尾矿库溃坝泥石流计算
泥石流堵溃点溃决计算公式的工程运用
泥石流堵溃点溃决计算公式的工程运用摘要：泥石流地质灾害是地质灾害类型中危害较大的一类，其致灾往往具备突发性、广泛性和后续性等特点。
其中的后续性特征多表现为前次泥石流过程中可能形成新的垮塌堆积体或不稳定坡体垂直临空面为下一次泥石流的爆发提供丰富的物源条件，在这之中的沟道堵溃点对后续泥石流的影响极大。
故计算出堵溃点溃决时的泥石流流量和固体冲出量，对泥石流的防治有着极为重要的作用。
本文将运用相关公式计算出实际工程中的泥石流溃决流量和冲出量，并与实际情况进行对比。
以此验证计算公式的准确性，为以后工作中公式运用提供支撑。
关键词：泥石流；溃决流量；计算公式1导言2018年7月10日至7月20日，四川省阿坝藏族羌族自治州内某泥石流沟先后爆发两次泥石流，造成沟道淤高2m～3m，淤埋下游2户居民房屋。
据统计两次泥石流累计固体冲出量约为7.50×104m3，其冲出量远大于之前泥石流冲出规模。
经调查其物源主要来源于1处沟内崩滑堆积物源入沟堵溃点。
计算出泥石流发生时的特征参数可为后续工程治理提供有效的依据，降低泥石流再次致灾风险。
2泥石流流域基本特征2.1泥石流沟道特征该泥石流沟流域面积约12.27km2，沟道长度约7.06km，高程介于1620～4040m之间，相对高差约2420m，平均纵坡降约342.8‰。
沟谷呈“V”字型，谷底一般宽6～12m，沟道中下游两岸斜坡基岩出露，为震旦系上统灯影组(Zb dn)灰岩，坡度一般80～85°，上游沟道两侧斜坡坡度一般45～55°，局部基岩出露区60～75°。
沟口上游约200m（1640m高程）处、支沟口（1880m高程）处为两处基岩跌水坎，坎宽分别为3.5m、5m，高度分别为16m、13m。
根据调查，沟域内发育4处崩滑堆积体和1段沟床堆积物源。
按照《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DZ/T0220--2006）附录H填写调查表并按附录G进行易发程度评分，标准得分N=118，属极易发。
泥石流计算书1
1.泥石流水文参数计算1.1 计算断面的确定泥石流计算断面的选择主要为流域内典型断面。
1.2 计算公式和参数主要计算公式及参数取自《四川省水文手册》、《泥石流灾害防治工程设计规范》（DZ/T0239－2004）以及《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DT/T0220－2006）。
根据泥石流防治工程的需要，对泥石流流体重度、流速、流量、一次冲出量、一次固体冲出物质总量、泥石流整体冲压力、爬高、最大冲起高度、弯道超高等进行计算和校核。
1.3 主要参数校核1.3.1 短历时暴雨公式当t＜1小时 H tp=S p·t1-n1P n1p=a1+b1·lgp当t=1-24小时 H tp=S p·t1-n2p n2p=a2+b2·lgp S p=H24p·24n2p-1 1.3.2 长历时暴雨公式当T=1-7日 H Tp=H24p·T mp m p=a+b·lgp式中：H tp——短历时t小时的设计暴雨量（mm）；H Tp——长历时t日的设计暴雨量（mm）；H24p——年最大24小时的设计暴雨量（mm）；n1p、a1、b1——短历时（t＜小时）设计暴雨的公式指数及其参数；n2p、a2、b2——短历时（t=1-24小时）设计暴雨公式指数及其参数；m p、a、b——长历时（t=1-7日）设计暴雨的公式指数及其参数，据四川省水文手册附图2-9、2-10查得a=0.45, b=0.01；p——设计频率（%）；S p——设计暴雨雨力（mm/小时）；计算结果见下表：单位：mm 表1-1各种历时设计暴雨量1.3.3 洪水①洪峰流量计算由于棉簇沟泥石流无洪水实测资料，只能用间接法求得洪峰流量，根据暴雨资料，用推理公式计算最大流量，计算成果汇总见表1-1，基本公式：Q P=0.278 ψ· F·S/τn产流参数采用公式：u=（1-n）n(n/(1-n))(S/h n)(1/(1-n))=3.6·F-0.19汇流参数采用公式：m=0.318·θ0.204式中： Q P ——最大流量（m3/s）；ψ——洪峰径流系数，ψ=1-τn·μ/ S P；τ——流域汇流时间（小时），τ=τ0·ψ-1/（4-n）；τ0——当ψ=1的汇流时间，τ0= 【0.383/(m/θS P1/4)】4/（4-n）；m——汇流参数，m=0.055θ0.72；S P——设计暴雨雨力（mm/小时），S P=H24P·24n2p-1；n——暴雨公式指数；F——集水面积（km2），取1.5km2；θ——流域特征系数，θ= L/（J1/3F1/4）；L——沟道长度（km），取1.5km；J——平均坡降（‰），取193.0‰；其余参数见上述。
尾矿库溃坝流量的计算
一个尾矿库溃坝流量的计算
渣坝最严重的风险便是坝体溃决，溃坝后最大泄流量可用下述公式计算：
Qn=Rn×Hn2×Knp
式中：
Qn----溃坝流量，m3/s；
Bn----溃坝长度，m；
Hn----坝溃前上下游液化位差，m；
Knp----与运营条件，坝体材质等有关的系数，根据有关资料，取0.75。
高速溃坝是在蠕变拉裂----剪断复合机制下形成的，在重力和残余剪切强度作用下，自坡脚区材料强度破坏开始，缓慢累进性破坏，其过程初为坡脚蠕变，接着沿接裂扩张，然后中部剪断贯通，当贯通剪断面形成时，斜坡开始高速滑动，
与此相应，溃坝过程由静止、加速并达到整体滑动的最大速度，其后滑体自后部至前锋依次减速构成，溃坝过程往往在几分钟内完成。
溃坝液体下泄时一般以涌坡形式运动，涌波的高度是不断变化的，同时逐渐向下游形成扇形流推进，最后流进附近地势较低的**江，引起**江水体污染事故的发生。
渣坝不同长度决口的最大泄流量见表10-1。
尾矿库溃坝淹没范围的定量计算方法研究
*尾矿库溃坝淹没范围的定量计算方法研究李全明1玲2王云海1钢1李李高级工程师( 1 中国安全生产科学研究院中安国泰( 北京) 科技发展中心，北京1000292 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室，北京100084)学科分类与代码: 6203070( 安全系统工程)中图分类号: X936文献标志码: A基金项目: 国家自然科学基金资助(50974109) ; 水沙科学与水利水电工程国家重点实验室项目(s k l h se－2011 －D －02) 。
【摘要】为降低人造高势能饱和体－尾矿库在金属非金属矿山安全生产中的危险，提高尾矿库工程溃决的预报预测水平，以溃坝洪水与泥浆的动力学过程作为研究重点，以溃坝洪水运动为主线，综合运用水文学、水动力学等运动理论和有限差分数值计算方法，建立描述尾矿库溃决泥浆运动的数值模型，研究得到尾矿库溃坝淹没范围的定量评估方法。
最后进行实际工程预测，计算表明该模型和计算方法可为尾矿库溃坝风险等级的划分提供依据。
【关键词】尾矿库;淹没范围;水动力学;风险评估; 数值模拟Research on Qu a n t i tat i v e C a l cu l at i n g Method for T a ili n g Ponds Submerged Area i nM eta l and N o n meta l M i n e sLI Q uan-m i n g1LI Li n g2WANG Y un-ha i1LI G an g1( 1 C h i na Academy of Safety S c i en c e＆T e c hno l ogy(C h i na Safety-T e c hno l ogy D eve l opment Center ( B e i j i ng) ) ，B e i j i ng100029，C h i na 2 State Key L aboratory of H ydros c i en c e＆E ng i neer i ng，T s i nghua U n i vers i ty，B e i j i ng100084，C h i na)A b s t r a c t: In order to reduce the art i f i c i a l stone f l ow of ta ili ng ponds w i th h i gh potent i a l energyin safeprodu c t i on of meta l and nonmeta l m i nes，and to i mprove the d i saster forecast l eve l，th i s paper，ta k i ng thefa ili ng and mud hydrodynam i c procedure as the research focus and the f l ood i ng of fa ili ng as the ma i nthread，c omprehens i ve l y emp l oys hydro l ogy，hydrodynam i c theory and f i n i te d i fferen c e method to bu il d a numer i c a l mode l of mud hydrodynam i c procedure，and then proposes a quant i tat i ve assessment method forta ili ng ponds submerged area． T yp i c a l project examp l e demonstrates that the mode l and thec a l c u l at i onK e y w o r d s: ta ili ng submerged area;hydrodynam i c s;r i s k assessment;numer i c a l s i mu l at i on达80 亿t。
泥石流计算方法
泥石流计算方法干线公路灾害防治试点工程技术指南（试行）中华人民共和国交通部二○○六年八月目录1 总则22 灾害调查和评估2 2.1泥石流和水毁 42.2路基病害73 防治工程设计93.1水毁防治工程103.2泥石流防治工程 (14)3.3路基病害防治工程 (15)4施工175 工程验收196 效果评估和总结20附录泥石流相关计算方法211 总则1.1 为提高公路抗灾能力，指导干线公路灾害防治工程试点工作的实施，特制定本技术指南。
1.2 公路灾害防治工程是通过增设和完善公路的灾害防护设施为重点，对公路边坡、路基、桥梁构造物和排（防）水设施进行综合整治，以提高公路抗灾能力的专项工程。
1.3 公路灾害防治试点工程的实施应按照“安全、耐久、节约、和谐”的原则，贯彻“预防为主、防治结合、因地制宜、综合治理”的方针，对公路灾害防治工程采取综合措施进行整治。
鼓励技术创新和采用经过论证的新技术、新材料和新工艺。
1.4 通过实施公路灾害防治试点工程，提高试点路段的抗灾能力、通行能力和行车安全水平，探索总结适合我国国情的公路灾害防治工程技术措施和组织实施方法，为全面实施积累经验。
1.5 本指南适用于干线公路灾害防治试点工程的实施。
1.6 干线公路灾害防治试点工程的实施，除应符合本指南外，还应符合国家有关标准的规定。
2 灾害调查和评估2.1 泥石流和水毁2.1.1水毁调查与评估，必须进行水毁形成条件调查，通过现场勘察认识所在河段的类型及河床变形、地质构造等特点，再结合灾害工程特点，研究水毁的原因。
水毁和泥石流都具有冲击、侵蚀、携带、淤积等破坏能力，但形成机理和流体性质完全不同。
2.1.2洪水与暴雨时空关系密切，以重复发生、夜间多发为特征。
其危害的方式包括冲刷、侵蚀、冲击、淤积、淹没、漫流改道为主，具有突发、集中、历程短、成灾快的特点。
调查评估的重点是洪水发生的时间、历程、流量、频率等。
2.1.3洪水调查的内容和方法见表2.1.3。
尾矿库计算方法
一、尾矿库计算原理把需要计算的区域划分成若干网格，分别计算每个网格内的设计高程与现状地面高程的挖填方量，最后分类汇总成整个区域的挖填方量。
二、尾矿库计算方法采用zdm软件中的土地平整软件包，可在数字地形图中（有等高线或高程点并且有 z 坐标）计算土方的挖填方量。
在土方计算范围区域内要有足够的等高线或高程点，如高程点不够，可用gcd 命令增加新高程点，或用getz命令获取高程点。
1 地块划分命令：dkhf功能：先将地块的设计高程用 text文字标注在封闭的地块上，选取文字，可在封闭的区域处生成高程不同的地块，并给地块编号。
如50.245/1表示为设计高程为50.245m地块编号为1。
2 计算区域挖填方量命令：atw功能：选择地块编号或封闭 pline线（给定设计高程/地块编号），给定划分的网格密度，程序自动将封闭的平整区域划分成网格，并在网格内计算挖填方量。
网格内数字，第一个数字为挖方量，第二个数字（负数）为填方量。
再此同时会在网格内生成挖、填分界点。
使用说明：在计算时在边角处有可能漏算，这时可用计算区域局部挖填方量caltw 命令进行补算。
网格划分越细，计算越精确，但速度越慢。
使用 a选项窗选设计高程/地块编号，可批量计算设置好的各个地块的挖、填量。
3 生成挖填分界线命令：twfj功能: 选择靠近地块边界的填、挖分界起始点，再选择其他挖、填分界点，程序会自动连接生成挖、填分界线。
可使用该功能生成等高线，水库水面线。
4 分类汇总挖填方量命令：tjtw功能:将计算的区域挖填方量按地块编号分类汇总成表。
并计算出的地块面积。
如小块面积地累计面积与计算的区域的面积不一致，程序会提示漏算了分隔区域，这时可用计算区域局部挖填方量caltw命令进行补算后再分类汇总。
本尾矿库计算全部为挖方土方量213926.31m³，面积为31403.51㎡即详图见cad附件。
尾矿库洪水计算资料
根据1：2000地质图可算出尾矿库汇水面积F=0.8km2，主槽流域长度L=1.15 km ，河槽底平均坡度降i=0.156，由于尾矿库库内大部分土质是砂质粘土，根据尾矿库安全评价报告，土壤入渗率u=4.2mm/s，流速系数Φ=0.85。
由该区水文手册可知，该地区年平均最大降雨量H24=140 mm，变差系数Cv=0.42，偏差系数Cs=3.5，Co=1.47，雨力递减系数n=0.7。
根据暴雨频率标准的规定，库容10-100m3的尾矿库，洪水设计频率按30年一遇，50年校核。
则由洪峰流量推理公式可算出洪水流量。
Φ.S.p.F
Qp=0.278
C.n
式中：Qp—p年一遇洪水流量，m3/s；
Φ—速流系数；
S—年平均最大降雨量，140mm；
P—洪水设计频率，年；
F—尾矿库汇水面积，km2；
C—变差系数；
n—雨力递减系数。
由公式算出30年一遇洪水流量Q30为m3/s。
尾矿库排水涵洞采用钢筋砼结构，过水端面尺寸宽1.8米，高1.6米（双格涵洞），洞底坡底i=0.03，浅洪流量为17.54m3/s，最大流速为6.1m/s，涵洞浅洪量能满足最大洪水量泄洪需要。
雨水主要积存在尾矿库内，目前尾矿库干滩长度为250m，尾矿库设计规范要求干滩长度不小于80～120m，则尾矿库蓄积雨水至少还有130m长的干滩长度，存量在1000m3以上。
尾矿坝下游建有回用水池，容积为300m3，蓄积于尾矿库中的雨水在枯水季节可通过回用水池供日常生产用水使用。
在30年一遇暴雨强度下，尾矿库可连续20.4分钟蓄积雨水。
可以认为暴雨时生产废水全部蓄积在尾矿库内，不向环境排放，蓄积水经回用水池后回用于生产。
泥石流年淤积量计算
泥石流年淤积量计算
泥石流年淤积量的计算通常是基于实地监测数据进行统计和分析。
以下是一种计算方法：
1. 首先确定监测区域内的泥石流通道的长度L（单位：米）和宽度W（单位：米）。
2. 利用泥石流监测点记录的流速数据，在整个监测区域内选取多个位置，测量泥石流的平均流速V（单位：米/秒）。
3. 计算泥石流的平均流量Q（单位：立方米/秒）= L x W x V。
4. 将泥石流的平均流量Q乘以泥石流流动的时间T（单位：秒），即可得到泥石流的总淤积量V（单位：立方米）= Q x T。
需要注意的是，以上只是一种一般的计算方法，实际计算过程中可能会考虑更多因素，如泥石流的沉积密度等。
具体的计算还应结合实际情况和相关专业知识进行。
泥石流运动特征值计算方法-
泥石流运动参数特征值计算方法——以xxxxx村泥石流沟为例摘要：文章在前期地质调查基础上，对治理区泥石流运动参数进行了详细计算，包括泥石流流量、流速、整体冲击力、冲起高度、弯道超高等，并对该泥石流沟提出治理建议。
关键词：泥石流；运动参数1，前言泥石流是山区特有的一种不良地质现象，由暴雨或上游冰雪消融形成的携带有大量泥土和石块的间歇性洪流。
具有突然发生、来势凶猛、历史短暂、破坏力强的特点。
沿途冲毁道路桥梁，淹没房屋农田，阻塞河道，在顷刻间造成巨大灾害,应该要注意防。
泥石流勘查指在收集已有资料的基础上，结合测绘、勘探（钻探、物探等）、试验等手段，对泥石流活动区域进行的有关泥石流的形成、活动、堆积特征、发展趋势与危害等方面的各种实地调查、综合分析与评判，为泥石流防治方案的选择和防治工程的设计提供基础资料。
其中泥石流运动特征值的包括流量、流速、冲击力、弯道超高等，泥石流的这些运动参数不仅反映了泥石流的规模、强度和流体性质, 其确定方法和计算结果还直接决定着泥石流防治建筑物的类型、结构和尺寸,是泥石流研究和防治工程设计的基础。
2，治理区概况2.1 治理区位置治理区位于xxxxx西北方向，处于xxxxxx风景区，行政区划上隶属于xxxxx 镇。
中心点坐标为北纬xxxxxx，东经xxxxxx。
该地区分布有S213省道（xxx 公路），交通较为便利。
2.2 地质环境背景（1）地形地貌：治理区地处燕山南麓，属低山丘陵地区，海拔标高+240～487m。
总体地形北高南低，相对高差90～180m，治理区沟谷发育，呈“V”型及“U”型，谷宽20～60m。
沟谷两侧山体坡度较陡，自然坡度角区约为55～75°，部分岩质边坡近乎直立，沟床纵坡15°，单沟沟谷为南北向，沟谷第四系坡积，残积物较厚，植被较发育。
图1 治理区地形地貌图（2）地层岩性：治理区一带区域地层，除第四系坡积，洪积层外，主要为侏罗系中上统髫髻山期岩浆岩，成分主要为安山岩，分布广，厚度大，斑状结构，块状构造，杏仁构造，同时存在少量粗安岩，粗面岩，火山碎屑岩。
尾矿库坝体稳定性计算及评价
尾矿库坝体稳定性计算及评价【摘要】准确评价尾矿坝的稳定是防范发生溃坝灾害事故的重要保证。
目前，我国在尾矿库坝体稳定性研究方面取得了一定进步，但与欧美发达国家相比还有一定差距。
本文结合具体尾矿库坝体实例，综合采用各方法对坝体进行了稳定性计算，最后对计算结果进行了评价，提出了行之有效地防治灾害措施。
【关键词】坝体稳定性；计算；干滩长度；评价尾矿库是专门用于存储尾矿的堆存系统，一般在山谷口部或洼地的周围筑坝而成，是一个具有高势能的人造泥石流危险源，存在溃坝危险，一旦失稳，容易造成重特大事故。
随着矿山事业的不断发展，尾矿库的数量呈上升趋势，尾矿库数量的增长和规模的扩大使得尾矿库的安全形势愈来愈严峻。
准确评价尾矿坝的稳定与否是防止尾矿库失稳溃坝、威胁人民生命财产安全的前提，并为尾矿库灾害防治提供依据。
下面，就结合具体实例，对尾矿库坝体稳定性进行计算，并对坝体安全性进行评价。
1.尾矿库概况该尾矿库是某矿山企业唯一堆存尾矿的场地，位于该企业选矿厂的东南方，距选矿厂约7.5km，三面靠山，一面筑坝，属山谷型尾矿库。
参照《尾矿库安全技术规程（AQ2006—2005）》的规定，该库属二等尾矿库。
1.1地质概况该尾矿库所在地区地形北高南低，沟谷发育，山坡陡峭，坡度一般在35°～40°。
库区范围内地表水系呈网状分布，地下水受大气降水直接补给，补给区与迳流区基本一致。
区内地貌条件不利于地下水的富集，主要含水层为石灰岩含水层，且岩层含水率偏低，水文地质条件简单；岩层发育有复杂构造，断层多，节理分布广，岩石十分破碎，属中等—复杂类型的工程地质条件。
该库区无滑坡、泥石流、管涌等不良地质现象，岸坡稳定，水土保持较好。
1.2尾矿库坝体结构1.2.1初期坝该尾矿库初期坝建在板岩地基上，为堆石透水坝；坝高40.5m，坝顶宽4.0m，坝顶长115m，坝底宽157.50m，下游坡比1∶2.0，上游坡比1∶1.7；宽2.0m的马道设在下游1156.5m标高处，上游有0.7～1.0m厚的砂石反滤层。
相思谷尾矿库溃坝最大流量沿程演进计算
基金项目：安徽省自然科学基金（０９０４１５２１３）；新世纪优秀人才支持计划项目（ＮＣＥＴ－１０－０３２４）作者简介：李赟，１９８５年生，硕士研究生，主要研究方向资源地理信息系统．Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｆｕｔｌｉｙｕｎ＠１６３．ｃｏｍ＊通讯作者，Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｆ＿ｈｆｕｔ＠１６３．ｃｏｍ相思谷尾矿库溃坝最大流量沿程演进计算李赟，袁峰＊，张明明（合肥工业大学资源与环境工程学院，合肥２３０００９） 中国是矿业大国，每年选矿产生的尾矿约３亿ｔ，除小部分作为矿山充填或综合利用外，绝大部分要堆存于尾矿库（朱君星，２００９）。
目前已形成一定规模的尾矿库约１５００余座，大多安全度水平低，一旦溃坝，将严重影响下游生活区及工矿企业、重要设施的安全，造成人民生命和财产的重大损失。
大坝溃决分析，模拟洪水在河道的演进过程十分重要，可为尾矿库下游受威胁地区的人民及财产转移提供重要依据，最大限度减轻灾害损失。
溃坝过程，一般会考虑溃坝坝址峰顶流量的计算，最大流量沿程演进计算等，就可以了解在河道中各个断面的最大流量、水深、即时流量等。
１ 溃坝坝址峰顶流量（最大流量）计算 对于尾矿库溃坝来说，考虑到溃决时往往为库内水位较高，尾矿处于液态，最大泄砂流量可根据肖克列奇经验公式（陈殿强，２００９）作为计算公式。
２ 尾矿库溃坝最大流量沿程演进计算 溃坝坝址处最大流量向下游演进至坝址Ｌ流程时的最大流量，采用如下２种方法进行比较：①李斯特万公式（张琨等，２０１０），该公式是国内外常用的简便计算公式。
②谢任之的洪峰展平公式法（谢任之，１９９３），该方法是传统的研究洪水演进的方法，需要的参数较多，计算的精度要高。
比较认为，李斯特万公式法忽略了河道地形的情况，没有考虑坡度、断面指数、糙率的影响，因此并不是在所有情况下都可以用李斯特万公式法来进行简便计算。
但李斯特万公式只需库容数值、坝址最大流量以及距离坝址的长度，就能够求得在距离坝址Ｌ处的最大流量，对参数要求低，在要求精度不是很高的情况下，有一定适用性，经过与洪峰展平公式法进行比较，说明在一定条件下能够满足计算要求：（１）坡度不够大，地势相对比较平坦。
尾矿库溃坝泥石流计算
4.5 泥石流分析预测根据《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DZ/T0220-2006）附录D的经验公式来预测泥石流堆积区的最大危险范围：一、基础数据1、流域最大高差H=15m；2、主沟长度D=0.125m；3、松散固体物（地表以上的尾渣）储量W=29.3×104m3；4、流域面积A=2.928km2；确定的泥石流特征值如下：二、预测计算1、泥石流堆积幅角R=47.8296-1.3085D+8.8876H=47.8296-1.3085×0.125+8.8876×15=181(度)；2、泥石流最大堆积宽度B=0.5452+0.0034D+0.000031W=0.5452+0.0034×0.125+0.000031×29.3 =0.5465km；3、泥石流最大堆积长度L=0.8061+0.0015A+0.000033W=0.8061+0.0015×2.928+0.000033×29.3 =0.8115km；4、泥石流堆积区的最大危险范围:S=0.6667L·B-0.0833B2·sinR/(1-cosR)=0.6667×0.8115×0.5465-0.0833×0.54652×sin181/(1-cos181) =0.2957-0.0249×(-0.0175/[1-(-0.9998)]=0.2957+0.0000218=0.2959km2。
原计算方法：1、泥石流流体重度γc根据《泥石流灾害防治工程勘查规范》表F.1，稀粥状泥石流流体重度γc=1.65t/m3，属粘性泥石流。
2、泥石流流速V c粘性泥石流流速计算通用公式:V c=（1/n c）H c2/3I c1/2式中：n c—泥石流沟床粗糙率，取n c=0.06；I c—泥石流水力坡降（沟床坡降），取I c=5%。
泥石流流量详细计算全解分析
第二节 泥石流流量计算1）频率为P 的暴雨洪水流量计算（P Q ）泥石流峰值流量与沟谷清水洪峰流量有关，而清水洪峰流量的大小又取决于暴雨量的大小。
此次一片区泥石流沟谷清水洪峰流量按部分汇流公式计算，其公式为：P Q =0.278KiF （2-1） 式中：P Q —清水洪峰流量（m ³/s ） F —流域面积（km ²）； i —1h 面雨量（mm ）；K —汇流系数，查青海省水文图集，取为0.8。
2）频率为P 的泥石流峰值流量计算（CQ ）按照泥石流与暴雨同频率、且同步发生、计算剖面的暴雨洪水设计流量全部转变成泥石流流量的前提下，首先按水文方法计算出剖面不同频率下的小流域暴雨洪峰流量，然后选用堵塞系数，按下列公式进行泥石流流量CQ 计算。
CP C C D Q Q •+=)1(φ （2-2）式中：C Q —频率为P 的泥石流峰值流量（m ³/s ）；P Q —频率为P 的暴雨洪水设计流量（m ³/s ）；C φ—泥石流泥沙修正系数， )/()(C H S C C γγγγφ--=；C γ—泥石流容重（t/ m ³）；S γ—清水的比重（t/ m ³），取值为1.0；H γ—泥石流中固体物质比重（t/ m ³），取值为2.65；C D —泥石流堵塞系数，取1.1。
利用上述公式计算出的各沟泥石流出山口峰值流量见下表5-3。
表5-3 热藏龙哇、龙藏沟泥石流流量计算表沟名及编号 设计频率 K i (mm) F （km 2） Qp (m 3/s) Dc C φQc (m 3/s) 热藏龙哇沟2%0.820.31.67.221.10.51112.001%21.9 7.80 12.97 龙藏沟2% 0.820.3 0.5192.34 1.1 0.3333.43 1%21.92.533.71第三节泥石流流速计算泥石流流速是决定泥石流动力学性质最重要的参数之一，目前泥石流流速计算公式多为半经验或经验公式。
凤城市某尾矿库溃坝数值计算
万方数据
图８坝高５７．５ ｍ时溃坝矿砂流影响范围 （１）落实尾矿库安全责任人，完善尾矿库运行
管理规章制度，严格执行大坝安全检查制度和大坝 安全监测规范。
（２）当坝体出现异常渗漏时。采取“上截、下 排”方法。在坝后设导渗沟，在渗水出露的适当范 围内，先铺设滤料垫层，然后填石料盖压；“下排” 的目的就是增加坝体渗透稳定性，防止坝体内矿砂 颗粒随渗水排出，威胁坝体安全。
当充填采空区位于地表以下充填站位于地表此时充填管道料浆输送为顺向输送充填料浆可借助重力进行自溜输送此时充填阻力计算中的充填输送高程阻力要求考虑重力势能作功的影响和垂直管道的输送阻力依据马路坪充填系统现状垂高210m时自然势头相当于充填料浆输送水平长度的315m水平距离最大输送长度952m扣除垂直高程差节省的压力势头得到最大87316得到最困难时期浆体输送最大阻力见表5马路坪矿充填料浆输送最大阻力浆体浓度15368
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ａＩｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ ｇｒｅａｔ ｎｕｍｂｅｒ，ｓｍａｌｌ ｓｉｚｅ ａｎｄ ｌｏｗ ｓａｆｅｔｙ ｌｅｖｅｌ，ｗｉｔｈ ｍｏｓｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｍａｌｌ ａｎｄ ｍｅｄｉｕｍ—ｓｉｚｅｄ ｏｎｅｓ ｎｏｔ ｎｏｒｍａｌｌｙ ｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ．ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｌｉｖ— ｉｎｇ ａｒｅａｓ，ｆａｃｔｏｒｉｅｓ，ｍｉｎｅｓ ｏｒ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅ ｄａｍ ｆａｉｌｕｒｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｆｏｒ ｅｎｈａｎｃｉｎｇ ｔｈｅ ｔａｉｌｉｎｇｓ
对尾矿库安全运行来说，大坝溃决分析是其 重要组成部分。尾矿库一旦溃决将造成巨大损失， 大坝溃决分析成果将为尾矿库下游受威胁地区的人 民及财产转移提供重要依据，确保人民群众生命财 产安全，最大限度地减轻灾害带来的损失；对确保 尾矿库的安全运行，使之更好地为矿山安全生产服 务，为国民经济健康持续快速发展服务等方面都具 有重要意义…。 １工程概况
尾矿库溃坝影响分析
尾矿库溃坝影响分析王秀龙（辽宁智诚中安安全技术服务有限公司，辽宁 沈阳 １１００００）摘 要：本文以磁选铁矿尾砂为研究对象，通过分析水利行业关于各类泥石流的研究成果，结合尾砂粒径和尾砂堆放特点，提出一个专适用于矿山尾矿库的溃坝影响分析方法，可对尾矿库溃坝影响进行定量分析，并计算泄砂总量、溃口宽度、坝址处最大流量、洪水传播时间、流速、淤积厚度、冲击力等重要参数，为矿库溃坝影响分析及防治工作提供依据。
结果表明提出的矿山尾矿库溃坝影响分析方法可以对尾矿库溃坝造成的泥石流影响进行评估，从而确定其影响范围，影响程度，预先做好防灾措施，并在工程中得到了有效应用。
关键词：泥石流；尾矿库；溃坝中图分类号：ＴＶ１４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２１）０８－０１６３－２Analysis on the influence of tailings dam breakWANG Xiu-long（Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｚｈｉｃｈｅｎｇ Ｚｈｏｎｇａｎ Ｓａｆｅｔｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｃｏ．， Ｌｔｄ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ １１００００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｔｈｅ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｏｆ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｉｒｏｎ ｏｒｅ ｉｓ ｔａｋｅｎ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｂｊｅｃｔ， ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｄｅｂｒｉｓ ｆｌｏｗ ｉｎ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ ｉｎｄｕｓｔｒｙ， ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｏｆ ｔａｉｌｉｎｇｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｓｔａｃｋｉｎｇ， ａ ｄａｍ ｂｒｅａｋ ｉｍｐａｃｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ， ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍｉｎｅ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｐｏｎｄ， ａｎｄ ｃａｎ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｌｙ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｄａｍ ｂｒｅａｋ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｐｏｎｄ， ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｓａｎｄ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ， ｔｈｅ ｗｉｄｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｄａｍ ｂｒｅａｋ， ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｆｌｏｗ ａｔ ｔｈｅ ｄａｍ ｓｉｔｅ， ｔｈｅ ｗｉｄｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｄａｍ ｂｒｅａｋ， ｔｈｅ ｗｉｄｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｄａｍ ｂｒｅａｋ Ｆｌｏｏｄ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ， ｆｌｏｗ ｖｅｌｏｃｉｔｙ， ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ， ｉｍｐａｃｔ ｆｏｒｃｅ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｄａｍ ｂｒｅａｋ ｉｍｐａｃｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｗｏｒｋ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｅｖａｌｕａｔｅ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｄｅｂｒｉｓ ｆｌｏｗ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｄａｍ ｂｒｅａｋ， ｓｏ ａｓ ｔｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｓｃｏｐｅ ａｎｄ ｅｘｔｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ， ｔａｋｅ ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｉｎ ａｄｖａｎｃｅ， ａｎｄ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ．Keywords: ｄｅｂｒｉｓ ｆｌｏｗ； Ｔａｉｌｉｎｇｓ ｐｏｎｄ； Ｄａｍ ｂｒｅａｋ土石坝类型尾矿库，是国内尾矿库占比最多的坝型。
泥石流流量计算全解
泥⽯流流量计算全解泥⽯流流量计算全解————————————————————————————————作者:————————————————————————————————⽇期：第⼆节泥⽯流流量计算１）频率为P 的暴⾬洪⽔流量计算(P Q ）泥⽯流峰值流量与沟⾕清⽔洪峰流量有关,⽽清⽔洪峰流量的⼤⼩⼜取决于暴⾬量的⼤⼩。
此次⼀⽚区泥⽯流沟⾕清⽔洪峰流量按部分汇流公式计算,其公式为:P Q ＝0.278KiF （２-1) 式中：P Q —清⽔洪峰流量(m 3/s ）Ｆ—流域⾯积（k ｍ2); i —1ｈ⾯⾬量(mm);K —汇流系数，查青海省⽔⽂图集,取为０．８。
2)频率为Ｐ的泥⽯流峰值流量计算(CQ )按照泥⽯流与暴⾬同频率、且同步发⽣、计算剖⾯的暴⾬洪⽔设计流量全部转变成泥⽯流流量的前提下,⾸先按⽔⽂⽅法计算出剖⾯不同频率下的⼩流域暴⾬洪峰流量,然后选⽤堵塞系数，按下列公式进⾏泥⽯流流量CQ 计算。
CP C C D Q Q ?+=)1(φ (2－２)式中:C Q —频率为P 的泥⽯流峰值流量(ｍ3/ｓ）；P Q —频率为P 的暴⾬洪⽔设计流量（ｍ3/s ）;C φ—泥⽯流泥沙修正系数, )/()(C H S C C γγγγφ--=; C γ—泥⽯流容重(ｔ/ m 3)；S γ—清⽔的⽐重（t/ m 3）,取值为1.0；H γ—泥⽯流中固体物质⽐重（t/ m 3），取值为２.６5;CD —泥⽯流堵塞系数，取1.1。
利⽤上述公式计算出的各沟泥⽯流出⼭⼝峰值流量见下表5-３。
表5-3 热藏龙哇、龙藏沟泥⽯流流量计算表沟名及编号设计频率Kｉ (mm)F (k ｍ2)Ｑｐ (m 3/ｓ)DcC φQc （m 3／s)热藏龙哇沟 2% 0.8 ２0.3 1.6 7.2２ 1．1 ０.511 1２．00 1％ 21.９ 7.80 12．9７龙藏沟２% 0．８2０.３ 0.5192.３4 １.１ 0．33３３.４３ 1%21.92.５33.71第三节泥⽯流流速计算泥⽯流流速是决定泥⽯流动⼒学性质最重要的参数之⼀，⽬前泥⽯流流速计算公式多为半经验或经验公式。
尾矿库径流量计算
①尾矿库径流量计算
依据国家环境保护总局编著的《排污申报登记使用手册》中提供的矿山工业排污量计算方法，尾矿库径流量计算公式为：
W=1000Hp(F1ɑ＋F2)
式中，W—该月径流量，m3/月
Hp—该月降雨量，（mm）
F1—汇水面积内的路面面积，Km2
F2—尾矿库水面面积，Km2
ɑ—枯水年径流系数，参见表
表各类地形径流系数表
根据上述公式计算，工可设计的尾矿库径流量为***m3/h
②尾矿砂孔隙截流水计算
尾矿砂孔隙截流水计算公式为：
Wk=(1/rd-1/rg)W
式中，Wk—沉积尾矿砂孔隙截流水量，m3/月；
rd—尾矿堆积容量，t/ m3
rg—尾矿比重；
W—排入尾矿库的尾矿量，t/月
根据上述公式计算，尾矿库的尾矿砂孔隙截流水为*** m3/h；
③尾矿库渗透损失水量计算
在有防渗措施情况下，渗透损失水量计算公式为：Ws=F2Hs/365×B
式中，Ws—尾矿库该月渗透损失水量，m3/月；
F2—尾矿库水面面积，m2
B—生产天数
Hs—尾矿库年渗透水层高度，见表
表渗透水层高度表
根据上述公式计算该尾矿库库址水文地质条件良好（库位于不透水地层上）时，渗透损失水量为***m3/h。
④尾矿库蒸发量计算
尾矿库蒸发量计算公式为：Wz=1000ZpF2
式中，Wz--尾矿库蒸发水量，m3/月；
Zp—该月蒸发量（mm）；
F2—尾矿库水面面积Km2
根据上述公式计算尾矿库蒸发水量***m3/h。
尾矿库溃坝预测
9.2.3 项目尾矿库垮坝影响预测1、尾矿库最大泄漏量从环保角度考虑最不利的溃坝情况，即在尾矿库使用后期（坝高23m ）发生溃坝，有效库容完全排空，此时库区有效库容为78.97万m 3。
2、尾矿库溃坝后泥石流流量估算m w m D Q Q )1(φ+= （1）式中：m Q --坝址处溃坝最大泥石流流量，m ³/s ；w Q --坝址处溃坝洪水最大流量，m ³/s ；φ --泥石流量修正系数；m D --泥石流堵塞系数，在使用中后期可以作为泥石流在坝址位置遇到了最严重的堵塞，取3.0。
2304.0)(278H g b bB Q w = （2） 式中：b －口门宽度；B －尾矿库水面宽度；g －重力加速度；H 0－坝前水深（包括行进流速水头）。
根据（1）、（2）式计算得，项目尾矿库溃坝后库内洪水与尾渣混合后的泥石流量为3456m ³/s ，则尾矿库在最不利的溃坝情况下，有效库容的尾砂全部排空需要的时间约为228s 。
3、泄砂流量过程线尾矿坝坝址流量过程线，一般是在瞬时从零急骤增至最大，随之很快下降，参考相关文献，坝址处流量过程可概化成表9.2-2的形式。
表9.2-2 泄砂流量概化过程注：T 为尾矿库泄空时间，t 为任意时刻；Q m -为坝址最大流量；Q t 为相应于t 时的溃坝泄砂流量。
T 可由泄砂总量、最大泄砂流量和流量过程线求出。
4、尾矿库下游某断面最大流量的计算溃坝在下游某断面处形成的最大流量，其经验公式为：v l Q V VQ m l m +=, （4） 式中：Q m --坝址处溃坝最大泥石流流量，m ³/s ； Q m ，l --演进至距坝址l 处的溃坝最大泥石流流量，m ³/s ；V--溃坝时尾矿库有效容积，m ³；v--洪水期间河道断面平均流速，m/s ，山区河道7.15m/s 。
由公式（4）可计算出，当l=200m 时，Q m ，l =3084.8m ³/s ；l=500m 时，Q m ，l =2650m ³/s ；l=800m 时，Q m ，l =2322m ³/s 。
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4.5 泥石流分析预测
根据《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DZ/T0220-2006）附录D的经验公式来预测泥石流堆积区的最大危险范围：
一、基础数据
1、流域最大高差H=15m；
2、主沟长度D=0.125m；
3、松散固体物（地表以上的尾渣）储量W=29.3×104m3；
4、流域面积A=2.928km2；
确定的泥石流特征值如下：
二、预测计算
1、泥石流堆积幅角R=47.8296-1.3085D+8.8876H
=47.8296-1.3085×0.125+8.8876×15=181(度)；
2、泥石流最大堆积宽度B=0.5452+0.0034D+0.000031W
=0.5452+0.0034×0.125+0.000031×29.3 =0.5465km；
3、泥石流最大堆积长度L=0.8061+0.0015A+0.000033W
=0.8061+0.0015×2.928+0.000033×29.3 =0.8115km；
4、泥石流堆积区的最大危险范围:
S=0.6667L·B-0.0833B2·sinR/(1-cosR)
=0.6667×0.8115×0.5465-0.0833×0.54652×sin181/(1-cos181) =0.2957-0.0249×(-0.0175/[1-(-0.9998)]
=0.2957+0.0000218=0.2959km2。
原计算方法：
1、泥石流流体重度γc
根据《泥石流灾害防治工程勘查规范》表F.1，稀粥状泥石流流体重度γc=1.65t/m3，属粘性泥石流。
2、泥石流流速V c
粘性泥石流流速计算通用公式:V c=（1/n c）H c2/3I c1/2
式中：n c—泥石流沟床粗糙率，取n c=0.06；
I c—泥石流水力坡降（沟床坡降），取I c=5%。
H c—计算断面平均泥石流深（m）。
从图上测算H c=1.45m
γc—泥石流容重（t/m³），取γc=1.65t/m³；
计算流速V c=（1/0.06）×1.652/3×0.051/2=5.2m/s。
3、泥石流洪峰流量Q c
采用形态调查法Q c=W c×V c
式中：W c—泥石流过流断面（m2），从图上测算W c=10m2；
则Q c=10×5.2=52m3/s。
4、一次泥石流过程总量Q
一次泥石流过程总量与洪峰流量、历时因素有关：Q=K·Q c·T
泥石流历时一般地T=600～1800s，取T=600s；
K值的变化随流域面积S的大小而变化，当S＜5km2时，K=0.202；当5km2≤S≤10km2时，K=0.113；当S＞10km2时，K=0.0378；
则Q=0.202×52×600=6302m3。
5、一次泥石流冲出固体物质总量Q H
计算公式Q H=Q·（γc-γw）/（γH-γw）
式中γH—泥石流固体物质重度（t/m3），取γH=2.0t/m3；
γw—水的重度，取γw=1.0 t/m3；
则Q H=6302×（1.65-1）/（2.0-1）=4096m3。
从以上计算结果分析，该尾矿库一旦溃坝时涌向下游的固体物质总量4096m3，预计泥石流冲出距离（距初期坝脚）约380m。
本尾渣场下游平坦且属工业园区，500范围内无重要建筑物、构筑物，亦无风景区及自然保
护区，也无居民点分布，溃坝不影响人员、重要建构物的安全。
但会造成下游河流局部堵塞，造成一定的环境污染事故。