尾矿库溃坝模型设计及试验方法概要.doc

【重点关注】尾矿库溃坝模型设计及试验方法张红武,刘磊,卜海磊,钟德钰(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摘要:在简要回顾前人有关模拟方法研究成果的基础上,分析了尾矿库溃坝及其模型试验的特点,理清了设计思路,提出了模型相似条件,然后以预备试验为依托,通过模型尾沙选择与要求、模型制作、测验手段等环节的研究,进一步论述了尾矿库溃坝模型的设计方法与试验方法。尾矿库溃坝模型设计应遵循水流重力相似、水流阻力相似、水流挟沙相似、尾沙悬移相似、河床变形相似及尾沙起动相似等条件;模型沙可选择容重适中、化学性质稳定的拟焦沙;模型试验的工作步骤:给出尾矿库最可能的溃坝方式及对下游影响最大的典型情况,确定尾矿库最终高程,选配合适的模型沙,设计溃坝模型,测出尾矿库溃坝坝址流量、水位过程线和冲沙率以及向下游的洪水演进情况,提出可行的下游保护方案、工程措施及综合防治对策,确定尾矿库最终堆积标高。关键词:设计方法;模型试验;溃坝;尾矿库中图分类号:TD221;TV13161文献标识码:A doi:103969/jissn1000-1379201112001Test and Design of Tailings Dam ModelZHANG Hong-wu,LIU Lei,BU Hai-lei,ZHONG De-yu(State Key Laboratory of Hydroscience and Engineering Department of Hydraulic Engineering,Tsinghua University,Beijing100084,ChinaAbstract:Based on the model test,further discussions about the design method of the tailings dam failure model and the test method was presented in this paper through the model selection,requirements and tailings model manufactureThis paper analyzed the characteristics and the model test of the tailing dam,and presented a model similar conditions based on the achievements of previous research about simulation methodThe results show that:the design of the tailings dam should follow the laws of resistance similar,water sediment carrying capacity similar,tailings sediment similar,bed deformation similar and sediment incipient motion similar;the sediment of which the bulk density is light and the chemical stability is good can be chosen as the model sediment;the most ability dam-bursting mode,the biggest impact on downstream typical case,calculation of the eventually elevation of tailing dam,the discharge from the site of tailing dam,flood control level hydrograph and the flood routing are presented in the model experimentMoreover,the feasible downstream protection solutions,comprehensive prevention and control measures are presented in this paperKey words:design method;model test;dam break;tailing dam尾矿库是一种特殊的工业建筑物,是矿山企业最大的环境保护工程项目,同时也是具有高势能的人造泥石流危险源。我国为世界矿业大国,已建尾矿库约5000座(全世界约有20万座,总库容约为50亿m3,堆贮尾矿约55亿t1。我国尾矿库数量之多、库容之大、坝体之高在世界上都是少见的,更严重的是,目前全国尾矿库中非正常库比例高达45%,且半数以上尾矿库是由没有专业资质的设计单位设计的,大都存在溃坝的风险2。尾矿坝的溃决会带来巨大的人员伤亡和财产损失,并产生严重的环境污染,是矿山安全的头等问题。如2008年9月,山西襄汾新塔集团尾矿库出现的特大尾矿库溃坝事故,淹没土地359hm2,造成276人死亡,直接经济损失近亿元,引起社会广泛关注,此后全国各省(区、市安全生产监督管理局都提高了下游有居民住宅和重要设施的尾矿库安全生产许可的准入门槛。对于下游有居民住宅和重要设施的尾矿库,为保护群众生命财产及重要建筑物的安全,需要研究尾矿库溃坝的淹没范围和对下游的影响程度。鉴于在尾矿库设计与建设中,诸如尾矿库总体布局、溃坝对下游的影响等关键技术问题,长期缺乏系统、深入的研究,急需借助能够检验不同方案优劣的科学研究手段来提高工程论证水平。尤其不同的尾矿库坝体结构、物质组成差异很大,溃决机理十分复杂,溃决过程在机理方面很不清晰,完全从理论收稿日期:2011-11-28基金项目:国家自然科学基金重点项目(51039003。作者简介:张红武(1958,男,河南淮阳人,教授,博士生导师,研究方向为河流动力学及河流模拟。E-mail:zhhwtsinghuaeducn第33卷第12期人民黄河Vol33,No12 2011年12月YELLOW RIVER Dec,2011上难以给出可靠的溃决模式3,且一般情况下尾矿库及其下游沟道的边界条件都相当复杂,用解析法定量分析十分困难,完全从理论上给出的工程设计与计算成果很难符合实际。而利用试验手段,又缺乏尾矿库溃坝模型相似律。为使工程论证与模拟研究接近实际,并使解决该类工程问题时(包括堰塞湖溃决等能按照较为可靠的研究方法,定量掌握尾矿库坝体的溃决过程及其对下游的影响程度,必须在模拟方法上有所突破。为此,近几年笔者在开展栾川三强钼钨寺院沟尾矿库溃坝模型等试验的过程中,对溃坝模拟方法进行了探讨。本文在简要回顾前人成果的基础上,尾矿库溃坝模型设计及试验方法。1尾矿库溃坝模拟方法研究现状在数值模拟方面,早期一些学者参考一般水力溃坝模型进行了尾矿库溃坝模拟计算。不过,尾矿库的溃坝实际同散粒体土坝溃决及堰塞湖溃坝情况相近,同一般水力溃坝差异很大。因而后来较多学者根据多个尾矿坝的实际溃决资料,参考水力溃坝模型,考虑尾矿的物理力学性质及其在流动中的变形,建立尾矿坝溃坝的数学模型,就尾矿坝溃坝后泥石流对坝下游的影响进行预测45。如袁兵等5为开展数值计算,根据多个大坝的实际溃决资料,建立了尾矿坝溃坝的数学模型,提出了尾矿坝溃坝后泥石流对下游影响的预测方法;陈国芳等分析尾矿库溃坝事故发生的机制及可能造成的人员伤亡后,提出了避免事故的对策;朱勇辉等6建立了土坝溃决模型。有些文献还介绍了国外学者的研究成就。如G E Blight研究了南非5座环形尾矿坝溃坝情况,得出了尾沙流的运移距离和地表的干湿状态有关的结论;S Moxon研究了西班牙南部Los Frailes矿尾矿坝发生的事故,提出了预防溃坝的方法;M Rico等通过收集尾矿坝溃坝事故的资料,并通过归纳总结,建立了尾矿坝坝高、库容等参数同因溃坝产生的尾沙流体特性之间的关系,尤其给出了尾矿坝总库容与溢出尾矿量以及溢流量与潜在下游最大流动距离之间的关系。堰塞湖溃决同尾矿库溃坝相近之处较多,王光谦、钟德钰、张红武等针对唐家山堰塞湖特定的泄流动力学过程,开发了平面二维水沙数学模型,扩展了基本方程,考虑了堰塞体形成的河床变形对水流运动的影响,提出了高精度且高效率的边界跟踪算法,分析了堰塞湖泄流过程以及堰塞体冲刷发展的机制。结果表明,河床变形对泄流影响较大,堰塞体以溯源冲刷为主,计算得到的泄流流量、堰塞湖水位与实际观测值较为接近7。在模型试验方面,严格的尾矿库溃坝比尺模拟试验鲜见报道,现有的河工模型、洪水溃坝模型、滑坡涌浪模型的模拟方法尚难直接应用到尾矿库溃决模型之中。因溃决后的水沙流动同沟道高含沙洪水及淤地坝溃坝状况有相近之处,故相关模拟方法可供借鉴。清华大学黄河研究中心2000年曾以黄土作为模型沙,在大比降水槽中开展了沟道发育及淤地坝溃坝模型试验,并采用拟焦沙作为小流域的模型沙,通过降水模拟开展了自然侵蚀与工程治理后的效果比较试验8。此后,张红武等910进一步提出土壤侵蚀及沟道坝系的半比尺模型设计方法:按照几何相似条件,要求初始地貌与原型相似;为保证侵蚀形态的相似性,下垫面需要采用模型沙制作裸地模型,其初始含水量同原型相近,且模型降水强度必须大于模型沙相应的临界雨强;降水历时遵循重力相似条件;为保证沟道坝系地貌演变相似,模型降水产沙关系要与原型相对应,应满足产沙相似条件。为检验该方法的合理性,曾利用两个不同几何比尺的模型进行了验证试验1012。“512”汶川地震之后,为预测唐家山堰塞湖、肖家桥堰塞湖溃坝最大流量,张红武等首次用模型试验方法,利用现有条件快速制作模型,开展了堰塞湖溢流槽冲刷发育与泄流过程试验8,不仅较好地模拟出了溃坝最大流量,而且还预测出了堰塞体溃决后的影响状态。该课题组目前正在通过模型试验,建立高危尾矿坝溃坝几何参数同下游影响参数的关系,这对溃坝灾害的评估和防治有着重要的现实意义,同时对尾矿库溃坝研究也颇有参考价值。2尾矿库溃坝模型设计思路及原理尾矿库溃坝方式有多种,主要可分为由滑动、管涌、地震、洪水诱发等。一般尾矿库堆积边坡的坡度较缓,并且在多个标高都设计有水平排渗层和大口辐射井的联合排渗,发生管涌及坝坡稳定破坏的几率很小12。同时,尾矿库由地震力破坏的可能性一般较小。相对而言,尾矿库长度较短,调洪库容小,地处海拔较高的山沟,突发的山洪对尾矿库的安全影响较大,故溃坝模型试验主要模拟的情况应为尾矿库排洪系统失去排洪能力及突发可能最大暴雨洪水漫顶时的溃坝形式。尾矿坝模型试验过程中,尾矿库溃坝现象极其复杂,导出的相似关系往往不相容,因而不得不先抛开相似的一般性,集中研究特殊现象,再利用原型资料对模型进行率定。通常情况下,由于对特殊现象起支配作用的物理法则比一般现象要少,因此相似准则可以放宽,只着重集积效果相似等89。在研究尾矿坝模型的动力相似时,一般选择主要作用力进行分析。为反映集积效果,可引入宏观物理量来说明侵蚀现象。此外,尾沙侵蚀所受的影响还有尾沙重力、尾沙的弹性力(可忽略、颗粒的惯性力及外力侵蚀动力。尾矿坝模型试验中的原型和模型的流体都是水流,进行试验时,模型的水流在坡面汇集和沟道汇流过程中,紊流得到充分发展。在水流的流动过程中主要受重力的作用,故主要考虑水流满足重力相似条件。尾沙受外界扰动而变形的情况与下面的6个力有关:尾沙颗粒的惯性力;尾沙颗粒间的摩擦力;尾沙颗粒间的黏着力;尾沙的重力;尾沙的弹性力;尾沙与外界的黏结力。另外,摩擦力、黏着力、黏结力、弹性力还受到尾沙变形及其速率、土与外界黏结面的几何形状等因素的影响。多数情况下,由于尾沙的弹性力很小,变形速度的影响也很小,因此这两种因素都可以忽略。只要在模型中使用与原型特性相近的材料,使其应力和压力相等就可以了。一般尾沙颗粒较粗,作用于颗粒间的黏着力与重力及摩擦力相比可以忽略。为使模型尾沙的内摩擦系数与原型尾沙相等,往往放弃颗粒的几何相似条件。由于在尾沙变形过程中颗粒运动的集积效果才是研究的对象,因此每个颗粒的几何相似条件可放宽。沟道水流主要是紊流,起支配作用的物理法则是水的惯性和重力,黏性起次要作用,且由于惯性力主要作用于水平方向上,重力作用于垂直方向上,因此可对这两个方向分别求相似准则。进一步讲,沟道中往往形成高含沙水流,从而需要按照高含沙洪水模型相似律进行设计13,以满足水流运动相似、尾沙运动相似(悬移相似、挟沙相似及沟道变形相似等。把尾矿库尾沙冲刷量和下游各区域淹没范围及泥沙淹没深度等溃坝后出现的现象按空间来分割,各部分由各自的物理法则来支配,从而能使相似法则放宽。在尾矿库溃坝和防治的试验模拟过程中,笔者感兴趣的并不是单个尾矿颗粒和水流的运动轨迹,而是它的集积效果。例如,在研究尾矿库下游拟保护设施方案、建筑的工程措施时,其主要内容是把握最不利条件下尾矿库溃坝后下游防护方案或工程措施施加的效果,因此可以把尾矿库溃坝及对下游冲淤现象的整体性能作为研究对象,在技术上进行简化,使方法具有实用价值。基于上述认识,笔者对于具体的尾矿库工程溃坝模型,首先按原型流域地貌资料及几何相似条件,采用模型沙制作尾矿库模型。鉴于尾矿库尾沙堆积及蓄水状态决定了溃坝后的后续动力条件与洪水含沙浓度,建库之前的沟道边界条件也显得十分重要,故模型制作时必须先把尾矿库最大坝高相应等高线范围内上游的天然地形全部塑造出来(一般做成定床,采用模型尾沙制作的尾矿坝是按照原型筑坝形式在天然沟道边界上做成的,故需将尾矿坝坝面与沟道接合处做出来。至于坝下游,需按照初估的溃坝淹没影响范围并留有一定余地后,将尾矿库下游各区域及拟保护设施、建筑物缩制出来,尤其要着重将尾矿库下游沟口以外的沟道、居民村庄及其重要建筑物缩制出来。在一般的正态动床模型的制作过程中,模型糙率要求较小而常常不能满足相似条件。但尾矿库溃坝常发生在植被较为茂盛的夏季,原型沟道糙率较大,且溃坝后沟道糙率主要取决于沿程堆积的尾沙形态,因此在模型上可能近似满足水流阻力相似条件。同时,因为原型尾矿库下游在存在植被后抗蚀对应的临界流速较大,所以在模拟尾矿库溃坝对下游冲刷时还使沟道的起动相似条件偏离不大。由于主要模拟溃坝后尾沙的沿程堆积状况,因此可将坝下游沟道及相应影响范围做成定床。尾矿库在高水位运行工况下溃坝形成泥流后对下游的淹没范围和影响程度最大,而泥流与高含沙水流运动在物理特性和运动特性方面存在较多雷同14。从学科上讲,泥石流也属于高含沙水流这一学科范畴15,故尾矿库溃坝模型可参照黄河模型相似律13,同时参考清华大学黄河研究中心近几年对淤地坝及四川堰塞湖模拟试验的新进展8,给出尾矿库溃坝模型相似条件,作为本模型设计的基础。3模型相似条件及试验方法31模型相似条件尾矿库溃坝过程及其下游洪水运动包括坝面侵蚀和沟道水沙汇集、流动过程,因此应进行正态模型试验。鉴于尾矿库溃坝过程十分复杂,其模型属于超常规试验,因而还必须参照多沙河流模型研究成果,参照张红武等13提出的高含沙洪水模型相似律,同时参考笔者近几年对淤地坝及四川堰塞湖溃坝模拟试验的新进展。本次试验研究给出的尾矿库溃坝模型水流重力相似条件为v=槡H(1水流阻力相似条件为n=1v2/3H1/2J=1/6H(2水流挟沙相似条件为S=S*(3尾沙悬移相似条件为=v(4河床变形相似条件:t2=0St1(5尾沙起动相似条件为vc=v(6式中:v为水流流速比尺;n为糙率比尺;s为水流含沙量比尺;s*为水流挟沙能力比尺,一般按文献13给出的公式计算,而对于粒径较大的尾沙,可按文献16给出的推移质输沙率公式进行相似性分析;t1为水流运动时间比尺;t2为河床冲淤变形时间比尺;0为淤积物干容重比尺;v c为泥沙起动流速比尺,可由文献17给出的公式进行计算。此外,为保证模型与原型水流流态相似,还需满足如下两个限制条件。一是流态限制条件(充分紊流,Rem为模型雷诺数:Rem2000(7二是表面张力限制条件(hm为模型水深:hm15cm(8 32模型尾沙选择与要求尾矿模型沙的选择对于正确模拟原型尾矿库溃坝后尾沙的运动规律具有关键作用。尾矿溃坝时因不存在基岩而难定出滑床与滑带位置,表明滑动面不是固定的,故尾矿库模型做的选择对材料特性等方面的要求更高。原型尾沙筑坝后,尾沙不能视为单个颗粒,因而若不考虑尾沙颗粒的相似性而采用原型尾沙作为模型尾沙,不仅放弃了尾沙颗粒本身的相似性,而且因尾沙结构与特性同原型的差异而显著影响了尾沙侵蚀率的相似性。这也说明选取其他材料作为模型尾沙的做法不应该受到排挤甚至是颇有前途的。根据初步研究,要求模拟材料与原型材料在主要的物理、力学性质方面有较好的相似性或相同性。具体而言,应满足五方面条件:渗透性、变形性质和强度性质同尾矿材料相同;物理、力学性质稳定,在大气温度、湿度发生变化时不致产生大的影响;尾矿坝坝体制作成型后不会发生大的收缩、膨胀等变形;在考虑尾矿库溃坝前滑坡的自重影响时,模型材料需有相应的容重,不宜过分追求某些相似条件而选择轻质沙;尾矿库模型沙应满足原型滑塌位移突发性和泥流的运动特性。为此,可以选择容重适中、化学性质稳定的拟焦沙作为尾矿库溃坝模型试验的模型沙。拟焦沙孔隙介质特性及表观形貌同原型尾沙颇为相近,其容重s=19t/m3,若取天然尾沙s=270t/m3,则其容重比尺s=142,水下容重比尺s= 189。根据尾矿模型沙沉积过程试验及环刀取样结果,测得干容重约为09t/m3。为使尾矿坝模型在渗透性、变形性质和强度性质等方面同原型相似,通过水力分选将模型沙不均匀系数及渗透系数控制在要求的范围之中。含沙水流随着其中泥沙颗粒体积浓度的增加,流型由牛顿体逐渐过渡到非牛顿体。在一般情况下,高含沙泥浆常常可以近似地用宾汉模型来表达。该模型的流变参数包括刚度系数s及宾汉极限剪切力B15。前者与牛顿体的黏滞系数m相当,浑水黏滞系数m的确定方法完全适用于宾汉体的刚度系数,只需把m 改为s即可。至于后者,很多学者认为,泥浆中细颗粒的絮凝作用是产生B的主要原因。这些细颗粒在带有离子的水中形成絮团,具有一定的抗剪能力。唐存本进一步认为,B的形成主要原因是颗粒之间能够形成一个有联系的结构,而这种结构又是由颗粒之间的黏结力联系起来的。现有文献介绍的计算B的公式,除唐存本引用黏性颗粒黏结力的概念及一些试验成果给出的公式属于半经验半理论性外,大都是依据一定试样的试验结果得到的15。由于含沙量的存在对水流的黏滞系数、水流的紊动强度、摩阻损失乃至流态等都有影响,因此不仅模型尾沙材料容重不能过小,而且含沙量比尺也不宜过大或过小,以免含沙量的影响在模型与原型的流动中差别过大13。随着含沙量的加大,颗粒之间的接触逐渐增多,水流黏性增大,当体积含沙量为015 020kg/m3时,试验中的流态已难以保证为充分紊流,当含沙量继续增大后,流态甚至变为层流。这表明采用轻质沙容易使模型水流中的固液体积比相对于原型严重失真,这就会因固体颗粒间相互作用显著而致使模型连流态相似也不能做到。为保证溃坝后泥流固液体积比相对于原型不失真,不至于因固体颗粒间相互作用显著而导致模型流态不相似,需要满足体积比含沙量比尺等于1,即S V=1,从而表示为S=S(9另一方面,为使坝面单位面积或单位体积尾矿沙塌失量与几何相似对应,又需使含沙量比尺同干容重比尺接近。33预备试验及模型试验的工作步骤为掌握试验方法,检验模型沙是否适应尾矿溃坝模拟,同时探索模型坝体密实度及坝体施工方式对模拟溃坝的影响,利用水槽开展了4个组次的尾矿库溃坝模拟预备试验。选取的模型尾沙容重为19t/m3,堆积坝坝坡比取120 135。试验过程中发现:尾矿库不同浸润线状态对坝坡稳定性有较大影响,因而模型试验之前应保证浸润线状态的相似性;水流漫顶后坝面出现冲沟并逐渐形成临空面,呈阶梯状跳跃式发展,在水流冲刷、侧向淘蚀作用下,沟槽侧向被淘蚀成凹壁状,随后在重力、坝体饱和水外渗等作用下部分坝体失稳形成坍塌,甚至出现大块坝体侧向倾倒;尾矿库坝坡大小对坝体稳定性及溃坝后的形态以及溃坝洪水状况影响甚大,堆积坝坝坡比12尾矿库溃坝前往往坝坡大面积沼泽化引起管涌,受滑坡的自重影响,坝体稳定性差(同近几年镇安金矿、襄汾铁矿尾矿库溃坝情况相近,其堆积坝坡均小于12,溃坝原因均属于管涌破坏和坝坡失稳,从而在溃坝最大洪峰流量不大时,坝址下游即形成堆积扇形态,而坝坡比为135时溃坝洪峰过程有所减缓,因此必须采用正态模型开展试验;为反映自重影响,尾矿模型沙容重不能小于15t/m3,尾矿库堆积坝坝坡比为12且坝体接近饱和状态时上部坡体曾在自重作用下,在坝顶处产生了拉裂缝,甚至在孔隙水压力与自重力作用下发生整体变形而向下游滑移,并出现突然溃坝现象;尾矿沙级配组成对溃坝后的坝体坍塌形态影响很大,细颗粒含量较大时坍塌宽度相对较小,故模型沙级配也是影响相似性的重要因素之一;尾矿堆积坝密实度对坝体稳定性有较大影响,因而模型坝体制作也应注意施工密实度对坝坡稳定相似性的影响。根据初步经验,一般情况下,尾矿库溃坝模型试验的工作步骤可归纳如下:(1通过现场调研和同委托或设计单位共同会商分析,给出尾矿库最可能的溃坝方式及对下游影响最大的典型情况。(2根据所提供的库区及下游地形图及局部建筑物图纸,在现有堆积坝顶标高的基础上,按平均堆积边坡向上游堆积,确定尾矿库最终高程。由于尾矿库所处河沟一般较短,库尾即为河沟的尾部,因此随着堆积坝的上升,汇水面积越来越小。由于尾矿库库区和下游沟道地形对溃坝过程有一定的抑制作用,同时库内沉积滩以上有限的水量使溃坝过程与水库溃坝不同,有一定的能量制约等多种外界条件,因此在模拟尾矿库溃坝时,必须将相应的边界条件控制好。由上述因素及试验场地条件确定几何比尺。(3根据尾矿库溃坝模型相似律,选配适合原型模拟的模型沙设计尾矿库溃坝模型,按原型及几何比尺缩制模型。(4通过模型试验,测出尾矿库溃坝坝址流量、水位过程线和冲沙率以及向下游的洪水演进情况,得出各特征区域的流量、水位、流速、波前和洪峰到达时间、泥沙淹没深度等。(5通过模型对尾矿库溃坝进行风险分析,进一步开展保守性试验,量测尾沙库尾沙冲刷量和下游各区域淹没范围,提出可行的下游保护方案、工程措施及综合防治对策。(6通过模型试验,最后确定适宜的尾矿库最终堆积标高。34模型试验测验手段尾矿库溃坝试验首先关心流量、水位变化过程,再关心流速变化、影响范围、溃坝冲塌量等。因而可用摄像设备对试验过程进行全程详细记录。溃坝流量是通过流速测量来推算的,而平均流速又主要通过所测表面流速反求的,再结合断面形态资料即可求出某断面流量。某时刻表面流速分布主要采用笔者开发的表面流速自动观测系统测量。在试验时,将示踪颗粒均匀撒布在水流表面并使其跟随泥流运动,摄像镜头安装于模型流场的上方并通过视频同步器实现外同步,摄像机拍摄的表面流场的图像信号通过视频线传输至计算机图像采集卡进行分析处理,得到平面流场。依据表面流场值用高含沙垂线流速分布公式换算出平均流速。可用下式将溃坝模型表面流速场测验资料换算成垂线平均流速13,18:u=vcp1785槡gC+667槡gC1z(hz槡h+arcsin z槡 h(10式中:u为垂线上某一点流速;vcp为垂线平均流速;C为谢才系数;z/h为相对水深。相对于传统的对数流速分布公式,式(10在近底流区也能近似适用,克服了传统的对数流速分布公式在z/h很小时出现偏小甚至为负值的缺陷。此外,由式(10可以看出,水面处d u/d z=0,显然不会出现传统公式在水面处剪切力为最小值而流速不是最大值的矛盾。将z/h=1代入式(10,可得出垂线平均流速vcp 同表面流速um的关系式为:vcp=um(1+262槡g/C1(11针对溃坝流速及水位,除在关键部位利用非接触式仪器进行跟踪测量外,更大范围的水位可在试验之前先用水准仪测量几个参考点,再通过摄像头拍摄的每一时刻洪水淹没部位反求出水位。对于溃坝后坝面的冲淤形态,可通过干涉图像来求尾矿变形过程,并采用大连理工大学研制的地貌观测系统测量尾矿坝塌失量,以此求出尾沙冲刷量。4结语动床模型试验是论证尾矿库溃坝影响的最重要科学手段。笔者在前人研究基础上,以尾矿库溃坝特点分析与预备试验为依托,通过尾矿库溃坝模型设计思路及原理、模型相似条件、模型尾沙选择与要求、模型试验工作步骤、模型测验手段等方面的分析,提出了尾矿库溃坝模型的设计与试验方法。限于篇幅,有关尾矿库溃坝模型设计方法的检验将另文介绍。参考文献:1田文旗,薛剑光尾矿库安全技术与管理M北京:煤炭工业出版社,20062魏作安,沈楼燕,李东伟,等探讨尾矿库设计领域中存在的问题J中国矿业,2003(12:60623陈青尾矿坝设计手册M北京:冶金工业出版社,20074陈青生,孙建华矿山尾矿库溃坝沙流的计算模拟J河海大学学报,1995(5:991055袁兵,王飞跃,金永健,等尾矿坝溃坝模型研究及应用J中国安全科学学报,2008(4:1691726朱勇辉,廖鸿志,吴中如土坝溃决模型及其发展J水力发电学报,2003(2:31387王光谦,钟德钰,张红武,等汶川地震唐家山堰塞湖泄流过程的数值模拟J科学通报,2008(12:312731338张红武,徐向舟,张欧阳,等黄土高原沟道坝系模型设计方法J人民黄河,2005,27(12:129Hu D C,Zhang H W,Zhong D YProperties of the EulerianLagrangian meth-od using linear interpolators in a 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