尾矿库实时监控与安全分析及预警耦合系统

为及时了解尾矿库运行状况,并对其进行安全分析及预警决策,基于OpenGL和GIS技术,建立集尾矿库实时远程监控、边坡稳定性分析、调洪演算和安全预警于一体的尾矿库三维实时监控与预警系统。尾矿库实时远程监控模块能将监测的数据用于边坡稳定性分析及调洪演算;边坡稳定性分析模块能计算边坡安全系数,调洪演算模块通过监测数据实现尾矿库调洪演算分析;安全预警模块能根据尾矿库安全度定量、定性分级标准,最终实现对尾矿库的预警分析。以湖南省某尾矿库工程为验证算例。分析结果表明,该尾矿库实时监控与预警系统计算结果合理,其相对误差为1.4%,与实际勘测情况基本吻合。

尾矿坝溃决砂流数值模拟研究及应用

为研究尾矿坝溃决砂流流动状况,基于二维溃坝水流数值模型及高含沙水流运动研究成果,建立尾矿坝溃决砂流数值模型。采用有限体积法对平面二维砂流运动方程及高浓度非平衡全沙输移方程进行离散求解,并运用中心迎风格式计算网格界面通量,且通过对界面两侧变量线性重构,使模型具有空间上的二阶精度。为保证模型的稳定性,用中心差分方法和半隐式方法,分别离散求解摩擦阻力项与底床坡度项。应用二维溃坝水流数值模型和尾矿坝溃决砂流数值模型,分别模拟某省尾矿坝溃决洪水、砂流运动状况。分析结果表明,尾矿坝溃决砂流与普通水坝溃决过程显著不同,受含沙量变化以及水流与泥沙相互作用和河床变形的影响,溃决砂流计算所得溃决不同时刻的流速、泥深与溃决洪水计算所得流速和水深有明显区别。