Удосконалення системи технічної діагностики та екологічно безпечної експлуатації ґрунтових гідротехнічних споруд на малих річках

Автор(и)

  • Геннадій Васильович Гапіч Дніпровський державний аграрно-економічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0001-5617-3566
  • Дмитро Сергійович Пікареня ТОВ «Технічний університет «Метінвест Політехніка», Україна https://orcid.org/0000-0003-1405-7801
  • Ольга Вікторівна Орлінська Дніпровський державний аграрно-економічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0003-3202-7577
  • Володимир Васильович Коваленко Дніпровський державний аграрно-економічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0003-3865-597X
  • Леонід Миколайович Рудаков Дніпровський державний аграрно-економічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0001-7277-7220
  • Ірина Вікторівна Чушкіна Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Україна https://orcid.org/0000-0003-1251-6664
  • Наталія Миколаївна Максимова ТОВ «Технічний університет «Метінвест Політехніка», Україна https://orcid.org/0000-0003-1684-7479
  • Тетяна Костянтинівна Макарова Всеукраїнська екологічна ліга, Україна https://orcid.org/0000-0002-7150-6143
  • Вікторія Валеріївна Кацевич Всеукраїнська екологічна ліга, Україна https://orcid.org/0000-0003-3240-7625

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.255167

Ключові слова:

гідротехнічна споруда, ґрунтова дамба, мала річка, геофізичні методи досліджень, фільтраційні деформації

Анотація

Представлені результати досліджень ґрунтових гідротехнічних споруд (ГТС) класу наслідків (відповідальності) СС1 на малих річках. Репрезентативність отриманих результатів для вітчизняної і світової практики подальшої експлуатації таких споруд забезпечується типовістю технічних і технологічних підходів до будівництва, матеріалу та умов їх роботи. Греблі зведені з ґрунтових матеріалів, експлуатуються значні терміни часу та вичерпали нормативний термін експлуатації, що посилює екологічну та технічну небезпеку їх подальшої роботи. Проведені візуальні обстеження, інструментальна діагностика технічного стану геофізичним методом природного імпульсного електромагнітного поля Землі (ПІЕМПЗ) та математичний аналіз отриманих даних спостережень. Представлена можливість встановлення в тілі ГТС ділянок підвищеної фільтрації води крізь споруду, обводнення, розущільнення та суфозії, визначення потенційно небезпечних зон формування зсувів, тріщин та можливих проранів. Виконано оцінювання імовірності ризику виникнення аварії на дамбах при їх каскадному розташуванні внаслідок фільтраційних деформацій тіла та основи споруди. За сучасних умов експлуатації розрахована можливість пропуску водоскидними пристроями нормативних та понаднормових (форсованих) витрат води внаслідок опадів або прориву розташованої вище за течією споруди. Запропонований підхід надає можливість управління каскадом гідротехнічних споруд на різних стадіях експлуатації: планової, оперативного прийняття рішень, прогнозування. Це дозволяє виконувати діагностичні обстеження з метою виявлення споруд, які потребують першочергового залучення коштів на проведення ремонтно-відновлювальних робіт або знесення (демонтажу)

Біографії авторів

Геннадій Васильович Гапіч, Дніпровський державний аграрно-економічний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра цивільної інженерії, технологій будівництва і захисту довкілля

Дмитро Сергійович Пікареня, ТОВ «Технічний університет «Метінвест Політехніка»

Доктор геологічних наук, професор

Кафедра екології та економіки довкілля

Ольга Вікторівна Орлінська, Дніпровський державний аграрно-економічний університет

Доктор геологічних наук, професор

Кафедра цивільної інженерії, технологій будівництва і захисту довкілля

Володимир Васильович Коваленко, Дніпровський державний аграрно-економічний університет

Кандидат сільськогосподарських наук, доцент

Кафедра водогосподарської інженерії

Леонід Миколайович Рудаков, Дніпровський державний аграрно-економічний університет

Кандидат сільськогосподарських наук, доцент

Кафедра водогосподарської інженерії

Ірина Вікторівна Чушкіна, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка»

Кандидат технічних наук

Кафедра будівництва, геотехніки та геомеханіки

Наталія Миколаївна Максимова, ТОВ «Технічний університет «Метінвест Політехніка»

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра екології та економіки довкілля

Тетяна Костянтинівна Макарова, Всеукраїнська екологічна ліга

Кандидат сільськогосподарських наук, доцент

Вікторія Валеріївна Кацевич, Всеукраїнська екологічна ліга

Кандидат сільськогосподарських наук

Посилання

  1. Downing, J. A., Prairie, Y. T., Cole, J. J., Duarte, C. M., Tranvik, L. J., Striegl, R. G. et al. (2006). The global abundance and size distribution of lakes, ponds, and impoundments. Limnology and Oceanography, 51 (5), 2388–2397. doi: https://doi.org/10.4319/lo.2006.51.5.2388
  2. DBN V.2.4-3:2010. Hidrotekhnichni sporudy. Osnovni polozhennia. Kyiv: Minrehionbud Ukrainy, 37.
  3. Andreev, V. H., Hapich, H. V., Kovalenko, V. V. (2021). Impact of economic activity on geoecological transformation of the basin of the Zhovtenka River (Ukraine). Journal of Geology, Geography and Geoecology, 30 (1), 3–12. doi: https://doi.org/10.15421/112101
  4. Rudakov, L. M., Hapich, H. V., Orlinska, O. V., Pikarenia, D. S., Kovalenko, V. V., Chushkina, I. V., Zaporozhchenko, V. Y. (2020). Problems of technical exploitation and ecological safety of hydrotechnical facilities of irrigation systems. Journal of Geology, Geography and Geoecology, 29 (4), 776–788. doi: https://doi.org/10.15421/112070
  5. Andrieiev, V. G., Hapich, H. V. (2020). Impact of ponds and reservoirs construction on the environmental safety of small river basins of the steppe zone of Ukraine (the case of Dnipropetrovsk region). Mizhvidomchyi Tematychnyi Naukovyi Zbirnyk “Melioratsiya i Vodne Hospodarstvo”, 1, 158–166. doi: https://doi.org/10.31073/mivg202001-228
  6. Hapich, H. V. (2019). Analiz prychyn hidrodynamichnoi avariyi na gruntovykh hidrotekhnichnykh sporudakh kaskadu shtuchnykh vodoim. Visnyk NUVHP (Seriya «Tekhnichni nauky»), 1 (85), 73–82. doi: https://do.org/10.31713/vt120198
  7. Bondar, O. I., Mykhailenko, L. Ye., Vashchenko, V. L., Lapshyn, Yu. S. (2014). Suchasni problemy hidrotekhnichnykh sporud v Ukraini. Visnyk NAN Ukariny, 2, 40–47.
  8. Stefanyshyn, D. V. (2009). Pro otsinku ymovirnostei avariy na richkovykh hidrosporudakh v rezultati ekstremalnykh yavyshch, poviazanykh z poveniamy. Ekolohichna bezpeka ta pryrodokorystuvannia, 4, 28–48.
  9. Schedrin, V. N., Kosichenko, Yu. M., Baklanova, D. V., Baev, O. A., Mikhaylov, E. D. (2016). Obespechenie bezopasnosti i nadezhnosti nizkonapornykh gidrotekhnicheskikh sooruzheniy. Novocherkassk: RosNIIPM, 283.
  10. Johansson, S. (1997). Seepage Monitoring in Embankment Dams. Stockholm.
  11. Chinedu, A. D., Ogah, A. J. (2013). Electrical Resistivity Imaging of Suspected Seepage Channels in an Earthen Dam in Zaria, North-Western Nigeria. Open Journal of Applied Sciences, 03 (01), 145–154. doi: https://doi.org/10.4236/ojapps.2013.31020
  12. Lin, C.-P., Hung, Y.-C., Yu, Z.-H., Wu, P.-L. (2013). Investigation of abnormal seepages in an earth dam using resistivity tomography. Journal of GeoEngineering, 8 (2), 61–70. Available at: http://yo-1.ct.ntust.edu.tw/jge/files/articlefiles/v8i2201309101492635170.pdf
  13. Mainali, G. (2006). Monitoring of Tailings Dams with Geophysical Methods. Luleå University of Technology.
  14. Putrenko, V., Benatov, D., Stefanyshyn, D. (2016). A geoinformation system of “the hydrocomplexes of Ukraine” as an important part in supporting managerial decisions. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (3 (79)), 46–53. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.61135
  15. Benatov, D. (2015). System analysis of natural- technogenic safety elements of the largest Ukrainian hydro-complexes. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (10 (77)), 12–21. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2015.49270
  16. Hapich, H. (2019). Assessing level of environmental and operational safety of low-pressure hydroengineering structures. Transactions of Kremenchuk Mykhailo Ostrohradskyi National University, 4, 46–52. doi: https://doi.org/10.30929/1995-0519.2019.4.46-52
  17. Malakhanov, V. V. (1990). Tekhnicheskaya diagnostika gruntovykh plotin. Moscow: Energopromizdat, 120.
  18. Hapich, H. V. (2013). Otsenka tekhnicheskogo sostoyaniya gruntovykh plotin, kak elementa sistemy ekologicheskogo monitoringa territoriy. Zbirnyk naukovykh prats NHU, 42, 168–173. Available at: http://ir.nmu.org.ua/bitstream/handle/123456789/152565/25.pdf?sequence=1
  19. Yatsyk, A. V., Byshovets, L. V., Bohatov, Ye. O. (1991). Mali richky Ukrainy. Kyiv: Urozhai, 296.
  20. Romashchenko, M. I., Rokochynskyi, A. M., Halik, O. I., Kolodych, O. D., Savchuk, T. V. (2007). Suchasni zminy klimatu ta yikh proiavy vid hlobalnoho do rehionalnoho rivniv. Hidromelioratsiia ta hidrotekhnichne budivnytstvo, 32, 65–79.
  21. Vyshnevskyi, V. I. (2001). Zminy klimatu i richkovoho stoku na terytoriyi Ukrainy i Bilorusi. Naukovi pratsi UkrNDHMI, 249, 89–105.
  22. Hapich, H. V. (2016). Safety assessment of exploitation hydraulic structures on the small river during rain floods. Bulletin of the NUWEE. Technical sciences, 3 (75), 98–104. Available at: http://visnyk.nuwm.edu.ua/index.php/tehn/article/view/125/123
  23. Stefanyshyn, D. V., Korbutiak, V. M., Trofymchuk, O. M. (2013). Perspektyvy vykorystannia heoinformatsiynykh tekhnolohiy v zavdanniakh zabezpechennia nadiynosti y bezpeky hidroenerhetychnykh obiektiv. Visnyk Natsionalnoho universytetu vodnoho hospodarstva ta pryrodokorystuvannia, 2 (62), 47–55.
  24. Shulga, V. A. (2020). Advanced algorithm for diagnostic control of water-development constructions of Ukraine. Hidroenerhetyka Ukrainy, 1-2, 17–23. Available at: https://uhe.gov.ua/sites/default/files/2020-07/7.pdf
  25. Pikarenya, D. S., Orlinskaya, O. V. (2009). Opyt primeneniya metoda estestvennogo impul'snogo elektromagnitnogo polya Zemli (EIEMPZ) dlya resheniya inzhenerno-geologicheskikh i geologicheskikh zadach. Dnepropetrovsk: Izd-vo «SVIDLER», 120.
  26. Hao, G., Wang, H. (2012). Study on Signals Sources of Earth’s Natural Pulse Electromagnetic Fields. Computational Intelligence and Intelligent Systems, 631–638. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-642-34289-9_72
  27. Chushkina, I., Pikarenia, D., Orlinska, O., Maksymova, N. (2019). Experimental substantiation of the NPEMFE geophysical method to solve engineering and geological problems. Visnyk of V.N.Karazin Kharkiv National University. Series «Geology. Geography. Ecology», 51, 109–123. doi: https://doi.org/10.26565/2410-7360-2019-51-08
  28. Kuzmenko, E. D., Bahrii, S. M., Dzioba, U. O. (2019). The depth range of the Earth's natural pulse electromagnetic field (or ENPEMF). Journal of Geology, Geography and Geoecology, 27 (3). 466–477. doi: https://doi.org/10.15421/111870
  29. Orlinska, O. V., Pikarenia, D. S., Maksymova, N. M., Hapich, H. V., Ishchenko, V. M. (2012). Otsinka mitsnostnykh vlastyvostei gruntovykh damb metodom pryrodnoho impulsnoho elektromahnitnoho polia Zemli. Zbirnyk naukovykh prats Natsionalnoho hirnychoho universytetu, 37, 17–23.
  30. Kosichenko, Yu. M., Baklanova, D. V. (2012). Opredelenie veroyatnogo riska avarii krupnogo kanala vsledstvie fil'tratsionnykh deformatsiy. Nauchniy zhurnal Rossiyskogo NII problem melioratsii, 1 (05), 145–156.
  31. Nikolaieva, I. O., Rudakov, D. V. (2015). Development of a Checklist for improvement of tailings safety. Scientific Bulletin of NMU, 2, 97–103.

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-04-30

Як цитувати

Гапіч, Г. В., Пікареня, Д. С., Орлінська, О. В., Коваленко, В. В., Рудаков, Л. М., Чушкіна, І. В., Максимова, Н. М., Макарова, Т. К., & Кацевич, В. В. (2022). Удосконалення системи технічної діагностики та екологічно безпечної експлуатації ґрунтових гідротехнічних споруд на малих річках. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(10 (116), 18–29. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.255167

Номер

Том 2 № 10 (116) (2022): Екологія

Розділ

Екологія

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Hennadii Hapich, Dmytro Pikarenia, Olha Orlinska, Volodymyr Kovalenko, Leonid Rudakov, Iryna Chushkina, Nataliia Maksymova, Tetiana Makarova, Victoriia Katsevych

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.