1. 2(31)2021
  2. Вплив неприпливного атмосферного навантаження на великі інженерні споруди

Вплив неприпливного атмосферного навантаження на великі інженерні споруди

JGD.
2021;
Випуск 2(31)2021, Номер 2(31)
: 16-28
https://doi.org/10.23939/jgd2021.02.016
Надіслано: Вересень 10, 2021
Автори:
  1. Корнилій Третяк
  2. Іван Брусак
  3. Ігор Бубняк
  4. Федір Заблоцький
1
Кафедра вищої геодезії та астрономії, Національний університет “Львівська політехніка”
2
Кафедра вищої геодезії та астрономії, Національний університет “Львівська політехніка”
3
Кафедра інженерної геодезії, Національний університет “Львівська політехніка”
4
Кафедра вищої геодезії та астрономії, Національний університет “Львівська політехніка”

У роботі проаналізовано висотний зсув ГНСС пунктів великого інженерного об’єкту зумовлений неприпливним атмосферним навантаженнями (NTAL). Об’єктом дослідження є Дністровська ГЕС-1 та її ГНСС-мережа моніторингу. Вихідними даними є RINEX-файли 14 ГНСС станцій Дністровської ГЕС-1 і 8 перманентних ГНСС станцій у радіусі 100 км, модель NTAL завантажена з репозиторію Німецького дослідницького центру геонаук GFZ за 2019-2021 роки та матеріали щодо геологічної будови об’єкту. Методика включає порівняння та аналіз висотної складової часових рядів ГНСС з модельними значеннями NTAL та інтерпретацію їх геодинамічних зміщень, враховуючи аналіз їх геологічного розташування. У результаті встановлено, що пункти мережі Дністровської ГЕС-1 зазнають менших змін висоти, ніж перманентні ГНСС станції в радіусі 100 км. Це відповідає різниці потужностей та щільності гірських порід під відповідними пунктами, тому вони зазнають різних пружних деформацій під впливами однакового навантаження NTAL. Окрім цього, виявлена різна динаміка зміщень пунктів на греблі та на берегах річки, що в свою чергу призводить до тріщин та деформацій у зоні контакту гребля-берег. Під час аномального впливу NTAL висоти навіть близько розташованих пунктів можуть змінитися, якщо геологічна будова під ними є різною. У роботі показано, що для великих інженерних об’єктів варто застосовувати спеціальні моделі та поправки для врахування NTAL у високоточні інженерно-геодезичні виміри.

часові серії GNSS станцій
вертикальні деформації
неприпливне атмосферне навантаження
Дністровська ГЕС-1
  1. Бисовецкий Ю. А., Третяк К. Р., Щучик Э. С. Автоматизация геодезических наблюдений за гидротехническими сооружениями гидроэлектростанций Укргидроэнерго. Гідроенергетика України, 2011. Вип. 2. С. 45-51.
  2. Геологічна карта України, Масштаб 1: 200 000.Волино-Подільська серія, М-35-XXVIII (Бар), М35-XXXIV (Могилів-Подільський). 2008. Пояснювальна записка.
  3. Калинников В. В., Устинов А. В., & Косарев Н. С. Влияние атмосферных нагрузок на результаты спутникового мониторинга здания станционного узла Загорской ГАЭС-2 методом PPP. Вестник СГУГиТ (Сибирского государственного университета геосистем и технологий), 2020. Вип. 25(3), 34-41. DOI: 10.33764/2411-1759-2020-25-3-34-41
  4. Могильний C., Шоломицький A., Шморгун E., Пригаров B. Автоматизированная система геодезического мониторинга. Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва, 2010. Вип. 19. С. 193-197
  5. ПАТ «Укргідропроект». Правила експлуатації водосховищ Дністровського каскаду ГЕС і ГАЕС при НПР 77,10 м буферного водосховища. 2017. 732-39-Т48. 106 с.
  6. Сарнавський В., Овсянніков М. Тектонічна структура і геоди­намічний режим масивів порід у зоні взаємодії з гідротехнічними спорудами ГЕС і ГАЕС (на прикладі Дністровського комплексного гідро­вузла). Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва. 2005. С. 193-206.
  7. Третяк К. Р., Брусак І. В. Метод виявлення короткотривалих зміщень земної поверхні за статистичним аналізом часових серій GNSS станцій. Геодезія, картографія та аерофотознімання, 2021. Вип. 93(1). С. 27-34. https://doi.org/10.23939/istcgcap2021.93.027
  8. Третяк К. Р., Савчин І. Р., Заяць О. С., Голубінка Ю. І., Ломпас О. В. та  Бісовецький Ю. Встановлення та супровід автоматизованих систем контролю просторових зміщень інженерних споруд українських гідроелектростанцій. Гідроенергетика України, 2017. С. 33-41
  9. Третяк К. Р., Заяць О. С., Смірнова О. М. Створення автоматизованої системи геодезичного моніторингу деформацій. Матеріали VI Міжнародної наукової конференції «Геофізичні технології прогнозування та моніторингу геологічного середовища», 2016. С. 272-275.
  10. Третяк К. Р., Краненброек Д. Ж., Балан А. Ю., Ломпас О. В., Савчин І. Р. Апостеріорна оптимізація точності та надійності активної геодезичної мережі моніторингу Дністровської ГЕС. Геодезія, картографія та аерофотознімання, 2014. Вип. 79. С. 5-14.
  11. Третяк, К., Корлятович, Т., Брусак І., Смірнова О. Диференціація кінематики греблі Дністровської ГЕС-1 (за даними ГНСС-моніторингу просторових зміщень). Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва. 2021. Вип. 42. С. 57–66. DOI: www.doi.org/10.33841/1819-1339-2-42-57-66
  12. Barzaghi, R., Cazzaniga, N. E., De Gaetani, C. I., Pinto, L., & Tornatore, V. (2018). Estimating and comparing dam deformation using classical and GNSS techniques. Sensors, 18(3), 756. https://doi.org/10.3390/s18030756
  13. Behr, J. A., Hudnut, K. W., & King, N. E. (1998, September). Monitoring structural deformation at Pacoima dam, California using continuous GPS. In Proceedings of the 11th International Technical Meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation (ION GPS 1998) (pp. 59-68).
  14. Brusak, I., & Tretyak, K. (2020, December). About the phenomenon of subsidence in continental Europe in December 2019 based on the GNSS stations data. In International Conference of Young Professionals «GeoTerrace-2020» (Vol. 2020, No. 1, pp. 1-5). European Association of Geoscientists & Engineers. https://doi.org/10.3997/2214-4609.20205717
  15. Brusak, I., & Tretyak, K. (2021, October). On the impact of non-tidal atmospheric loading on the GNSS stations of regional networks and engineering facilities. In International Conference of Young Professionals «GeoTerrace-2021». European Association of Geoscientists & Engineers.
  16. Bubniak, A. M., Bubniak, I. M., & Zyhar, A. I. (2020, May). Lineaments analysis of the Dnister area (between Bakota and Novodnistrovsk). In Geoinformatics: Theoretical and Applied Aspects. (Vol. 2020, No. 1, pp. 1-4). European Association of Geoscientists & Engineers. https://doi.org/10.3997/2214-4609.2020geo110
  17. Dach, R., Böhm, J., Lutz, S., Steigenberger, P., & Beutler, G. (2011). Evaluation of the impact of atmospheric pressure loading modeling on GNSS data analysis. Journal of geodesy, 85(2), 75-91. https://doi.org/10.1007/s00190-010-0417-z
  18. Dach, R., Lutz, S., Walser, P., & Fridez, P. (2015). Bernese GNSS software version 5.2.
  19. Dardanelli, G., La Loggia, G., Perfetti, N., Capodici, F., Puccio, L., & Maltese, A. (2014, October). Monitoring displacements of an earthen dam using GNSS and remote sensing. In Remote Sensing for Agriculture, Ecosystems, and Hydrology XVI (Vol. 9239, p. 923928). International Society for Optics and Photonics. https://doi.org/10.1117/12.2071222
  20. ESMGFZ; Earth System Modelling at GFZ. Online Access: http://esmdata.gfz-potsdam.de
  21. Glomsda, M., Bloßfeld, M., Gerstl, M., Kwak, Y., Seitz, M., Angermann, D., & Seitz, F. (2019). Impact of non-tidal loading in VLBI analysis. In 24th Meeting of the European VLBI Group for Geodesy and Astrometry.
  22. Mémin, A., Boy, J. P., & Santamaria-Gomez, A. (2020). Correcting GPS measurements for non-tidal loading. GPS Solutions, 24(2), 1-13.  https://doi.org/10.1007/s10291-020-0959-3
  23. Petrov, L. (2015). The international mass loading service. In REFAG 2014 (pp. 79-83). Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/1345_2015_218
  24. Petrov, L., & Boy, J. P. (2003). Study of the atmospheric pressure loading signal in VLBI observations, submitted to J. Geophys. Res. doi: 10.1029/2003JB002500
  25. Rodrigues, E. P. (2007). Estimation of crustal vertical movements due to atmospheric loading effects by GPS observations. Revista Brasileira de Geofísica, 25, 45-50. https://doi.org/10.1590/S0102-261X2007000100004
  26. Savchyn, I., & Pronyshyn R. (2020) Differentiation of recent local geodynamic and seismic processes of technogenic-loaded territories based on the example of Dnister Hydro Power Complex (Ukraine). Geodesy and Geodynamics, 11 (5), 391-400
  27. Tregoning, P., & van Dam, T. (2005). Atmospheric pressure loading corrections applied to GPS data at the observation level. Geophysical Research Letters, 32(22). https://doi.org/10.1029/2005GL024104
  28. Tregoning, P., & Watson, C. (2009). Atmospheric effects and spurious signals in GPS analyses. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 114(B9).
  29. Tretyak K., Periy S., Sidorov I., Babiy L. (2015) Complex High Accuracy Satellite and Field Measurements of Horizontal and Vertical Displacements of Control Geodetic Network on Dniester Hydroelectric Pumped Power Station (HPPS). Geomatics and environmental engineering, 9 (1), 83-96.
  30. Tretyak, K., Korliatovych, T., Brusak, I., (2021, October). Applying the statistical method of GNSS time series analysis for the detection of vertical displacements of Dnister HPP-1 dam. In International Conference of Young Professionals «GeoTerrace-2021». European Association of Geoscientists & Engineers.
  31. VMF Data Server; editing status 2020-12-14; re3data.org - Registry of Research Data Repositories. http://doi.org/10.17616/R3RD2H
  32. 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
  33. Yue, C., Dang, Y., Xu, C., Gu, S., & Dai, H. (2020). Effects and Correction of Atmospheric Pressure Loading Deformation on GNSS Reference Stations in Mainland China. Mathematical Problems in Engineering, 2020. https://doi.org/10.1155/2020/4013150