|
尾礦庫的調(diào)洪和演算是為了確保尾礦庫的安全運(yùn)行，防止因洪水超過庫容導(dǎo)致的尾礦泄漏或潰壩事故。尾礦庫調(diào)洪演算是一個重要的過程，用于評估尾礦庫在不同降雨情況下的安全性和運(yùn)行效能。調(diào)洪演算涉及到水文分析、水力計算以及泥沙運(yùn)動分析等多個方面。 尾礦庫調(diào)洪演算是尾礦庫安全管理中的重要工作之一，旨在通過合理的調(diào)控措施，確保尾礦庫在洪水來臨時能夠安全度過洪水期，減少洪水對尾礦庫及下游地區(qū)的影響。下面簡要介紹尾礦庫調(diào)洪演算的步驟。 
2. 調(diào)洪演算步驟 尾礦庫調(diào)洪演算主要包括以下幾個步驟： (1) 確定設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)也可稱為防洪標(biāo)準(zhǔn)，尾礦庫各使用期的防洪標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)使用期庫的重要性(等別)、庫容、壩高、使用年限及對下游可能造成的潛在危害程度等因素確定。根據(jù)《尾礦庫安全規(guī)程》(GB39496-2020)和《尾礦設(shè)施設(shè)計規(guī)范》(GB50863-2013)，尾礦庫可能需要設(shè)計小型、中型或大型洪水。對于重要性較高的尾礦庫，可能需要采用一千年一遇的洪水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。 (2) 基礎(chǔ)資料收集與準(zhǔn)備，主要包括：(a) 收集和分析尾礦庫的基本資料，包括尾礦庫的地形、地質(zhì)、水文、氣象等數(shù)據(jù)，如降雨量、流域面積、流域的植被覆蓋情況、土壤類型等。這些數(shù)據(jù)可以從當(dāng)?shù)貧庀缶?、水文站獲取，或使用遙感和地理信息系統(tǒng) (GIS) 技術(shù)進(jìn)行收集。氣象資料包括氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、降水量、蒸發(fā)量、降水最隨季節(jié)變化規(guī)律以及凍結(jié)深度；水文資料包括水系分布圖、水位、流速、流量、流域面積、徑流系數(shù)及動態(tài)、洪水淹沒范圍等資料；(b) 獲取設(shè)計洪水資料，如設(shè)計洪水的頻率、峰值流量、洪水過程線等。(c) 確定尾礦庫的庫容曲線、出水建筑物（如溢洪道、排水井等）的特性參數(shù)。(3) 入庫洪水計算，確定入庫流量和設(shè)計洪水過程。根據(jù)設(shè)計洪水的頻率 (洪水重現(xiàn)期)，選擇相應(yīng)的設(shè)計洪水過程線。根據(jù)水文氣象資料，采用合適的洪水頻率計算方法（如暴雨頻率法、歷史洪水法等），確定設(shè)計洪水和校核洪水的洪峰流量和洪水過程線。設(shè)計洪水過程線通常包括洪水的起始時間、峰值流量、洪峰持續(xù)時間及洪水退去的時間。使用如下公式計算設(shè)計洪水的入庫流量：C---徑流系數(shù)，取決于土壤的滲透能力和地表覆蓋情況假設(shè)某尾礦庫位于流域面積為10平方公里的小流域，地表覆蓋為中度植被，土壤為黏土。假定徑流系數(shù) C=0.35，最大小時降雨強(qiáng)度 I=50毫米/小時，則設(shè)計洪水流量Q值為：
此流量將用于后續(xù)的溢洪道設(shè)計和庫的穩(wěn)定性分析。 (4) 尾礦庫水位-庫容曲線。根據(jù)尾礦庫的設(shè)計和地形圖，繪制水位-庫容曲線。這一曲線顯示了不同水位下庫容的變化，對于評估洪水期間尾礦庫的水位變化至關(guān)重要。庫容曲線反映了尾礦庫水位與庫容之間的關(guān)系，通常通過實測或計算得到。 其中，V 是庫容(m3)，H是對應(yīng)的水位，即水深(m)。例如：
(5) 設(shè)計和計算溢洪道。溢洪道設(shè)計需要確保在設(shè)計洪水情況下，尾礦庫不會因水位過高而導(dǎo)致潰壩。出水建筑物 (如溢洪道、排水井等)的出流量一般通過流量公式計算：
A---溢洪道的橫截面積(出水建筑物的過流斷面積)（平方米）出水建筑物特性曲線反映了尾礦庫出水建筑物在不同水位條件下的出流量特性。例如，出水建筑物出流量：
(6) 模擬洪水演進(jìn)。利用水文模型（如HEC-HMS或SWMM）模擬設(shè)計洪水期間尾礦庫的水位變化。這一步驟需要輸入降雨數(shù)據(jù)、流域特征以及庫容曲線等信息，模擬不同時間點(diǎn)的庫水位和流出量。簡單的算法是進(jìn)行洪水調(diào)蓄演算，根據(jù)設(shè)計洪水過程線和庫容曲線，進(jìn)行洪水調(diào)蓄演算，計算在不同時間段內(nèi)庫水位的變化情況。在演算過程中，考慮入庫流量、出庫流量及庫容變化的關(guān)系?；镜恼{(diào)蓄公式為：V_t---第 t 時刻的庫容； V_{t-1}---第 (t-1) 時刻的庫容； Q_{in}---入庫流量； Q_{out}---出庫流量； Delta(t)---時間步長。 假設(shè)某尾礦庫的設(shè)計洪水為50年一遇洪水，其洪水過程線如下(單位：小時和立方米/秒)：(7) 穩(wěn)定性和安全校核。通過調(diào)洪演算結(jié)果，校核尾礦庫是否能夠安全通過設(shè)計洪水，確保庫水位不超過設(shè)計水位，溢洪道等排水設(shè)施能夠正常工作。基于模擬結(jié)果，評估尾礦庫在最不利條件下的穩(wěn)定性和安全性。分析是否存在潰壩風(fēng)險，尾礦庫是否能夠安全地通過設(shè)計洪水。(8) 制定應(yīng)急預(yù)案。根據(jù)調(diào)洪演算結(jié)果，制定尾礦庫應(yīng)對極端洪水事件的應(yīng)急預(yù)案。這包括但不限于預(yù)警系統(tǒng)的建立、應(yīng)急排洪設(shè)施的準(zhǔn)備、撤離計劃等。通過上述演算步驟，可以確保尾礦庫在設(shè)計和運(yùn)營過程中達(dá)到必要的安全標(biāo)準(zhǔn)，有效防止和減輕可能的洪水災(zāi)害。本文是在目前全球排名第一的大語言模型gpt-4-turbo-2024-04-09以及剛剛發(fā)布的gpt-4o-2024-05-13的基礎(chǔ)上綜合改寫而成。盡管校正了其中的部分'幻覺'，但仍有一些未解決的問題，待以后逐步修正。
|
