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一种平地四面筑坝型尾矿库洪水及调洪计算简化方法

作者：贾晔

来源：《西部论丛》2017年第01期

摘 要：平地四面筑坝型尾矿库在我国沿海平原地区较为常见，该类型尾矿库计算洪水多采用坡面汇流方法，计算过程较为繁琐。本文以山东省招远市某平地型尾矿库为例，阐述利用坡面汇流公式的一种简化算法进行洪水计算、洪水过程线概化及调洪演算的方法。 关键词：平地型尾矿库；洪水计算；调洪计算；简化方法

平地四面筑坝型尾矿库在我国沿海平原地区较为常见，该类尾矿库由于汇流类型较为特殊（库内无明显河槽），且库面面积即为汇水面积，因而汇水面积一般较小，多数水文手册、水文图集等资料提供的计算方法都需要河槽的参数，对其并不适用。一般需要采用坡面汇流方法进行计算。 1.项目概况

该尾矿库位于山东半岛区，为平地四面筑坝型尾矿库，为湿排库，汇水面积0.079km2。尾矿库等别为四等。尾矿库排洪采用排水井-管型式。 2.洪水计算 2.1洪峰流量

对于汇水面积小于0.1km2的特小排水块，洪峰流量采用特小面积坡面汇流简化公式计算。

式中，QP为设计频率P的洪峰流量，m3/s；SP为频率为P的暴雨雨力，mm/h；μ为入渗率，mm/h；F为坝址以上汇水面积，0.076km2；H24P为频率为P的24小时降雨量，mm；KP为模比系数； _24为年最大24小时降雨量均值，mm。 2.2洪水总量

式中，W为洪水总量，m3；α24为降雨历时为24小时的径流系数。

根据《山东省水文图集》及《尾矿设施设计参考资料》确定洪水计算主要参数如下：

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尾矿库为四等库，洪水重现期采用200年一遇洪水，即设计频率P=0.5%。由于尾矿库为湿排库，库内下层尾砂已饱和，因此不考虑下渗，即入渗率μ取0mm/h。同样，计算时不需考虑地下汇流。洪水计算结果如表2所示。 3.洪水过程线

洪水过程线按三点进行概化，即概化为三角形过程线。过程线的起点即为时段降雨起点，洪水历时由洪峰流量和洪水总量按三角形过程线推算即t=2W?QP=3.32h。从尾矿库安全运行的角度出发，将洪峰置于洪水历时的末端。绘制洪水过程线见图1。 4.调洪演算

排洪构筑物采用“排水井～管”形式。其泄流能力曲线见图2。

采用水量平衡法进行调洪演算。尾矿库内任一时段的水量平衡方程式为：

式中，Qs、Qz为时段始、终尾矿库的来洪流量，m3/s；qs、qz为时段始、终尾矿库的泄洪流量，m3/s；Vs、Vz为时段始、终尾矿库的蓄洪量，m3。 5.结语

本文中讨论的方法为坡面汇流的一种简化算法，利用简化公式计算洪峰流量和洪水总量，并将洪水过程线三点概化为三角形过程线进行调洪演算，大大减少了计算量，提高了工作效率，可用于汇水面积小的平地四面筑坝型尾矿库的洪水估算和简单调洪计算。 参考文献：

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB 50863-2013尾矿设施设计规范[S].北京：中国计划出版社，2014.

[2]《尾矿设施设计参考资料》编写组.尾矿设施设计参考资料[M].北京：冶金工业出版社，1980.

[3]高速水力学国家重点实验室（四川大学），吴持恭.水力学[M].第3版.北京：高等教育出版社，2003：150～152.