувача Хмельницької АЕС за період з 2016 по 2022 роки.

геодезичний моніторинг
радіолокаційні знімки
метод постійних розсіювачів
StaMPS
Sentinel-1
EGMS
  1. Дорош Л. І. Моніторинг техногенно-небезпечних об’єктів засобами радіолокаційної інтерферометрії: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук: спец. 05.24.01. Львів, 2021. 23 с.
  2. Bayik, C., Abdikan, S., Arikan, M. (2021). Long term displacement observation of the Atatürk Dam, Turkey by multi-temporal InSAR analysis. Acta Astronautica, 189, 483-491. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2021.09.022.
  3. Blasco, D., Manuel, J., Foumelis, M., Stewart, C. and Hooper, A. (2019). Measuring Urban Subsidence in the Rome Metropolitan Area (Italy) with Sentinel-1 SNAP-StaMPS Persistent Scatterer Interferometry. Remote Sensing 11, no. 2. 129. https://doi.org/10.3390/rs11020129.
  4. Cifres, R., Cooksley, G. and Dixon, C. (2018). Space Technologies for Dam Monitoring. Smart Dams and Reservoirs. 411-421.
  5. Dai, K., Liu, G., Li, Z., Ma, D., Wang, X., Zhang, B., Tang, J. and Li, G. (2018). Monitoring Highway Stability in Permafrost Regions with X-band Temporary Scatterers Stacking InSAR. Sensors. 18. 1876. https://doi.org/10.3390/s18061876.
  6. Elias, P., Kontoes, C., Papoutsis, I., Kotsis, I., Marinou, A., Paradissis, D., & Sakellariou, D. (2009). Permanent Scatterer InSAR Analysis and Validation in the Gulf of Corinth. Sensors (Basel, Switzerland), 9(1), 46–55. https://doi.org/10.3390/s90100046.
  7. Kauther, R. & Schulze, R. (2015). Detection of subsidence affecting civil engineering structures by using satellite InSAR. FMGM 2015: Proceedings of the Ninth Symposium on Field Measurements in Geomechanics, Australian Centre for Geomechanics, Perth, 207-218. https://doi.org/10.36487/ACG_rep/1508_11_Kauther.
  8. Kelevitz, K., Wright, T., Hooper, A. and Selvakumaran, S. (2022). Novel Corner-Reflector Array Application in Essential Infrastructure Monitoring. IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING. VOL. 60.
  9. Kopačková, V. (2019). Comparing DInSAR and PSI Techniques Employed to Sentinel-1 Data to Monitor Highway Stability: A Case Study of a Massive Dobkoviˇcky Landslide, Czech Republic. Remote Sensing. Issue: 11. https://doi.org/10.3390/rs11222670.
  10. Liu G. et al. (2011). Exploration of Subsidence Estimation by Persistent Scatterer InSAR on Time Series of High Resolution TerraSAR-X Images. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. Vol. 4, no. 1. 159-170. https://doi.org/10.1109/JSTARS.2010.2067446.
  11. Macchiarulo, V., Milillo, P., Blenkinsopp, C., Giardina, G. (2022). Monitoring deformations of infrastructure networks: A fully automated GIS integration and analysis of InSAR time-series. Structural Health Monitoring. 21(4). 1849-1878. https://doi.org/10.1177/14759217211045912.
  12. Nesterenko, S., Kliepko A. (2022). Geodetic monitoring of the Kaniv HPP dam using satellite radar. International Conference of Young Professionals «GeoTerrace-2022», 3-5 October 2022, Lviv, Ukraine. https://doi.org/10.3997/2214-4609.2022590018
  13. Parcharidis, I., Foumelis, M., Kourkouli, P. and Wegmuller, U. (2009). Persistent Scatterers InSAR to detect ground deformation over Rio-Antirio area (Western Greece) for the period 1992–2000. Journal of Applied Geophysics. Volume 68, Issue 3. 348-355. https://doi.org/10.1016/j.jappgeo.2009.02.005.
  14. Qiang, X. (2020) Accuracy detection of Satellite and InSAR Technology in the Deformation Monitoring in Civil Engineering. IOP Conference Series Earth and Environmental Science. 580(1):012066. https://doi.org/10.3997/2214-4609.2022590018 10.1088/1755-1315/580/1/012066.
  15. Qiu, Z., Jiao, M., Jiang, T. and  Zhou, L. (2020). Dam Structure Deformation Monitoring by GB-InSAR Approach. IEEE Access. Vol. 8. 123287-123296. https://doi.org/10.3997/2214-4609.202259001810.1109/ACCESS.2020.3005343.
  16. Selvakumaran, S., Rossi, C., Marinoni, A., Webb, G., Bennetts, J., Barton, E., Plank, S. and Middleton, C. (2020) Combined InSAR and Terrestrial Structural Monitoring of Bridges. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. PP(99):1-13. DOI: 10.1109/TGRS.2020.2979961.
  17. Selvakumaran, S., Sadeghi, Z., Collings, M., Rossi, C., Wright, T. and Hooper, A. (2022) Comparison of in situ and interferometric synthetic aperture radar monitoring to assess bridge thermal expansion. Smart Infrastructure and Construction. Volume 175, Issue 2. 73-91. https://doi.org/10.1680/jsmic.21.00008.
  18. Serco Italia SPA (2020). StaMPS: Presistent Scatterer Interferometry Processing - Mexico City 2021 (version 1.1). Retrieved from RUS Lectures at https://rus-copernicus.eu/portal/the-ruslibrary/learn-by-yourself.
  19. Wempen, J. (2020) Application of DInSAR for short period monitoring of initial subsidence due to longwall mining in the mountain west United States. International Journal of Mining Science and Technology. Volume 30, Issue 1. 33-37.
  20. Xu, Y., Li, T., Tang, X., Zhang, X., Fan, H., Wang, Y. (2022) Research on the Applicability of DInSAR, Stacking-InSAR and SBAS-InSAR for Mining Region Subsidence Detection in the Datong Coalfield. Remote Sensing. 14. 3314. https://doi.org/10.3390/rs14143314.
  21. Yazici, B. and Gormus, E. (2020) Investigating persistent scatterer InSAR (PSInSAR) technique efficiency for landslides mapping: a case study in Artvin dam area, in Turkey   Geocarto International. 37:8. 2293-2311. https://doi.org/10.1080/10106049.2020.1818854.
  22. Zhang, S., Si, J., Xu, Y., Niu, Y. and Fan, Q. (2021) Time-Series InSAR for Stability Monitoring Research of Ankang Airport with Expansive Soil. Wuhan Daxue Xuebao (Xinxi Kexue Ban)/Geomatics and Information Science of Wuhan University. 46(10). 1519-1528. https://doi.org/10.13203/j.whugis20210223.