Research of seasonal deformations of the Dnipro HPP dam according to GNSS measurements

dc.citation.epage16
dc.citation.issue1(30)
dc.citation.journalTitleГеодинаміка
dc.citation.spage5
dc.contributor.affiliationНаціональний університет “Львівська політехніка”
dc.contributor.affiliationLviv Polytechnic National University
dc.contributor.authorТретяк, Корнилій
dc.contributor.authorПаляниця, Богдан
dc.contributor.authorTretyak, Kornyliy
dc.contributor.authorPalianytsia, Bogdan
dc.coverage.placenameЛьвів
dc.coverage.placenameLviv
dc.date.accessioned2023-07-03T07:16:14Z
dc.date.available2023-07-03T07:16:14Z
dc.date.created2021-02-23
dc.date.issued2021-02-23
dc.description.abstractМета. Виявити залежність між сезонною зміною температури і вертикальними та горизонтальними зміщеннями контрольних ГНСС пунктів на основі даних, отриманих автоматизованою системою моніторингу греблі Дніпровської ГЕС у період з 2016 по 2020 роки. Вихідні дані. Для досліджень використовувалися дані цілодобових ГНСС вимірів, отриманих на 16 пунктах греблі Дніпровської ГЕС у період з середини 2016 до середини 2020 року. Методика. Часові ряди ГНСС вимірів, попередньо опрацьованих системою GeoMoS, проаналізовані спеціально розробленим програмним продуктом на предмет визначення параметрів сезонних зміщень та їх взаємозв’язку із сезонними змінами температури повітря. Результати. На основі досліджень встановлено, що на циклічність деформацій дамби визначальним є вплив температури довкілля. Це стосується як горизонтальних, так і вертикальних зміщень, але при умові відсутності суттєвих змін рівня води у верхньому водосховищі. Значення екстремальних зміщень зростають ближче до середини греблі і спадають на краях. Така тенденція простежується щорічно. За даними трирічного ГНСС моніторингу греблі амплітуда піврічних горизонтальних коливань контрольних пунктів відносно осі греблі є в межах 15–18 мм. Практично усі вектори горизонтальних зміщень мають перпендикулярне розташування до осі дугоподібної греблі. У першій половині року вектори горизонтальних зміщень спрямовані на розширення греблі, а у другій половині року – на стиснення греблі. У зимовий та літній період горизонтальні зміщення хвилеподібно зростають від правого краю греблі до її лівого краю. Встановлено, що практично кожного року екстремальні відхилення, як горизонтальні так і вертикальні, відбуваються у лютому та серпні місяці. Екстремуми температури наступають швидше, ніж екстремальні зміщення ГНСС станцій. Для греблі Дніпровської ГЕС горизонтальні екстремальні зміщення в середньому відстають на 37 діб, а вертикальні – на 32 доби від екстремальних температур. Очевидно температурні деформації греблі пов’язані з температурою бетонних конструкцій, яка змінюється з певним запізненням відносно температури повітря. Величини екстремальних зміщень і епохи їх прояву залежать від конструкції греблі і її технічних параметрів. Для кожної греблі ці екстремальні зміщення і епохи їх прояву будуть різними. Відповідно моніторинг цих зміщень і їхніх змін у часі є одним із критеріїв оцінки загального стану греблі. Наукова новизна та практична значущість. Виявлені у результаті проведених досліджень закономірності зв’язку між зміною температури та зміщеннями ГНСС пунктів можуть бути використані для подальших досліджень з опрацювання та аналізу даних моніторингу гідротехнічних споруд.
dc.description.abstractThe goal. Identify the relationship between seasonal temperature changes and vertical and horizontal displacements of GNSS control points based on data obtained by the automated monitoring system of the Dnipro HPP dam in the period from 2016 to 2020. Input data. The research used data of uninterrupted GNSS measurements obtained at 16 points of the Dnipro HPP dam from mid-2016 to mid-2020. Method. A specially developed software product analyzes the GNSS time series of measurements pre-processed by the GeoMoS system to determine the parameters of seasonal displacements and their relationship with seasonal changes in air temperature. The GNSS time series analysis. Based on the conducted research, the influence of environmental temperature has a decisive effect on the cyclicity of dam deformations. This applies to both horizontal and vertical displacements but in the absence of significant changes in the water level in the upper reservoir. Values of extreme displacements increase closer to the middle of the dam and decrease at the edges. This tendency is observed every year in the study period. According to the three-year GNSS dam monitoring, the amplitude of semi-annual horizontal oscillations of the control points relative to the dam axis is in the range of 15-18 mm. Almost all vectors of horizontal displacements are perpendicular to the axis of the arcuate dam. In the first half of the year, the vectors of horizontal displacements aim to widen the dam, and in the second half of the year – at compressing the dam. The analysis of the data represents that almost every year, extreme deviations, both horizontal and vertical, occur in February and August. Temperature extremes occur faster than excessive GNSS displacements. For the dam of the Dnipro HPP, the extreme horizontal displacements lag on average by 37 days, and the vertical ones – by 32 days from the extreme temperatures. The deformations of the dam are related to the concrete structure temperature, which changes with a certain delay relative to the air temperature. The magnitudes of extreme displacements and the epoch of their manifestation depend on the dam’s design and its technical parameters. For each dam, these extreme displacements and the periods of their representation will be different. Accordingly, monitoring these displacements and their changes over time is one of the criteria for assessing the general condition of the dam. Scientific novelty and practical significance. The regularities of the connection between the change of temperature and the displacements of the GNSS points, revealed during the research, can be used for the further study of data processing and analysis of the hydraulic structures monitoring.
dc.format.extent5-16
dc.format.pages12
dc.identifier.citationTretyak K. Research of seasonal deformations of the Dnipro HPP dam according to GNSS measurements / Kornyliy Tretyak, Bogdan Palianytsia // Geodynamics. — Lviv : Lviv Politechnic Publishing House, 2021. — No 1(30). — P. 5–16.
dc.identifier.citationenTretyak K. Research of seasonal deformations of the Dnipro HPP dam according to GNSS measurements / Kornyliy Tretyak, Bogdan Palianytsia // Geodynamics. — Lviv : Lviv Politechnic Publishing House, 2021. — No 1(30). — P. 5–16.
dc.identifier.doidoi.org/10.23939/jgd2021.01.005
dc.identifier.urihttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/59342
dc.language.isoen
dc.publisherВидавництво Львівської політехніки
dc.publisherLviv Politechnic Publishing House
dc.relation.ispartofГеодинаміка, 1(30), 2021
dc.relation.ispartofGeodynamics, 1(30), 2021
dc.relation.referencesChen, Y. Q., Chrzanowski, A., & Secord, J. M. (1990). A
dc.relation.referencesstrategy for the analysis of the stability of reference
dc.relation.referencespoints in deformation surveys. CISM Journal, 44(2), 141–149.
dc.relation.referencesChrzanowski, A., Szostak, A., & Steeves, R. (2011,
dc.relation.referencesOctober). Reliability and efficiency of dam deformation
dc.relation.referencesmonitoring schemes. In Proceedings of the CDA 2011
dc.relation.referencesAnnual Conference. Fredericton, NB. Canada.
dc.relation.referencesOctober (pp. 15–20).
dc.relation.referencesCorsetti, M., Fossati, F., Manunta, M., & Marsella, M.
dc.relation.references(2018). Advanced SBAS-DInSAR technique for
dc.relation.referencescontrolling large civil infrastructures: An application
dc.relation.referencesto the Genzano di Lucania dam. Sensors, 18(7), 2371.
dc.relation.referencesDrummond, P. (2010, April). Combining Cors Networks,
dc.relation.referencesAutomated Observations and Processing, for Network
dc.relation.referencesRtk Integrity Analysis and Deformation Monitoring. In
dc.relation.referencesProceedings of the 15th FIG Congress Facing the
dc.relation.referencesChallenges, Sydney, Australia (p. 11–16).
dc.relation.referencesKhosravi, S., & Heydari, M. M. (2013). Modelling of
dc.relation.referencesconcrete gravity dam including dam-water-foundation
dc.relation.referencesrock interaction. World Appl. Sci. J, 22, 538–546.
dc.relation.referencesMata, J., de Castro, A. T., & da Costa, J. S. (2013).
dc.relation.referencesTime–frequency analysis for concrete dam safety
dc.relation.referencescontrol: Correlation between the daily variation
dc.relation.referencesof structural response and air temperature.
dc.relation.referencesEngineering structures, 48, 658–665.
dc.relation.referencesMilillo, P., Bürgmann, R., Lundgren, P., Salzer, J.,
dc.relation.referencesPerissin, D., Fielding, E., ... & Milillo, G. (2016).
dc.relation.referencesSpace geodetic monitoring of engineered structures:
dc.relation.referencesThe ongoing destabilization of the Mosul dam,
dc.relation.referencesIraq. Scientific reports, 6(1), 1–7.
dc.relation.referencesMoroko, V. M. (2010). Dniproges: Black August 1941. Scientific works of the historical faculty of
dc.relation.referencesZaporizhia National University. Iss. XXIX. P. 197–202.
dc.relation.referencesNational report on the state of man-made and natural
dc.relation.referencessecurity in 2013 Access mode: http:/ www.mns.gov.ua/content/annual_report_2013.html.
dc.relation.referencesOro SR, Mafioleti TR, Neto AC, Garcia SRP, Júnior
dc.relation.referencesCN Investigation of the influence of temperature
dc.relation.referencesand water level of a reservoir on the displacement
dc.relation.referencesof a concrete dam. International J. Appl. Fur.
dc.relation.referencesEng. 2016; 21: 107–120. https://cyberleninka.org/article/n/1341354.pdf.
dc.relation.referencesSarkar, R., Paul, D. K., & Stempniewski, L. (2007).
dc.relation.referencesInfluence of reservoir and foundation on
dc.relation.referencesthe nonlinear dynamic response of concrete
dc.relation.referencesgravity dams. ISET Journal of Earthquake
dc.relation.referencestechnology, 44(2), 377–389.
dc.relation.referencesScaioni, M., Marsella, M., Crosetto, M., Tornatore, V., &
dc.relation.referencesWang, J. (2018). Geodetic and remote-sensing sensors
dc.relation.referencesfor dam deformation monitoring. Sensors, 18(11), 3682.
dc.relation.referencesTretyak, K., Periy, S., Sidorov, I., & Babiy, L. (2015).
dc.relation.referencesComplex High Accuracy Satellite and Field Measurements of Horizontal and Vertical Displacements of
dc.relation.referencesControl Geodetic Network on Dniester Hydroelectric
dc.relation.referencesPumped Power Station (HPPS). Geomatics and environmental engineering, 9(1). 83–96. http://dx.doi.org/10.7494/geom.2015.9.1.83.
dc.relation.referencesUkrhydroenergo News. Safety of dams. https://uhe.gov.ua/en/node/5207.
dc.relation.referencesZeidan, B. A. (2015, March). Effect of foundation flexibility on dam-reservoir-foundation interaction. In Proceedings of the Eighteenth International Water Technology
dc.relation.referencesConference, Sharm El Sheikh, Egypt (p. 12–14).
dc.relation.referenceshttps://www.researchgate.net/publication/280308540.
dc.relation.referencesZhang, L., Peng, M., Chang, D., & Xu, Y. (2016) Dam
dc.relation.referencesFailure Mechanisms and Risk Assessment; John Wiley &
dc.relation.referencesSons: Hoboken, NJ, USA, 2015; ISBN 9781118558522.
dc.relation.referencesZhang, Y., Yang, S., Liu, J., Qiu, D., Luo, X., & Fang, J.
dc.relation.references(2018). Evaluation and Analysis of Dam Operating
dc.relation.referencesStatus Using One Clock-Synchronized Dual-Antenna
dc.relation.referencesReceiver. Journal of Sensors, 2018.
dc.relation.referencesenChen, Y. Q., Chrzanowski, A., & Secord, J. M. (1990). A
dc.relation.referencesenstrategy for the analysis of the stability of reference
dc.relation.referencesenpoints in deformation surveys. CISM Journal, 44(2), 141–149.
dc.relation.referencesenChrzanowski, A., Szostak, A., & Steeves, R. (2011,
dc.relation.referencesenOctober). Reliability and efficiency of dam deformation
dc.relation.referencesenmonitoring schemes. In Proceedings of the CDA 2011
dc.relation.referencesenAnnual Conference. Fredericton, NB. Canada.
dc.relation.referencesenOctober (pp. 15–20).
dc.relation.referencesenCorsetti, M., Fossati, F., Manunta, M., & Marsella, M.
dc.relation.referencesen(2018). Advanced SBAS-DInSAR technique for
dc.relation.referencesencontrolling large civil infrastructures: An application
dc.relation.referencesento the Genzano di Lucania dam. Sensors, 18(7), 2371.
dc.relation.referencesenDrummond, P. (2010, April). Combining Cors Networks,
dc.relation.referencesenAutomated Observations and Processing, for Network
dc.relation.referencesenRtk Integrity Analysis and Deformation Monitoring. In
dc.relation.referencesenProceedings of the 15th FIG Congress Facing the
dc.relation.referencesenChallenges, Sydney, Australia (p. 11–16).
dc.relation.referencesenKhosravi, S., & Heydari, M. M. (2013). Modelling of
dc.relation.referencesenconcrete gravity dam including dam-water-foundation
dc.relation.referencesenrock interaction. World Appl. Sci. J, 22, 538–546.
dc.relation.referencesenMata, J., de Castro, A. T., & da Costa, J. S. (2013).
dc.relation.referencesenTime–frequency analysis for concrete dam safety
dc.relation.referencesencontrol: Correlation between the daily variation
dc.relation.referencesenof structural response and air temperature.
dc.relation.referencesenEngineering structures, 48, 658–665.
dc.relation.referencesenMilillo, P., Bürgmann, R., Lundgren, P., Salzer, J.,
dc.relation.referencesenPerissin, D., Fielding, E., ... & Milillo, G. (2016).
dc.relation.referencesenSpace geodetic monitoring of engineered structures:
dc.relation.referencesenThe ongoing destabilization of the Mosul dam,
dc.relation.referencesenIraq. Scientific reports, 6(1), 1–7.
dc.relation.referencesenMoroko, V. M. (2010). Dniproges: Black August 1941. Scientific works of the historical faculty of
dc.relation.referencesenZaporizhia National University. Iss. XXIX. P. 197–202.
dc.relation.referencesenNational report on the state of man-made and natural
dc.relation.referencesensecurity in 2013 Access mode: http:/ www.mns.gov.ua/content/annual_report_2013.html.
dc.relation.referencesenOro SR, Mafioleti TR, Neto AC, Garcia SRP, Júnior
dc.relation.referencesenCN Investigation of the influence of temperature
dc.relation.referencesenand water level of a reservoir on the displacement
dc.relation.referencesenof a concrete dam. International J. Appl. Fur.
dc.relation.referencesenEng. 2016; 21: 107–120. https://cyberleninka.org/article/n/1341354.pdf.
dc.relation.referencesenSarkar, R., Paul, D. K., & Stempniewski, L. (2007).
dc.relation.referencesenInfluence of reservoir and foundation on
dc.relation.referencesenthe nonlinear dynamic response of concrete
dc.relation.referencesengravity dams. ISET Journal of Earthquake
dc.relation.referencesentechnology, 44(2), 377–389.
dc.relation.referencesenScaioni, M., Marsella, M., Crosetto, M., Tornatore, V., &
dc.relation.referencesenWang, J. (2018). Geodetic and remote-sensing sensors
dc.relation.referencesenfor dam deformation monitoring. Sensors, 18(11), 3682.
dc.relation.referencesenTretyak, K., Periy, S., Sidorov, I., & Babiy, L. (2015).
dc.relation.referencesenComplex High Accuracy Satellite and Field Measurements of Horizontal and Vertical Displacements of
dc.relation.referencesenControl Geodetic Network on Dniester Hydroelectric
dc.relation.referencesenPumped Power Station (HPPS). Geomatics and environmental engineering, 9(1). 83–96. http://dx.doi.org/10.7494/geom.2015.9.1.83.
dc.relation.referencesenUkrhydroenergo News. Safety of dams. https://uhe.gov.ua/en/node/5207.
dc.relation.referencesenZeidan, B. A. (2015, March). Effect of foundation flexibility on dam-reservoir-foundation interaction. In Proceedings of the Eighteenth International Water Technology
dc.relation.referencesenConference, Sharm El Sheikh, Egypt (p. 12–14).
dc.relation.referencesenhttps://www.researchgate.net/publication/280308540.
dc.relation.referencesenZhang, L., Peng, M., Chang, D., & Xu, Y. (2016) Dam
dc.relation.referencesenFailure Mechanisms and Risk Assessment; John Wiley &
dc.relation.referencesenSons: Hoboken, NJ, USA, 2015; ISBN 9781118558522.
dc.relation.referencesenZhang, Y., Yang, S., Liu, J., Qiu, D., Luo, X., & Fang, J.
dc.relation.referencesen(2018). Evaluation and Analysis of Dam Operating
dc.relation.referencesenStatus Using One Clock-Synchronized Dual-Antenna
dc.relation.referencesenReceiver. Journal of Sensors, 2018.
dc.relation.urihttps://cyberleninka.org/article/n/1341354.pdf
dc.relation.urihttp://dx.doi.org/10.7494/geom.2015.9.1.83
dc.relation.urihttps://uhe.gov.ua/en/node/5207
dc.relation.urihttps://www.researchgate.net/publication/280308540
dc.rights.holder© Інститут геології і геохімії горючих копалин Національної академії наук України, 2021
dc.rights.holder© Інститут геофізики ім. С. І. Субботіна Національної академії наук України, 2021
dc.rights.holder© Національний університет “Львівська політехніка”, 2021
dc.rights.holder© Tretyak Kornyliy, Palianytsia Bogdan
dc.subjectГНСС виміри
dc.subjectгеодезичний моніторинг гідротехнічних споруд
dc.subjectгеодезичний моніторинг Дніпровської ГЕС
dc.subjectGNSS measurements
dc.subjectgeodetic monitoring of hydraulic structures
dc.subjectgeodetic monitoring of the Dnipro HPP
dc.subject.udc528.482
dc.subject.udc004.052
dc.titleResearch of seasonal deformations of the Dnipro HPP dam according to GNSS measurements
dc.title.alternativeДослідження сезонних деформацій греблі Дніпровської ГЕС за даними ГНСС вимірів
dc.typeArticle

Files

Original bundle
Now showing 1 - 2 of 2
No Thumbnail Available
Name:
2021n1_30__Tretyak_K-Research_of_seasonal_deformations_5-16.pdf
Size:
837.07 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
No Thumbnail Available
Name:
2021n1_30__Tretyak_K-Research_of_seasonal_deformations_5-16__COVER.png
Size:
529 KB
Format:
Portable Network Graphics
License bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
license.txt
Size:
1.82 KB
Format:
Plain Text
Description: