BADANIA PRZEMIESZCZE BLOKÓW SKALNYCH MASYWU SZCZELI CA WIELKIEGO W GÓRACH STO OWYCH

Transkrypt

1 BADANIA PRZEMIESZCZE BLOKÓW SKALNYCH MASYWU SZCZELI CA WIELKIEGO W GÓRACH STO OWYCH K. M kolski, M. Kacza ek, M. Bo ka, K. Pie kosz Uniwersytet Przyrodniczy, Wroc aw I. Romanyszyn, M. Danylewska, A. Dronova, N. Yaryna Nacionalny Uniwersytet Lwiwska polytechnika S owa kluczowe: Szczeliniec Wielki, system kontrolno pomiarowy, przewy szenia punktów. Wprowadzenie Szczeliniec Wielki cis y rezerwat skalnokrajobrazowy le y w Górach Sto owych, które po o one s na terytorium Polski po udniowozachodniej w cz ci rozleg ego p askowy u, pomi dzy Kotlin Kamiennej Góry, a Kotlin K odzk w Sudetach Zachodnich. Posiada nietypow budow geologiczn, ale charakterystyczn dla ca ego obszaru Gór Sto owych, gdzie twarde bloki piaskowca ciosowego pod cielone s mi kkimi i plastycznymi marglami. W budowie morfologicznej zaznacza si wyra na dwupi trowo. Górne pi tro masywu le ce na wysoko ci ponad 900 metrów npm. o mi szo ci ok. 15 m, stanowi ró norodne formy skalne b d ce efektem zró nicowanej odporno ci ska na wietrzenie. Dolne pi tro o mi szo ci ok. 37 m jest bardziej zwarte i podobnie jak górny poziom poddawane jest sta ym procesom erozyjnym. Budowa ta w po czeniu z niekorzystnymi warunkami hydrogeologicznymi sprzyja niestabilno ci masywu. Mechanizm ruchów polega na wyciskaniu plastycznego materia u spod twardych bloków skalnych. Zjawisku temu towarzyszy silna erozja zarówno wietrzna jak i wodna. Na obiekcie Szczeliniec Wielki prowadzony jest intensywny ruch turystyczny i zagro enie bezpiecze stwa tego ruchu by o powodem rozpocz cia w roku 1972 przez Studenckie Ko o Naukowe Geodetów wówczas Akademii Rolniczej we Wroc awiu, geodezyjnych pomiarów przemieszcze bloków skalnych. Prace pomiarowe prowadzone by y pod nadzorem opiekunów naukowych ko a: w pierwszych kilkunastu latach prof. dr hab. Stefana Caconia, a nast pnie dr in. Krzysztofa M kolskiego oraz dr in. Miros awa Kacza ka. Prace te realizowane by y i s w oparciu o trójrz dowy system kontrolno pomiarowy, którego koncepcje zaproponowa S. Caco (S.Caco, 1980), umo liwiaj cy wyznaczanie deformacji w trzech poziomach dok adno ci w sk ad, którego wchodzi: I rz d sie przestrzenna obejmuj ca ca y obiekt badawczy o dok adno ci okre lenia przemieszcze poziomych ok. 5 mm, pionowych ok. 10 mm; II rz d lokalne siatki pomiarowe k towoliniowe oraz wysoko ciowe usytuowane w najbardziej zagro onych miejscach, tzn. w rejonie schroniska turystycznego, du ej kraw dziowej szczeliny Piekie ka oraz tarasu przy starych schodach o dok adno ci okre lenia przemieszcze poziomych ok. 1 mm, pionowych ok. 0.5 mm; III rz d szczelinomierze TM 71, z których dwa zlokalizowane s na górnej kraw dzi masywu w rejonie schroniska oraz Piekie ka, a trzeci w rejonie starych schodów u podstawy górnego pi tra o dok adno okre lenia przemieszcze wzgl dnych ok mm, (Košták, B., 2001). Dok adno pomiarów w sieci przestrzennej dotyczy rozwi za realizowanych metodami tradycyjnymi (lata: ). W latach pó niejszych pomiary sieci przestrzennej realizowane by y technik GPS (Caco i inni, 2003).Szkic sieci pomiarowych za o onych na obiekcie (rys. 1), zamieszczany w licznych opracowaniach dotycz cych bada prowadzonych na Szczeli cu Wielkim, zaczerpni to z ostatniej pracy dotycz cej tematu: (M kolski i inni 2005). W opracowaniu przestawiono wyniki prac pomiarowych zrealizowanych na wspólnym obozie naukowym studentów z Uniwersytetów we Lwowie i we Wroc awiu, który mia miejsce we wrze niu 2009 roku. Wyniki aktualnie przeprowadzonych prac odniesiono do rezultatów pomiarów geodezyjnych przeprowadzonych wcze niej. W bie cym roku skupiono si na pomiarach niwelacji precyzyjnej, realizowanej zarówno przy u yciu sprz tu tradycyjnego (niwelator Ni007) jak i nowoczesnych niwelatorów kodowych: DNA03 firmy Leica oraz DL-102C firmy Topcon. 125

2 C, (20), 2010 Dla dok adnego okre lenia zmian wysoko ciowych w kraw dziowej strefie Szczeli ca Wielkiego realizowane s pomiary niwelacji precyzyjnej pomi dzy punktami: 110, 111, 112 oraz 113. Dla dok adnego okre lenia zmian wysoko ciowych w kraw dziowej strefie Szczeli ca Wielkiego realizowane s pomiary niwelacji precyzyjnej pomi dzy punktami: 110, 111, 112 oraz 113. Pomiary te wykonywane by y w latach: 1976, 1977, 1978, 1979, 1988, 1991, 2004, 2005, 2006 oraz cz ciowo w roku Rys. 1. Szkic sieci pomiarowej Szczeliniec (M kolski i inni, 2005, na podstawie wcze niejszych opracowa ) Opis prowadzonych na obiekcie pomiarów badawczych. Od roku 2005 wykonywano na obiekcie pomiary niwelacji precyzyjnej od reperu niwelacji pa stwowej AY 0701 do punktu 110. Pomiary te wykonano równie w latach: 2008 oraz Reper niwelacji pa stwowej II klasy AY 0701 znajduje si u podnó a masywu Szczeli ca Wielkiego w miejscowo ci Kar ów (rys. 1). W roku 2009 wykonano tak e pomiary pomi dzy reperem AY0701 a punktami sieci przestrzennej 102 i 103. a. pomiary niwelacji precyzyjnej pomi dzy reperem AY 0701 a punktem 110. Pomiary niwelacji precyzyjnej w roku 2005 wykonano niwelatorem Ni 007. W roku 2008 wprowadzono do pomiarów niwelator kodowy o najwy szej precyzji obserwacji ró nic wysoko ci DNA03 firmy Leica oraz kodowe aty inwarowe. W latach 2005 oraz 2008 pomiary wykonano w obu kierunkach. W roku 2009 wykonano pomiar tylko w jedna stron, od podstawy masywu do partii kraw dziowych. W tabeli 1 przedstawiono wyniki pomiarów uzyskane w latach: 2005, 2008 oraz Na podstawie wysoko ci reperu AY0701 w uk adzie Kronsztadt 86: 757,3834 m oraz poprawionych przewy sze obliczono aktualn wysoko ci punktu 110: ,4081 m. b. pomiary niwelacji precyzyjnej pomi dzy reperem AY 0701 a punktami 102 i 103. Ró nice wysoko ci pomi dzy reperem pa stwowym AY0701 a punktami 102 oraz 103 pomierzono niwelatorem kodowym Topcon DL-102C. Oznacz. odcinka Zestawienie pomiarów przewy sze pomi dzy reperem AY 0701 o punktem sieci przestrzennej 110 w latach rok 2005 w dó rok 2005 rok 2008 w dó rok 2008 Tabela 1 rok , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , AY , , , , , AY , , , , ,

3 Na podstawie wysoko ci reperu AY0701 w uk adzie Kronsztadt 86: 757,3834 m oraz poprawionych przewy sze obliczono wysoko ci punktów102 oraz103: ,4568 m oraz ,2284 m. Rys. 2. Rozpocz cie pomiarów w podnó a masywu Szczeli ca Wielkiego.Pomiar niwelatorem DL-102C Pomierzone ró nice wysoko ci poprawiono o poprawki termiczne. Poprawione przewy szenia przedstawiono w tabeli 2. c. pomiary niwelacji precyzyjnej pomi dzy punktami: 110 i 113. Pomiary pomi dzy punktami usytuowanymi na kraw dzi masywu wykonano w roku 2009, podobnie jak i w latach poprzednich, przy zastosowaniu klasycznego niwelatora Ni007. Pomiary wykonano w obu kierunkach pomi dzy punktami 110 i 113. U redniona ró nic wysoko ci porównano do ró nic uzyskanych w latach poprzednich (tabela 3). Jak mo na zauwa y ró nica wysoko ci pomi dzy punktami 110 a 113 uzyskana w roku 2009 jest najmniejsza ze wszystkich uzyskanych w latach poprzednich. Dlatego te, wskazane jest powtórzenie pomiarów na tym odcinku w latach nast pnych. Przewy szenia pomierzone pomi dzy reperem AY0701 a punktami 102 i 103 w roku 2009 Oznaczenie Odcinka pomierzone Poprawka termiczna poprawione rednie AY , ,01 9,0731 9, AY0701-9, ,01-9,0736 AY ,8462-0,13 27, , AY ,8460-0,09-27,8451 Tabela 2 Rys. 3. W drodze na prze cz pomi dzy Wielkim a Ma ym Szczeli cem. Pomiar niwelatorem Leica DNA03 Rys. 4. Pomiary w partiach kraw dziowych masywu Szczeli ca Wielkiego. Pomiar niwelatorem Ni

4 C, (20), 2010 Tabela 3 Otrzymane przewy szenia punktów kraw dziowych sieci przestrzennej w poszczególnych latach od do , , , , , , , , ,99990 liczba stan , , , , , , , , ,22591 liczba stan , , , , , , , , , ,36048 liczba stan , , , , , , , , ,22601 liczba stan , , , , ,3628 6, , , ,36217 liczba stan , , , , , , , , ,13616 liczba stan b d pojedynczej obserwacji (m 0 ) 0,15 0,10 0,25 0,24 0,28 0,10 0,15 0,17 0,17 0,16 Na podstawie wysoko ci reperu AY0701 w uk adzie Kronsztadt 86: 757,3834 m oraz poprawionych przewy sze na odcinkach AY oraz obliczono aktualn wysoko ci punktu 113: ,7686 m. Wykorzystanie niwelacji geometrycznej w pomiarach du ych ró nic wysoko ci mo e by skuteczne wy cznie w przypadku zastosowania w tych pomiarach bie co komparowanego kompletu, najlepiej nowych, at inwarowych. Bardzo istotne znaczenie w dok adnym okre laniu du ych ró nic wysoko ci ma pomiar temperatury aty, bowiem poprawki do ró nicy wysoko ci okre lone dla przewy szenia 100 m oraz ró nicy temperatury 1 C wynosi odpowiednio: dla at inwarowych 0,13 mm a dla at fiberglassowych 1,0 mm. Podsumowanie. Zaproponowany na Szczeli cu system kontrolno pomiarowy zapewnia du wiarygodno wyników bada i mo e by z powodzeniem stosowany wsz dzie tam, gdzie wyst puj wysokie wymagania, co do kontroli bezpiecze stwa nie tylko na obiektach przyrody nieo ywionej. Uzyskane ró nice wysoko ci oraz wyniki pomiarów realizowanych w segmencie II oraz III (M kolski i inni 2005) wiadcz o przemieszczeniach bloków skalnych, które to dyslokacje mog stanowi zagro enie dla prowadzonego na obiekcie intensywnego ruchu turystycznego. Dlatego te, powinny by monitorowane przy zastosowaniu ró nych technik pomiarowych przedstawionych w wprowadzeniu do niniejszego opracowania: systematycznie przy pomocy pomiarów wzgl dnych (szczelinomierze), ale równie i okresowo (corocznie lub co dwa lata) z wykorzystaniem metod geodezyjnych. Literatura 1. Caco S. (1980). Wybrane zagadnienia dotycz ce sieci geodezyjnych do badania ruchów skorupy ziemskiej, Zeszyty Naukowe AR Wroc aw, nr 25, s. Rozprawy, 2. Caco S., Kopecký J., Kacza ek M., M kowski K., Kap on J., Kontny B. and Bosy J. (2003). Results of geodynamic investigations in the Sto owe MTS. research area, ACTA MONTANA, ser. A, no. 24 (131), Prague 2003, pp , 3. Košták, B. (2001). Rock movement analysis of the monument of inanimate nature table hill Szczeliniec Wielki, Szczeliniec Wielki, Nr 5, pp3, 4. M kolski K., Cacao S, Kap on J., Kacza ek M. (2005), Studies of rock blocks displacements on the upper edge of the Szczeliniec Wielki Massif, ACTA GEODYNAMICA ET GEOMATERIALA, vol.2, No. 3 (139), Prague 2005, pp K., M., M., K., I., M., A.,

5 K., M., M., K.,., M., A.,. -. Investigation of displacements of rock blocks of the Wielki Shchelinec in the Stolowy mountains K. Monkolski, M. Kachalek, M. Bonka, K. Pienkosh, M. Danylewska, A. Dronova, N. Yaryna It is considered the methodology and are shown the results of many years investigations of displacements of rock blocks of the Wielki Shchelinec. 129