一種平地四面筑壩型尾礦庫(kù)洪水及調(diào)洪計(jì)算簡(jiǎn)化方法

賈曄

摘 要：平地四面筑壩型尾礦庫(kù)在我國(guó)沿海平原地區(qū)較為常見，該類型尾礦庫(kù)計(jì)算洪水多采用坡面匯流方法，計(jì)算過(guò)程較為繁瑣。本文以山東省招遠(yuǎn)市某平地型尾礦庫(kù)為例，闡述利用坡面匯流公式的一種簡(jiǎn)化算法進(jìn)行洪水計(jì)算、洪水過(guò)程線概化及調(diào)洪演算的方法。

關(guān)鍵詞：平地型尾礦庫(kù)；洪水計(jì)算；調(diào)洪計(jì)算；簡(jiǎn)化方法

平地四面筑壩型尾礦庫(kù)在我國(guó)沿海平原地區(qū)較為常見，該類尾礦庫(kù)由于匯流類型較為特殊（庫(kù)內(nèi)無(wú)明顯河槽），且?guī)烀婷娣e即為匯水面積，因而匯水面積一般較小，多數(shù)水文手冊(cè)、水文圖集等資料提供的計(jì)算方法都需要河槽的參數(shù)，對(duì)其并不適用。一般需要采用坡面匯流方法進(jìn)行計(jì)算。

1.項(xiàng)目概況

該尾礦庫(kù)位于山東半島區(qū)，為平地四面筑壩型尾礦庫(kù)，為濕排庫(kù)，匯水面積0.079km2。尾礦庫(kù)等別為四等。尾礦庫(kù)排洪采用排水井-管型式。

2.洪水計(jì)算

2.1洪峰流量

對(duì)于匯水面積小于0.1km2的特小排水塊，洪峰流量采用特小面積坡面匯流簡(jiǎn)化公式計(jì)算。

式中，QP為設(shè)計(jì)頻率P的洪峰流量，m3/s；SP為頻率為P的暴雨雨力，mm/h；μ為入滲率，mm/h；F為壩址以上匯水面積，0.076km2；H24P為頻率為P的24小時(shí)降雨量，mm；KP為模比系數(shù)；H ?_24為年最大24小時(shí)降雨量均值，mm。

2.2洪水總量

式中，W為洪水總量，m3；α24為降雨歷時(shí)為24小時(shí)的徑流系數(shù)。

根據(jù)《山東省水文圖集》及《尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)參考資料》確定洪水計(jì)算主要參數(shù)如下：

尾礦庫(kù)為四等庫(kù)，洪水重現(xiàn)期采用200年一遇洪水，即設(shè)計(jì)頻率P=0.5%。由于尾礦庫(kù)為濕排庫(kù)，庫(kù)內(nèi)下層尾砂已飽和，因此不考慮下滲，即入滲率μ取0mm/h。同樣，計(jì)算時(shí)不需考慮地下匯流。洪水計(jì)算結(jié)果如表2所示。

3.洪水過(guò)程線

洪水過(guò)程線按三點(diǎn)進(jìn)行概化，即概化為三角形過(guò)程線。過(guò)程線的起點(diǎn)即為時(shí)段降雨起點(diǎn)，洪水歷時(shí)由洪峰流量和洪水總量按三角形過(guò)程線推算即t=2W?QP=3.32h。從尾礦庫(kù)安全運(yùn)行的角度出發(fā)，將洪峰置于洪水歷時(shí)的末端。繪制洪水過(guò)程線見圖1。

4.調(diào)洪演算

排洪構(gòu)筑物采用“排水井～管”形式。其泄流能力曲線見圖2。

采用水量平衡法進(jìn)行調(diào)洪演算。尾礦庫(kù)內(nèi)任一時(shí)段的水量平衡方程式為：

式中，Qs、Qz為時(shí)段始、終尾礦庫(kù)的來(lái)洪流量，m3/s；qs、qz為時(shí)段始、終尾礦庫(kù)的泄洪流量，m3/s；Vs、Vz為時(shí)段始、終尾礦庫(kù)的蓄洪量，m3。

5.結(jié)語(yǔ)

本文中討論的方法為坡面匯流的一種簡(jiǎn)化算法，利用簡(jiǎn)化公式計(jì)算洪峰流量和洪水總量，并將洪水過(guò)程線三點(diǎn)概化為三角形過(guò)程線進(jìn)行調(diào)洪演算，大大減少了計(jì)算量，提高了工作效率，可用于匯水面積小的平地四面筑壩型尾礦庫(kù)的洪水估算和簡(jiǎn)單調(diào)洪計(jì)算。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB 50863-2013尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2014.

[2]《尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)參考資料》編寫組.尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)參考資料[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1980.

[3]高速水力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（四川大學(xué)），吳持恭.水力學(xué)[M].第3版.北京：高等教育出版社，2003：150～152.