“尾礦庫安全運(yùn)行作業(yè)規(guī)程”培訓(xùn)教材

（設(shè)計(jì)文件解讀）

河北省安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局

2013年10月

1.學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)文件的目的和意義

企業(yè)負(fù)責(zé)尾礦庫生產(chǎn)和運(yùn)行管理的相關(guān)責(zé)任人員（尾礦工段或班

組負(fù)責(zé)人、技術(shù)員、尾礦工）都應(yīng)學(xué)習(xí)和熟悉尾礦庫設(shè)計(jì)文件，尾礦

庫安全技術(shù)規(guī)程，省地安監(jiān)部門相關(guān)的規(guī)程、規(guī)定。

在設(shè)計(jì)文件中，尾礦庫初步設(shè)計(jì)、安全專篇和施工圖是指導(dǎo)尾礦

庫建設(shè)、生產(chǎn)和安全運(yùn)行管理的重要文件，應(yīng)重點(diǎn)學(xué)習(xí)。通過學(xué)習(xí)，

了解和掌握本企業(yè)尾礦庫的基本情況；地理、地質(zhì)、水文和氣象的特

點(diǎn)；庫區(qū)和周邊環(huán)境潛在的危險(xiǎn)、有害因素；尾礦壩的筑壩方式和放

礦堆筑工藝；排洪系統(tǒng)的型式和運(yùn)行管理；尾礦庫汛期和非汛期安全

運(yùn)行控制參數(shù)；排滲系統(tǒng)的型式和部位；人工和在線觀測系統(tǒng)的觀測、

記錄和分析；尾礦庫的日常檢查、定期檢查的內(nèi)容和要求等。

熟悉和掌握了設(shè)計(jì)文件中的上述相關(guān)內(nèi)容和要求，以便及時(shí)正確

地做好尾礦庫的生產(chǎn)和管理工作，確保尾礦庫安全運(yùn)行。

2.尾礦庫設(shè)計(jì)文件

尾礦庫按運(yùn)行周期和工況分為新建庫、加高庫、改造庫、閉庫，其

設(shè)計(jì)文件包括：

（1）新建庫：可研、初設(shè)、安全專篇及施工圖（含設(shè)計(jì)變更）；

（2）加高庫：原設(shè)計(jì)文件；加高可行性論證報(bào)告、初設(shè)、安全專

篇及施工圖（含設(shè)計(jì)變更）；

（3）改造庫：原設(shè)計(jì)文件；改造工程方案設(shè)計(jì)、施工圖（含設(shè)計(jì)

變更）

2

(4)閉庫：原設(shè)計(jì)文件；閉庫設(shè)計(jì)及施工圖。

3.初步設(shè)計(jì)文件學(xué)習(xí)的重點(diǎn)內(nèi)容

初步設(shè)計(jì)一般應(yīng)包括的下列章節(jié)，應(yīng)重點(diǎn)學(xué)習(xí)的章節(jié)輔以下劃

線。

例一：

目次

2.尾礦庫設(shè)計(jì)文件..................................................................2

3.初步設(shè)計(jì)文件學(xué)習(xí)的重點(diǎn)內(nèi)容.....................................................3

X巖土工程勘察概述......................................6

X初期壩...............................................11

X尾礦堆積壩及筑壩工藝................................13

通過學(xué)習(xí)本章節(jié)重點(diǎn)了解尾礦庫變等別的對應(yīng)高程，各高程對應(yīng)

的庫容和服務(wù)年限，以便按現(xiàn)狀確定尾礦庫等別，對運(yùn)行工況實(shí)

施控制。根據(jù)壩高和庫容的對應(yīng)關(guān)系曲線編制年、季度筑壩作業(yè)

計(jì)劃。.................................................14

x庫容、庫等別及服務(wù)年限...............................14

排水系統(tǒng)...............................................18

x.洪水計(jì)算及調(diào)洪演算...................................20

例十：..................................................25

X排滲設(shè)施.............................................25

例H"■一:................................................25

3

X.觀測設(shè)施...............................................25

x設(shè)置安全標(biāo)識設(shè)施.......................................32

3.1尾礦庫周邊環(huán)境

通過學(xué)習(xí)本章節(jié)重點(diǎn)了解尾礦庫周邊有無采礦爆破等活動，如存

在，是否對尾礦庫安全運(yùn)行產(chǎn)生影響及要求采取的安全對策措施。尾

礦庫下游有無居民區(qū)和重要的公共設(shè)施，如存在，尾礦庫潰壩是否對

其產(chǎn)生影響和危害，需要采取的安全對策措施。

例二：

擬建馬杖子溝尾礦庫庫區(qū)內(nèi)的33戶居民和初期壩下游0.75km

處4戶居民全部搬遷。

另外初期壩軸線下游1.1km處有臥龍鎮(zhèn)娘娘廟村的8戶蘑菇棚

住戶，企業(yè)和住戶簽訂了搬遷協(xié)議，在尾礦庫建成使用前全部搬遷。

初期壩壩軸線下游1.3km處為金億達(dá)礦業(yè)集團(tuán)炸藥庫，1.8km處

為炸藥庫辦公室，有5人辦公，企業(yè)重新選址遷建。

初期壩軸線下游0.4km處右側(cè)山坡上（高于溝底約100m）為企

業(yè)選廠。

初期壩下游1.2km處的娘娘廟村位于尾礦庫左側(cè)的一條山溝

內(nèi)，有山梁阻擋，不在尾礦庫沖擊范圍內(nèi)。

4

除此之外，尾礦庫下游兩公里沖擊范圍內(nèi)無其他村莊、工礦企業(yè)、

重要建筑設(shè)施等。

3.2設(shè)計(jì)概況

通過學(xué)習(xí)本章節(jié)重點(diǎn)了解本企業(yè)尾礦庫的基本情況。

例三：

擬建馬杖子溝尾礦庫進(jìn)行初步設(shè)計(jì)工作，華北有色地質(zhì)勘查局承

德勘察院于2011年5月提供了該尾礦庫的巖土工程勘察報(bào)告；核工

業(yè)尾礦壩工程安全技術(shù)監(jiān)督站于2011年8月提供了該尾礦庫的壩體

滲流安全分析報(bào)告；河北國泰安全評價(jià)有限公司也于2011年8月提

供了該尾礦庫的安全預(yù)評價(jià)報(bào)告。

本設(shè)計(jì)中結(jié)合擬建尾礦庫的實(shí)際地形，在滿足尾礦庫安全的前提

下形成最大庫容，同時(shí)滿足初期調(diào)蓄洪水的條件下，確定其初期壩高

為32m,其壩基標(biāo)高為708.0m,壩頂標(biāo)高為740.0m。設(shè)計(jì)的最終堆

積標(biāo)高為884.0m,堆積壩高144m,尾礦壩最大壩高為176m,尾礦

庫的總庫容約為6568.1萬nA尾礦庫等別為二等，服務(wù)年限44.5年。

該地區(qū)地震動峰值加速度為0.05g,基本地震烈度VI度。庫內(nèi)主要構(gòu)

筑物有初期壩、排水管、溢水塔、隧洞和消力池等。

3.3巖土工程勘察概述

通過學(xué)習(xí)本章節(jié)熟悉本企業(yè)尾礦庫的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)的基本

情況。重點(diǎn)了解不良地質(zhì)情況，對尾礦庫安全運(yùn)行是否產(chǎn)生影響，生

產(chǎn)期間要求采取安全對策措施。

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例四:

X巖土工程勘察概述

華北有色地質(zhì)勘查局承德勘察院于2011年5月對承德金億達(dá)礦

業(yè)集團(tuán)有限公司馬杖子尾礦庫進(jìn)行巖土工程勘察。

x.1庫區(qū)地質(zhì)構(gòu)造

庫區(qū)地處燕山山脈中段，為低山區(qū)，庫區(qū)基巖以花崗巖（Y；）

為主，巖石受長期風(fēng)化剝蝕作用，巖體表層節(jié)理裂隙很發(fā)育。

庫區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡單，無斷裂構(gòu)造通過壩址及庫區(qū)，溝谷順直且較

狹窄，溝谷內(nèi)無地表水出露。庫區(qū)小沖溝較多，但規(guī)模不大，庫區(qū)及

壩址山體穩(wěn)定，地質(zhì)構(gòu)造簡單，無不良地質(zhì)作用，造成崩塌、滑坡、

泥石流等地質(zhì)災(zāi)害可能性小。

X.2庫區(qū)地層巖性及物理力學(xué)性質(zhì)

根據(jù)鉆孔揭露、原位測試及室內(nèi)土工試驗(yàn)結(jié)果，將勘察范圍內(nèi)地

基巖土按物質(zhì)組合、埋藏條件及成因類型等特點(diǎn)劃分為4個(gè)工程地質(zhì)

層，分述如下：

1層耕土：黃褐色，主要由砂土、碎石等組成，含有植物根系，

稍濕，松散。厚度：0.20?1.50m,平均0.40m；層底標(biāo)高：705.00~

833.00m；層底埋深：0.20?1.50m。

該層呈松散狀態(tài)，力學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定。

2層含砂粉質(zhì)粘土：灰褐色，孔隙發(fā)育，稍有光澤，中等干強(qiáng)度,

中等韌性，搖震反應(yīng)無，含5-10%礫石，可塑。場區(qū)普遍分布，厚度:

0.80~4.70m,平均1.94m；層底標(biāo)高：712.40-800.10m；層底埋深:

1.10?5.10m。

6

該層呈可塑狀態(tài)，主要分布在溝谷底部及兩岸局部出現(xiàn)，厚度變

化較大，厚度0.8-4.7m,分布不連續(xù)，局部含礫石；透水性差，工

程性質(zhì)一般。

3層礫砂：灰褐色，礫石主要為花崗巖殘坡積物，礫石一般粒徑

l-4cm,最大大于6cm,礫石以次棱角狀為主，光潔度較差，礫石含

量30-40%,充填物為砂土，稍濕，稍密-中密。場區(qū)普遍分布，厚度:

070?4.70m,平均1.94m；層底標(biāo)高:702.40?830.4平;層底埋深:

1.00~5.80m。

該層呈稍密-中密狀態(tài)，溝谷底部出現(xiàn)，分布不連續(xù)，透水性好,

工程性質(zhì)良好。

3-1層粉質(zhì)粘土：灰褐色，孔隙發(fā)育，稍有光澤，中等干強(qiáng)度，

中等韌性，搖震反應(yīng)無，可塑。場區(qū)普遍分布，厚度：0.50m；層底

標(biāo)高：702.50m；層底埋深：4.70m。

該層呈軟塑狀態(tài)。

4T層花崗巖：淺紅色，粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖體多呈粒狀及

碎塊狀，風(fēng)化裂隙很發(fā)育，為強(qiáng)風(fēng)化層。場區(qū)普遍分布，厚度：1.30?

3.90m,平均2.07m；層底標(biāo)高:699.70-860.60m；層底埋深：1.30?

8.80m。

該層屬軟巖，破碎，巖體基本質(zhì)量等級為V級。節(jié)理裂隙很發(fā)育,

工程性質(zhì)良好。

4-2層花崗巖：淺紅色，粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖體多呈碎塊狀

及塊狀，風(fēng)化裂隙發(fā)育，為中等風(fēng)化層。該層未穿透。

該層屬較軟巖，較破碎，巖體基本質(zhì)量等級為W級。節(jié)理裂隙較

發(fā)育，工程性質(zhì)良好。

7

x.3水文地質(zhì)條件

尾礦庫地處呈近東一西走向的山谷內(nèi)，山谷三面環(huán)山，和鄰谷無

水力聯(lián)系。溝口筑壩后，庫區(qū)為一獨(dú)立的水文地質(zhì)單元。水文地質(zhì)條

件相對簡單。庫區(qū)匯流面積約1.46W,溝內(nèi)地表徑流不發(fā)育，勘察

期間為豐水期，根據(jù)鉆孔揭露，本場地僅7個(gè)孔可見地下水，均為地

下潛水，其水位的升降與大氣降水密切相關(guān)，根據(jù)勘察場區(qū)所取地下

水質(zhì)檢測報(bào)告（見水質(zhì)分析檢測報(bào)告），地下水對混凝土、鋼結(jié)構(gòu)有

微腐蝕性，尾礦庫建成使用后環(huán)境水腐蝕性主要取決于尾礦水的化學(xué)

成分。

根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料和場地水文地質(zhì)條件，本場地的地下水位

隨季節(jié)變化，年變化幅度為0.5?2.0m。

該區(qū)主要含水層為礫砂層及巖石強(qiáng)風(fēng)化層，均為地下潛水。

X.4不良地質(zhì)作用

庫區(qū)兩岸基本對稱，地形較簡單，山體穩(wěn)定，植被較發(fā)育，工程

地質(zhì)條件相對簡單，庫區(qū)內(nèi)局部第四系覆蓋層較厚，以含砂粉質(zhì)粘土、

礫砂為主，山體傾角約40。飛0。。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查未發(fā)現(xiàn)有新近構(gòu)造活

動痕跡，場區(qū)及其附近無活動斷裂通過，溝谷兩側(cè)有小范圍的沖溝，

但不存在大規(guī)模的崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生條件，對工程

影響較小。

X.5地震效應(yīng)

該區(qū)大地構(gòu)造處于I級構(gòu)造單元中朝準(zhǔn)地臺（12）；n級構(gòu)造單

元燕山臺褶帶（1葭）；iii級構(gòu)造單元承德拱斷束（iiU）；w級構(gòu)造平

泉凹斷束（“222）。場區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造簡單.，未發(fā)現(xiàn)活動性斷裂通過本

區(qū)。

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根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料及對溝谷兩側(cè)巖體的工程地質(zhì)調(diào)查和勘探資

料綜合分析，擬建庫區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)活動斷裂構(gòu)造，因此，尾礦庫工程設(shè)

計(jì)可不考慮構(gòu)造斷裂的影響。

場區(qū)溝谷局部巖石埋深較深處，根據(jù)場地土名稱、性狀及該區(qū)估

測等效剪切波速平均值Vse=230.Om/s,判定該場地土屬中軟場地土。

該區(qū)覆蓋層厚度大于5.0m,確定建筑場地類別屬H類，為對建筑抗震

一般地段。場區(qū)兩側(cè)山體、溝谷及兩岸場地土類型為巖石，該區(qū)覆蓋

層厚度平均值小于5m,確定建筑場地土類別屬L,為對建筑抗震有

利地段，類其抗震設(shè)防類別為乙類。

本區(qū)抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05g,所

屬的設(shè)計(jì)地震分組為第三組。II類場地土建筑設(shè)計(jì)特征周期值為

0.45soL類場地土建筑設(shè)計(jì)特征周期值為0.35s,本區(qū)為區(qū)域地殼

基本穩(wěn)定區(qū)。

x.6地層承載力及物理力學(xué)參數(shù)

綜合原位測試及土工試驗(yàn)成果資料，各層土的承載力特征值

(fak)、壓縮模量(Es)及變形模量E。(Mpa)評價(jià)見表3-1,地基土

設(shè)計(jì)參數(shù)見表3-2。

表3-1各層土的承載力特征值(瓢)、壓縮模量(Es)及變形模量E。(MPa)

巖土承載力壓縮模量變形

房,號

名稱特征值f*(KPa)Es(MPa)模量E?(MPa)

2含砂粉質(zhì)粘土1104.2

3礫砂30030

3-1粉質(zhì)粘土1004.0

4-1花崗巖(強(qiáng)風(fēng)化)500(經(jīng)驗(yàn)值)50

12花崗巖(中等風(fēng)化)14.5MPa可視為不可壓縮可視為不可

9

壓縮

表3-2地基土設(shè)計(jì)參數(shù)(經(jīng)驗(yàn)值)

內(nèi)摩擦

巖土層巖土層天然重度內(nèi)聚力滲透系數(shù)

角①

編號名稱Y(KN/m3)C(KPa)k(cm/s)

(°)

2含砂粉質(zhì)粘土19.715101.7X106

3礫砂20.21.2301.3X101

3-1粉質(zhì)粘土18.4762.OXIOY

4-1花崗巖(強(qiáng)風(fēng)化層)2420684.8X10-8

4-2花崗巖(中等風(fēng)化層)2622753.8X108

X.7尾砂物理力學(xué)性質(zhì)

通過對承德金億達(dá)礦業(yè)集團(tuán)有限公司臨近現(xiàn)使用的尾礦庫庫區(qū)

現(xiàn)場原位測試及土工試驗(yàn)結(jié)果綜合分析可得出尾礦砂物理力學(xué)性質(zhì)

指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值見表3-3o

表3-3尾砂物強(qiáng)E力學(xué)性質(zhì)

重度粘聚力內(nèi)摩擦角滲透系數(shù)k(cm/s)

分層

Y(KN/m3)C(KPa)①(°)水平/垂直

尾細(xì)砂21.18.536.91.5X1073.66X10,

1.57X1073.77X

尾粉砂20.610.429

104

2.90X10(74.92X

尾粉質(zhì)粘土21.321.710.5

106

X.8庫區(qū)穩(wěn)定性評價(jià)

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)，結(jié)合鉆探、探井，庫區(qū)工程地質(zhì)條件相對簡單，

庫區(qū)內(nèi)局部被第四系覆蓋，山體傾角約40°飛0。。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查未發(fā)

現(xiàn)有新近構(gòu)造活動痕跡，場區(qū)及其附近無活動斷裂通過，溝谷兩側(cè)有

小范圍的沖溝，但不存在大規(guī)模的崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)

生條件，擬建場地屬于建筑抗震一般地段及有利地段。因此庫區(qū)場地

10

和地基穩(wěn)定，適宜建庫。

3.4初期壩

通過學(xué)習(xí)本章節(jié)重點(diǎn)了解初期壩的結(jié)構(gòu)形式，以便運(yùn)行過程中初

期壩出現(xiàn)漏沙或塌陷現(xiàn)象時(shí)進(jìn)行分析和判斷。

例五：

X初期壩

通過對初期壩擬建壩址位置的選擇比較，最后確定擬建初期壩的

壩軸線位置在距馬杖子溝口處。初期壩軸線位置為C1

(x=4554303.795,y=20634055.673)-C2(x=4554086.108,

y=20634162,497)o

x.l初期壩高的確定

依據(jù)《選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》(ZBJ1-90)關(guān)于初期壩壩高的

確定原則，通過庫容和調(diào)洪計(jì)算確定初期壩壩基標(biāo)高708.0m,壩頂

3

標(biāo)高為740.0m,壩高為32m,相應(yīng)初期總庫容為230.0萬m0該選

礦廠年產(chǎn)尾礦量188萬3按照堆積干容重1.5t/m3計(jì)算,年產(chǎn)尾礦125.3

萬n?,半年尾礦量為62.7萬nA初期尾礦庫計(jì)算填充系數(shù)為0.6,

則初期所需總庫容為104.5萬m3,該壩高滿足貯存半年尾礦量的要

求；通過調(diào)洪計(jì)算，該壩高滿足正常生產(chǎn)澄清距離條件下的設(shè)計(jì)洪水

調(diào)蓄要求；該壩高亦符合規(guī)范規(guī)定的初期壩壩高與總壩高之比為

1/4?1/6的要求。故最終確定初期壩高為32m。

x.2初期壩結(jié)構(gòu)尺寸

根據(jù)當(dāng)?shù)刂尾牧系膶?shí)際情況，該尾礦庫初期壩擬采用透水堆石

11

壩，此壩型可降低尾礦壩的浸潤線，加快尾礦的排水固結(jié)，利于尾礦

壩的穩(wěn)定。

初期壩壩頂標(biāo)高740.0m,壩底標(biāo)高708.0m,最大壩高32m,頂

寬度為4m,外坡平均坡比約為1:2,內(nèi)坡坡比為1:1.75,最大壩長約

196.8m。在其外邊坡730.0m、720.0m標(biāo)高處各設(shè)一寬2m的馬道，

各馬道間壩坡坡比為1:1.8。

在初期壩的上游坡設(shè)置兩層500g/m2的土工布作為反濾層，土工

布和壩體堆石之間應(yīng)采用河卵石等過渡層過渡，以防土工布被刺破。

為防止尾礦漿及雨水對內(nèi)坡反濾層的沖刷，在反濾層表面應(yīng)鋪設(shè)

400mm厚干砌塊石保護(hù)層。其下游坡面設(shè)一層400mm厚的干砌塊石

護(hù)坡。

x.3初期壩基礎(chǔ)

初期壩壩基以4-2層花崗巖為地基持力層。初期壩左右壩肩與山

體接觸部位，應(yīng)將山坡松散覆蓋層及植被全部清除，保障壩肩與穩(wěn)定

巖體充分接觸。

x.4筑壩材料

壩體所需的石料約為21.5萬m\根據(jù)勘察報(bào)告中的建議擬建尾

礦庫初期壩材料可采用庫區(qū)內(nèi)兩側(cè)山體中的巖石，但需預(yù)先將覆蓋在

山體表層的第四系松散覆蓋層及強(qiáng)風(fēng)化層剝離，采用新鮮巖石塊體筑

壩，如筑壩材料不足，可采用附近露天采礦場所剝離的新鮮廢石補(bǔ)充。

3.5尾礦堆積壩及筑壩工藝

通過學(xué)習(xí)本章節(jié)重點(diǎn)了解和掌握子壩堆筑、放礦方式、邊坡及平

12

臺留設(shè)寬度等設(shè)計(jì)要求。

例六：

X尾礦堆積壩及筑壩工藝

x.l堆積壩最終堆積高度

根據(jù)庫區(qū)的可利用地形，為使尾礦庫形成最大的庫容，本次設(shè)計(jì)

最終堆積標(biāo)高為884.0m,堆積壩高144m。

x.,2堆積壩筑壩工藝

后期壩的堆筑采用上游法，為使后期尾礦壩能均勻上升，要求采

用支管分散放礦的方法進(jìn)行放礦，放礦濃度不小于30%。采用人工配

合機(jī)械堆筑子壩，子壩堆筑必須經(jīng)碾壓達(dá)到中等密度狀態(tài)，待子壩堆

筑完成后，將主管道移到子壩上，再采取支管分散放礦。

根據(jù)庫區(qū)山體兩側(cè)的地形條件，垂直壩軸線的壩體部分每10m-

個(gè)段高，每段外邊坡控制為1:5,在740.0m~780.0m之間，每一段高

設(shè)有寬度不等的平臺，平臺寬度依次為0m~36.4ni,31.9m~57.4m,

30.2m~46.9m,30.8m~38.8m,30.6m~35.8m；在790.0m~880.0m

之間每一段高留10m寬平臺。庫區(qū)西側(cè)820.m標(biāo)高以上和庫區(qū)東側(cè)

800.0m以上部分每10m一個(gè)段高，每段外邊坡控制為1:3.5,每一段

高留5m寬平臺。

每10m段高分5級子壩堆筑，堆筑時(shí)子壩外邊坡坡比為1:2.5,

內(nèi)邊坡坡比為1:1.5,子壩高度2m,每期子壩設(shè)一5nl寬平臺。

x.3尾礦排放及壩頂放礦管

(1)尾礦排放

為提高尾礦排放質(zhì)量,排礦筑壩作業(yè)沿壩長分三段進(jìn)行,即排礦段、

13

干燥段、筑壩段，交替作業(yè)。根據(jù)排放的礦漿量在排礦段內(nèi)連續(xù)打開段

內(nèi)的放礦支管進(jìn)行放礦，并不斷改變放礦的位置，使排出尾礦向庫內(nèi)水

區(qū)流動的路徑平直穩(wěn)定，達(dá)到尾礦顆粒沿灘長分級明顯，灘面平整無坑

洼回流且均勻上升，排礦段內(nèi)灘長大致相等，庫內(nèi)水邊線近似于與灘頂

平行?？刂茷┟娉练e平均坡度為2%o

(2)壩頂放礦管道

在放礦主管上每隔25m設(shè)1個(gè)分段閥門，以便于壩上管道移動和

放礦管分段排礦，并有利于在最短時(shí)間內(nèi)控制和處理發(fā)生事故的管段,

減少管道事故對壩體的影響。每隔10m設(shè)一6150mm的放礦支管。放

礦支管一般采用焊接鋼管或PE塑料管。主管與支管用特制的三通連接。

放礦支管由礦漿調(diào)節(jié)閥門和支管組成。

(3)冬季放礦

冬季放礦前，根據(jù)冬季排尾量提前堆筑子壩，并形成正常灘面，整

個(gè)冬季不再筑壩。冬季放礦方式有兩種，其一采用冰下多點(diǎn)集中放礦;

其二在支溝多點(diǎn)集中放礦，不能在子壩堆筑范圍內(nèi)放礦筑壩。

3.6庫容、庫等別及服務(wù)年限

通過學(xué)習(xí)本章節(jié)重點(diǎn)了解尾礦庫變等別的對應(yīng)高程，各高程對應(yīng)

的庫容和服務(wù)年限，以便按現(xiàn)狀確定尾礦庫等別，對運(yùn)行工況實(shí)施控

制。根據(jù)壩高和庫容的對應(yīng)關(guān)系曲線編制年、季度筑壩作業(yè)計(jì)劃。

例七：

x庫容、庫等別及服務(wù)年限

X.1庫容

14

3

尾礦壩堆積至884.0m標(biāo)高時(shí)的總庫容為6568.1萬mo庫容累積

表見表4T,庫容曲線見下圖4-1。

15

表4?1庫容計(jì)算表

標(biāo)高面積平均面積高差庫容累積庫容

(m)(m2)(m2)(m)(m3)(m3)

710.0351.34351.3400.000.00

720.019796.7119796.7110197967.09197967.09

730.071899.4071899.4010718994.03916961.13

740.0138291.52138291.52101382915.152299876.28

750.0203432.02203432.02102034320.164334196.44

760.0247294.18247294826807138.25

770.0288188.23288188.23102881882.359689020.60

780.0313353.37313353.37103133533.6712822554.27

790.0348736.72348736.72103487367.2016309921.47

800.0412087.85412087.85104120878.5120430799.97

810.0454570.09454570.09104545700.8724976500.84

820.0473236.97473236.97104732369.6829708870.52

830.0503807.06503807.06105038070.6534746941.17

840.0537400.27537400.27105374002.6840120943.85

850.0571145.26571145.26105711452.6345832396.48

860.0584018.40584018.40105840183.9751672580.45

870.0583627.94583627.94105836279.3857508859.83

880.0585563.04585563.04105855630.4563364490.27

884.0579005.27579005.2742316021.0865680511.36

16

庫容（力1心）

圖4-1庫容曲線

x.2服務(wù)年限

該鐵選廠年排尾礦量約188萬t,尾礦堆積干容重按1.5t/m3計(jì)

算，年排尾礦量約為125.3萬小，計(jì)算尾礦充填系數(shù)為0.85,則尾

礦庫有效庫容為5582.9萬m3,其服務(wù)年限為44.5年。

x.3庫等別

按《選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》（ZBJ1-90）的規(guī)定，本次設(shè)計(jì)尾

礦庫的總庫容約為6568.1萬號，設(shè)計(jì)總壩高176m,確定該尾礦庫為

二等庫，主要構(gòu)筑物的等級為二級。

3.7排水系統(tǒng)

排水系統(tǒng)包括排洪系統(tǒng)、回水系統(tǒng)和壩面壩肩排水溝。通過學(xué)習(xí)

本章節(jié)重點(diǎn)了解和掌握庫區(qū)排洪系統(tǒng)的布設(shè)位置、結(jié)構(gòu)型式、進(jìn)水方

式、各溢水塔（排水井）服務(wù)高程；了解和掌握壩面壩肩排水溝的布

17

設(shè)位置和結(jié)構(gòu)型式。以便編制排洪系統(tǒng)封堵和壩面壩肩排水溝施工的

作業(yè)計(jì)劃。

例八：

排水系統(tǒng)

X.1排洪系統(tǒng)

根據(jù)庫內(nèi)地形的特點(diǎn)，依據(jù)選線力求短直，地基均一，無斷層、

破碎帶及軟弱地基原則，排洪系統(tǒng)根據(jù)水方式的不同分為兩種形

式。在760.0m標(biāo)高以下采用溢水塔?排水管?消力池形式，水泵回水

方式；760.0m標(biāo)高以上采用溢水塔?排水管?隧洞?高位水池形式，自

流回水方式。通過調(diào)洪演算確定排水構(gòu)筑物形式及尺寸見表4-2、4-3。

表4-2排洪構(gòu)筑物1尺寸一覽表

斷面尺寸壁厚底板厚長度

型號管段

(m)（mm）(mm)(m)

P1?P3、P12?P14、

I型排水管01.2250350706

S1-S2

II型排水管01.2300400P3?P5、P10-P12606

P5?P7、P8?P10、

HI型排水管01.2350450686

S4-P8

1.5（寬）X1.75

隧洞350450P8?P11、P12?P15698

（高）

表4-3溢水塔結(jié)構(gòu)尺寸一覽表

塔號塔高(m)塔身(m)下游/上游構(gòu)筑型號

1#8722.0-730.0I型/n型

2#8728.0-736.0II型/n型

3#10734.0-744.0H型/in型

4#10742.0-752.0in型/m型

5#12750.0-762.0IH型/一

18

6#12760.0?772.0一/HI型

7#18770.0?788.0III型/III型

8#18786.0-804.0III型/II型

9#22802.0?824.0II型/H型

10#22822.0-844.0H型/1型

11#22842.0-864.0I型/I型

12#22862.0-884.0I型/一

排水管分三種形式，內(nèi)徑均為1.2m；溢水塔共12座，均為窗口

式周邊進(jìn)水型，搭接長度2m,進(jìn)水孔內(nèi)徑為0.25m,外徑0.3m,孔

間距為0.45m；隧洞頂部為拱形。所有構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)均采用C30整體現(xiàn)

澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

為防止排洪時(shí)下泄水沖刷壩體下游坡腳而影響壩體安全，在排水

管出口處修建一座長、寬、高為8m、3m和4m的消力池，消力池預(yù)

留回水管接口，根據(jù)生產(chǎn)需要將水導(dǎo)至選礦廠循環(huán)使用。

排水管線以4-2層中風(fēng)化層花崗巖為地基持力層，溢水塔以4-2層

中風(fēng)化花崗巖為地基持力層，消力池以4-1強(qiáng)風(fēng)化層花崗巖為地基持

力層。

x.2回水系統(tǒng)

回水系統(tǒng)由消力池、壩前集水池、回水泵站、回水管線和廠區(qū)回

水高位水池組成。其中壩前集水池、回水泵站、回水管線和廠區(qū)回水

高位水池均由建設(shè)單位自行建設(shè)。

x.3壩面、壩肩排水系統(tǒng)

為了將雨水以及滲流水能夠及時(shí)導(dǎo)出，隨著壩體的升高在壩外坡

及壩肩同步修建排水明溝。其中壩面排水明溝包括橫向和縱向明溝，

在740.0m?880.0m標(biāo)高每隔10m段高平臺內(nèi)側(cè)設(shè)置橫向排水明溝，

19

沿著橫向排水明溝每隔50m設(shè)置一道縱向排水明溝，明溝自兩縱向

溝垂線中點(diǎn)向兩側(cè)縱向溝或壩肩傾斜，坡度應(yīng)大于5%。，以保證匯水

能通過壩面排水明溝排導(dǎo)致兩側(cè)壩肩排水明溝最終導(dǎo)至下游。具體尺

寸見表4-4,排水明溝采用M7.5漿砌石結(jié)構(gòu)。

經(jīng)常疏通壩肩及壩面排水明溝，同時(shí)將壩面積水坑填平，讓雨水

及滲水順利從排水溝導(dǎo)至下游。

表4-4排水明溝斷面尺寸表

灘頂標(biāo)高（m）名稱斷面尺寸（m）（寬X高）壁厚（mm）

壩面0.8X0.8400

740.0-770.0

壩肩1.0X1.0600

壩面0.8X0.6400

770.0-810.0

壩肩0.8X1.0600

壩面0.6X0.6400

810.0-880.0

壩肩0.6X0.8600

3.9洪水計(jì)算及調(diào)洪演算

通過學(xué)習(xí)本章節(jié)重點(diǎn)了解和掌握尾礦庫的等別對應(yīng)的防洪標(biāo)準(zhǔn)，

洪水計(jì)算和調(diào)洪演算結(jié)果，尾礦庫各高程的防洪能力和運(yùn)行控制參

數(shù)。以便汛期和非汛期生產(chǎn)時(shí)實(shí)施對尾礦庫內(nèi)水位、干灘長度和安全

超高的控制。

例九：

x.洪水計(jì)算及調(diào)洪演算

X」洪水計(jì)算

該尾礦庫各標(biāo)高的防洪標(biāo)準(zhǔn)見表4-5o

20

表4-5各標(biāo)高防洪標(biāo)準(zhǔn)

標(biāo)IWJ壩高庫容防洪標(biāo)準(zhǔn)

等別

(m)（m）（萬n?）規(guī)范采用

740.032230.0四等100-200200

750.042433.4四等100-200200

760.052680.7四等100~200200

770.062968.9三等200~500500

780.0721282.3三等200~500500

790.0821631.0三等200~500500

800.0922043.1_二_箋p.200-500500

810.01022497.7———.至p-500-10001000

820.01122970.9—.p-500-10001000

一巫

830.01223474.7—.500~10001000

840.01324012.1二等500~10001000

850.01424583.2二等500-10001000

860.01525167.3二等500-10001000

870.01625750.9二等500-10001000

880.01726336.4———.至p-500-10001000

884.01766568.1—.p-500-10001000

根據(jù)《承德水文圖集》（1989年3月），對740.0（初期）、770.0m

和810.0m（中期）和884.0m（終期）標(biāo)高進(jìn)行洪水計(jì)算，其設(shè)計(jì)洪

峰流量Q24P、洪水總量W24P及洪水總歷時(shí)T見表4-6o

表4-6洪2K計(jì)算成果

標(biāo)高（m）740.0770.0810.0884.0

等另U四等三等二等二等

頻率P=0.5%P=0.2%P=0.1%P=0.1%

F(km2)1.731.521.320.88

Q24P(m3/s)62.2976.6396.6994.80

W24P（萬m，）10.8111.2210.888.76

T(h)3.863.252.51.7

21

x.2調(diào)洪演算

x.2.1泄洪計(jì)算公式

該尾礦庫排洪系統(tǒng)采用溢水塔?排水管?隧洞?消力池型式。

排洪系統(tǒng)泄洪能力按740.0（初期）、770.0m和810.0m（中期）

和884.0m（終期）四個(gè)標(biāo)高的最不利工況條件進(jìn)行計(jì)算。

（1）周邊多孔溢水塔孔口泄流水力計(jì)算公式：

q=3.?《2gh+V2+V3…

式中：q---塔前水位升高時(shí)的溢流量（m3/s）；

0---同一標(biāo)高的進(jìn)水孔面積（H?）；

〃---流量系數(shù),取0.61；

g---重力加速度,取9.81m/s2；

力___孔口間距（m）；

n—-溢水塔工作孔口排數(shù)（排）。

（2）排水管泄流水力計(jì)算公式：

Q=尸2g（1+/?2+/7）

,1

—

式中：-管道泄流量（n?/s）；

尸一一―管道過水?dāng)嗝妫╩2）；

〃---流量系數(shù)；

g---重力加速度,取9.81（M/S?）；

4———堰頂至管道進(jìn)水高差（m）；

每一一一管道進(jìn)、出口高差（m）；

22

H堰上水頭（m）；

一沿程局部阻力損失總和；

九---管道的阻力系數(shù)；

R---管道的水力半徑（m）。

隨著庫內(nèi)水位不斷變化，排水管泄流量受控情況不同，流態(tài)隨之

改變，故流量系數(shù)和計(jì)算水頭視不同的流態(tài)而確定。

x.2.2調(diào)洪演算

按二等庫的規(guī)范要求，在滿足正常澄清回水、最小安全超高和最

小安全灘長要求等條件下，對740.0（初期）、770.0m和810.0m（中

期）和884.0m（終期）四個(gè)標(biāo)高進(jìn)行了調(diào)洪演算。

調(diào)洪計(jì)算就是求解尾礦庫任意時(shí)段的水量平衡方程式的過程，任

意時(shí)段的水量平衡方程式為：

+。2）似-]@+q2）At=V2-VX

式中：a、&--時(shí)段始、終尾礦庫的來洪量；

q2---時(shí)段始、終尾礦庫的泄洪量；

VPV2---時(shí)段始、終尾礦庫的蓄洪量。

根據(jù)排洪系統(tǒng)的布置，在保證澄清距離的條件下，盡量降低正常

生產(chǎn)水位，將其作為調(diào)洪計(jì)算的起始水位。按上述計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算,

得到初期、中期和終期調(diào)洪結(jié)果見表4-7。

表4-7調(diào)洪演算結(jié)果

標(biāo)高（m）740.0770.0810.0884.0

一箋

等別四等三等-------vj*二等

設(shè)計(jì)洪水頻率P=0.5%P=0.2%P=0.1%P=0.1%

正常生產(chǎn)水位（m）735.0763.0803.00880.0

23

正常生產(chǎn)安全超高（m）5.07.07.06.0

正常生產(chǎn)干灘長度（m）400600600300

最大泄流量q（m3/s）3.253.242.730.52

調(diào)洪庫容W（萬n?）8.338.929.146.97

最高洪水位（m）736.8764.8804.6880.5

洪水上升高度（m）1.81.81.60.5

最小安全超高（m）3.25.25.43.5

最小安全灘長（m）220420440250

以中期740.0m標(biāo)高為例，調(diào)洪演算結(jié)果說明：干灘坡度前100m

按2%計(jì)算，以后按1%計(jì)算，在汛期控制正常水位在735.0m,當(dāng)200

年一遇設(shè)計(jì)洪水入庫時(shí)，庫內(nèi)水位開始逐漸的上升，泄流量也逐漸增

大，當(dāng)庫內(nèi)水位升高1.8m時(shí)-，排洪系統(tǒng)的泄流量達(dá)到3.25m%,庫

內(nèi)水位升至736.8m且不再升高，調(diào)蓄洪水量約為8.33萬n?,此時(shí)干

灘長度約為220m左右，壩頂超高2.0m。隨后，庫內(nèi)的來水量小于泄

流量，庫內(nèi)水位開始回落，經(jīng)大約38小時(shí)后，庫內(nèi)水位回落到正常

水位標(biāo)高。

其它標(biāo)高的調(diào)洪過程同理，從調(diào)洪結(jié)果可以看出，各個(gè)時(shí)期尾礦

庫的灘長和安全超高均滿足規(guī)范要求。

3.10排滲設(shè)施

通過學(xué)習(xí)本章節(jié)重點(diǎn)了解和掌握尾礦庫排滲設(shè)施的結(jié)構(gòu)型式和

布設(shè)位置。以便編制尾礦庫排滲設(shè)施的作業(yè)計(jì)劃。

24

例十：

X排滲設(shè)施

由于尾礦壩較高，后期尾礦堆筑需采取排滲措施。該尾礦庫的排

滲宜采用水平排滲的形式。具體做法是：在尾礦堆積壩

750.0m~870.0m標(biāo)高在距灘頂100m處沿壩軸線方向設(shè)置一道水平排

滲體，其斷面為倒梯形，底寬1m,頂寬2.5m,深1m?1.5m,底部埋

設(shè)DN200的PPR帶孔滲水管，管周圍填充d=15?35mm礫石，并用

土工布包裹，滲水管由DN150導(dǎo)水管導(dǎo)出至壩面排水明溝內(nèi)。由于

740.0m?780.0m標(biāo)高之間堆積壩體邊坡比較緩，為了加強(qiáng)排滲效果，

還需在770.0m標(biāo)高設(shè)置一排輻射井，間距120m,深20m,共3眼。

需要著重說明的是由于該尾礦庫堆積邊坡比較緩，壩體堆筑過程

中在與兩側(cè)山體結(jié)合部位容易發(fā)生滲透破壞，需要企業(yè)在尾礦庫運(yùn)行

過程中加強(qiáng)管理，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求設(shè)置排滲設(shè)施及在線監(jiān)測設(shè)施，

如發(fā)現(xiàn)異常情況立即采取有效措施防止壩體發(fā)生滲透破壞。

3.11觀測設(shè)施

觀測設(shè)施包括壩體位移觀測和水位觀測設(shè)施，三等及三等以上的

尾礦庫有人工觀測和在線觀測兩套系統(tǒng)。通過學(xué)習(xí)本章節(jié)重點(diǎn)了解和

掌握觀測設(shè)施的布設(shè)位置及運(yùn)行控制參數(shù)。以便及時(shí)進(jìn)行觀測設(shè)施的

布設(shè)和實(shí)施觀測、記錄。

例十一：

X.觀測設(shè)施

根據(jù)《尾礦庫安全檢測技術(shù)規(guī)范》(AQ2030-2010)第441的規(guī)

25

定，一等、二等、三等、四等尾礦庫應(yīng)監(jiān)測位移、浸潤線、干灘、

庫水位、降水量，必要時(shí)還應(yīng)監(jiān)測孔隙水壓力、滲透水量、混濁度。

一等、二等、三等尾礦庫應(yīng)安裝在線監(jiān)測系統(tǒng)，四等尾礦庫宜安裝在

線監(jiān)測系統(tǒng)，該尾礦庫應(yīng)根據(jù)上述要求設(shè)置在線監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測位移、

浸潤線、干灘、庫水位、降水量。

本次觀測設(shè)施采用在線監(jiān)測系統(tǒng)+人工觀測系統(tǒng)相結(jié)合的方式。

X.1在線監(jiān)測系統(tǒng)

X.1.1監(jiān)測內(nèi)容

尾礦庫在線監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對尾礦庫運(yùn)行狀態(tài)影像監(jiān)控、尾礦壩

位移；壩體浸潤線及庫內(nèi)水位、干灘指標(biāo)的自動監(jiān)測。

X.L2系統(tǒng)組成

系統(tǒng)由庫區(qū)數(shù)據(jù)采集裝置、庫區(qū)信號接收及處理裝置、庫區(qū)機(jī)房

及計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)、無線信號傳輸裝置、企業(yè)調(diào)度指揮中心五部分組

成。其中企業(yè)調(diào)度指揮中心平臺接收無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，實(shí)時(shí)通過

軟件管理平臺展示相關(guān)信息及管理預(yù)警信息、處理結(jié)果等自動存儲備

份。調(diào)度中心機(jī)房建設(shè)應(yīng)按照國家相關(guān)規(guī)范建設(shè)。主要放置電視大屏、

監(jiān)測終端、服務(wù)器群、軟件管理平臺及輔助設(shè)備。系統(tǒng)已建立開放的

數(shù)據(jù)接口，通過公用互聯(lián)網(wǎng)，根據(jù)政府監(jiān)管部門需要，適時(shí)接入或遠(yuǎn)

程查看。

X.1.3監(jiān)測剖面選擇

壩體位移監(jiān)測斷面宜選在最大壩高斷面、合攏段、有排水管通過

的斷面、地基工程地質(zhì)變化較大的地段及運(yùn)行有異常反應(yīng)處。

壩體滲流壓力監(jiān)測橫斷面宜選在最大壩高處、合攏段、地形或地

質(zhì)條件復(fù)雜壩段；監(jiān)測橫斷面上的測點(diǎn)布置，應(yīng)根據(jù)壩型結(jié)構(gòu)、斷面

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大小和滲流場特征確定。

X.1.4監(jiān)測點(diǎn)布置

本次設(shè)計(jì)垂直于壩軸線一共設(shè)置浸潤線觀測斷面5個(gè)，共安裝

22個(gè)滲壓傳感器；1個(gè)庫水位監(jiān)測點(diǎn)；平行與壩軸線共設(shè)立6個(gè)剖面,

共設(shè)置22個(gè)位移傳感器。

X.1.5運(yùn)行控制參數(shù)

在線監(jiān)測要設(shè)置預(yù)警顯示，浸潤線埋深小于正常運(yùn)行埋深時(shí)，燈

光變色報(bào)警；浸潤線埋深洪水運(yùn)行埋深時(shí)，警鈴報(bào)警。各標(biāo)高控制參

數(shù)見表4-8o

表4-8尾礦庫運(yùn)行控制參數(shù)表（表中單位均為m）

正

洪

常正常洪水

正常最局最小最小水

沉積灘正常安浸潤浸潤

標(biāo)高干灘洪水干灘安全升

坡度水位全線埋線埋

長度位長度超高高

超深深

值

高

740.0735.040054731.82203.21.82

750.0744.050064739.93104.11.92

760.0754.050064749.53504.51.52

770.0763.060076757.84205.21.84

780.0前100m按773.060076767.74305.31.74

790.02%計(jì)算，以783.060076777.74305.31.74

800.0后按1%計(jì)793.060076787.64405.41.64

810.0算2%803.060078797.64405.41.66

820.0813.060078807.44605.61.46

830.0823.060078817.54505.51.56

840.0834.050068829.23804.81.26

850.0844.050068839.33704.71.36

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860.0855.0400510850.63404.40.68

870.0865.0400510860.83204.20.88

880.0876.0300410872.52503.50.58

884.0880.0300410876.82203.20.S8

X.1.6監(jiān)測方法及報(bào)警

（1）位移監(jiān)測

巡測采樣時(shí)間18分鐘，單點(diǎn)采樣時(shí)間2分鐘，測量周期雨季、

冬季每天一次，非雨季、冬季一周一次。系統(tǒng)故障率小于5%,防雷

電感應(yīng)大于1000V,系統(tǒng)工作電壓為220（1±10%）Vo但遇下列情

況時(shí)應(yīng)增加測次：地震以后；變形量顯著增大時(shí)；久雨或暴雨后；滲

透情況顯著變壞時(shí)。

一級預(yù)警值（企業(yè)）：水平方向上連續(xù)5天日平均位移速率超過

lmm/d且位移方向基本一致；5日累計(jì)位移超過6mm、期間日平均位

移速率超過0.5mm/d且方向一致并未見收斂。垂直方向上按水平方向

的2倍值控制。

二級預(yù)警值（縣級）：水平方向上連續(xù)5天日平均位移速率超

過L5mm/d且位移方向基本一致；5日累計(jì)位移超過9mm、期間日平

均位移速率超過0.8mm/d且方向一致并未見收斂。垂直方向上按水平

方向的2倍值控制。

三級預(yù)警值（市級）：水平方向上連續(xù)5天日平均位移速率超過

2mm/d且位移方向基本一致；5日累計(jì)位移超過15mm、期間日平均

位移速率超過lmm/d且方向一致并未見收斂。垂直方向上按水平方

向的2倍值控制。

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（2）浸潤線監(jiān)測

將光纖光柵滲壓傳感器安裝到浸潤線觀測孔內(nèi)。通過測量測壓管

內(nèi)水壓，計(jì)算出測壓管內(nèi)水位，根據(jù)埋入測壓管的長度，最后計(jì)算出

該測量點(diǎn)浸潤線距離壩表面的深度。

巡測采樣時(shí)間24分鐘，單點(diǎn)采樣時(shí)間2分鐘，雨季測量周期（5.

月30日一9月30日）為20分鐘，非汛期測量周期為15天。

在線監(jiān)測要設(shè)置預(yù)警顯示，浸潤線埋深小于正常運(yùn)行埋深時(shí)，燈

光變色報(bào)警；浸潤線埋深小于洪水運(yùn)行埋深時(shí)一，警鈴報(bào)警。堆積坡比

為1:4時(shí)，埋深調(diào)整系數(shù)為1.5；堆積坡比為1:5時(shí)，埋深調(diào)整系數(shù)為

1.2o浸潤線控制參數(shù)見表5-1。

（3）庫水位監(jiān)測

在線監(jiān)測設(shè)備供應(yīng)與安裝單位必須按設(shè)計(jì)的正常運(yùn)行水位、洪水

控制位及洪水上升幅度進(jìn)行調(diào)試。

采樣時(shí)間2分鐘，雨季測量