Укргідроенерго впроваджує нові й важливі проєкти, які спрямовані на забезпечення безпечної експлуатації гідротехнічних споруд і обладнання гідроелектростанцій. Зокрема, компанією здійснюється спостереження за станом гребель за допомогою космічної геодезії. Що таке космічна геодезія та яка її роль у забезпеченні безпечної експлуатації гідроспоруд розповів пресслужбі Укргідроенерго в інтерв’ю український геодезист, професор, доктор технічних наук, директор Інституту геодезії Національного університету «Львівська політехніка» Корнилій Третяк.
– Корнилію Романовичу, Інститут геодезії давно співпрацює з Укргідроенерго?
– Співпраця Інституту з Укргідроенерго триває майже 15 років. Розпочалась вона з проведення періодичних вимірів Глобальних навігаційних супутникових систем (далі – ГНСС), що проводилися на створених опорних мережах гідроелектростанцій.
– Що це за виміри?
– За допомогою цих вимірів можна було визначити зміщення інженерних споруд гідроелектростанцій. Точність у них була високою, але вони мали і недолік. Ці результати не надавали змоги проводити безперервний просторово-часовий аналіз зміщень і деформацій інженерних об’єктів, оскільки їх потрібно було проводити з інтервалом у декілька років.
– І після цього розпочалось встановлення стаціонарних систем моніторингу?
– Так. У 2011 році на Канівській, Дніпровській, Середньодніпровській та Дністровській ГЕС розпочалась реалізація масштабного проєкту – створення стаціонарних систем моніторингу просторових зміщень споруд.
– А яка взагалі роль Вашого інституту в забезпеченні безпечної експлуатації гідроспоруд?
– Загалом, проєкт встановлення стаціонарних систем моніторингу був особливим, оскільки в одну систему впроваджувалися сенсори різного призначення. Так, виникла потреба постійного незалежного тестування системи та врахування впливу атмосферних змін на роботу даних сенсорів. Але для цього необхідно було розробити нові методи врахування атмосферної рефракції і наукові підходи для незалежної оцінки роботи системи.
Роботи виконувала всесвітньо відома швейцарська компанія Leica Geosystems, яка і запросила нас для виконання робіт з наукового супроводу. Зазначу, що на той час за кордоном на великих об’єктах вже були реалізовані подібні проєкти.
Звичайно, після введення в дію систем виникли нові напрямки наукових досліджень, які повинні дати відповідь на питання впливу природних факторів, як от вплив сейсмічності, глобальних й регіональних рухів, а також деформацій земної кори. Окрім того, необхідно дослідити техногенні впливи на стійкість гідроспоруд. Ось цим і займається Інститут геодезії.
– Поясніть, будь ласка, що таке космічна геодезія.
– Загалом, космічна геодезія – це розділ геодезії, у якому розв’язуються такі ж задачі, що і у традиційній геодезії. Тільки для цього використовуються штучні супутники Землі та позагалактичні радіоджерела, так звані квазари.
Космічна геодезія вивчає форми, гравітаційне поле та моніторинг обертового руху нашої планети. Окрім того, область космічної геодезії охоплює визначення точного часу, створення загальноземних систем координат та прецизійне визначення координат точок.
– У чому полягає принцип спостереження за станом гідроспоруд за допомогою космічної геодезії?
– Космічна геодезія дозволяє постійно, з інтервалом в 1 секунду, визначати просторові координати та зміщення закріплених на греблях точок.
Для визначення координат використовуються прецизійні ГНСС приймачі, які на постійній основі встановлені над кожною точкою. Приймачі опрацьовують сигнали від навігаційних супутників. Так, приймач на основі отриманого від супутника сигналу та закодованої у ньому інформації вимірює до нього відстань, а також визначає координати супутника на момент виміру відстані у загальноземній системі.
А вже на основі одночасно виміряних відстаней до супутників та їх координат приймач виконує математичні розрахунки і визначає свої координати. Далі ця інформація телекомунікаційними засобами передається на сервер системи, де відповідним чином опрацьовується і накопичується у базі даних. Водночас, на моніторі комп’ютера відразу візуалізується зміщення точок.
– А Ви використовуєте міжнародний досвід під час спостережень за станом гідроспоруд за допомогою космічної геодезії?
– Звичайно. Загалом, розробкою систем автоматизованого моніторингу інженерних гідроспоруд займається багато інноваційних компаній та науково-дослідних інститутів. Крім автоматизованих систем компанії Leica Geosystems відомими є також розробки американської компаній Trimble, які побудовані на базі програмного забезпечення 4D control та системи «Cyclops» та «Centaur», розроблені провідною французькою компанією SOLDATA. До речі, ця система призначена для високоточного моніторингу складних об’єктів спостереження за деформаціями будівель і споруд у режимі реального часу.
Варто зазначити, що на сьогоднішній день у світі практично на всіх потужних гідроелектростанціях встановлено системи моніторингу просторових зміщень гребель. Особлива увага приділяється станціям з великими водосховищами, або тим, які розташованими у сейсмоактивних зонах. На таких об’єктах встановлені мультисистемні комплекси з інтегрованими ГНСС технологіями і геотехнічними сенсорами. Все це працює в режимі реального часу.
– Які Ваші плани на майбутнє, зокрема у співпраці з Укргідроенерго?
– В перспективі Інститут геодезії пропонує розробити інтегровану мережу з чотирьох взаємопов’язаних сегментів. Це сенсори, які, встановлені на греблях гідроелектростанцій, мережа сейсмічних станцій та мережа перманентних ГНСС станцій «Львівської політехніки» «Geoterrace», яка доповнена кластерами навколо гідроелектростанцій. Ну, і ще програмний комплекс, який необхідний для збору, фільтрації й опрацювання інформації з перших трьох сегментів, а також оцінки можливого накопичення критичних зміщень та деформацій гребель.
– Нова інтегрована мережа покращить якість спостереження за гідроспорудами?
– Скажу так, сейсмічні, геодинамічні та техногенні процеси можуть викликати короткоперіодичні зміщення і деформації гребель. Але вони не можуть бути визначені тільки на підставі опрацювання даних ГНСС сенсорів, які встановлені на греблях. Так ось інтегрована мережа зможе постійно проводити моніторинг та диференціювати саме такі короткоперіодичні зміщення і деформації, що покращить якість спостереження.
– Корнилію Романовичу, дуже Вам дякуємо за розмову. Ви надзвичайно цікаво розповідаєте. Бажаємо Вам успіхів у всіх Ваших розробках та дослідженнях.
– Дякую. Сподіваюся, наші напрацювання і надалі допомагатимуть безпечно експлуатувати гідроспоруди, а співпраця з Укргідроенерго буде ще більш ефективною.
Повний текст матеріалу – на сайті Інституту геодезії в межах Порталу Львівської політехніки.