Książka z serii "Rozprawy Doktorskie. Monografie"
Zapewnienie bezpieczeństwa eksploatacji budowli piętrzących wodę wymaga ciągłego monitoringu. Jedną z podstawowych form monitoringu takich obiektów są pomiary piezometryczne, które umożliwiają bezpośrednią ocenę poziomu zwierciadła wody w piezometrze otwartym lub pomiar ciśnienia wody w piezometrze zamkniętym. Badania te dają możliwość kontroli intensywności zjawiska filtracji przez budowlę piętrzącą, a tym samym mogą stanowić podstawę do oceny trwałości i bezpieczeństwa funkcjonowania konstrukcji.
W monografii dokonano obszernej analizy miary podobieństwa stanów wody w badanych piezometrach i stanów wody górnej (WG) uzyskanych zmodyfikowaną metodą iloczynu skalarnego w przypadku trzech zapór: w Pieczyskach, Klimkówki oraz Tresnej. Dodatkowo badanie kierunku filtracji poprzedzono obszerną analizą danych piezometrycznych w aspekcie wykrywania oraz eliminacji obserwacji odstających, wykorzystując w tym celu trzy testy statystyczne: dwa warianty testu Q-Dixona, test Grubbsa oraz test Hampela. W celu określenia granicznej wartości miary podobieństwa, powyżej której można stwierdzić istnienie kontaktu hydraulicznego pomiędzy stanami wody w badanych piezometrach a stanami wody górnej (WG), zaproponowano autorską metodę bazującą na wykorzystaniu rozkładu empirycznego poziomów miar podobieństwa oraz obliczeniu kwantylu rzędu 95%. Zastosowana metoda iloczynu skalarnego została porównana z inną teoretyczną metodą określania kierunku filtracji, a także z metodą graficzną polegającą na wykreśleniu hydroizohips.
- Spis treści
-
1. Wstęp 5
2. Cel, zakres i teza opracowania 9
3. Monitoring obiektów hydrotechnicznych 13
3.1. Rola monitoringu w zapewnieniu bezpieczeństwa eksploatacji budowli piętrzących 13
3.2. Czujniki i urządzenia służące do pomiaru i obserwacji poziomów oraz ciśnienia wody, a także wydatków filtracji i przecieków 18
3.2.1. Czujniki ultradźwiękowe służące do pomiaru poziomu wody 19
3.2.2. Czujniki ciśnieniowe do pomiaru poziomu i ciśnienia wody 19
3.2.3. Czujniki tensometryczne 20
3.2.4. Czujniki piezoelektryczne 20
3.2.5. Czujniki strunowe 21
3.2.6. Czujniki i przyrządy do pomiaru wydatku filtracji 21
4. Metodyka prowadzonych badań 23
5. Charakterystyka obiektów badań 27
5.1. Zapora ziemna w Pieczyskach 27
5.1.1. Charakterystyka danych pomiarowych dotyczących zapory w Pieczyskach 33
5.2. Zapora Klimkówka 33
5.2.1. Charakterystyka danych pomiarowych dotyczących zapory Klimkówka 38
5.3. Zapora Tresna 39
5.3.1. Charakterystyka danych pomiarowych dotyczących zapory w Tresnej 45
6. Analiza pomiarów piezometrycznych w aspekcie występowania błędów grubych 46
6.1. Czynniki wpływające na powstawanie błędów grubych 49
6.2. Wykrywanie oraz eliminacja błędów grubych 49
6.2.1. Test Q-Dixona 51
6.2.2. Test Grubbsa 51
6.2.3. Test Hampela 52
6.2.4. Algorytmy przeprowadzania testów Q-Dixona, Grubbsa oraz Hampela 52
6.3. Analiza materiału badawczego w aspekcie występowania błędów grubych 52
7. Badanie kierunku filtracji w zaporach ziemnych metodą iloczynu skalarnego 65
7.1. Przebieg procedury badania kierunku filtracji metodą iloczynu skalarnego 65
7.2. Analiza wpływu obserwacji odstających 79
8. Uzyskane wyniki oraz ich analiza 87
8.1. Analiza wyników uzyskanych metodą iloczynu skalarnego 87
8.1.1. Wartość krytyczna miary podobieństwa stanów wody zapory w Pieczyskach 87
8.1.2. Wartość krytyczna miary podobieństwa stanów wody zapory Klimkówka 103
8.1.3. Wartość krytyczna miary podobieństwa stanów wody zapory Tresna 107
8.2. Metoda iloczynu skalarnego a test znaku – porównanie wyników 110
8.2.1. Test znaku w przypadku zapory w Pieczyskach 122
8.2.2. Test znaku w przypadku zapory Klimkówka 124
8.2.3. Test znaku w przypadku zapory Tresna 126
8.3. Metoda graficzna a metody teoretyczne – porównanie wyników 128
8.3.1. Graficzna metoda badania kierunku filtracji w przypadku zapory w Pieczyskach 129
8.3.2. Graficzna metoda badania kierunku filtracji w przypadku zapory Klimkówka 132
8.3.3. Graficzna metoda badania kierunku filtracji w przypadku zapory Tresna 134
9. Podsumowanie i wnioski 137
Literatura 14