摘 要 本文以黑龙江省某大型尾矿库为例，采用非线性汇流水量平衡方法分别解决坡面、河槽以及水面汇流问题，从而计算出尾矿库的洪峰流量和洪水过程线。该方法的应用，对今后尾矿库的防洪度汛和安全运行管理提供了更为准确的指导依据。
关键词 尾矿库；洪水计算；水面面积；水量平衡法
前言
尾矿库多建设在深山峡谷地带，属于高势能危险源，遇到特大暴雨或连续强降雨，大量雨水汇至尾矿库库内，会造成库水位急剧上升，如果洪水不能及时排出库外，就会造成洪水漫顶，严重时发生溃坝事故[1]。以水文学产汇流理论模型为依据，进一步研究和改进尾矿库洪水计算方法，对尾矿库的防洪度汛以及安全运行管理具有重要的指导意义。
1 一般常用的简化推理公式法
简化推理公式是根据推理公式的基本形式进行推演，运用二项式定理的近似计算公式加以简化而得来，适用于较小汇水面积的洪水计算[2]。简化推理公式的洪峰流量计算公式如下：
式中：为设计频率P的洪峰流量，m3/s；为频率为P的暴雨雨力，（mm/h）；F为集水面积，（km2）；L为自出口断面沿主河道至分水岭的河流长度，（km）；J为沿L的河道平均坡降；m为汇流参数；为产流历时内流域平均入渗率，mm/h；n为暴雨递减指数； 为流域汇流时间，（h）；A，B，C，D均为最大洪峰流量计算指数。
2 水量平衡法
非线性汇流方法水量平衡法，用水动力学方法分别解决坡面、地下和河槽的汇流计算问题，从而求出初期坝坝址断面处的洪峰流量及洪水过程线，有效解决了尾矿库小流域内内部分部计算的问题[3]。
式中：为时段平均入流；为时段平均出流；为时段初水量M值；为时段末水量M值；为地下汇流时间，h；为等流时面积分块数；为河槽形状系数；为河槽平均坡降；为河槽平均断面形状指数；为汇流参数。
3 工程实例
（1）某尾矿库概况
黑龙江省某钼矿尾矿库为山谷型湿排尾矿库，现状坝顶标高为456m，总坝高为56m，总库容1245万m3，为三等库，防洪标准为500年一遇。尾矿库现状水位为449.1m，实测干滩长度为280m，沉积滩坡度约为0.5%。尾矿库排洪系统采用排水井—隧洞—排水管的形式。年最大24小时降雨量均值为70mm，汇水面积1.65km2，其中水面面积0.40km2。
（2）汇流计算过程
采用水量平衡法，分别计算坡面汇流流量和水面降水汇流流量，并将二者叠加，求取洪峰流量及汇流曲线。洪水计算过程中，不考虑河槽汇流的调蓄作用，忽略不计地下汇流出流，洪水计算结果偏于保守，有利于尾矿库的安全。
（3）计算结果分析
洪水计算结果表明：采用水量平衡法计算所得的洪峰流量和洪水总量，与简化推理公式法相比，结果分别提高了7.0%和8.5%左右，更接近实际汇流情况，因此，尾矿库依据水量平衡法的洪水计算结果进行设防，将更有利于尾矿库的防洪安全。
4 结束语
通過以上分析和计算可以得出以下结论：
（1）当尾矿库库内水面面积所占的比例较大时，尤其是在尾矿库使用后期，库内水面面积对洪水计算结果影响较大，不可忽略。
（2）采用非线性汇流水量平衡法进行尾矿库的洪水计算和调洪演算，能综合考虑尾矿库库内水面面积对汇流条件的影响，洪水计算结果更为可靠和合理，有利于尾矿库的防洪安全。
参考文献
[1] 姜清辉，胡利民，林海.尾矿库溃坝研究进展[J].水利水电科技进展，2017，37（4）：77-86.
[2] 邓书申.尾矿库暴雨洪水计算方法与比较[J].水电能源科学，2015， 33（8）：13-15.
[3] 刘兆存，金生，韩丽华.国内流域产汇流模型与应用分析[J].地球信息科学，2007，9（3）：96-103.
作者简介
孙文杰，女，学历：硕士研究生，工程师，研究方向：尾矿库安全。