Jak wybrać czujniki do grodzic dla hydroinżynierii?

Jakie czujniki akustyczne wykryją przecieki przy grodzicach?

Najczęściej stosuje się hydrofony, czujniki emisji akustycznej oraz światłowodowe DAS do rejestracji drgań.

Akustyka sprawdza się, bo wypływ wody przez mikroszczelinę generuje charakterystyczny szum. Hydrofony montuje się po stronie wody lub w komorach kontrolnych. Czujniki emisji akustycznej mocuje się do konstrukcji, co ułatwia wychwycenie sygnałów w stalowych elementach, ale przy grodzicach winylowych lepiej zbierać dźwięk z ośrodka wodnego. DAS w kablu światłowodowym mierzy rozkład drgań na długości setek metrów i pozwala zlokalizować źródło hałasu. W praktyce stosuje się filtrację pasmową i korelację krzyżową, aby odsiać hałas tła i zawęzić miejsce przecieku.

Jak działają czujniki światłowodowe w wykrywaniu przecieków?

DTS mierzy temperaturę, DAS drgania, a DFOS ze strunowymi lub siatkowanymi czujnikami odkształcenia wykrywa lokalne deformacje od przepływu.

W DTS wyciek objawia się anomalią temperatury. Pasuje zarówno tryb pasywny, jak i aktywny z kontrolowanym dogrzewaniem kabla, który uwidacznia dopływ zimniejszej wody. DAS rejestruje sygnały akustyczne generowane przez strumień wody i ruch ziaren, co daje alarm nawet przy małych przeciekach. W systemach DFOS monitoruje się rozkład odkształceń w strefie kotew i nad ścianką szczelną. Zaletą światłowodu jest ciągły profil pomiarów i odporność na zakłócenia elektromagnetyczne. Kabel układa się wzdłuż linii grodzic oraz poprzecznie przez wał, w rurach osłonowych dla ochrony podczas robót.

Kiedy warto zastosować sondy ciśnieniowe przy grodzicach?

Gdy kluczowa jest kontrola gradientu i różnicy zwierciadeł po obu stronach ścianki oraz wykrywanie wzrostu ciśnień porowych.

Piezometry otwarte i z czujnikami drgającymi rejestrują poziom i ciśnienie wody. Układa się przekroje pomiarowe przecinające ściankę: po stronie napływu, za ścianką i w strefie przypiętrzenia. Nagły wzrost gradientu, szczególnie przy niskich stanach rzeki, zapowiada filtrację pod ścianką lub przez zamki. Sondy pomagają też ocenić skuteczność doraźnych uszczelnień i sterować pracą studni odciążających.

Jak pomiar wilgotności gruntu pomaga wykryć nieszczelności?

Lokalny wzrost wilgotności i spadek ssania gruntu sygnalizują rozwój dróg filtracji.

Czujniki TDR i pojemnościowe mierzą zawartość wody w gruncie. Tensiometry pokazują zmiany potencjału wodnego. Wykonuje się pasy czujników u podstawy skarpy, u podnóża wału oraz nad strefą posadowienia grodzic. Dane pozwalają zauważyć postępującą strefę zawilgocenia, nawet gdy na powierzchni nie ma jeszcze wyraźnych objawów. Jako uzupełnienie stosuje się tomografię elektrooporową do mapowania stref o obniżonym oporze, które często towarzyszą przeciekom.

Czy georadar jest skuteczny w lokalizacji przecieków przy grodzicach?

Bywa skuteczny w suchych, piaszczystych gruntach. W glinach i przy wysokiej wilgotności jego skuteczność spada.

Georadar dobrze wykrywa pustki, rozluźnienia i strefy o zmienionej strukturze w ośrodkach o niskiej przewodności. W iłach, namułach i przy zasoleniu sygnał silnie tłumie się lub odbicia stają się nieczytelne. Przy grodzicach w nasyconym gruncie lepsze wyniki daje elektrooporowa tomografia, pomiary ciśnienia porowego i światłowody. GPR warto rozważyć do przeglądu ciągłości korony, strefy kotew oraz identyfikacji kawern w suchych odcinkach.

Jak w hydroinżynierii łączy się dane z różnych czujników?

Integruje się je w jednym systemie, z progami alarmowymi i lokalizacją zdarzeń na mapie obiektu.

Łączenie sygnałów akustycznych, temperatury, drgań, ciśnień i wilgotności ogranicza ryzyko fałszywych alarmów. Tworzy się proste reguły, na przykład jednoczesny wzrost drgań DAS i wilgotności uruchamia alarm wyższego poziomu. Dane spina się z modelem filtracji i harmonogramem piętrzeń. Zasilanie awaryjne i lokalna rejestracja zapewniają ciągłość. W większych obiektach stosuje się platformy obliczeniowe i wizualizacje GIS, co ułatwia decyzje operacyjne i planowanie napraw.

Jak zaplanować rozmieszczenie czujników przy grodzicach?

Projektuje się przekroje pomiarowe poprzeczne przez ściankę i zagęszcza czujniki w strefach ryzyka.

Typowe punkty to:

• linia wzdłuż grodzic po stronie napływu i odpływu,
• podnóże skarp i strefa posadowienia,
• przejścia przez obiekty, naroża, kotwy i łączenia etapów robót,
• miejsca ze znaną słabą warstwą podłoża.

Światłowody układa się w rurach osłonowych, z zapasem długości i punktami dostępowymi. Piezometry grupuje się w rzędach na różnych głębokościach. Montaż planuje się tak, aby nie uszkodzić instalacji podczas wibrowania grodzic. Dobrą praktyką jest łączenie monitoringu z rozwiązaniami ograniczającymi ryzyko, na przykład grodzicami winylowymi lub hybrydowymi z uszczelką termicznie zgrzaną w zamku, które zmniejszają podatność zamków na nieszczelności i mają potwierdzone dopuszczenia do budownictwa wodnego.

Co zrobić po wykryciu przecieku przy grodzicach?

Potwierdzić sygnał w terenie, zawęzić lokalizację, wdrożyć zabezpieczenia doraźne i zaplanować naprawę docelową.

Weryfikację wspiera próba barwnikowa, pomiar lokalny ciśnień i inspekcja wizualna. Doraźnie stosuje się:

• odciążenie zwierciadła, opaski filtracyjne i materace przeciwerozyjne,
• zastrzyki uszczelniające w strefie zamków i pod ścianką,
• pompowanie kontrolowane lub studnie odciążające,
• doszczelnienie koron i przejść instalacyjnych.

Rozwiązania docelowe to między innymi wydłużenie przesłony, wymiana odcinka ścianki, uszczelnienie zamków lub zastosowanie grodzic z integrowaną uszczelką o deklarowanej szczelności zamków po montażu. W miejscach wrażliwych, na przykład przy ujęciach wody, warto korzystać z materiałów z atestem higienicznym i potwierdzoną zgodnością z wymaganiami budownictwa wodnego. Monitoring powinien pozostać aktywny, aby ocenić skuteczność naprawy i korygować progi alarmowe.