‚ MONITORING I BEZPIECZENSTWO BUDOWLI HYDROTECHICZNYCH pod redakcja˛ Jana Wintera, Andrzeja Wity Pawła Popielskiego i Edmunda Sieinskiego Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej ‚ Panstwowy Instytut Badawczy Warszawa 2019 SERIA PUBLIKACJI NAUKOWO-BADAWCZYCH IMGW-PIB Recenzenci: M.Sc., C. Eng. Rodney Bridle; prof. dr hab. inż. Ludwik Dąbkowski; dr inż. Agnieszka Dąbska; prof. dr hab. inż. Zbigniew Kledyński; dr inż. Agnieszka Machowska; prof. dr hab. inż. Wojciech Majewski; dr hab. inż. Paweł Popielski, prof. PW; PhD. DSc. Eng. Stanislav Solsky; dr hab. inż. Jan Winter, prof. PW; dr inż. Andrzej Wita; Redakcja naukowa: dr hab. inż. Jan Winter, prof. PW (Politechnika Warszawska); dr inż. Andrzej Wita (Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN); dr hab. inż. Paweł Popielski, prof. PW (Politechnika Warszawska); mgr inż. Edmund Sieinski (IMGW-PIB) Redakcja merytoryczna: Rafał Stepnowski Skład i łamanie: Rafał Stepnowski Komitet Redakcyjny Wydawnictw IMGW-PIB prof. dr hab. inż. Janusz Zaleski – przewodniczący; prof. dr hab. inż. Tomasz Heese; dr Przemysław Ligenza; dr hab. inż. Bogdan Ozga-Zieliński, prof. IMGW-PIB; mgr Rafał Stepnowski dr hab. inż. Tamara Tokarczyk, prof. IMGW-PIB; prof. dr hab. Zbigniew Ustrnul dr hab. inż. Tamara Zalewska, prof. IMGW-PIB; dr Michał Ziemiański ISBN: 978-83-64979-32-3 Adres redakcji: Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej − Państwowy Instytut Badawczy 01-673 Warszawa, Podleśna 61, tel. 22 56 510 Spis treści Wprowadzenie Jan Winter, Andrzej Wita 7 I. Badania, eksploatacja i utrzymanie budowli hydrotechnicznych 1. Trwałość asfaltobetonowych ekranów górnych zbiorników elektrowni szczytowo-pompowych Zbigniew KLEDYŃSKI, Beata BANASZEK 17 2. Spillway gate drive systems – how safe is safe? Ken GRUBB, Russ DIGBY, Paul JONES, David CAVE 31 3. Analiza przechyleń budowli z wykorzystaniem czujników ultradźwiękowych o wysokiej dokładności i stabilności, umożliwiających wczesne wykrywanie trendów awaryjnych Leszek ORNOCH, Andrzej OLSZEWSKI, Paweł POPIELSKI 47 4. Challenges for Gabcikovo Water Structure System after 25 years of operation, upgrade, innovation and monitoring safety and impacts on environment Peter PANENKA, Dušan VOLESKÝ 59 5. Problemy eksploatacyjne jazu Rędzin na Odrze, projekt remontu zabytkowego obiektu Krzysztof BROŚ 75 6. The repair of bottom outlets at the Palcmanská Maša Dam under protection of submersible temporary closing facility Roman IVANČO, Marián MIŠČÍK, Ľubomír UHORŠČÁK 89 7. Światłowodowe pomiary przemieszczeń wieży ujęciowej W11 zlokalizowanej na terenie OUOW „Żelazny Most” Paweł STEFANEK, Rafał SIEŃKO, Łukasz BEDNARSKI, Tomasz HOWIACKI 95 8. Ochrona czynna i bierna plaż i skarp Obiektu Unieszkodliwiania Odpadów Wydobywczych „Żelazny Most” przed emisją pyłów Zbigniew SKRZYPCZAK, Szymon ZIELIŃSKI, Jarosław KARAŚ, Paweł STEFANEK, Robert PRATKOWIECKI 105 9. Dams safety during floods in the Czech Republic David RICHTR, Miloš SEDLÁČEK 119 10. Implementation of automated measurements at flood protection dikes of rivers Váh and Small Danube Petr DUŠEK, Barbara KOPČÁKOVÁ, Peter GUŽÍK 131 11. Zastosowanie danych teledetekcyjnych w monitoringu stanu technicznego zapór i wałów przeciwpowodziowych Dagmara ZELAYA WZIĄTEK 141 II. Zagadnienia geotechniczne w hydrotechnice 1. Numerical analysis for the dam break of the Cholticky dam David DUCHAN, Lubomir PETRULA, Jaromir ŘÍHA 153 2. The failure of the Hubalov weir due to piping Jaromir ŘÍHA 169 3. Modelowanie filtracji i obliczenia numeryczne stateczności budowli piętrzących Ewelina SOCHACKA, Angelina KUTROWSKA, Piotr ŚLIWIŃSKI 179 4. Badania sejsmiczne w ocenie podłoża i stanu budowli hydrotechnicznych Szymon OSTROWSKI, Marcin LASOCKI 193 5. Detekcja strefy nasilonego przepływu wody w podłożu holenderskiego wału morskiego metodą termo-aktywną Krzysztof RADZICKI, Marek STOLIŃSKI 205 6. Algorithm of selection of the landslide slopes optimal stabilization Solsky Stanislav VIKTOROVICH, Bykovskaya Sofya ALEKSANDROVNA 215 7. The analysis of behavior of the soil embankment reinforced by geogrids Askar ZHUSSUPBEKOV, Iliyas ZHUMADILOV, Aliya ALDUNGAROVA 227 8. The effect of time and hardening conditions on the main properties of clay-сement concrete Stanislav Viktorovich SOLSKIY, Ekaterina Evgen’evna LEGINA, Aleksey Sergeevich VELICHKO 239 9. Biocementacja gruntu przez bakterie ureolityczne – określenie wytrzymałości na ścinanie Katarzyna MISIOŁEK, Paweł POPIELSKI, Katarzyna AFFEK 249 III. Budowle wodne − wybrane zagadnienia 1. Budownictwo hydrotechniczne w Sudetach po powodzi w roku 1897 Jan WINTER 261 2. The two-step KRPAN application for calculating the benefits of flood protection measures Andrej VIDMAR, Katarina ZABRET, Klaudija SAPAČ, Petra PERGAR, Andrej KRYŽANOWSKI 277 3. Projektowanie i wykonawstwo betonu hydrotechnicznego w Polsce – obecne tendencje i ich wpływ na trwałość betonu Witold JAWAŃSKI, Maciej WIŚNIEWSKI 291 4. Beton masywny ze spoiwem żużlowo-popiołowym Agnieszka MACHOWSKA 305 5. Mechanika elastycznych wypełnień dylatacji w okładzinach betonowych skarp kanałów i nasypów hydrotechnicznych Zbigniew KLEDYŃSKI, Łukasz KRYSIAK 315 6. Wpływ dodatku popiołu z termicznego przekształcania komunalnych osadów ściekowych na wybrane właściwości zawiesin twardniejących Łukasz SZAREK 329 7. Durability and reliability of steel solutions in hydraulic structures João MARTINS, Darius MACIJAUSKAS, Michał JANUSZEWSKI 341 8. Gabionowe budowle hydrotechniczne Remigiusz DUSZYŃSKI 355 9. Szlak żeglugowy Pisy i Narwi – stan aktualny i koncepcje rewitalizacji Błażej SMOLIŃSKI, Piotr KUŹNIAR 369 10. How dams can create an added environmental value in space? Nina HUMAR, Jure ŠIMIC, Andrej KRYŽANOWSKI 383 11. Charakterystyka chemiczna wód zbiorników małej retencji Małgorzata WOJTKOWSKA 399 12. Pływające panele fotowoltaiczne – perspektywy realizacji w Polsce Paweł FALACIŃSKI, Damian DOBROWOLSKI 411 Abstrakty 423 Summaries 439 Wprowadzenie Jan WINTER Politechnika Warszawska, Wydział Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska Andrzej WITA Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN − Sekcja Konstrukcji Hydrotechnicznych Lepiej kontrolować swoje błędy niż cudze. (Demokryt) Dwa lata po ostatniej edycji, przekazujemy Państwu kolejną monografię dotyczącą bez- pieczeństwa budowli hydrotechnicznych. Mamy nadzieję, że przedkładana pozycja przyczyni się do dalszego rozwoju systemów monitoringu i bezpieczeństwa obiektów, których awaria, a tym bardziej zniszczenie, może spowodować katastrofalne skutki dla ludzi i środowiska. Monografię podzielono na trzy części: I. Badania, eksploatacja i utrzymanie budowli hydrotechnicznych (jedenaście artykułów), II. Zagadnienia geotechniczne w hydrotechnice (dziewięć artykułów), III. Budowle wodne – wybrane zagadnienia (dwanaście artykułów). Wśród autorów znalazło się wiele osób uczestniczących w poprzednich edycjach, w tym współpracujący z nami stale hydrotechnicy z Czech, Rosji, Słowacji, Słowenii i Polski. Udało nam się również nawiązać współpracę z nowymi, znakomitymi specjalistami z Kazach- stanu i Wielkiej Brytanii. Wszystkim im serdecznie dziękujemy za zaangażowanie i przy- gotowanie artykułów. Dziękujemy również Recenzentom – ich praca gwarantuje wysoki poziom prezentowanej monografii, która powinna zainteresować zarówno naukowców, jak i praktyków. Pierwszą część monografii otwiera praca Kledyńskiego i Banaszek o trwałości ekra- nów asfaltobetonowych górnych zbiorników elektrowni szczytowo-pompowych, niezwykle ciekawa ze względu na niezawodną pracę naszych największych elektrowni wodnych. W kolejnym artykule autorzy z Wielkiej Brytanii stawiają jakże ważne pytanie: jak pewne jest bezpieczeństwo? Zagadnienie ma kluczowe znaczenie dla bezpiecznej obsługi zamknięć na przelewach. Z tego punktu widzenia, omówiono niezawodność systemów napędowych zamknięć. Jeden z kolejnych artykułów przenosi nas do Słowacji, do Gabcikova. Przed- stawiono w nim dwudziestopięcioletnie doświadczenia z eksploatacji, utrzymania, kontroli 7 bezpieczeństwa i obserwacji wpływu na środowisko systemu budowli wodnych. W tej części książki znajdują się jeszcze dwa ciekawe artykuły ze Słowacji, nawiązujące do problemów eksploatacji oraz monitorowania budowli hydrotechnicznych. Bardzo interesująca w tym zakresie jest również praca z Czech, dotycząca bezpieczeństwa zapór w czasie przepuszczania fal wezbraniowych. Kolejnym zagadnieniem poruszonym przez autorów jest bezpieczeń- stwo składowisk odpadów mokrych na przykładzie, największego tego typu składowiska w Europie – „Żelazny Most”. Problemy monitoringu różnych budowli hydrotechnicznych są przewodnim tematem następnych kilku artykułów związanych z polskimi doświadczeniami w tym zakresie. Drugą część monografii otwierają prace przygotowane przez Rihę i jego współpracow- ników (Republika Czeska). Bardzo ciekawe i stojące na wysokim poziomie artykuły dotyczą przykładów zaistniałych awarii budowli. W następnym opracowaniu, przygotowanym przez autorów z Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej (IMGW-PIB), omówiono zagadnienia modelowania filtracji i stateczności budowli piętrzących. Ciekawy artykuł na temat badań sejsmicznych w ocenie podłoża budowli hydrotechnicznych zaprezentował zespół badaczy z Państwowego Instytutu Geologicznego (PIG-PIB). Na uwagę zasługują również prace z Rosji, Solskiyego i jego współpracowników, oraz z Kazachstanu przygotowane pod kie- runkiem Zhussupbekova. W części trzeciej monografii, tradycyjnie, zamieszczono artykuły obejmujące bardzo szerokie spektrum problemów budownictwa wodnego. Otwiera ją praca o skutkach powodzi 1897 r. w Sudetach, która przyczyniła się do