数值方法在尾矿库调洪演算中的应用及研究初探

刘波 王光凯

摘要：在某些矿山中，尾矿库对矿山安全具有重要作用。通过数学化、根据已知条件最终确定尾矿库调洪库容和设计坝高。提出具有较强实用性的调洪演算方法，并可根据条件不同及时变化。

关键词：尾矿库、排洪、调洪演算

1.前言

尾矿库调洪演算的目的是根据既定的排洪系统确定所需的调洪库容及泄洪流量，对一定的来水过程线，排水构筑物愈小，所需的调洪库容就愈大，坝也就愈高。尾矿库设计中常常需要通过几种不同尺寸排水系统的调洪演算，来合理地确定坝高及排水构筑物的尺寸，从而使尾矿库在满足使用功能的条件下达到整个工程造价最小的目的。

2.调洪演算的数学化

尾矿库调洪演算的基本思路是：在已知尾矿库的标高-库容关系曲线和洪水流量过程线等前提下，针对预先制定的几种调洪方案（包括泄流条件、调洪方式、排水构筑物参数等），由该尾矿库的调洪初始水位开始依次计算，直到洪水过程结束，分别给出各时段末排洪系统的泄流量、尾矿库蓄洪量等，由这些参数最终确定尾矿库调洪库容和设计坝高。

3.计算方法及其描述

从尾矿库洪水入泄关系和水量平衡方程出发，将数值计算方法应用于尾矿库调洪演算，采用拉格朗日插值法将尾矿库库容曲线及洪水入泄曲线解析化，并采用精度较高的四阶龙格-库塔法求解水量平衡微分方程与入泄关系，实现尾矿库库容的调洪演算。

3.1尾矿库入泄关系和水量平衡计算