Upstream Sediment‐Control Dams: Five Decades of Experience in the Rapidly Eroding Dahan River Basin,Taiwan

Sedimentation is emerging as a key issue in sustainable reservoir management. One approach to controlling reservoir sedimentation is to trap sediment in hydraulic structures upstream of the reservoir. In the 1,163‐km² catchment of the Dahan River (Taiwan) over 120 “sabo” dams were built to reduce sediment yield to Shihmen Reservoir. Built in 1963 for water supply, Shihmen has lost over 40% of its 290‐Mm³ storage capacity to sedimentation. Most of these upstream structures were small, but three had capacities >9 Mm³. Field measurements and historical data from the Water Resources Agency show most smaller dams had filled with sediment by 1976. The three largest were full or nearly so by 2007, when one (Barlin Dam) failed, releasing a pulse of 7.5 Mm³, most of its 10.4 Mm³ stored sediment downstream. The Central Range of Taiwan is rapidly eroding (denudation rates 3‐6 mm/yr), so geologically high loads make sediment problems manifest sooner. Even in other environments, however, eventually small dams built upstream of large reservoirs are likely to fill themselves, creating multiple small sediment‐filled reservoirs, some located in sites inaccessible to mechanical removal. Our analysis suggests sabo dams do not offer a long‐term basis for controlling reservoir sedimentation in such a high‐sediment yield environment. Sustainable solutions must somehow pass sediment downstream, as would be accomplished by a sediment bypass around Shihmen Reservoir, as now being studied.     

某热电厂灰坝工程坝坡稳定性分析

某热电厂灰坝由粘聚力较小的石渣填筑,而粘聚力较小的砂粘土、砂土、砾石、碎石等筑成的土坡、大坝,边坡破坏时其破裂面近似平面,在横断面上近似直线.利用此理论,在有渗水和无渗水作用时对该灰坝外侧坝坡进行稳定性分析.     

用有限元强度折减法求解坝坡抗滑稳定安全系数

通过对有限元强度折减法的理论研究,将此法应用到尾矿坝的静力稳定计算中.采用有限元强度折减法和极限平衡法对某尾矿坝进行了坝坡抗滑稳定安全系数的计算,计算结果表明,在应用有限元强度折减法时,采用不同的D-P准则计算出的滑动面基本相同且与传统方法相近,其中D-P3准则计算的安全系数更加接近瑞典圆弧法.因此应用有限元强度折减法求解尾矿坝静力稳定安全系数是可行的,同时说明有限元法可以较好的模拟实际工程中的复杂几何断面形状和材料非线性等问题.     

降雨条件下尾矿坝饱和-半饱和渗流模拟分析

降雨条件下,由于渗透压力的存在,降低了尾矿坝坝坡的整体稳定性,可能产生坝体自身的变形和破坏,甚至导致尾矿库溃坝发生.针对某尾矿库,分析了降雨条件下对尾矿坝渗流及稳定的影响,运用饱和-非饱和渗流理论及降雨入渗理论,分析了尾矿坝渗流场的变化过程,根据计算出来的瞬态渗流场,利用非饱和尾砂抗剪强度理论,对尾矿坝的瞬态稳定性进行了分析.研究成果对于提高尾矿坝降雨条件下安全运行,降低尾矿库溃坝事故发生率具有重要意义.     

集对分析法在尾矿坝稳定性安全评价中的应用

本文运用相关性分析,将与尾矿坝稳定有关的参数和设计指标进行分类,建立了相互独立指标的尾矿坝稳定性评价指标体系,并应用集对理论建立了尾矿坝稳定性评价模型。随后通过国内尾矿库专家系统对体系各指标进行的评估,结合层次分析法,得到了各指标的权重;根据集对分析法,并将指标分成3个级别,由于归一化联系数μ的取值范围[-1,1],按照"均分原则",从而提出尾矿库运行期稳定等级的划分方法。最后,应用尾矿坝稳定性评价模型对某尾矿坝稳定性进行计算分析,实例分析表明,本文建立的尾矿坝稳定性评价指标体系和安全评价模型,可以用于评估尾矿库运行期稳定性的状况。     

湿排法金矿尾矿库环境风险评价实例分析

环境风险评价从20世纪80年代以来就被发达国家纳入环境管理的范畴,我国目前也将其作为可能发生事故危险的建设项目环境管理的重要内容。本文以北方某湿排法金矿尾矿库为例,对其进行环境风险评价。通过风险识别,确定了最大可信事故,并在此基础上提出了风险管理措施。     

仓面浇筑立体空间冲突致灾过程建模与伤害评价*

为定量评价大坝浇筑过程空间冲突致灾事故后果,通过对缆机运输典型情景进行危害能量运动分解,确定在水平和竖直方向运动方式,阐述危害能量在流动路径相互转化形式;根据能量守恒定律,分析危害能量在吊罐与承灾体碰撞接触之间转移规律,将吊罐与人头部接触过程抽象为带强阻尼的弹簧振子系统,建立危害能量与碰撞冲量相等的动量方程,量化空间冲突致灾后果。结果表明:吊罐坠落危害能量极大,产生的碰撞冲击力与吊罐的运输速度、高度呈正相关,与阻力系数呈负相关,风速、载重对其影响较大。对比2种不同碰撞情景发现,机械碰撞因顶部承载力缓冲,对人头部产生伤害远小于直接碰撞,并对碰撞结果分级评价,研究结果可为大坝浇筑交叉作业空间冲突致灾风险评价提供参考。     

种族鱼群优化支持向量机序列理论监测尾矿坝

为监测预警尾矿坝的变形位移,提出基于结构风险最小化理论的支持向量机进行学习预测。通过采集有效数据,对时间序列数据进行归一化序列处理,然后采取种族鱼群选择向量机参数,对处理后的数据进行支持向量机回归预测。将该理论应用到某尾矿坝监测系统,得到了较为准确的预测结果,表明该理论充分利用了数据的统计特性,精度和泛化能力都得到了明显提高,可作为尾矿坝监测系统的有效指导。     

关于尾矿库的建设与环境保护问题的思考

尾矿库是矿山企业最大的环境保护工程项目,但是如不加以合理合法的规范建设与保护,将会引起一系列的环境问题。分析了葫芦岛市尾矿的产生及贮存情况、尾矿库的现状及存在的问题,提出了有关环境保护方面的建议。     

基于无人机建模的尾矿库溃坝事故推演*

为诠释尾矿库溃坝后水砂演进过程,提升尾矿库事故灾害应急处置能力,采用无人机倾斜摄影技术获取尾矿库全息影像,建立尾矿库三维数字高程模型,导入三维流体计算软件对尾矿库进行溃坝事故推演。结果表明:尾矿库实景三维模型能高精度还原尾矿库实际情况,尾矿库溃坝将淹没库区临时厂房建筑及下游村落;其中,上游沟谷临时厂房建筑水位高程最大达8 m,尾砂淤积厚度最高达10.5 m,下游沟谷村落水位高程最大达10 m,尾砂淤积厚度最高达2.5 m;通过对库区下游布设监测点,得出各监测点处水位高程和尾砂淤积厚度变化规律,分析溃坝主要影响区域。研究结果可为尾矿库风险防控、应急响应工作提供借鉴。