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6.3 调洪演算及排水构筑物设置


6.3.1  干法赤泥堆场排水构筑物形式及尺寸应根据水力计算和调洪演算确定,满足设计流态和防洪安全要求。当滤饼干法赤泥堆场采用库尾排放方式时,可不进行调洪演算。

6.3.2  浆体干法赤泥堆场各级赤泥坝坝顶与设计洪水位的高差不应小于表6.3.2的最小安全超高值。同时,滩顶至设计洪水位水边线的距离不应小于表6.3.2的最小干滩长度值。

表6.3.2  浆体干法赤泥堆场赤泥坝的最小安全超高与最小干滩长度(m)

6.3.3  滤饼干法赤泥堆场采用库前、库中或四周排放方式时,其各级赤泥坝坝顶与设计洪水位的高差不应小于本规范表6.3.2的最小安全超高值。同时,滩顶至设计洪水位水边线的距离不应小于表6.3.3的最小干滩长度值。

表6.3.3  滤饼干法赤泥堆场赤泥坝的最小干滩长度(m)

6.3.4  调洪计算应采用水量平衡法按下式计算:

    式中:QS、QZ——时段始、终赤泥堆场的来洪流量(m3/s);

              qS、qZ——时段始、终赤泥堆场的泄洪流量(m3/s);

              VS、VZ——时段始、终赤泥堆场的蓄洪量(m3);

              △t——该时段的时间(h)。

6.3.5  浆体干法赤泥堆场分隔为多个库区时,各库区应分别设置排水构筑物,并分别进行洪水计算和调洪演算。

6.3.6  堆场的一次洪水排出时间应小于72h。

6.3.7  滤饼干法赤泥堆场采用库前、库中或四周排放方式时,可在进水构筑物附近设置调洪池,其容量应满足赤泥堆场各使用期降雨时调蓄洪水的需要。库区赤泥层表面应按不小于1%的坡度坡向调洪池。调洪池边坡坡比不宜大于1:6,边坡上适当位置应设置供操作人员上下的台阶。

6.3.8  滤饼干法赤泥堆场采用库尾排放方式时,排洪构筑物设置应符合下列规定:

    1  库前应建设拦挡坝。其高度应满足储存一次洪水冲刷挟带的赤泥量,该量应根据赤泥滤饼冲刷试验确定。缺少资料时,可按下式估算确定:

    式中:WCH——最大一次冲泥量(m3);

              HP——设计频率的最大24h的降雨量(mm);

              a——赤泥细度系数,可取0.25;

              F——终期赤泥堆积区面积(km2);

              P——赤泥堆场等别系数,一等库取0.45,二等库取0.35,三等库取0.30,四等库取0.25,五等库取0.20。

    2  在拦挡坝前应设置排水井-排水管排洪系统,排水井进口底标高应高于设计赤泥淤积标高0.5m以上。

    3  在赤泥堆积区应设临时截水沟,排入两侧截洪沟;在赤泥堆积体最终的下游坡面应设置永久性纵横向截排水沟,被截径流汇至拦挡坝前,经井、管排出坝外。

    4  拦挡坝未设置坝肩溢洪道时,排水井-排水管系统的泄洪能力不应低于堆场设计频率的洪峰流量;拦挡坝设置了坝肩溢洪道时,溢洪道的泄洪能力不应低于堆场设计频率的洪峰流量。
 

条文说明

 

6.3.1  调洪演算的目的在于根据选定的排洪系统和布置,计算出不同库水位时的泄洪流量,以确定排洪构筑物的结构尺寸。当堆场的调洪库容足够大,可以容纳下一场暴雨的洪水总量时,先将洪水汇集后再慢慢排出,排水构筑物可做得较小,工程投资费用最低;当堆场没有足够的调洪库容时,排水构筑物要做得较大,工程投资费用较高。一般情况下,赤泥堆场都有一定的调洪库容,但不足以容纳全部洪水,在设计排水构筑物时要充分考虑利用调洪库容进行排洪计算,以便减小排水构筑物的尺寸,节省工程投资费用。

    调洪演算时,要根据设计赤泥滩面坡度求出不同高程的调洪库容,作出水位-调洪库容关系曲线;根据经验选取一定的排洪构筑物,并作出水位-泄洪流量关系曲线。再根据洪水过程线、水位-调洪库容关系曲线和水位-泄洪流量关系曲线,逐时段进行水量平衡计算,确定堆场最高洪水位和排洪构筑物最大下泄流量,并作出排水过程线。设计上应选取多个排洪构筑物的过水断面,经反复计算,进行技术经济比较,确定最优排洪方案。

    经调洪演算确定的最高洪水位,不仅应符合堆场安全超高和最小干滩长度的规定,而且还应满足堆场坝体稳定性的要求。

    当滤饼干法赤泥堆场采用自上游向下游堆存的排放工艺时,库区雨水不在库区停留,而是随时排放,故可不做调洪演算。

6.3.4  调洪计算中计算时段△t宜小于或等于洪水汇流时间。

6.3.5  为满足干法堆存工艺的要求,浆体干法赤泥堆场一般需用中间坝分隔为三个以上的库区,各库区相对独立,轮流进行布料-干燥-筑坝作业,此时各库区均应设置满足防洪标准要求的排洪系统,在堆场使用期内每一库区排洪时的干滩长度和安全超高均应满足本规范的要求。

6.3.6  本条对一次洪水排出时间作出规定,目的在于尽快腾空调洪库容,以接纳下一次洪水。

6.3.7  根据滤饼干法赤泥堆场适宜机械布料和碾压的特点,堆场内赤泥面坡度和积洪区形状均可人为控制。在排洪竖井或斜槽附近设置满足调洪要求的调洪池,将排洪时库区积水面控制在一个较小的范围,有利于增大进水构筑物的泄流水头和减少雨水浸泡对已干固赤泥的影响,从而增加堆场的安全性。堆场调洪池是在排料过程中逐步形成并逐渐升高的,即每级坝体使用时有计划地在竖井附近一定范围内不布料,即可获得天然的调洪库容。此时调洪池顶部即为最高洪水位,调洪池边界与坝体的最小距离即为最小干滩长度,坝顶与调洪池顶部的高程差即为安全超高,调洪池容积即为调洪库容,调洪池顶部与底部的高程差即为调洪高度。

6.3.8  本条是采用库尾排放方式时滤饼干法赤泥堆场防洪设施的规定,与现行国家标准《尾矿设施设计规范》GB 50863一致。

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干法赤泥堆场设计规范 GB50986-2014
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