[发明专利]尾矿库溃坝风险预估及应急响应方法、装置及电子设备

说明书

本发明提供了一种尾矿库溃坝风险预估及应急响应方法、装置及电子设备，涉及尾矿库溃坝应急响应技术领域，该方法包括：基于预先获取的初始溃坝影响参数建立可冲蚀坝漫顶溃决模型；基于可冲蚀坝漫顶溃决模型计算尾矿库溃坝后的下泄流量及溃口展宽；通过预先建立的平面二维溃坝洪水演进模型，确定下游沟道的溃坝影响数据；根据下泄流量、溃口展宽以及下游沟道的溃坝影响数据对溃坝风险进行预估，并确定应急响应分级。本发明提升了由于尾矿库溃坝的风险预估的准确性，进一步提升了安全预警的效果，并且提升了应急响应的及时性及准确性。

技术领域

本发明涉及尾矿库溃坝应急响应技术领域，尤其是涉及一种尾矿库溃坝风险预估及应急响应方法、装置及电子设备。

背景技术

一般情况下尾矿库漫顶溃决时床面坡度较陡，水流流速较大且泥沙粒径级配组成较复杂。在以往的尾矿库安全评价和应急管理过程中，对于溃坝风险评价，往往采用定性评价的方法，由于方法简单且内容单一，因此风险预估的评价结果没有说服力，导致应急响应等级划分不合理，应急处置能力不足，应急救援不及时。

针对定性评价所存在的问题，目前逐渐开始采用数值模拟的方法对溃坝风险构建模型进行模拟计算，从而可以预测尾矿库溃坝后对下游的影响范围及历时等，设置相应的应急响应级别，显著降低事故的危害程度。目前为了模拟尾矿库漫顶溃决时散粒体的输移过程，采用Zech et al提出的双层流模型对其进行计算，然而该类模型中假定底部浑水层浓度恒定不变的假设与实际情况并不相符，并且没有考虑底层浑水内泥沙颗粒运动特性及与床面间质量、动量的交换等，导致得到的风险预估效果与实际的情况存在较大差别，准确性较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种尾矿库溃坝风险预估及应急响应方法、装置及电子设备，提升了由于尾矿库溃坝的风险预估的准确性，进一步提升了安全预警的效果，并且提升了应急响应的及时性及准确性。

第一方面，本发明提供一种溃坝风险预估方法，方法应用于尾矿库溃坝；方法包括：基于预先获取的初始溃坝影响参数建立可冲蚀坝漫顶溃决模型；基于可冲蚀坝漫顶溃决模型计算尾矿库溃坝后的下泄流量及溃口展宽；通过预先建立的平面二维溃坝洪水演进模型，确定下游沟道的溃坝影响数据；根据下泄流量、溃口展宽以及下游沟道的溃坝影响数据对溃坝风险进行预估，并确定应急响应分级。

在可选的实施方式中，初始溃坝影响参数至少包括初始尾矿库内水位、库容变化曲线、溃口参数及入流流量；基于预先获取的初始溃坝影响参数建立可冲蚀坝漫顶溃决模型的步骤，包括：基于预先获取的初始溃坝影响参数，根据边岸侵蚀和崩塌原则建立可冲蚀坝漫顶溃决模型。

在可选的实施方式中，基于可冲蚀坝漫顶溃决模型计算尾矿库溃坝后的下泄流量及溃口展宽的步骤，包括：基于可冲蚀坝漫顶溃决模型计算散粒体堆积坝漫顶溃决时库内水深变化数据和顶部坝体冲刷变化数据；基于库内水深变化数据和顶部坝体冲刷变化数据确定下泄流量；基于顶部坝体冲刷变化数据得到的侧向侵蚀和重力失稳引起的塌岸确定溃口展宽。

在可选的实施方式中，基于库内水深变化和顶部坝体冲刷变化数据确定下泄流量的步骤，包括：基于改进的欧拉法对库内水深变化数据和顶部坝体冲刷变化数据进行计算，得到初始下泄流量；对初始下泄流量进行校正，得到校正后的下泄流量。

在可选的实施方式中，平面二维溃坝洪水演进模型的建立步骤，包括：基于交替方向隐式原则建立初始的平面二维溃坝洪水演进模型；对初始的平面二维溃坝洪水演进模型进行质量集中处理和时间校正处理，得到平面二维溃坝洪水演进模型。