高尾矿坝泄洪洞若干水力学问题的探讨
大岗山水电站泄洪洞全过程水力学问题研究
第５１卷第８期２０２０年８月㊀㊀人㊀民㊀长㊀江Ｙａｎｇｔｚｅ㊀Ｒｉｖｅｒ㊀㊀Ｖｏｌ.５１ꎬＮｏ.８Ａｕｇ.ꎬ２０２０收稿日期:２０１９－０８－２１作者简介:李桂林ꎬ男ꎬ高级工程师ꎬ硕士ꎬ主要从事水电工程建设管理工作ꎮＥ－ｍａｉｌ:９８１７９４８＠ｑｑ.ｃｏｍ通讯作者:郭金婷ꎬ女ꎬ工程师ꎬ硕士ꎬ主要从事水电工程建设管理工作ꎮＥ－ｍａｉｌ:８２１８４４６６７＠ｑｑ.ｃｏｍ㊀㊀文章编号:１００１－４１７９(２０２０)０８－０２１４－０６大岗山水电站泄洪洞全过程水力学问题研究李桂林１ꎬ郭金婷１ꎬ罗永钦２ꎬ吴㊀楠３(１.国电大渡河流域水电开发有限公司ꎬ四川成都６１００４１ꎻ㊀２.中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司ꎬ云南昆明６５００３３ꎻ㊀３.国电金沙江旭龙(奔子栏)水电开发有限公司ꎬ四川成都６１００４１)摘要:大岗山水电站岸边泄洪洞具有水头高㊁流速大的特点ꎬ水力学问题突出ꎮ对泄洪洞的掺气设施㊁出口体型进行了系列优化试验研究ꎬ并通过对水力设计㊁水工模型试验㊁水力学原型观测成果的分析与对比ꎬ结合实际运行情况ꎬ阐述了泄洪洞全过程的关键水力学问题ꎮ研究成果表明:可根据工程实际适当减小模型试验的最小掺气浓度控制值ꎻ前期的科研设计应更重视小流量工况的泄洪灵活与安全性ꎮ相关成果支撑了泄洪洞的安全合理运行ꎬ可为类似工程的建设㊁运行提供可靠与宝贵的资料ꎮ关㊀键㊀词:泄洪洞ꎻ全过程水力学问题ꎻ模型试验ꎻ原型观测ꎻ大岗山水电站中图法分类号:ＴＶ１３５.２㊀㊀㊀文献标志码:ＡＤＯＩ:１０.１６２３２/ｊ.ｃｎｋｉ.１００１－４１７９.２０２０.０８.０３８㊀㊀高拱坝两侧设置岸边泄洪洞是水电工程中常见的枢纽布置方式ꎬ国内已建或在建的二滩㊁小湾㊁溪洛渡㊁锦屏一级㊁白鹤滩㊁乌东德等工程均采用此种方式ꎮ高拱坝水头高ꎬ泄洪消能问题突出[１]ꎬ坝身泄洪㊁泄洪洞泄洪是主要泄洪方式ꎬ又因为坝身泄洪易带来近坝区流激振动㊁泄洪雾化等问题ꎬ因此泄洪洞常作为优先选择运行的泄水建筑物ꎬ其泄洪安全备受关注ꎮ高水头岸边泄洪洞的主要水力学问题表现在进口漩涡㊁空化空蚀㊁掺气减蚀㊁出口消能㊁通风补气等方面[２－３]ꎮ研究的全过程通常是:前期设计及科研人员基于水力设计[４]㊁水工模型试验[５－７]㊁三维数值模拟[８－９]等手段对泄洪洞体型进行详细深入研究ꎻ后期工程完建后ꎬ经过长期泄洪考验㊁系统原型观测[１０]进一步验证及反馈前期研究成果[１１]ꎬ形成完整封闭的泄洪洞建设及运行经验ꎮ随着大型水电工程不断投入运行ꎬ研究人员近年来在已完建的一些高坝工程上ꎬ基于高水头泄洪底孔[１２]㊁水平旋流消能工[１３]㊁高速泄洪洞[１４]㊁反拱形水垫塘[１５]等泄水或消能建筑物[１６－１７]ꎬ通过模型试验㊁数值计算与原型观测成果进行对比ꎬ在各种研究方法获得的水力参数吻合性方面取得了研究成果ꎬ但这些成果常注重于运行初期观测资料的对比分析ꎬ缺乏长时期的运行考验反馈ꎮ对于高水头泄洪洞而言ꎬ系统地组织并获得原型运行的水力学数据难度较大ꎬ各种研究方法的对比验证机会仍相对较少ꎻ一些高坝工程的调节库容较大ꎬ泄水建筑物泄洪频率低ꎬ且梯级电站联合调度使得其接受长期泄洪考验的机会相对也小ꎬ运行状况反馈于设计㊁前期研究的力度不大ꎮ因此岸边泄洪洞水力学问题研究通常不是全过程的ꎬ不能更完整给予该工程及后续类似工程的建设运行以技术支撑ꎮ大岗山水电站拱坝最大坝高为２１０ｍꎬ电站正常蓄水位１１３０ｍꎬ总库容７.４２亿ｍ３ꎬ调节库容为１.１７亿ｍ３ꎬ工程泄水建筑物由坝身４个深孔和右岸１条开敞式进口无压高水头泄洪洞组成ꎮ该工程是典型的高坝工程ꎬ位于高山峡谷区域ꎬ电站调节库容小ꎬ汛期泄洪非常频繁ꎬ泄洪洞是主要的泄水建筑物ꎮ泄洪洞前期水力学问题的研究已十分深入[１８]ꎬ后期运行频次高ꎬ亦进行了较为系统的水力学原型观测ꎬ具备开展全过程水力学问题分析条件ꎮ１㊀初步水力设计经过枢纽布置多方案比选ꎬ岸边泄洪洞布置在右㊀第８期㊀㊀㊀李桂林ꎬ等:大岗山水电站泄洪洞全过程水力学问题研究岸ꎬ采用开敞式纵坡(ｉ＝０.１０３９)且一坡到底的形式ꎬ总长度１０７７.５０ｍꎬ开敞式设计的好处是保证了进口补气的顺畅ꎮ断面形式为圆拱直墙型ꎬ断面尺寸由１６.００ｍˑ２０.００ｍ(宽ˑ高)渐变成１４.００ｍˑ１８.００ｍ(宽ˑ高)ꎻ进口底高程１０９８.３２ｍꎬ出口底高程９９０.００ｍꎬ全断面钢筋混凝土衬砌ꎮ工程设计水位为１１２５.７０ｍꎬ相应流量为１８３８ｍ３/ｓꎻ校核洪水位为１１３２.７３ｍꎬ相应最大泄量为３３５２ｍ３/ｓꎬ最大流速为４１.９５ｍ/ｓꎬ最小空化数为０.１７ꎮ为解决高速水流引起的空化空蚀问题ꎬ设计了６道掺气设施ꎬ每级间距约１５０ｍꎬ掺气坎的设置间距符合规范要求ꎮ因死水位时０＋３００.００位置空化数仅为０.３ꎻ校核水位时０＋３００.００位置流速达到３０ｍ/ｓꎬ综合考虑空化数和流速两个因素ꎬ第一级掺气坎设在０＋２５０.００位置ꎬ出口采用挑流消能ꎮ掺气坎㊁出口消能工体型选择与优化㊁下游河道消能防冲是研究的重点ꎮ２㊀水工模型试验优化为进一步验证㊁优化泄洪洞水力设计参数ꎬ建造了水工单体模型ꎬ比例尺为１ʒ４０ꎬ上游模拟对进口流态有影响的构筑物ꎬ下游河道模拟长度６００ｍꎮ在模型试验优化过程中ꎬ主要进行掺气坎体型㊁泄洪洞出口体型的优化ꎮ试验的掺气设施在原设计坡比ｉ＝０.１０３９基础上采用了 挑跌坎＋坎下变坡 形式ꎬ掺气坎间距保持在１５０ｍ之内ꎬ通过改变挑坎坡比㊁坎高㊁坎后局部坡比等参数ꎬ达到改善流态㊁增大掺气量㊁优化掺气空腔内参数的目的ꎮ优化思路是在保证流态较好的基础上ꎬ使洞内拥有足够的洞顶余幅ꎬ提升各级掺气坎的掺气效果ꎬ４~６号掺气坎流速高ꎬ较易确定体型ꎬ１号掺气坎具有低Ｆｒ数特点(Ｆｒ＝３.０)ꎬ空腔内易形成积水ꎬ优化难度较大ꎮ６个体型的试验研究表明:最终推荐体型的空腔稳定性㊁沿程流态及通气量３个指标均较优(见表１)ꎮ各工况下泄洪洞掺气坎推荐体型试验表明ꎬ进口边墙处的分离区域较小ꎬ水面形态平顺ꎮ洞身段水流下泄顺畅ꎬ掺气坎后水面有一定波动ꎬ掺气后最小洞顶余幅为１８.６％ꎬ基本满足要求ꎮ６级掺气坎均能形成稳定空腔(见图１~２)ꎬ空腔内负压值最大值为０.５ˑ９.８ｋＰａꎬ通气孔进气顺畅ꎮ１~３号掺气坎的单宽通气量为５.０~７.０ｍ３/ｓꎬ４~６号掺气坎的单宽通气量为７.３~１１.２ｍ３/ｓꎮ通气孔最大风速未超过６０ｍ/ｓꎬ满足规范要求ꎮ排沙运行水位和正常蓄水位时ꎬ１号和２号掺气坎后１４４ｍ临底掺气浓度为１.１％~１.８％ꎬ３~５号掺气坎后１４４ｍ临底掺气浓度为２.１％~４.０％ꎬ挑坎出口临底掺气浓度为２.５％~３.１％ꎮ图１㊀推荐体型１号掺气坎空腔形态(正常水位)Ｆｉｇ.１㊀ＣａｖｉｔｙｐａｔｔｅｒｎｏｆｔｈｅＮｏ.１ａｅｒａｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄｓｈａｐｅ(ｎｏｒｍａｌｗａｔｅｒｌｅｖｅｌ)在可研阶段研究的基础上ꎬ对泄洪洞出口体型进一步展开模型试验验证与优化ꎮ试验表明泄洪洞出口表１㊀设计水位下泄洪洞掺气坎优化过程Ｔａｂ.１㊀Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆａｅｒａｔｉｎｇｆａｃｉｌｉｔｙｕｎｄｅｒｔｈｅｄｅｓｉｇｎｗａｔｅｒｌｅｖｅｌ方案掺气坎体型及布置比较流态比较通气量比较原体型坎前坡比均为１ʒ８ꎻ１~３号掺气坎跌坎高为１.５ｍꎬ坎后一级坡为４％(长１５.０ｍ)ꎬ二级坡为２５％ꎻ４~６号掺气坎跌坎高１.５ｍꎬ坎后一级坡为４％(长７.８ｍ)掺气坎均能形成较稳定空腔ꎻ洞身段掺气坎后水面波动及溅水较明显ꎬ流态很差１号通气孔总通气量为５８.４ｍ３/ｓ修改１坎前坡比改为１ʒ１０ꎮ１号掺气坎高１.５ｍꎬ坎后一级坡４％(长１３.５ｍ)ꎬ二级坡为２５％ꎻ２~３号掺气坎坎高１.４ｍꎬ坎后一级坡４％(长６.０ｍ)ꎬ二级坡为２５％ꎻ４~６号掺气坎坎高为０.８ｍꎬ坎后一级坡４％水面波动和爬高明显减小ꎬ１号掺气坎有明显空腔回水掺气坎通气量比原体型降低１１.８％~１７.０％修改２坎前坡比仍为１ʒ１０ꎬ１号掺气坎高１.５ｍꎬ坎后一级坡为４％(长１４.５ｍ)㊁二级坡为２５％(长６.３ｍ)ꎻ２号掺气坎高１.４ｍꎬ坎后一级坡为４％(长１５.０ｍ)㊁二级坡为２５％(长６.５６ｍ)ꎻ３号掺气坎高１.４ｍꎬ坎后一级坡为４％(长为１５.５ｍ)㊁二级坡为２５％(长６.８ｍ)ꎻ４~６号掺气坎高度为１.０ｍꎬ坎后一级坡４％２号掺气坎后水舌下缘与通气孔之间的富余度偏小ꎬ影响进气１号掺气坎总通气量为６３.７ｍ３/ｓꎬ其余各级掺气坎掺气量增加５.６％~９.６％修改３坎前坡比为１ʒ６.６７ꎬ１号掺气坎高１.５ｍꎬ坎后一级坡为４％(长为１７.０ｍ)ꎬ二级坡为２５％(长７.４ｍ)ꎻ２号掺气坎高１.５ｍꎬ坎后一级坡为４％(长为１５.５ｍ)ꎬ二级坡为２５％(长６.８ｍ)ꎻ３~６号掺气坎与修改体型２相同各级空腔稳定ꎬ３号掺气坎后的水面波动较大ꎬ流态较差１号掺气坎的总通气量为８７.９ｍ３/ｓ修改４１号掺气坎采用 Ｕ 形坎ꎬ高１.５ｍꎬ坎前坡度为１ʒ６.６７ꎬ坎后下凹１.２ｍꎬ坎后一级坡４.１３％(长１５.０ｍ)㊁二级坡２８％(长１１.７ｍ)ꎻ２~６号掺气坎与修改体型３相同各级空腔稳定ꎬ坎后产生明显的菱形波ꎬ２㊁３号掺气坎水面波动明显加大ꎬ流态较差１号掺气坎总通气量９２.８ｍ３/ｓ推荐体型１号掺气坎为连续坎ꎬ坎前坡比为１ʒ６.６７ꎬ坎高１.５ｍꎬ坎后一级坡为４％(长１８.０ｍ)㊁二级坡为１８％(长２９.４ｍ)ꎻ２号和３号掺气坎高１.５ｍꎬ坎前坡度１ʒ９ꎬ坎后一级坡为４％(长１４.０ｍ)㊁二级坡为１５％(长２８.０ｍ)ꎻ４~６号掺气坎高１.０ｍꎬ坎后一级坡４％各级空腔稳定ꎬ２号掺气坎通气量明显增大ꎬ１~３号掺气坎水面波动明显减小ꎬ流态较好１号掺气坎总通气量８３.７ｍ３/ｓ５１２㊀㊀人㊀民㊀长㊀江２０２０年㊀原体型(见图３)水流下泄顺畅ꎬ水舌在空中沿横向扩散和纵向拉伸充分ꎬ归槽较好ꎬ入水范围位于河道中间ꎬ高水位时顶冲对岸的情况不严重ꎬ河道冲坑远离挑坎出口ꎬ冲刷深度不大ꎮ图２㊀推荐体型６号掺气坎空腔形态(正常水位)Ｆｉｇ.２㊀ＣａｖｉｔｙｐａｔｔｅｒｎｏｆｔｈｅＮｏ.６ａｅｒａｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄｓｈａｐｅ(ｎｏｒｍａｌｗａｔｅｒｌｅｖｅｌ)图３㊀泄洪洞出口原体型Ｆｉｇ.３㊀Ｏｒｉｇｉｎａｌｓｈａｐｅｏｆｆｌｏｏｄｄｉｓｃｈａｒｇｅｔｕｎｎｅｌｏｕｔｌｅｔ该体型存在的主要问题是低水位时水舌落砸本岸ꎬ排沙运行水位时ꎬ水舌左侧挑距为６４.５ｍꎬ水流不砸本岸ꎻ水舌右侧挑距为７２.０ｍꎬ大部分水流砸在岸坡上(见图４)ꎬ不利于岸坡稳定ꎮ为解决这个问题ꎬ通过两个修改方案的试验研究得到出口推荐体型(见图５)ꎬ与原体型相比ꎬ该体型水舌右侧挑距增加ꎬ水舌右侧入水位置分别向岸边下移２４.０ｍꎬ水流落砸本岸的范围明显减小ꎻ推荐体型坎上水深均匀ꎬ各级流量下均能正常起挑ꎬ冲坑最深点高程比原体型降低０.６ｍꎬ对河道冲刷㊁水流归槽影响较小ꎬ虽然该体型仍有小部分水舌落砸本岸(见图６)ꎬ但可采用岸坡预挖措施予以解决ꎮ模型试验表明:采用岸坡预挖方式处理后ꎬ水舌落水点位置合理ꎬ下游归槽流态较好ꎬ河道消能防冲效果总体较好[１９]ꎬ泄洪洞推荐体型剖面见图７ꎮ图４㊀泄洪洞出口原体型流态Ｆｉｇ.４㊀Ｆｌｏｗｒｅｇｉｍｅｏｆｏｒｉｇｉｎａｌｓｈａｐｅａｔｔｈｅｆｌｏｏｄｄｉｓｃｈａｒｇｅｔｕｎｎｅｌｏｕｔｌｅｔ图５㊀泄洪洞出口推荐体型Ｆｉｇ.５㊀Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄｓｈａｐｅｏｆｆｌｏｏｄｄｉｓｃｈａｒｇｅｔｕｎｎｅｌｏｕｔｌｅｔ图６㊀泄洪洞出口推荐体型流态Ｆｉｇ.６㊀Ｆｌｏｗｒｅｇｉｍｅｏｆｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄｓｈａｐｅａｔｔｈｅｆｌｏｏｄｄｉｓｃｈａｒｇｅｔｕｎｎｅｌｏｕｔｌｅｔ６１２㊀第８期㊀㊀㊀李桂林ꎬ等:大岗山水电站泄洪洞全过程水力学问题研究图７㊀大岗山泄洪洞推荐体型剖面Ｆｉｇ.７㊀ＲｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄｔｙｐｉｃａｌｓｈａｐｅｐｒｏｆｉｌｅｏｆＤａｇａｎｇｓｈａｎｆｌｏｏｄｄｉｓｃｈａｒｇｅｔｕｎｎｅｌ３㊀水力学原型观测验证高流速泄洪洞水力设计对水流脉动的考虑有局限性ꎬ水工模型试验亦有模型相似率的问题ꎮ为进一步检验设计成果ꎬ获得泄洪洞运行的真实工作状态ꎬ２０１６年汛期(运行初期)对泄洪洞进行了水力学原型观测(见表２)ꎬ观测水位为１１２０.７５~１１２８.６６ｍꎬ观测参数包括流态㊁掺气浓度㊁空化噪声㊁流速㊁脉动压力㊁闸门起挑开度等ꎮ表２㊀水力学原型观测工况３.１㊀流态原型泄洪洞闸门全开时ꎬ因进口左右两侧收缩影响ꎬ出现一定程度的绕流现象ꎬ原型模型流态十分相似(见图８~９)ꎻ原型闸门局部开启时ꎬ进口检修门槽处有不同程度的立轴旋涡ꎬ属正常水力学现象ꎬ对工程运行无不利影响ꎮ图８㊀１１２０.０ｍ水位闸门全开进口流态(模型)Ｆｉｇ.８㊀Ｉｎｌｅｔｆｌｏｗｒｅｇｉｍｅａｔ１１２０.０ｍｗａｔｅｒｌｅｖｅｌｗｈｅｎｔｈｅｇａｔｅｉｓｆｕｌｌｙｏｐｅｎｅｄ(ｈｙｄｒａｕｌｉｃｍｏｄｅｌ)原型泄洪洞出口水舌纵向充分起挑ꎬ水体呈 乳白色 ꎬ横向充分拉伸ꎬ形成马蹄形的水流形态ꎬ出口挑射水流落水点基本位于下游河道的中心ꎬ水舌外缘落水点附近的水流涌浪冲向左岸ꎬ局部范围内水流沿岸坡有一定爬升ꎬ落水点上游水面总体较为平顺ꎮ水工模型试验水舌形态㊁下游河道流态与原型十分相似(见图１０~１１)ꎮ３.２㊀掺气浓度及空化噪声原型１号掺气坎前边墙上水流表面自掺气作用明显ꎬ水流掺气浓度达９.２％~２３.５％ꎬ泄洪洞出口挑坎起点处(桩号１＋０７７.５０)底部测点水流掺气浓度实测值为５.０％~６.６％ꎮ根据１ʒ４０泄洪洞单体水工模型试验成果ꎬ在１１２３.００ｍ水位闸门全开泄洪时ꎬ桩号１＋０６０.００处泄洪洞底部水流掺气浓度为３.７％ꎬ原型观测各工况水流掺气浓度均略大于模型试验值ꎬ掺气效果较好ꎮ泄洪洞内也未监测到明显的空化噪声ꎬ表明掺气坎的底部掺气能有效保护坎后泄槽底板免遭空蚀破坏ꎮ图９㊀１１２０.７０ｍ水位闸门全开进口流态(原型)Ｆｉｇ.９Ｉｎｌｅｔｆｌｏｗｒｅｇｉｍｅａｔ１１２０.７０ｍｗａｔｅｒｌｅｖｅｌｗｈｅｎｔｈｅｇａｔｅｉｓｆｕｌｌｙｏｐｅｎ(ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ)图１０㊀１１２０.００ｍ水位出口流态(模型)Ｆｉｇ.１０㊀Ｏｕｔｌｅｔｆｌｏｗｒｅｇｉｍｅａｔ１１２０.００ｍｗａｔｅｒｌｅｖｅｌ(ｈｙｄｒａｕｌｉｃｍｏｄｅｌ)７１２㊀㊀人㊀民㊀长㊀江２０２０年㊀３.３㊀流速及脉动压力原型观测时ꎬ在１１２０.７５ꎬ１１２５.９８ꎬ１１２８.６６ｍ水位闸门全开及１１２２.７０ｍ水位闸门开度大于６ｍ时ꎬ泄洪洞出口反弧段及挑坎处(距底板３ｃｍ)水流流速实测值为２２.００~２５.７３ｍ/ｓꎮ模型试验时ꎬ各级水位闸门全开时ꎬ洞内流速沿程增大ꎮ正常蓄水位１１３０.００ｍ下ꎬ泄洪洞出口流速为２７.３５ｍ/ｓꎮ原型观测泄洪洞出口流速略小于模型试验ꎬ这可能与原型断面流速分布不均㊁底部流速偏低有关ꎮ但考虑到观测工况泄洪洞进口水位略低于正常蓄水位ꎬ模型试验结果与原型观测成果基本吻合ꎮ图１１㊀１１２０.７０ｍ水位出口流态(原型)Ｆｉｇ.１１㊀Ｏｕｔｌｅｔｆｌｏｗｒｅｇｉｍｅａｔ１１２０.７０ｍｗａｔｅｒｌｅｖｅｌ(ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ)原型观测发现:泄洪洞桩号１＋０７７.５０处底板上时均压力约为(４.８０~５.６８)ˑ９.８１ｋＰａꎬ根据模型试验成果可知ꎬ在水位１１２０.００ꎬ１１２３.００ｍ闸门全开泄洪工况下ꎬ泄洪洞桩号１＋０７０.００附近底板上时均压力为(２.７０~３.６９)ˑ９.８１ｋＰａꎬ原型值比模型试验值大(１.９９~２.１０)ˑ９.８１ｋＰａꎮ原型观测脉动压力最大值出现在１１２８.６６ｍ水位闸门全开泄洪时ꎬ为２.４１ˑ９.８１ｋＰａꎮ泄洪洞出口底板上动水压力值总体不大ꎬ原型观测观测成果与模型试验结果吻合较好ꎮ３.４㊀闸门起挑开度原型观测库水位为１１２２.７０ｍ㊁闸门开度小于４.２ｍ泄洪时ꎬ出口挑流鼻坎内水体未完全起挑ꎬ水流落砸本岸ꎬ泄洪洞闸门局部开启时ꎬ闸门开度应大于４.２ｍ运行ꎮ电厂在实际运行中可重点关注在汛期排沙运行控制水位时ꎬ闸门不同开度局部开启时闸门振动情况及进口不利流态的影响ꎬ以总结运行经验并指导实际运行ꎮ原型观测成果表明:进口水流平顺ꎬ洞内无明显不利水力现象ꎬ实测水力参数无异常现象ꎬ出口挑流鼻坎的水流扩散充分ꎬ下游消能效果较好ꎮ从泄洪洞前期水力设计㊁模型试验成果与原型实测值对比来看ꎬ三者之间总体吻合较好ꎬ但原型底部掺气量更大ꎮ３.５㊀模型与原型的异同分析模型与原型的特征流态(进口流态㊁出口挑流水舌形态㊁下游河道流态)㊁动水压力及流速测量值基本吻合ꎬ原型掺气浓度值大于模型试验值ꎬ这与模型试验中掺气缩尺效应有关ꎮ由于原型水流紊动㊁水面破碎更剧烈ꎬ原型的掺气量相应更大ꎬ因此可根据工程实际在模型试验中适当减小最小掺气浓度的控制值ꎮ４㊀泄洪洞实际运行情况泄洪洞的水力设计㊁水工模型试验㊁水力学原型观测均一致论证了泄洪洞建设㊁运行初期的泄洪安全性ꎬ但泄水建筑物的泄洪安全还需经过长时间实际泄洪的考验ꎬ因此获得泄洪洞近年来实际运行过程与状态十分重要ꎮ大岗山水电站首台机组于２０１５年９月投产发电ꎬ２０１５年底４台机组全部投产ꎮ截至目前ꎬ电站已安全度过两个完整汛期ꎬ根据电厂实际运行记录ꎬ泄洪洞从每年５月初持续至１０月底ꎬ运行时间较长ꎮ２０１６年及２０１７年度泄洪洞运行开度统计数据表明(见表３~４):２ａ时间累积操作泄洪洞闸门近５０００次ꎬ闸门在开度５~１０ｍ范围内频繁开启ꎮ全开次数较少ꎬ５ｍ开度以下运行次数亦很少ꎬ闸门长期局部开启ꎬ泄放较小流量ꎬ因此前期的设计科研应更加重视小流量的泄洪灵活性与安全性ꎮ建设单位在２０１６~２０１７年汛后对泄洪洞进行了检查ꎬ两次检查结果表明:经历２个完整汛期运行后ꎬ泄洪洞整体运行状态较好ꎬ泄洪洞进出口㊁洞身㊁底板㊁边墙等各部位运行正常ꎬ未发现大面积冲蚀磨损ꎬ仅结构缝有几处冲磨现象ꎻ泄洪洞出口岸坡㊁道路总体运行较好ꎬ局部有淘刷现象ꎮ表３㊀２０１６年５月１日至１０月３１日泄洪洞开度统计Ｔａｂ.３㊀Ｔｈｅｏｐｅｎｉｎｇｄｅｇｒｅｅｏｆｓｐｉｌｌｗａｙｔｕｎｎｅｌｆｒｏｍ表４㊀２０１７年５月１日至１０月３１日泄洪洞开度统计Ｔａｂ.４㊀Ｔｈｅｏｐｅｎｉｎｇｄｅｇｒｅｅｏｆｓｐｉｌｌｗａｙｔｕｎｎｅｌｆｒｏｍ５㊀结论本文基于大岗山水电站泄洪洞水力设计㊁水工模８１２㊀第８期㊀㊀㊀李桂林ꎬ等:大岗山水电站泄洪洞全过程水力学问题研究型优化试验㊁水力学原型观测及后期运行与调查ꎬ分析了全过程的关键水力学问题ꎬ得到以下结论ꎮ(１)泄洪洞进口体型合理ꎬ各工况下进口及全程流态均较好ꎻ优化后的６级掺气坎体型科学合理ꎬ原型掺气效果较模型高ꎬ更有利于规避流道内发生空蚀破坏ꎻ类似工程可适当减小模型试验的最小掺气浓度控制值ꎮ(２)经优化后ꎬ泄洪洞出口挑流鼻坎体型合理ꎬ水力条件较优ꎬ水流扩散充分ꎬ下游消能效果达到了预期要求ꎮ(３)水力学原型观测进一步验证了水力设计及水工模型试验成果ꎬ水力参数总体吻合较好ꎬ观测成果为后期闸门操作运行㊁水库调度提供了支撑ꎻ实际运行情况及现场调查进一步论证了泄洪洞长时间㊁高频率泄洪的安全性ꎬ类似工程的前期设计科研应更重视小流量工况的泄洪灵活性与安全性ꎮ参考文献:[１]㊀吴持恭.水力学[Ｍ].北京:高等教育出版社ꎬ２０１６.[２]㊀谢省宗ꎬ吴一红ꎬ陈文学.我国高坝泄洪消能新技术的研究和创新[Ｊ].水利学报ꎬ２０１６ꎬ４７(３):３２４－３３６.[３]㊀郭军ꎬ张东ꎬ刘之平ꎬ等.大型泄洪洞高速水流的研究进展及风险分析[Ｊ].水利学报ꎬ２００６ꎬ３７(１０):１１９３－１１９８.[４]㊀中华人民共和国国家发展和改革委员会.水工隧洞设计规范:ＤＬ/Ｔ５１９５－２００４[Ｓ].北京:中国计划出版社.[５]㊀张宏伟ꎬ刘之平ꎬ张东ꎬ等.高水头大流量泄洪洞侧壁掺气设施水力特性研究[Ｊ].水力发电学报ꎬ２０１５ꎬ３４(１０):１１１－１１６. 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[１６]㊀ＣＡＳＴＩＬＬＯＬＧꎬＣＡＲＲＩＬＬＯＪＭ.Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｍｅｔｈｏｄｓｔｏｅｓｔｉｍａｔｅｔｈｅｓｃｏｕｒｄｏｗｎｓｔｒｅａｍｏｆａｓｋｉｊｕｍｐ[Ｊ].ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｕｌ￣ｔｉｐｈａｓｅＦｌｏｗꎬ２０１７(９２):１７１－１８０.[１７]㊀ＣＨＥＮＨＹꎬＸＵＷＬꎬＤＥＮＧＪꎬｅｔａｌ.Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｉｅｓｏｆｈｙｄｒａｕｌｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｄｉｓｃｈａｒｇｅｔｕｎｎｅｌｗｉｔｈｖｏｒｔｅｘｄｒｏｐ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｓ:Ｓｅｒ.Ｂꎬ２０１０ꎬ２２(４):５８２－５８９.[１８]㊀刘翔ꎬ刘丽娟ꎬ陈林.大岗山水电站高拱坝泄洪消能技术研究[Ｊ].水力发电ꎬ２０１５(５):３９－４２.[１９]㊀中国电建集团成都勘测设计研究院ꎬ四川大学.大渡河大岗山水电站泄洪洞单体水力学模型试验[Ｒ].成都:中国电建集团成都勘测设计研究院ꎬ四川大学ꎬ２００６.[２０]㊀中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司.大渡河大岗山水电站水力学和动力学观测[Ｒ].昆明:中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司.２０１７.(编辑:胡旭东)引用本文:李桂林ꎬ郭金婷ꎬ罗永钦ꎬ等.大岗山水电站泄洪洞全过程水力学问题研究[Ｊ].人民长江ꎬ２０２０ꎬ５１(８):２１４－２１９.ＳｔｕｄｙｏｎｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｗｈｏｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｆｌｏｏｄｄｉｓｃｈａｒｇｅｔｕｎｎｅｌｏｆＤａｇａｎｇｓｈａｎＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＳｔａｔｉｏｎＬＩＧｕｉｌｉｎ１ꎬＧＵＯＪｉｎｔｉｎｇ１ꎬＬＵＯＹｏｎｇｑｉｎ２ꎬＷＵＮａｎ３(１.ＧｕｏｄｉａｎＤａｄｕＲｉｖｅｒＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＣｏ.ꎬＬｔｄꎬＣｈｅｎｇｄｕ６１００４１ꎬＣｈｉｎａꎻ㊀２.ＰｏｗｅｒｃｈｉｎａＫｕｎｍｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ.ꎬＬｔｄꎬＫｕｎｍｉｎｇ６５００３３ꎬＣｈｉｎａꎻ㊀３.ＧｕｏｄｉａｎＪｉｎｓｈａｊｉａｎｇＸｕｌｏｎｇ(Ｂｅｎｚｉｌａｎ)ＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＣｏ.ꎬＬｔｄꎬＣｈｅｎｇｄｕ６１００４１ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:㊀ＴｈｅｂａｎｋｆｌｏｏｄｄｉｓｃｈａｒｇｅｔｕｎｎｅｌｏｆＤａｇａｎｇｓｈａｎＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＳｔａｔｉｏｎｈａｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｈｉｇｈｈｅａｄａｎｄｈｉｇｈｖｅ￣ｌｏｃｉｔｙｏｆｆｌｏｗꎬａｎｄｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｐｒｏｂｌｅｍｉｓｐｒｏｍｉｎｅｎｔ.Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒꎬａｓｅｒｉｅｓｏｆｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｏｎｔｈｅａｅｒａｔｉｏｎｆａｃｉｌｉｔｉｅｓａｎｄｏｕｔｌｅｔｓｈａｐｅｏｆｔｈｅｆｌｏｏｄｄｉｓｃｈａｒｇｅｔｕｎｎｅｌꎬａｎｄｔｈｅｋｅｙｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｔｈｅｗｈｏｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｆｌｏｏｄｄｉｓｃｈａｒｇｅｔｕｎｎｅｌｗｅｒｅｅｘｐｏｕｎｄｅｄｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇａｎｄｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｄｅｓｉｇｎꎬｈｙｄｒａｕｌｉｃｍｏｄｅｌｔｅｓｔａｎｄｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｒｏｔｏｔｙｐｅｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｍｉｎｉｍｕｍａｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌｔｅｓｔｃｏｕｌｄｂｅｒｅｄｕｃｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐｒａｃｔｉｃｅꎬａｎｄｔｈｅｅａｒｌｙｄｅｓｉｇｎａｎｄｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｒｅｓｅａｒｃｈｓｈｏｕｌｄｐａｙｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｔｏｔｈｅｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｓａｆｅｔｙｏｆｔｈｅｓｍａｌｌｆｌｏｗｄｉｓｃｈａｒｇｅ.Ｔｈｅｒｅｌｅｖａｎｔｒｅｓｕｌｔｓｃａｎｓｕｐｐｏｒｔｔｈｅｓａｆｅａｎｄｒｅａｓｏｎａｂｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｆｌｏｏｄｄｉｓｃｈａｒｇｅｔｕｎｎｅｌａｎｄｐｒｏｖｉｄｅｒｅｌｉａｂｌｅａｎｄｖａｌｕａｂｌｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｓｉｍｉｌａｒｐｒｏｊｅｃｔｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:㊀ｆｌｏｏｄｄｉｓｃｈａｒｇｅｔｕｎｎｅｌꎻｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｗｈｏｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓꎻｍｏｄｅｌｔｅｓｔꎻｐｒｏｔｏｔｙｐｅｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎꎻＤａｇａｎ￣ｇｓｈａｎＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＳｔａｔｉｏｎ９１２。
高水头尾矿库场外排洪系统消力池体型研究
尽可能降低工程造价ꎮ
２ 工程概况
排洪系统由排洪卧管、 排水斜管、 消力池组
成ꎬ卧管直径 ３ ６ｍꎬ总长度 １ ８ｋｍꎮ 灰场处于山
区河流沟段ꎬ洪峰流量和洪水总量都巨大ꎬ排洪卧
管管线长ꎬ最大水头达到 １３０ ７ｍꎮ 排洪卧管轴线
在平面上有 １０ 处转弯段ꎬ转弯段半径为 ６０ｍꎬ在
３ ３ 消力池方案比选
通过对两种消力池方案的试验ꎬ成果显示:
方案一中消力池体型ꎮ 消力池进口存在跌
坎ꎬ消力池的流态为自由出流ꎬ由于入池流速大ꎬ
尾坎较低ꎬ雍高水位有限ꎬ水深较浅ꎬ消力池内无
法形成完整水跃ꎬ水流入池后直接冲出消力池ꎬ尾
坎无法达到壅水以消能的目的ꎮ 该方案由于尾坎
低ꎬ无法达到消能的效果ꎬ该方案不宜采用ꎮ
方式之一 [１] ꎮ 底流消能型式通过水跃来消能 [２] ꎬ
水跃引起的水面滚动和强烈湍流导致消力池内能
量损失ꎬ达到消能的目的 [３] ꎮ 底流消能具有消能
后水流流态稳定、对尾坎和侧墙冲刷小、泄洪雾化
小、消能效果显著等优点 [４] ꎮ 跌坎型底流消力池
在传统消力池首部设置一定高度的跌坎ꎬ其消能
原理是利用跌坎后形成的水垫将水流与消力池底
由出流ꎬ由于入池流速大ꎬ尾坎较低ꎬ雍高水位有
限ꎬ消力池内无法形成完整水跃ꎬ水流入池后直接
冲出消力池ꎬ尾坎无法达到壅水以消能的目的ꎮ
该方案由于尾坎低ꎬ无法达到消能的效果ꎬ该方案
不可取ꎮ
图 ２ 消力池水流流态
图 ３ 消力池池身流态
３ ２ 方案二消力池水力学特性
３ ２ １ 消力池内水流流态
图 ４ 和图 ５ 为方案二消力池的流态图ꎮ 从图
中可见ꎬ消力池进口存在跌坎ꎬ消力池的流态为自
关于尾矿库排洪系统设计中的问题探讨
关于尾矿库排洪系统设计中的问题探讨摘要：尾矿库可以储藏各种选矿的废料避免选矿垃圾给周边的环境造成污染，尾矿库要注意排洪系统的设计工作，要选择比较稳定的排水井避免洪水大量的进到尾矿库里面，因此要研究尾矿库排洪设计题。
关键词：尾矿库；排洪系统设计；问题探讨1 尾矿库排洪系统的意义矿山选矿以后产生的大量的“废渣”尾矿会以矿浆形式排出，这些垃圾如果不进行妥善的处理就会对耕地，水源等造成巨大的污染。
由于尾矿中含有很多的贵重金属，这些资源还有很大的利用价值，因此不能随意地丢弃，要保存起来留做它用。
尾矿库就是为了回收这些尾矿修建的，它的作用就是储存尾矿。
它由尾矿库和排洪监测系统组成。
尾矿库的排洪系统和水库的排洪系统不是一个概念，尾矿库的排洪要把库区的洪水和清水都排出来，但是尾矿的废渣不能排出去否则就失去了尾矿库的意义了。
排洪系统由进水设施和排水设施组成，进水设施有进水井和进水槽，排水设施有排水管和隧道。
进水设施要随着尾矿的堆积情况不断的抬高调整，保持库里面澄清水的高度，不让矿渣从库里面泄露出来。
尾矿库随着废料的堆积进水管会被矿渣掩埋起来，因此要设计一个尾矿堆积坝形成一个尾矿库的防洪系统，对于尾矿库起到了很好的保护作用，如果尾矿库的防洪系统出现了问题会给尾矿库带来很大的危害。
（1）漫坝溃坝。
由于尾矿库出现故障造成洪水不能排出，库里的水位不断的上涨造成水从堆积的矿渣上面溢出来，由于尾矿堆积坝的顶上水流不出去，造成了整个大坝崩溃，给下游的群众造成了身命财产的损失，江西一个矿山发生过这样的事故，冲毁了下游的房屋和公路铁路，造成了严重的经济损失。
（2）尾矿堆积坝崩塌。
排洪系统没有起到作用尤其在汛期，库里的水位居高不下，尾矿堆积坝的水位线不断地上升，由于水的浸泡造成堆积坝崩塌的事故。
（3）尾砂泄露。
排洪的设施出现局部的故障，比如排水管出现裂缝搭接不良，排水挡板不严都会造成排洪系统漏水漏沙污染下游环境的问题。
日积月累问题就会逐渐的严重化，泄露现象最后就会引发防洪坝出现崩溃，因此就会造成更大的事故。
尾矿库泄洪能力水工模型研究
民营科技2018年第4期工程科技尾矿库泄洪能力水工模型研究张旭曹宁郭晶（西京学院土木工程学院，陕西西安710123）经济水平的不断提高，工业方面的迅速发展，河流湖泊等水资源开发和利用已经达到了历史高水平阶段，一批批泄洪、排洪水坝的建立也随之出现，尤其是重工业当中需要用到的尾矿库泄洪坝，通过溢流道排出大量的废水，泄流集中，排放功率大，其中泄流与防冲撞问题更加突出。
因此，研究尾矿库泄洪坝能力的问题有着非常重要的意义。
1实验方案本实验根据大西沟矿业有限公司所属大西沟铁矿工程概况和模型的具体要求，为了保证更好的进行尾矿库泄洪能力效能井部分的模拟，在前期的准备阶段对尾矿库泄洪时的情况进行详细的考察，并对可能发生的情况进行数值和理论的模拟，并在大西沟进行了实地的勘察和参数的取值，按照1：100的比例进行模型的初步设计与制作，在指导老师的帮助下在西安市理工大学进行了尾矿库泄洪能力水工模型效能井部分的试验。
2测量方法与设备本实验总体依据控制变量法原则，通过观察控制某一变量后试验中效能井内的水量变化来得出相应的结论。
在距井底五层共布置了24个测压孔，在井底段管壁进水口的中轴面管顶上缘0.5m切点处及管底下缘0.5m切点处布置了2个测压孔；在排水隧洞进口渐变段顶部共布置了5个测压孔；在后面的排水隧洞底部第一个测压孔布置在距排水隧洞进口后渐变段末端起坡断面6.25m的位置，以后每隔12.5m布置一个测压孔，共布置测压孔63个；壁面压力用测压管量测，库水位用设在箱体侧面的内径为2cm玻璃旁通管加钢尺量测。
井内水位用由于波动较大，故用设在井底的9个测压管平均值来得到。
小流量用90°三角形薄壁量水堰量测，大流量用矩形薄壁量水堰量测，量水堰水位利用设在量水堰外侧的旁通管加水位测针量测。
水流流态用数字摄像机录下各个试验工况下的典型流态，同时用照相机拍下典型的流态图。
3试验及结果分析经实验分析得出，当排水口数量、水头长度不变时，流量越小，进水口流态、井内水舌流态、排水口流态呈现出平稳态势，井内压力稳定且安全。
重力坝泄洪洞有限元分析
第一章绪论第一节重力坝发展史重力坝是一种传统的、迄今应用很广泛的坝型。
主要是依靠坝体自重产生的抗滑力来满足稳定要求；同时依靠坝体自重产生的压应力来抵消由于水压力所引起的拉应力，以满足强度要求。
19世纪以前建造的重力坝，基本上都是采用浆砌毛石，19世纪后期才逐渐采用混凝土。
进入20世纪后，随着混凝土施工工艺水平的提高和施工机械的迅速发展，筑坝材料由浆砌毛石、块石发展到混凝土。
随着建筑技术的提高，高坝不断增多，地质勘探、试验研究、坝基处理和坝体稳定分析得到重视和加速。
1962年，瑞士建成了世界上最高的大狄克桑斯重力坝，坝高达285米。
从20世纪60年代开始，由于土石坝的发展，使重力坝在坝工建筑中所占的比例有所下降。
进入80年代，碾压混凝土技术开始应用于重力坝建设，使重力坝在坝工建筑中的比例又有所回升。
我国从1949~1985年，在已建筑成的坝高30米上的113座混凝土坝中，重力坝达58座。
第二节课题研究的目的和意义重力坝的特点是坝体体积大、稳定性好。
但是由于各种受力、水位以及其他原因，仍有可能失事。
因此，对于重力坝的各种应力应变分析，一直是重力坝设计和工程中备受关注和重视的问题。
坝体中为了满足输水、泄洪、灌浆、维修和交通等方面的要求，而在坝中设置的各种孔洞，这些孔洞在空间上纵横交错，构成复杂的坝体结构。
导致坝体连续性中断，改变了坝体中的应力分布，在坝体中出现了应力集中现象，形成了复杂的空间应力场，对坝内孔洞周边的应力分析具有一定的难度。
为了解决坝体内孔洞的空间应力分析，目前普遍采用的方法是数值模拟方法，这种方法既保留了问题的复杂性，又求得了问题的近似解。
目前在工程技术领域常用的数值模拟方法有：有限单元法、边界元法、有限差分法和离散单元法等。
其中有限单元分析法最具实用性切应用最为广泛。
第三节问题的提出本课题的研究对象是位于位于乡宁县县城西13公里留太沟口处的清峪水库，该水库坝型为重力坝，根据本章第二节中所述，为研究坝基和廊道中变的处应力应变，对大坝进行ANSYS三维有限元分析具有重要的实际意义。
浅谈尾矿库排洪系统设计
浅谈尾矿库排洪系统设计摘要：为了改善和保护生态环境，保障人民群众生命财产安全，消除尾矿库的安全隐患，被提上了日程。
尾矿库的排洪勘察设计对消除尾矿库的安全隐患有着重要作用。
本文从尾矿库排洪的特点、防洪标准、以及洪水计算中存在的问题,针对防洪标准的确定、排水构筑物型式的选择以及尾矿库排洪设施综合利用等方面来展开论述。
关键词尾矿库排洪设计原则综合利用一序言尾矿设施包括尾矿坝、排洪系统、尾矿输送系统及回水系统四部分,其中尾矿坝、尾矿输送系统和回水系统都是在自身正常运行状态下保证矿山正常持续生产的环节,排洪系统一般情况下不参与正常生产,但都是确保整个尾矿库安全的重要保证,因此,尾矿库的洪水计算与排水构筑物的设计同样重要。
城镇、工厂、矿山都面临着雨洪排除问题,排洪工程控制的面积增大、战线长,投入资金较高,对整个工程项目的可行性、经济性影响较大。
尤其是矿山开发的日益增多,矿山排洪及尾矿库排洪,工程量大,建设资金多。
排洪工程设计的很重要。
但是,多年以来,矿山排洪工程设计并没有引起足够的重视,防洪设计标准不一、水文资料不清、排水构筑物泄流流态不好、工程没有得到综合利用等都是排洪设计中常见的问题。
二尾矿库排洪设计原则与具体措施尾矿库排洪工程相对于水电部门的排水构筑物,一般具有以下不同之处:第一，工程单一,通常不方便综合利用；第二，泄水机率少,泄洪时间短；第三，集流面积小,泄流流速大；第四，对排洪的标准没有引起足够的重视。
1 选择合适正确的防洪标准防洪标准与矿区人民生命财产和生产安全密切相关,也是企业经济能力的一种反应。
按照不同的防护对象防洪标准分为两种,一种为确保大坝等水工建筑物自身安全而采用的防洪标准,另一种是修筑水工建筑物所要防护的对象免除一定洪水威胁的防洪标准。
两种标准,防护对象不同,设计时不能混淆选取。
过去采用的防洪标准比较混乱,标准不一。
针对上述情况,国家制订并于1995年出版GB5020-94国家标准,统一了防洪标准并强制性执行,各行业、各部门制订的标准应该与国家标准相一致,是防洪设计的最基本的依据。
某大型尾矿库排洪系统水工模型试验研究
尾矿库是金属非金属矿山的一项重要安全设 施，其安全与否直接关乎到矿山的安全生产和下游 人民群众的生命财产安全*13+$对国内尾矿库事故 的统计分析表明⑷：最常见病害为排水系统泄流能 力不足或排洪失效，导致库内洪水不能及时排出，可 见洪水是造成尾矿库安全事故的最主要因素，排水 系统安全有效运行是尾矿库坝体安全的重要保证$
Abstract：In this paper， in order to ensure that the flood discharge system works safely and reliably， the hydraulic model ofVhe flood discharge sysVem ofVailings reservoir was madeVo simulaVeVhe overflow behavior and other engineering hydraulic problems of the drainage shaft under the stepwise operating mode of 1! 一3 ! drainage shaft. Flow state，run up height and pressure distribution law of the flood discharge system in flood discharge tunnel of confluence area of main and branch tunnels under the most unfavorable operating conditions were studied. WheVherVherewerecaviVaioninVheflooddischargesysVeminsideVhereservoirandVhemainflooddischargeVunnel outside the reservoir were tested，and the discharge capacity of each flood discharge system was checked. This work can provide reference for the design and application of tailings reservoir or similar projects.
浅析高水头泄洪底孔水力学研究方法适宜性
浅析高水头泄洪底孔水力学研究方法适宜性在水力学发展的过程中，各种研究方法的不断出现，为相关问题的有效解决提供了可靠地保障。
由于不同方法的侧重点有所差异，最终得出的数据信息也存在着一定的区别。
在对高水头泄洪底孔功能特性的分析中，需要构建科学的参考模型，在三维空间内运用信息化技术手段对水力学问题进行模拟，确定不同研究方法的适宜范围。
参考模型中原型水面波动将会加快水舌扩散的速度，可以为水力学问题最佳研究方法的确定提供可靠的参考依据。
标签：水力学；研究方法；高水头泄洪底孔；适宜范围；参考模型在橡胶坝工程施工和使用的过程中，存在着一系列的有关水建筑物水力学问题。
在对这些问题研究的过程中，可以通过选择可靠的物理参考模型试验进行必要地模拟，从而判断出泄水建筑物掺气减蚀、流激振动、泄洪雾化等问题可能造成的影响，为不同生产设备的正常工作提供了可靠地保障。
一、主要的研究对象和方法在对某橡胶坝泄洪功能的分析过程中，可以发现不同的结构在实际的应用中发挥着重要的保障作用。
该橡胶坝的泄洪底孔主要有压洞段、泄槽明流段、库区等结构组成。
为了增强橡胶坝的泄洪效果，泄槽明流段主要采用了3道掺气坎，并将相关的进口底板高程设置在了合理的范围内。
这种底板的高程较大，对应的工作弧门尺寸的高度为8m，宽度设置为5m。
通过运用相关技术手段的分析，可知该橡胶坝的泄洪水头效果良好，水库的水位保持在了一定的范围内。
试验过程中主要采用的研究方法是构建物理模型，进而对整个工程的工况进行有效地观测和模拟，确定出最佳的水力学参数。
由于水力学的问题对于工程的影响非常大，可以采用常规量测技术获取对应的参数，合理使用人工水尺确定观测过程中最佳的水面线。
为了保证测量数据的真实有效性，试验过程中可以采用脉动压力传感器，并用功能特性显著的底流速仪测出橡胶坝正常工作时测量区域水的流速。
二、试验过程中观测及模拟结果的对比分析（一）试验过程中的流态在对橡胶坝进口水面的研究过程中，可以采用物理模型试验的方法对相关的水力学问题进行有效地分析。
尾矿库排洪系统水力学分析
密级：公开论文类型：应用研究工程硕士学位论文Hydraulic Analysis of Drainage Systemof Tailings Pond培养单位： 土 木 工 程 学 院专业领域： 安 全 工 程研究生姓名： 莫 双 健校内导师： 田运生 副 教 授校外导师： 赵清华 教 授 级 高 工二○一八年一月尾矿库排洪系统水力学分析独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。
本人授权石家庄铁道大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。
(保密的论文在解密后应遵守此规定)作者签名：日期：导师签名：日期：摘 要随着我国经济的快速发展，所需资源也在不断地增多，从而导致金属非金属矿山的尾矿库设施也逐年增加。
尾矿库是用于堆存选冶矿石后产生的大量尾矿的场所，一般由初期坝、堆积坝、排洪系统等组成。
其中，排洪系统主要有两个作用：一是为了及时排出库内暴雨；二是兼作回收库内尾矿澄清水用。
如果排洪设施设计不合理、布置不合理、畅通状况不良，都易造成排洪系统失效，导致洪水不能及时排出库内，易造成溃坝事故。
因此，对尾矿库排洪系统进行数值模拟，分析排洪系统的泄洪能力、流态、流速及壁面压力等，对其现状进行安全评价，以确保尾矿库的安全运行，具有重要的现实意义。
本文基于流体力学理论，建立了尾矿库排洪系统三维数值模型，对排洪系统泄流安全性进行了分析研究，主要包括以下内容：首先通过采用Fluent方法进行水体溃决现象数值模拟分析，并与Martin的试验结论进行对比，验证了数值模拟的准确性与可行性，证明此方法可用于尾矿库排洪系统泄流安全性数值模拟；其次以某尾矿库排洪系统为例，利用三维建模软件建立了该尾矿库排洪系统三维数值模型，采用大型通用计算流体力学软件Fluent对该尾矿库排洪系统进行水力学分析及验证，具体内容如下：(1)对比分析了排洪系统泄流能力的理论计算和数值模拟结果，验证排洪系统结构尺寸设计的合理性，排洪系统具备畅通宣泄设计及校核频率暴雨洪水的能力；(2)模拟分析了不同坝顶标高、不同泄流水头下，排洪系统内水流流态的变化，得出随水头逐渐变大，其排洪井、管内的水流流态由较稳定状态到发生剧烈变化的结论，可见泄流水头对排洪系统内水流流态的影响较为明显；(3)模拟了不同坝顶标高、不同泄流水头下，排洪系统内水流流速的变化，得出排洪系统水头落差较高时，其水流流速提高，且排洪管局部易发生明满流交替现象，易引起冲蚀破坏的结论；(4)分析了不同坝顶标高、不同泄流水头下，排洪系统内壁面压力的变化，得出水头较小时，排洪系统内未出现明显负压，水头较大时，排洪井、管连接处等突变位置，均出现不同程度负压，若负压过大，易引起排洪系统空蚀，危及排洪系统安全的结论，可见泄流水头对排洪系统壁面压力有较大影响。
浅谈尾矿库排水系统水工模型试验及数值模拟
Construction & Decoration
浅谈尾矿库排水系统水工模型试验及数值模拟
贺懋茂 中检集团公信安全科技有限公司 山东 枣庄 277100
摘 要 近几年来，我国尾矿库实体数量不断增加，总体安全防护问题仍然十分严重。尾矿库重大事故层出不穷， 给当地经济发展、周围环境和人民生命安全造成重大损失。相关统计资料指出，造成尾矿库安全事故的主要原由是 溢洪道工作能力不足或尾矿库排水系统无效。对尾矿库的基础科学研究主要集中在环境保护事业层面，从节约用 水、环境治理、洪水控制等层面对排水系统的基础科学研究较少。以河北省某尾矿库排水系统为环境情况，采用常 规性水利工程模型试验和数值模拟试验方法和手段，对尾矿库的污水处理排放工作能力和流态进行了基础科学研 究，为相关部门的结构设计和经营管理提供参考点。工程建设模型试验是在一定比例尺模型的基础上，再现与原型 相似的水流，基础科学研究水工建筑物的各种水力资源问题和动力学系统的试点实验工程技术。 关键词 尾矿库排水系统；水利工程模型；模型试验；数值模拟
2.1 浸润线
图1所示的为矿山之星浸润线的监测界面，左侧图表的背景 图模拟显示了当前浸润线的高度和警戒线的高度，以便用户直观 的掌握浸润线的监测数据。把鼠标放在传感器图表上会显示当前 该传感器的实时浸润线量。蓝色线表示浸润线，黄线和红线分别 标示橙色警戒线和红色警戒线。右侧图表显示了近七天来浸润线 的变化情况，可对浸润线的变化趋势有个直观的了解。
图1 148 建筑与装饰2021年3月上
2.2 库水位
图2 图2较为形象地展现了当前库水位的海拔高度。蓝色的表 示水位高度，黄线和红线分别为橙色警戒线和红色警戒线。 上图为水位变化趋势图，显示的是最近七天来的水位变化趋势 和数据。 蓝色的线表示出水位的详细数据和变化趋势，一个点表示 一条数据，当鼠标指向某一个点时，会弹出提示框显示相应的 监测时间和监测数据。 红色的线表示警戒线，超过警戒线系统会报警，这个警戒 线可以自行设定。 3 结束语 目前，关于排水系统异常模型相似关系的基础科学研究仍 是空白。今后的工作重点是从理论上推导尾矿池排水系统异常 模型的相似性，并递呈一种新的方法和手段来检验尾矿池排水 系统模型。水库排水系统试验研究和工程实际应用为安全经营 管理提供了科学依据，进一步确定了排水系统的整体结构设计 是可行的。 参考文献 [1] 喻海军,范玉燕,穆杰,等.城市排水管网混合流数值模拟研究进展 [J].水电能源科学,2020,236(3):101-105,186.
洞塞泄洪洞的水力特性研究
摘 要 ：本 文 提 出 的洞 寒 式 消 能 工 与孔 板 非 常 相 似 ，充 分 利 用 高 速 水 流 经 过 局 部 突 缩 突 扩 断 面 产 生 巨 大 水 头 损 失 实 现 消 能 ，但 体 型 简 单 ，洞 塞 内水 流 相 对 平 稳 ，消 能 率 很 高 。 本 文 较 为 详 细 地 介 绍 了洞 塞 消 能 的 特 点 、洞 塞 泄 洪 洞 的 布 置 型 式 和 水 力学 计 算 。 水 力 学 模 型 试 验 成 果 与 计 算 结 果 非 常 吻 合 。 关 键 词 ：洞 塞 ；泄 洪 洞 ； 消 能 ；空 化
１ 洞 塞 消 能 的 布 置 型 式
１ １ 洞塞 消能 的 基本 条 件 ． 洞塞 消 能原 理是 利 用 过水 面积 突 然缩 小 和 突然 扩 大 产 生 巨大 的局 部 水 头
损失 达 到 消能 目的 ，洞塞 方案 应 满足 以下三 个 基本 条 件 ：首先 ，洞塞 进 口过 水 断 面突 缩 将 导致 洞塞 内
坏 。
本 文 提 出的 洞塞 消 能型 式具 有 如下 显著 特 点 ：（ ）洞塞 消能 方式 充 分利 用 了 泄洪 洞位 置 低 ，出 口 １ 处 于淹 没状 态 的 特点 ，洞 塞 所在 位 置静 水 压力 很 大 ，这样 就 可 以尽 可能 地 降低 洞 塞孑 口与原 导 流洞 的 Ｌ 过水 面 积之 比 ，从 而 大大 提 高 了消能 效率 ，同 时仍 保证 洞塞 内 有 足 够 的正 压 ， 以防 止 发 生 空 化 。 （ ） ２
中图 分 类 号 ：Ｔ １ ５ ２ Ｖ ３ 文 献 标 识 码 ：Ａ
孔隙水对尾矿宏细观力学行为的影响及堆坝稳定性分析
孔隙水对尾矿宏细观力学行为的影响及堆坝稳定性分析现代工业技术的飞速发展，不仅满足了人们日益增长的日常生活需求，也加速了矿产资源的开发利用。
在给人们生活带来便利的同时，也产生了更多废弃不用的矿渣，即尾矿。
尾矿通常以矿浆的形式排出，堆存在尾矿库内，尾矿库这种特殊的土水共存的构筑物，作为矿山三大控制性工程之一，其稳定性的好坏不仅决定了矿山企业的经济效益，同时还影响着下游居民的生命财产安全。
近年来尾矿库事故屡见不鲜，每一次事故的发生，或自然或人为的原因，都给社会造成了巨大的影响。
因此，尾矿库稳定性的研究愈发重要，现代科学技术的发展及计算机的应用，使得人们对尾矿坝稳定性的预测与研究已颇有成效，且已取得了相应的成果，然而尾矿库宏观的失稳破坏都是细观颗粒累积变形发展的结果，本文基于这一理论机制，通过室内土工试验、堆坝模型试验及计算机数值模拟研究了不同含水率下尾矿的强度特性、降雨对尾矿坝渗流场的影响及不同工况下尾矿库应力场与堆坝稳定性分析。
主要研究成果如下：①对于云南大红山铜矿的尾矿研究表明，含水量为12%~18%时，在各向围压下，试件的剪切峰值随含水量的增加略微增大，而超过液限20.5%之后在各向围压下，试件的剪切峰值较18%时低。
内聚力先是随含水量增加而增加，当含水量达到18%之后，则随着含水量的增加而减小，通过试验得出，该尾矿的最优含水量为17%~18%，且含水量的变化对内摩擦角的影响不大。
②通过连续荷载条件下不同含水率尾矿材料的沉降位移曲线特征及细观变形演变机制试验可知，随着沉降位移的增加，荷载的增长大致分为线性增长，急剧突变，稳定及显著增长阶段；在线性增长阶段之后，尾矿颗粒经历约1.4mm的沉降位移，小颗粒的尾矿将融入大颗粒及块体结构间的孔隙中，使得颗粒间接触紧密，更有利于结构的稳定。
③应用GEO软件研究了同等降雨量不同降雨类型下尾矿库的渗流及不同降雨类型下尾矿坝抗滑稳定系数随时间变化的关系。
在降雨过程中，坝体中负的孔隙水压范围逐渐减小，且浸润线有所抬升；降雨类型的不同对尾矿坝抗滑稳定系数的影响也不同，在降雨强度逐渐增大的a类降雨作用下，尾矿坝体的抗滑稳定系数基本保持不变，而在降雨强度较大的b类和降雨强度递减的c类降雨作用下，尾矿坝的抗滑稳定系数随降雨时间的变化各有不同，表现为降雨强度越大，尾矿坝抗滑稳定系数降的越快。
某水电站泄洪底孔水力学特性的数值模拟研究
水电秋机电技术Mechanical & Electrical Technique of Hydropower Station 第44卷第5期2021年5月Vol.44 No.5May.202161某水电站泄洪底孔水力学特性的数值模拟研究王永成，周涛（江西省水务集团有限公司，江西南昌330000）摘要：对于不同水文地质条件选择合理的泄洪建筑并对其进行实验模拟以及数值计算模拟是保护下游水利设施的重要步骤之一。
本文利用有限元软件建立泄洪底孔结构并对其水力特性进行模拟分析，将有限元软件模拟结果与实验所得结果进行对比以验证有限元模型的可靠性以及适用性，分别设置设计工况和校核工况，对比两个工况下的计算结果以说明有限元模型模拟结果没有偶然性。
结果表明，选用的泄洪底孔模型的模拟结果与实验结果 拟合较好,挑流鼻坎的设置有效的降低了下游的洪水水位。
关键词：泄洪建筑;泄洪底孔;模拟；实验中图分类号:TV131 文献标识码：B 文章编号:1672-5387（2021）05-0061-03DOI : 10.13599/ki.l 1-5130.2021.05.0191引言近几年，由于洪水的影响而导致水工结构建筑 发生破坏越来越多叫泄洪建筑是水工建筑上游用来排泄多余洪水、保护其下游水利枢纽的重要结构。
泄洪建筑物少］主要有溢洪道、溢流坝、泄水口等类 型,针对不同的水文地质条件与泄洪要求需要选择合适的泄洪建筑形式，因此研究泄洪建筑在运行过 程以及施工［4'5］过程中的水力学特性、分析当地水 流条件对泄洪建筑的影响便成为研究重点之一，并且研究结果将对保护水利枢纽的水工结构建筑有重 要的意义。
本文建立泄洪底孔结构模型并采用有限元软件模拟其水力特性,将结果与实验结果作对比以验证模 拟的可靠性，并研究不同工况下泄洪底孔水力特性的差别。
2数值计算模型如图1所示，某水电站泄洪底孔的计算区域建立坐标系。
X 轴为水流方向，取上游35.000 m 断面到下游187.300 m 断面为计算区域；Y 轴为水流断 面方向，取值为0~46 m ； Z 轴为水位高程，取值 为1 230.0-1 294.0 m o 上游计算域的左边界为速度入口（水流项）及压力入口（空气项），其中速度 为v=0.44 m/s,总压强为标准大气压，上边界为压强入口。
211085688_高势能尾矿坝的物理力学性质指标研究
世界有色金属 2023年 1月上196高势能尾矿坝的物理力学性质指标研究陈天镭，秦 婧，汪 军，徐锡荣（兰州有色冶金设计研究院有限公司，甘肃 兰州 ７３００００）摘 要：随着上游法尾矿水力冲填筑坝的不断加高，库内水位持续上升，逐步形成高势能尾矿坝。
高势能尾矿坝体的物理力学性质指标是否因为坝体的加高而发生变化是需要关注的重点问题，因为物理力学性质指标是分析坝体稳定性的关键参数和基础依据。
关键词：高势能尾矿坝；静力特性参数；动力特性参数；容重γ；粘聚力ｃ；内摩擦角Ф中图分类号：ＴＵ４４４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）０１－０１９６－３Study on physical and mechanical property indexes of high potential tailings damCHEN Tian-lei, QIN Jing, WANG Jun, XU Xi-rong（Ｌａｎｚｈｏｕ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＆ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｏｆ Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ Ｃｏ， Ｌｔｄ，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｈｅｉｇｈｔｅｎｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｕｐｓｔｒｅａｍ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｆｉｌｌ ｄａｍ， ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｌｅｖｅｌ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｃｏｎｔｉｎｕｅｓ ｔｏ ｒｉｓｅ， ａｎｄ ａ ｈｉｇｈ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｄａｍ ｉｓ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｆｏｒｍｅｄ． Ｗｈｅｔｈｅｒ ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｉｎｄｅｘ ｏｆ ｈｉｇｈ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｄａｍ ｂｏｄｙ ｃｈａｎｇｅｓ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｈｅｉｇｈｔｅｎｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｄａｍ ｂｏｄｙ ｉｓ ａ ｋｅｙ ｉｓｓｕｅ ｔｈａｔ ｎｅｅｄｓ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ， ｂｅｃａｕｓｅ ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｉｎｄｅｘ ｉｓ ｔｈｅ ｋｅｙ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ａｎｄ ｂａｓｉｃ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｄａｍ ｂｏｄｙ．Keywords: Ｈｉｇｈ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｄａｍ； Ｓｔａｔｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ； Ｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ； Ｕｎｉｔ ｗｅｉｇｈｔ（γ）； Ｃｏｈｅｓｉｏｎ（ｃ）； Ｉｎｔｅｒｎａｌ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ａｎｇｌｅ（Ф）收稿日期：２０２２－１１作者简介：陈天镭，男，生于１９６３年，汉族，甘肃兰州人，本科，教授级高级工程师，研究方向：结构、尾矿设计及科研。
某尾矿库排洪回水隧洞成洞条件浅析
甘肃科技Gansu Science and Technology第37卷第3期2021年2月Vol.37 N..3F2b. 2021某尾矿库排洪回水隧洞成洞条件浅析秦勇光，许汉华△,龚宪伟，*素刚，张国海，雍伟勋，付俊（中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司，云南昆明650051）摘要：国内涉及尾矿库病害事故中，排洪系统病害事故占到33.3%,洪水漫顶的占到44.4%，尾矿库排洪系统重要 性不言而喻。
本文首先简要从地形地貌、地质构造、地层岩性介绍了研究区的工程地质条件及水文地质条件，分别从围岩稳定性评价、地下水的地表渗流方式、洞室与岩层产状的关系、洞室与岩层产状的关系、截洪沟五个方面分 析了该尾矿库排洪回水隧洞成洞条件#关键词：排洪回水隧洞；工程地质条件；水文地质条件；成洞条件；围岩稳定性评价中图分类号：TD926.4尾矿设施包括尾矿输送系统、尾矿坝、回水系 统和排洪系统，尾矿输送系统、尾矿坝、回水系统均 是在正常运行下保证矿山尾矿库 产的环节，排洪系统虽不参与正常生产，但也是确保整 个尾矿库的重要保障。
矿山尾矿库、公、镇洪排泄的 ，排洪工程 的战线、工程量大、 、设， 个排洪工程&A '。
涵洞、洪道、洞都是尾矿库的 排洪构，排水、洪水， 尾矿坝的 ，溢洪道、隧洞地形地貌及水文、工程地质条件 ，不施工建设难度大，而的建构筑物、围岩（上覆土层） 有严重&2'。
统计，国内涉及尾矿库病害事故中，排洪系统病害事故占到33.3%，洪 水漫顶的占到44.4%，尾矿库排洪系统重要性不言 而喻， 排 不 故 ， 尾矿库造 重的 害及地质 害， 造 及下重的⑶。
1工程地质条件1.1 地形地貌排洪回水隧洞通过段支山梁和支沟谷相间发育，溯源侵蚀沟源头至最终淹没线1945m 附近，发 育规模不，大部分处于老年期，少部分处于中，活动性弱~较弱。
中等切割~浅切割库岸山体。
库 岸自然坡度25-40°，支沟自然坡降8~15。
尾矿库泄洪能力水工模型研究
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工程技术
科技风 &'&( 年 ) 月
的最小干滩长度为 1%;第二级的最小干滩长度一级尾矿库 为 $%%;一级尾矿库的最小干滩长度为 $%%;分级尾矿池设 计洪水水位的最小干滩长度应大于或等于规定值 最小安 全超高是本规范规定的安全超高的最小允许值 第五类尾 矿库最小安全超高为 %&3;第四类尾矿库最小安全超高为 %&B;第三类尾矿库最小安全超高为 %&1;第二类尾矿库最 小安全超高为 $&%;第一类尾矿库最小安全超高为 $&B;最 小安全超高不应小于规范要求对于差值和设计洪水不同 H 级尾矿库的设计应符合最小滩长度与安全超高的规定 防 洪蓄水能力是指沉积滩面低于最佳洪水水位的空间尾矿库 底部高于正常水位的空间以及水位最高时由正常水位形成 的存储能力 在侧坡上画尾矿沉降坡度线然后测量每条轮 廓线和相应沉降坡度线围起来的面积将平均高度乘以平均 值得到两条轮廓线之间的体积然后增加各层的堆积为了获 得大坝高度的防洪和蓄水能力防洪尾矿库的大小直接影响 着泄洪结构断面的大小合理的防洪储存能力设计可以使排 水系统更加经济合理 尾矿库的长度能否满足干滩长度和 澄清距离的要求往往被忽略 尾矿库长度过短最小干滩长 度和最小安全超高可能达不到规范要求澄清距离可能达不 到规范要求要求 因此大量未分类尾矿水随排水系统排出 尾矿库造成环境污染 矿库长度不能满足干滩长度和澄清 距离要求时应减 少 尾 矿 坝 尾 矿 库 最 终 设 计 高 程 满 足 干 滩 长度和澄清距离要求
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工程技术 !"#$%&$'(') *+&,-./&$01$21(3$&)%)$)%%B%
尾矿库斜槽式排洪系统泄流能力探讨
尾矿库斜槽式排洪系统泄流能力探讨刘瀚和;余国平【摘要】Chute has been widely used as intake structure in the tailings pond with small catchment area. When the water head is low, a chute with flat plate is selected to enlarge its flow capacity, which can solve the flood drainage problem in the tailings pond with low water head. The influence of chute plate type, chute slope, water head and flow states on flow capacity should be considered adequately in the design of chute-culvert ( or tunnel) flood drainage system. A case is given to discuss the capacity of the chute flood drainage system. Flat chute-culvert flood drainage system is recommended.%斜槽作为排洪系统进水构筑物,被广泛应用于汇水面积较小的尾矿库.在低水头情况下,选择平盖板斜槽能大大提高进水能力,可有效解决调洪水深较小的小尾矿库的排洪问题.在斜槽—管(或隧洞)式排洪系统设计时,应充分考虑斜槽盖板类型、斜槽坡度、水头及泄流流态对整套系统泄流能力的影响.对斜槽式排洪系统的泄流能力进行了实例探讨,推荐采用平盖板斜槽式排洪系统.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2012(000)003【总页数】3页(P131-133)【关键词】尾矿库;斜槽;盖板;排洪系统【作者】刘瀚和;余国平【作者单位】中国瑞林工程技术有限公司;中国瑞林工程技术有限公司【正文语种】中文选矿厂选别矿石后产生的大量“废渣”(尾矿)通常以矿浆状态排出到尾矿库，通过排水系统将澄清水排走，矿渣则沉积在库内贮存。
导流泄洪洞水力分析计算与试验研究
大，通过对挑距计算和模型试验研究，发现普遍存在计算挑距大于试验实际结果的情况。
［关键词］导流泄洪洞；水力计算；试验研究
［中图分类号］TV131.4
［文献标识码］A
［文章编号］1004-7042（2014）12-0019-01
1 导流泄洪洞过流能力计算 导流泄洪洞在工程施工期间用于导流，工程完建
后用于泄洪，在实际应用过程中会出现明流和有压流 两种工况，计算时应按两种工况分别进行。 有压流时 泄流量由出口闸门控制， 出口工作闸门局部开启时， 采用闸孔出流公式及有压洞泄流公式分别计算不同 水位、开度及所对应的流量值。 1.1 工程实例
张红武 山西省水利水电勘测设计研究院,山西 太原,030024
山西水利 Shanxi Water Resources 2014(12)
本文链接：/Periodical_sxsl201412014.aspx
经计算，校核流量下的总挑距为 128.42 m，冲坑 在空气中的掺气扩散作用，二者差异的不确定性在实
厚度 44.01 m。 而下游水深为 2 m， 故得冲坑深度为 42.01 m，由此计算得冲坑压坡为 1/3.06，在允许压坡 范围内，冲坑不会危及洞身安全。 4.2 试验结果对比
试验得到的校核流量下的挑距为 38.8 m，而挑坎
835.17
814.00
0+030.00
845.62
841.76
837.28
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
814.00
0+530.00
819.47
818.16
816.65
811.50
0+550.00
814.00
813.30
812.46
尾矿库排洪系统水力计算研究
Journal of Southwest University for Nationalities ⋅ Natural Science Edition ___________________________________________________________________
图1
灰场的排洪系统
图2
框架式竖井的结构图
2) 初步设计对该灰场进行分期使用 ( 主要为初期坝时期 ( 坝顶标高 282.00m) ，一级子坝时期 ( 坝顶标高 287.00m)，二级子坝时期(坝顶标高 292.00m))； 3) 安全超高，参考《火力发电厂水工设计规范 DL/T 5339—2006》 ，取设计工况坝顶安全超高 0.70m，校核 工况安全超高 0.50m ； 4) 区间库容特征曲线； 5) 灰场的洪水过程线. 4.2 设计方案计算 设计方案的排洪卧管管径 D=3.0m，框架式竖井的内径 D=9.0m. 1) 排水竖井泄洪能力计算 由于灰场的三个阶段的初始调洪库容都很大， 灰场能够安全运行， 初步估计灰场每阶段需要 2.0m 的调节水 深，因此，在此只对标高 280.00m~282.00m、标高 285.00m~287.00m、标高 290.00m~292.00m 进行泻洪能力计 算(泄洪流量关系见图 3~图 5)，然后进行调洪演算.
1.5 +2.7ncωc Qd=1.8ncεbc H 0
∑
Hi
,
式中：H0、ωc、Hi 分别为最上层未淹没工作窗口的泄流水头(m)、一个窗口的面积(m2)、第 i 层全淹没工作窗口 的泄流计算水头(m). 2.2 半压力流 当水头增大，井内被水充满，但排水管内未呈现管流，泄洪量受竖井的入口控制，此时为半压力流阶段(又 称明满流交替阶段)，此阶段的计算公式如下： c、框架式排水竖井半压力流泄流能力计算公式[1] Q=ψFs 2 gH 其中：ψ=