尾矿库水土流失预测及控制研究

尾矿坝是由粒度较细的砂土类以水力充填方式沉积形成的堆积坝,易产生水土流失,极端情况下发生溃坝,将对下游的社会经济和生态系统造成无法估量的影响.以金堆城栗西尾矿库为背景,对尾矿坝坝坡面及建设弃渣水土流失进行了预测并提出了治理措施;通过对世界范围内多座尾矿坝溃坝数理统计分析,预测了二等尾矿库一旦发生灾难性溃坝,尾矿流失量约数千万立方米,流出的尾矿将覆盖下游数百米至数公里长的土地,尾矿水将影响下游数十公里至数百公里;分析导致溃坝的主要因素是干滩长度严重不足和排渗设施不够引起的浸润线过高而造成渗透破坏;运用三维渗流模型,分析了不同干滩长度和不同排渗设施等对浸润线的影响,提出可通过增加排渗设施、控制干滩长度等措施确保坝体稳定安全.对规划坝高坝体渗水量进行了预测,提出对应工程措施并进行了实践,取得良好效果,为高堆尾矿坝水土流失预测和控制提供有价值的借鉴.     

中条山铜矿尾矿库侵蚀特征与防治措施

铜矿尾矿库坝高库大，尾砂粒胶结性很差，十分松散，抗蚀能力极弱，在风力和径流作用下，风蚀、水蚀交替发生，坝坡年均每平方公里侵蚀量高达８万余吨，库内年风蚀模数３～４万ｔ／ｋｍ２。如若防护不当，极易发生面蚀、沟蚀，直至垮坝成灾。保持尾矿坝坝体稳定和各子坝坝坡、坝顶的完整，是尾矿库尾砂安全存放的关键，从建库初期起必须重视坝体结构、子坝护坡护顶及尾矿库保护等各项防蚀措施的建设。覆土利用是根治库区尾矿侵蚀，变害为利的有效措施，在同类或类似矿区应大力推广应用。     

高堆尾矿坝堆积特性及三维渗流数值分析研究

栗西尾矿坝深钻孔勘探试验指标统计及多种原位测试结果分析表明,高堆尾矿坝深部的干容重指标要显著高于浅部,堆积坝体同一空间位置,同样埋深下干容重指标具有随时间明显增长的规律.提出了高堆尾矿坝稳定性分析中对同一类尾矿材料(如尾中砂、尾粉砂),可按早、中、后期分区统计选取力学指标的观点.采用改进子排水结构法精细模拟尾矿坝密集排水孔,采用减小干区渗透系数的不变网格模拟分析方法处理浸润面之上的虚拟流动,得到更加接近实际的尾矿坝三维渗流数学模型.采用复杂三维渗流控制分析计算程序,反演分析了现状坝高135 m的渗流场、浸润线及渗流量.计算分析结果与勘察剖面地下水位、观测总渗流量比较一致,误差不大于13%.同时表明在辐射井排渗系统作用下,可显著降低尾矿坝体潜水面,因此建立的渗控模型,可以应用于后期加高的计算分析中.     

中条山铜矿尾矿库侵蚀现状及防治措施

铜矿尾矿库坝高库大，尾沙粒胶结性很差，十分松散，抗蚀能力极弱，在风力和径流作用下，风蚀，水蚀交替发生，坝坡侵蚀模数平均高达８万余ｔ／（ｋｍ＾２·ａ）。若防护不当，极易发生面蚀，沟蚀，直至垮坝成灾。保持尾矿坝体稳定和各子坝坡，坝顶的完整，是尾矿库尾沙安全存放的关键。从建库初期必须重视坝体结构，子坝护坡护顶及尾矿库保护等各项防蚀措施的建设。覆土利用是根治库区尾矿侵蚀，变害为利的有效措施，在同类或类似矿     

沟壑坝系工程洪水、泥沙溢流计算

在水土流失区,沟壑治理多采取坝系配套工程。但却对沟壑坝系工程失事的溢流现象缺乏相应的观测资料,而不能解析。影响到沟壑治理的整体设计。2008年日本学者中谷洋明在首取川流域应用水中听音器系统观测流沙量,在中规模的101 km2流域进行流沙解析。揭示了沟壑坝系工程洪水流沙波形的变化规律。其结果,流沙波形前期由稍有堆积向小规模流出方向发展,中、后期流沙量有增加趋势。流沙的流出平均速度为0.461 m/s,约为流水的1/3。计算流量和计算流沙量几乎不相关。下游坝的计算流沙量多比上游坝大。虽然本次研究的事例规模较小,但通过在满沙的坝系工程泄洪排沙的定量分析,提出的分析方法,确定在一定程度上能够得到有价值的参考。有关此类事件分析,还有待于进一步积累观测分析,以指导坝系工程规划设计。     

荒漠戈壁区尾矿库水土保持措施配置

东虎沟金矿尾矿库地处荒漠戈壁区,库址位于东虎沟金矿三矿区一支沟沟道中,地势东高西低,沟内及两侧山坡覆盖层为粉质砂土层,区域降水稀少,蒸发量大,风大且频,植被稀疏,风蚀严重,这些因素加剧了尾矿库的水土流失。为控制尾矿库水土流失,先要充分利用和发挥尾矿坝自身具有的水土保持功能,再结合分条块土地整治、碎石压盖等水土保持专项工程措施治理,最终全方位控制了尾矿库建设及运行造成的水土流失。     

堰塞坝滑坡几率与坝型参数的关系

堰塞坝因在堆积过程中,不能达到水工建筑物的质量要求,多因积水或洪水漫顶而失事,造成下游泥沙洪水灾害。2005年日本学者森俊勇等人应用圆弧滑动原理对堰塞坝坍塌过程中滑坡发生几率进行了研讨,通过计算黏着力、内摩擦角、坝体下游面坡度、坝高、坝顶宽等参数,得出坝体的安全率。当坝体材料内摩擦角和黏着力较小时,坝顶宽为1 m,下游面坡度为30,°坝高30 m以上的堰塞坝,在上游溢水位达到坝高1/4之前可能发生滑动破坏;坝高15 m的堰塞坝,在上游溢水位达到坝高3/4之前可能发生滑动破坏。但在研究实际形成的堰塞坝时,应从堰塞坝的坝顶宽、坝体积、满水时溢水位流速以及与坝体材料的土质系数相关的资料入手,进行推测,推断滑动破坏发生的可能性。在可能发生滑动破坏的区域,有必要研究溢流侵蚀的机理以及组合式滑动破坏。     

天水市红花咀沟滑坡泥石流分析防治

红花咀沟上游和侧壁经过多次小规模滑移,堆积黄土疏松,随着夏秋集中降雨,滑坡体在失稳后会沿着红花咀沟顺流而下,携带沟内的大量黄土物源转变泥石流,估计潜在的泥石流物源有105 m3。利用颗粒流数值分析以及Lorente模型、刘希林模型的对比,确定了滑坡泥石流的规模及危害范围。选取布设拦挡坝的防治措施,计算得到布置拦挡坝后,泥石流前缘距离缩短为1 531m,堆积区宽度降低至552m,在房屋公路农田中堆积区的宽度减小到174m以及泥石流的峰值速度降低为10.1m/s。提出拦挡坝评价指标P来衡量其防治效率,计算结果显示拦挡坝可以很大程度降低泥石流的危害程度。     

开发平土区治理措施优化配置研究

对花岗岩风化物堆积坡的沉降调查测定表明 ,堆高 2 0～ 30m时 ,自然沉降休止期为 4～ 6年 ,沉降率达 1%～2 % ,30m高的堆积坡最大自然沉降量可达 6 0cm ,堆积坡上设置的浆砌石格栅护坡及排水沟等工程措施大都会因此而失效 ,只有植物措施能适应这种沉降变形。介绍了深圳市采取的“理顺水系、周边控制、植物固坡”治理模式     

铜尾矿对水溶液中磷的吸附与解吸

为研究铜尾矿作为吸附剂对水溶液中磷的吸附与解吸,从铜陵尾矿库采取尾矿样本,以其作为吸附材料对KH2PO4配制的水溶液进行吸附,用比色法测定磷的平衡浓度,然后计算平衡吸附量和解吸量。结果表明,Langmuir和Freundlich等温吸附方程能够较好地描述铜尾矿对水溶液中磷的吸附过程;尾矿废弃物对水溶液中磷酸根的吸附量与尾矿样本中游离氧化铁、晶质氧化铁、有机络合铁含量以及烧失量呈极显著正相关,而与pH呈极显著负相关;各种植物群落下A层尾矿对磷的吸附量低于C层,尾矿对水溶液中磷的平均最大吸附量超过0.85 mg.g-1,铜官山老尾矿库白茅群落下硬盘层对水溶液中磷的平均最大吸附量达到8.66 mg.g-1,被铜尾矿吸附的磷的平均解吸率低于5%。     

德兴铜矿尾矿库植被重建后的土壤肥力状况和重金属污染初探

德兴铜矿是我国的超大型铜矿,尾矿砂的排放是其主要的环境问题之一,目前主要堆积于尾矿库中。1号尾矿库于1986年服役期满后共堆积矿砂2.15×107 m3,面积约210 hm2。20世纪90年代后期,在坝坡约30 hm2覆有客土的地区进行了一系列植被重建的试验研究工作,本文报道了1998年开始在旱稻(OryzaLinn.)、花生(Arachis Linn.)、香根草(Vetiveria zizanioidesNash)和湿地松(Pinuselliottii Engelm.)等18种不同植被组合条件下的土壤基本农化性状(pH、有机质(OM)、铵态氮、速效P、速效K)以及0.05 mol L-1 HCl可提取态重金属在3~4年时间内的变化情况,结果表明,坝坡土壤N、P、K严重不足,且保水、保肥能力弱,需要不断地进行培肥和改良。三年多来,土壤pH总体上无显著变化;OM第三年有显著上升,约为第一年的127%;NH4 N成直线下降,第二年和第三年分别为第一年的72.9%和43.0%;随着耕作实践的推移,速效P和速效K显著上升,但仍旧处于较低水平。重金属(主要是Cu)污染严重,Cu、Zn、Pb、Cd在植物中有明显积累。研究结果强调了试验区在植被重建中不宜种植食用植物,以避免食物链的污染。     

依据河床比降、河宽的侵蚀模拟

评价预测泥石流泛滥区域和沟壑坝系等防御泥石流措施效果,最有效的方法是数值模拟。2009年日本学者铃木拓郎等人具体研究了伴随坡度变化、河床束窄区域及坝系工程的泥沙堆积过程。其结论:在侵蚀与堆积初期,在坡度变化点的下游发生侵蚀与堆积。在同等的水与泥沙总供给量、流量、持续时间的条件下,侵蚀与堆积过程在短时间内,由大流量供给,在下游有泥沙侵蚀与堆积现象。在固定坡度的条件下,河道宽度变化时,首先在狭窄部位上游发生堆积后,下游发生侵蚀,并慢慢上朔,最终出现全部发生侵蚀的结果。泥石流在冲击坝体的瞬间,泥沙急剧的堆积。流量变大,堆积坡度变小,坝下游的泥沙流出相应提前,更多的泥沙向下游流出。模拟结果符合现实发展的自然规律。     

西石门矿地下尾矿库安全回填项目环境影响及对策

介绍了西石门铁矿尾矿安全回填工程的基本情况，分析了地下尾矿库的库体安全性及环境影响并提出了相关对策。结论认为，西石门矿采用地下尾矿库技术，最大程度地减少了地面尾矿库对环境的产生的不良影响，有利于尾矿库区的生态恢复。     

车河选矿厂灰岭尾矿库生态重建绿化工程

绿化工程是尾矿库生态重建迈出的重要一步。本文以车河选矿厂灰岭尾矿库生态重建绿化工程为例,叙述了灰岭尾矿库坝面绿化设计,周边部分受尾矿库影响的山坡复绿,尾矿库水面景观营造。并以图片展示了绿化取得的初步效果。     

车河选矿厂灰岭尾矿库生态重建绿化工程

绿化工程是尾矿库生态重建迈出的重要一步.本文以车河选矿厂灰岭尾矿库生态重建绿化工程为例,叙述了灰岭尾矿库坝面绿化设计,周边部分受尾矿库影响的山坡复绿,尾矿库水面景观营造.并以图片展示了绿化取得的初步效果.     

日本有关透过型坝拦截泥石流的调查分析

对日本长野县姬川水系松川上游的唐松泽设置的钢制透过型砂防坝南股 4 坝 ,拦截石砾型泥石流及坝体材料受损情况进行调查与分析。其结果 :钢制透过坝拦截含大量巨石的泥石流龙头部及后续流泥沙 ,并向坝内侧上方堆积 ,当坝内快速地积满了泥沙之后 ,泥石流后续流带着巨石越过坝顶而落下 ,巨石撞击坝的横梁和水平梁 ,使这部分材料受损。其原因 :巨石从坝顶落下时具有向下游一侧水平方向的速度和巨石容易撞击钢管。因此 ,在坝体容易受泥石流撞击的地方 ,应将水平面上的副梁和水平梁尽量拆除 ,并设法在该处不让巨石落下。针对泥石流对坝的缝隙部位可能有扭曲作用 ,建议对其坝体材料的安全性进行三维的研究。     

日本泥石流形态观测

滑川北股泽为日本泥石流易发区。1982～2004年共有11次的观测记录,其中7次获得了泥石流VTR图像,观测器械设在第1#塘坝～上游塘坝群的泥石流流下堆积区间。通过监控摄像可以获得泥石流的水文图及流出塘坝堆沙区域的泥石流的图像。并求得泥石流的流量、流速、波高、土沙生产量、土沙堆积量、土沙流出量。通过分析可认为:由于过去的长期存在不稳定的土沙堆积在山坡、溪床内,成为泥石流发生的间接原因;近期的超强降雨是诱发泥石流的直接原因。其堆积机制:因水保工程曾拦截数次泥石流,伴随堆沙区域的地形变化,原河床的坡度变化点成为主要边界,后续泥石流开始逆向堆积。     

尾矿库不覆土直接种植火炬树技术

招远黄金生产居全国县级市之首 ,其尾矿流失防治任务十分艰巨。针对尾矿库复垦难的状况 ,招远市在尾矿库不覆土的条件下种植火炬树取得了成功 ,积累了一套系统的栽培技术和管理经验。采用该项技术既能发挥很好的保水保土作用 ,而且比传统的复垦方法节省 95 %的费用     

韭园沟流域典型淤地坝淤粗排细作用研究

对韭园沟流域8座典型淤地坝坝内淤积物进行野外挖探坑观测取样,将坝内淤积物和马兰黄土颗粒级配进行对比,初步分析淤地坝的淤粗排细作用机理。在空间分布上,垂直分布,淤地坝坝内淤积物具有一定的沉积层理,即粉土层与黏土层相间分布;水平分布,同一沟道上游淤地坝较下游淤地坝淤积物粒径粗,单坝远坝处较近坝处淤积物粒径粗。工程结构上,有放水建筑物的淤地坝,控制面积决定了其淤粗排细效果;控制面积相近的淤地坝,有无放水建筑物决定了其淤粗排细效果;水毁坝也具有一定淤粗排细作用。     

尾矿污染与几种土壤酶活性

尾矿库内的铜尾矿对周围的农田土壤造成污染，距离尾矿库越近农田土壤中的有效铜含量越高，污染越严重；土壤中的脲酶对于铜的污染非常敏感，有铲铜的含量与脲酶的活性呈极显负相关，而土壤中的过氧化氮酶和蔗酶的活性与有铲铜的含量并无相关性。