基于Flow-3D尾矿库漫顶溃坝过程数值模拟.pdf

第 卷第期 年月有色金属工程 ，犱 狅 犻：犼 犻 狊 狊 狀 收稿日期：基金项目：国家自然科学基金资助项目（）；昆明理工大学分析测试基金项目（）犉 狌 狀 犱：（）；（）作者简介：黄泰宇（），男，硕土研究生，主要研究方向为安全技术及工程。通信作者：王光进（），男，博士，教授，主要研究方向为矿山岩土边坡灾害预警研究。引用格式：黄泰宇，王光进，王孟来，等基于 尾矿库漫顶溃坝过程数值模拟有色金属工程，（）：，（）：基于犉 犾 狅 狑 犇尾矿库漫顶溃坝过程数值模拟黄泰宇，王光进，王孟来，蓝蓉，刘明生（昆明理工大学 国土资源工程学院，昆明 ；云南磷化集团有限公司，昆明 ；昆明有色冶金设计研究院股份有限公司，昆明 ）摘要：尾矿库是一个具有高势能的危险源，一旦发生溃坝，将对下游居民的生命财产造成严重威胁。为了提高尾矿库溃坝灾害预测与应急保障能力，以某尾矿库为工程背景，开展尾矿库溃坝的室内模型实验，并结合 数值仿真技术对尾矿库漫顶溃坝后尾砂流的演进过程进行深入研究。将室内模型实验和数值模拟结果相互对比，溃坝过程基本吻合，验证了较小缩比尺模型实验的准确性以及数值模拟的可靠性。数值模拟研究结果表明：溃水的淹没高度和断面流量随溃坝时间的变化整体表现为前期快速增长及后期的较缓下降，且随着演进距离的增加，淹没高度和断面流量峰值都明显降低；下游地形影响溃坝尾砂流的流速和演进方向，溃坝尾砂流在下游弯道处出现“爬高”现象，弯道两岸淹没高度不同，弯道凹岸淹没高度高于另一侧；沟谷与河道的连接处，溃水向河道上下游两边扩散，在河道入口处形成“冲积扇”堵塞河道。关键词：尾矿库；模型试验；漫顶溃坝；数值模拟中图分类号：文献标志码：文章编号：（）犖 狌 犿 犲 狉 犻 犮 犪 犾 犛 犻 犿 狌 犾 犪 狋 犻 狅 狀狅 犳犗 狏 犲 狉 狋 狅 狆 狆 犻 狀 犵犪 狀 犱犇 犪 犿犆 狅 犾 犾 犪 狆 狊 犲犘 狉 狅 犮 犲 狊 狊 犻 狀犜 犪 犻 犾 犻 狀 犵 狊犘 狅 狀 犱 狊犅 犪 狊 犲 犱狅 狀犉 犾 狅 狑 犇 ，（，；，；，）犃 犫 狊 狋 狉 犪 犮 狋：，有 色 金 属 工 程第 卷 ，；，；，犓 犲 狔狑 狅 狉 犱 狊：；尾矿库作为一个具有高势能的危险源，一旦发生溃坝，库内的尾砂、泥浆和水就会以泥石流的形式涌出，将对下游居民的生命财产造成严重威胁，还会引发环境灾难，尾矿库能否安全运行，也对矿山生产起着至关重要的作用。据统计，我国现在仍有 座“危险库”、“头顶库”及“三边库”尚未得到合理的治理，这些尾矿库大多位于人口稠密的城镇与村庄上游，极大地威胁着库区下游的城镇和村庄居民生命与财产安全。因此研究漫顶溃坝后尾砂运动规律，预测溃坝后尾砂对下游造成的影响，能为尾矿库安全设计提供技术参考。目前，国内外学者对尾矿库溃坝模拟开展了大量的研究，尹光志等利用物理相似模型试验，研究了不同堆积高度下尾矿坝全溃坝后尾砂流下泄的演进过程，得到了尾砂流的冲击压力、演进范围和演进规律。孙银华等利用 数值模拟软件建立了三维尾矿坝溃坝模型，对溃坝后尾砂流的冲击压力、掩埋高度、流动速度进行监测，分析了溃坝尾砂对下游造成的影响；陈俊等基于水流 方程和 紊流模型建立了三维水动力溃坝模型，从流速场、水深和尾砂淤积三个方面分析溃坝尾砂对下游村庄的影响；胡航等采用模型试验与数值模拟相结合的方法，研究不同溃坝条件下溃坝砂流的演进和沉积规律，研究表明与漫顶溃坝相比，瞬时溃坝砂流的淹没范围更广、破坏性更强。杨蓉等利用 软件对尾矿库溃坝过程进行数值模拟，研究发现：地形对溃坝下泄尾砂浆运动特征的影响较大，尤其体现在下泄尾矿分布形状、淹没范围、沉积深度以及锋面速度变化等方面。等通过三维数值模拟方法对溃坝后的泥砂演进过程进行了模拟分析，对尾矿库溃坝灾害进行了预测。等利用三种不同粒径的尾砂进行溃坝试验，以研究尾矿粒径对尾矿坝破坏过程的影响，并通过计算流体力学对溃坝过程进行了模拟分析，试验结果表明：随着尾矿粒径的增大，坝体破坏方式逐渐由底部侵蚀转变为坝面冲刷，且水流侵蚀的宽深也越大。综上所述，尾矿库溃坝模拟的研究，通常在模拟时忽略了下游地形对溃坝的影响，简化下游复杂地形便于模型的搭建和计算，其结果与真实溃坝情况有所差别，无法反映复杂多变的地形的真实起伏状态，这就需要引入更优良的 曲面模型重建技术到尾矿库地形模型构建中。本文以四川攀枝花某尾矿库为背景，根据缩尺比建立室内模型进行溃坝试验；利用 中的多重曲面模型重建技术建立更加精确的地形，并结合 进行尾矿库溃坝数值模拟，从而对尾矿库漫顶溃坝后尾砂流的演进过程以及断面流量进行研究，以期为尾矿库溃坝灾害预测与防控提供更加合理的参考依据。尾矿库溃坝模型试验由于模型试验在尾矿库溃坝过程中有利于观察到溃坝的全过程，还能够充分考虑地形条件，并直观地反映溃坝过程。本文结合某尾矿库的实际情况，运用相似原理建立了尾矿库溃坝实验模型，从而开展漫顶溃坝模拟试验研究。该尾矿库为山谷型尾矿库，采用上游法筑坝，有效库容 亿，现状最大坝高达 ，为二等库。尾矿库两面环山，北部为尾矿库出口，下游主要是沟谷地形，共有五个主要居民居住区。尾砂粒径级配分析选取份尾砂试样混合后进行颗粒分析实验，取适量的尾砂通过干燥箱对其进行烘干，然后将烘干的尾砂样品装起来备用；分别称取 （试样）、（试样）、（试样）尾砂倒入不同孔径的土工筛上并置于 摇晃式筛析机进行筛分，每种试样各进行三组筛分，每次筛分 。完成筛分后，取出每一层筛网的尾砂放置在电子天枰上进行称量，并绘制出尾砂各粒径重量表，如表所示。第期黄泰宇等：基于 尾矿库漫顶溃坝过程数值模拟表尾砂的颗粒组成犜 犪 犫 犾 犲犘 犪 狉 狋 犻 犮 犾 犲 狊 犻 狕 犲 狊犱 犻 狊 狋 狉 犻 犫 狌 狋 犻 狅 狀狅 犳 狋 犺 犲 狋 犪 犻 犾 犻 狀 犵 狊犵 为了减少误差，分别取三种试样的不同粒径范围尾砂颗粒重量平均值进行占比换算，可计算出小于某粒径尾砂颗粒的累计含量，从而可得到尾砂的粒径级配累积曲线，如图所示。图尾砂的粒径级配累积曲线犉 犻 犵 犜 犺 犲犮 狌 犿 狌 犾 犪 狋 犻 狏 犲犮 狌 狉 狏 犲狅 犳狆 犪 狉 狋 犻 犮 犾 犲 狊 犻 狕 犲犱 犻 狊 狋 狉 犻 犫 狌 狋 犻 狅 狀狅 犳 狋 犺 犲 狊 犪 犿 狆 犾 犲 狋 犪 犻 犾 犻 狀 犵 狊从图中可看出该尾矿库的尾砂粒径主要集中在 ，粒径 的尾砂已超过总质量的，根据尾砂类别划分判别标准可知该尾砂属于尾粉砂。模型相似理论通常，模型相似理论是由运动相似、几何相似、动力相似三部分组成。）几何相似通过确定原型与模型之间的比例犔，从而构建的缩小比例的试验模型，该过程称为原型的几何相似，根据其定义长度比尺犔表示为：犔犔狆犔犕（）式中：犔狆为原型长度；犔犕为模型长度。根据相似关系，可以通过长度比尺犔进一步推导出原型与模型之间对应的面积比尺犃和体积比尺犞。犃犃狆犃犕犔犘犔犕犔（）犞犃狆犃犕犔犘犔犕犔（）式中：犔为长度，犃为面积，犞为体积；而犘则为原型，犕为模型。）运动相似（时间相似）运动相似是指模型与原型的速度场相似，也就是说，模型与原型任意相对应距离上所花的时间是相似的。根据定义时间比尺狋设为：狋狋狆狋犕（）式中：狋狆表示质点在原型中移动距离犔狆为所要花费的时间；狋犕表示质点在模型中移动距离为犔犕所要花费的时间。速度比尺：狏犞狆犞犕犔犘狋犘犔犕狋犕犔狋（）加速度比尺：犪犪狆犪犕犔犘狋犘犔犕狋犕犔狋（）式中：狏是指速度，犪是指加速度。通常运动相似又称为时间相似。）动力相似动力相似是指在原型与模型相对应点上的作用力，且力的作用方向相同，大小成比例。在流体上的作用力通常有重力、惯性力犉犐、黏滞力犉犜、表面张力犉犛。动力相似为：犌犘犌犕犉狋 狆犉狋犕犉犐 犘犉犐 犕犉犛 犘犉犛 犕（）或：犵犜犐犛（）模型中各个物理量比尺的计算公式如下。时间比尺：狋犔流速比尺：犞犔流量比尺：犙犃犞犔犔犔力的比尺：犉犘犔 狋犘犔）糙率相似有 色 金 属 工 程第 卷为保证模型的水力坡降与原型的保持一致，即阻力相似，根据重力相似对模型进行设计，即符合犑犕犑狆。根据曼宁公式可知：犆狀犚，由于犆狀犚，可得：狀犔（）糙率满足上式才能保证模型水力坡降和原型相一致。模型相似参数确定在上述理论基础上，模型的设计对于模型实验结果的准确性至关重要。除了流体的自身性质的影响外，尾矿库地形对下泄尾砂浆的运动过程同样具有较大的影响。综合考虑尾矿库地形、模型尺寸和试验 内 容 等 方 面，确 定 溃 坝 模 型 的 几 何 比 尺 为 ，在确定主要相似条件下，可对试验模型设计的次要相似条件适当放宽。主要相似比尺如表所示。表模型试验相似参数犜 犪 犫 犾 犲犕 狅 犱 犲 犾 狋 犲 狊 狋 狊 犻 犿 犻 犾 犪 狉 犻 狋 狔狆 犪 狉 犪 犿 犲 狋 犲 狉 狊 犔犔狆犔犕犵狋犔犾狏犔狀犔 根据尾矿库所处地区情况来看，库区下游以丘陵地貌为主，植被较为丰富，以亚热带常绿阔叶林为主，参杂灌木类等其他杂木，根据 河道综合糙率参考表，糙率选取为 ，根据狀犔 ，求得模型糙率为 。在模型搭建时，将糙率控制在 ，与要求的糙率值相近。此外，单方面考虑试验砂与原尾砂几何比尺相似，反而会偏离了试验砂与原尾砂的黏度相似准则，导致试验存在的误差极大。在尾矿库溃坝模型试验中，主要研究的是宏观上的砂流运动过程，并不是以尾砂颗粒个体为研究中心，所以模型砂不宜选择超细粒砂。综合考虑，选用原尾砂作为溃坝试验材料，能更好保证模型试验砂与原尾矿砂的主要力学性能应相似，更能反映砂流的运动过程，得到相对可靠的试验结果。为保证模型与原型水流流态相似，还需满足如下两个限制条件：一是流态限制条件（充分紊流，犚 犲犿为模型雷诺数）：犚 犲犿 ；二是表面张力限制条件（犺犿为模型水深）犺犿 。模型雷诺数计算公式为：犚 犲犿狏 犱（）根据模型实验砂水比近似的特性和相关尾砂物理力学参数，综合分析后，取 ，狏取平均速度 ，犱根据溃口经验公式取，动力黏性系数取 ，计算得到犚 犲犿 ，为湍流状态。模型最小水深犺犿 ，模型制成后，经过验证，表明有关水力要素模型与原型基本相符。模型试验过程及结果在的透明玻璃槽中根据所确定的相似参数建立模型，搭建流程如图图所图模型坐标示意图犉 犻 犵 犕 狅 犱 犲 犾 犮 狅 狅 狉 犱 犻 狀 犪 狋 犲 狊犱 犻 犪 犵 狉 犪 犿图建立模型轮廓犉 犻 犵 犅 狌 犻 犾 犱犿 狅 犱 犲 犾 狅 狌 狋 犾 犻 狀 犲第期黄泰宇等：基于 尾矿库漫顶溃坝过程数值模拟图模型地形高度示意图犉 犻 犵 犕 狅 犱 犲 犾 狋 犲 狉 狉 犪 犻 狀犺 犲 犻 犵 犺 狋犱 犻 犪 犵 狉 犪 犿图下游地形堆砌犉 犻 犵 犇 狅 狑 狀 狊 狋 狉 犲 犪 犿狋 犲 狉 狉 犪 犻 狀狊 狋 犪 犮 犽 犻 狀 犵示；模型搭建完成后，向库区内注入原尾砂，干滩坡度为，在堆完尾矿库模型的坝体以及周边地形后，通过降雨装置向库内注水，使尾矿库达到漫顶状态从而发生漫顶溃坝，模拟尾矿库发生洪水漫顶。漫顶溃坝过程随着喷头源源不断向库内喷淋，尾矿库模型的库内水位高度也逐步上涨，最终导致水流在尾矿坝的薄弱处漫顶形成初始溃口，水流漫顶见图（）；尾矿库水流漫顶形成初始溃口数秒后，水流会迅速从坝顶流至尾矿坝底部，形成细冲沟，经过水流一段时间的溯源冲刷后，细冲沟发育形成大冲沟，且水流不断的向坝体底部冲刷侵蚀，见图（）；随着下泄水流量的继续增大，坝体溃口显著切深，溃口流量进一步增大，随着坝体顶部被水流冲垮，尾砂下泄流量急剧上升，下泄水流流速加快，溃水顺着沟谷流动，见图（）；溃水流量逐步变小，尾矿库内的洪水基本泄空，下泄砂流流量趋于稳定，在不久后坝体溃口处基本断流，漫顶溃坝结束，如图（）所示。溃水在距坝顶 、处的淹没高度变化如图所示。溃坝发生后，溃水向下游快图模型试验漫顶溃坝过程犉 犻 犵 犕 狅 犱 犲 犾 狋 犲 狊 狋 狅 犳狅 狏 犲 狉 狋 狅 狆 狆 犻 狀 犵犱 犪 犿犳 犪 犻 犾 狌 狉 犲狆 狉 狅 犮 犲 狊 狊有 色 金 属 工 程第 卷速演进，距离坝顶 处（坝底）在发生溃坝 后淹没高度达到最高，之后淹没高度快速下降，下降 程 度 逐 渐 变 缓。由 于 地 势 变 宽，距 离 坝 顶 （沟谷中段）、（沟谷末端）处最大淹没高度降低，淹没高度达到峰值后，下降速度明显比 处平缓，说明距离坝顶距离越远的区域，受到溃水的影响就越小。图模型试验淹没深度犉 犻 犵 犕 狅 犱 犲 犾 狋 犲 狊 狋 狅 犳 狊 狌 犫 犿 犲 狉 犵 犲 狀 犮 犲犱 犲 狆 狋 犺 尾矿库溃坝数值模拟 犉 犔 犗犠 犇计算模型 拥有强大的 技术和独特的 网格划分技术，能够准确地追踪到自由液面，并且能够对边界条件复杂的几何模型使用简单的矩形网格进行划分，解决了传统方法对边界拟合困难的缺点。犽 模型湍流模型基于瞬态 方程，其在标准犽 方程上增加了动能项和耗散率项，更适用于低程度湍流和高变形的流体流动。溃坝尾砂流运动过程较为复杂，局部形成湍流和剧烈形变，因此 犽 湍流模型可以模拟尾砂流运移过程。模型建立和参数选择通过 获取尾矿库所在区域的数字高程模型（），如图（）所示；转化为地形等高线后导入 三维建模软件中生成地形实体，如图（）所示；将生成的地形实体导入 软件中，检查模型是否完整，如图（）所示；根据模型试验结果划分所需计算区域网格，根据地形尺寸以及电脑运算能力，将网格精度划分为，如图（）所示。直接利用数字高程模型（）生成的地形已非常接近真实地形，但褶皱与起伏依然不图数值模拟模型建立流程犉 犻 犵 犖 狌 犿 犲 狉 犻 犮 犪 犾 狊 犻 犿 狌 犾 犪 狋 犻 狅 狀犿 狅 犱 犲 犾 犲 狊 狋 犪 犫 犾 犻 狊 犺 犿 犲 狀 狋狆 狉 狅 犮 犲 狊 狊第期黄泰宇等：基于 尾矿库漫顶溃坝过程数值模拟够细腻，且输出的网格地形并不利于二次编辑，需要通过 曲面模型重建技术功能进一步生成 曲面，最终生成地形模型，能够提高数值模拟结果与物理模型试验结果的吻合度，如图所示。图网格线处理犉 犻 犵 犌 狉 犻 犱 犾 犻 狀 犲 狋 狉 犲 犪 狋 犿 犲 狀 狋 尾砂基本参数设置 软件中湍流模块里的 模型能够较好的模拟尾砂流运动的过程，其中尾砂特性参数如表所示。表尾砂特性参数犜 犪 犫 犾 犲犜 犪 犻 犾 犻 狀 犵 狊 犮 犺 犪 狉 犪 犮 狋 犲 狉 犻 狊 狋 犻 犮狆 犪 狉 犪 犿 犲 狋 犲 狉 狊 （）（）监测点和监测断面设置在坝顶、坝底以及入江口处设置监测断面、监测断面、监测断面，用于监测该断面处溃水的流速以及流量变化；根据该尾矿库周边卫星云图在下游主要的五个居民区设置监测点（村庄、），用于监测溃水对村庄的影响情况，监测断面和监测点位置如图 所示。图 监测点和监测断面设置犉 犻 犵 犛 犲 狋 狋 犻 狀 犵狅 犳犿 狅 狀 犻 狋 狅 狉 犻 狀 犵狆 狅 犻 狀 狋 狊犪 狀 犱狊 犲 犮 狋 犻 狅 狀 狊 模拟结果 流速分布云图图 为 溃 坝 后 不 同 时 刻 下 游 溃 水 演 进 过程，漫顶发生 后，溃水到达坝体底部，此时溃水龙头流速 约 为 ，如 图（）所 示；随着下泄水流的侵蚀，溃口变宽变深，漫顶发生 时坝顶处流速约为，坝底前地形较为平坦，下泄溃水由于受到地形阻碍和地表摩擦，速度较慢，约为，如图（）所示；由于溃水龙头铺 垫，后 续 溃 水 流 速 提 升，漫 顶 发 生 时，由于地形落差较大，溃水势能转化为动能，中部溃水流速最大达到，到达弯道处时溃水与山体发生碰撞，流速降低，流向改变，之后溃水从沟谷流向河道，溃水向河道对岸冲刷，溃水龙头分别 向 两 侧 流 动，流 速 为 ，如 图（）所示；漫顶发生 时，坝 前 水 量 基 本 流 干，无下泄溃水，溃坝结束，山谷内溃水最大流速为，溃水 聚 集 于 山 谷 出 口处，平 均 流 速 小 于，如图（）所示。有 色 金 属 工 程第 卷图 流速分布云图犉 犻 犵 犆 犾 狅 狌 犱犮 犺 犪 狉 狋 狅 犳 犳 犾 狅 狑狏 犲 犾 狅 犮 犻 狋 狔犱 犻 狊 狋 狉 犻 犫 狌 狋 犻 狅 狀 下游弯道的横向环流和“爬高效应”溃水在下游弯道处动能转换为势能，其速度变化大，使得溃水在下游弯道处出现了横向环流和“爬升”现象，具有较为明显的超高、冲淤特征，导致弯道两岸的淹没高度相差较大，如图 所示，处于直线运动状态的溃水到达下游弯道时撞击沟壁，离心力作用下，溃水流速快速下降并转换为切向速度犞 狉和法向速度犞 狊，弯道凹岸淹没高度较另一侧更高。溃水“爬高”后会形成反射流，弯道凸侧出现较强的“涡流”现象，导致淤泥堆积于此处。而在沟谷出口图 爬高效应犉 犻 犵 犆 犾 犻 犿 犫 犻 狀 犵犲 犳 犳 犲 犮 狋第期黄泰宇等：基于 尾矿库漫顶溃坝过程数值模拟处，溃水在至沟谷流入河道时，由于地形变化较大，溃水流出沟谷后向河道对岸冲蚀上升，并向河道上下游两边扩散，在河道入口处形成“冲积扇”或者“雍堵型堰塞坝”堵塞河道。监测断面流量监测结果图 为模拟中监测断面、的流量过程线，溃坝开始时溃口受到冲刷逐渐加深扩宽，监测断面处流量快速上升，在溃坝发生 时达到最大流量峰值，最大流量峰值为 ，下泄溃水以一个波涌的形式流向坝底，监测断面处流量过程线上升趋势与监测断面处流量过程线相似，溃坝发生 时溃水到达坝体底部，之后流量快速增长，在 时达到流量峰值，最大流量峰值为 ；之后溃水顺着下游沟谷运动，在 时到达监测断面处，由于下泄溃水与地形碰撞、摩擦以及下游地形逐渐变宽变平稳，监测断面处溃水最大流量峰值降低到 。溃坝发生 后，监测断面处流量没有水流通过，溃坝停止。由图中流量线的大致斜率可以看出，发生溃坝后，监测断面流量可分为两个阶段：快速上升和快速下降；离坝顶位置越近的断面，其上升和下降的斜率越大，增减速度越快，且最大流量峰值越高，离坝体越远的断面其溃水流量的上升和下降都更为平缓，说明离坝体越远受到下泄溃水的影响就越小。图 监测断面处流量过程线犉 犻 犵 犉 犾 狅 狑犺 狔 犱 狉 狅 犵 狉 犪 狆 犺犪 狋犿 狅 狀 犻 狋 狅 狉 犻 狀 犵 狊 犲 犮 狋 犻 狅 狀 监测点淹没深度监测结果模型在下游五个主要居民居住地设置了监测点，通过监测点可以监测出该点不同时刻被溃水淹没深度的情况，从而判断该点受溃坝的影响程度。各监测点淹没深度情况如图 所示。监测点位图 监测点淹没深度犉 犻 犵 犛 狌 犫 犿 犲 狉 犵 犲 犱犱 犲 狆 狋 犺狅 犳犿 狅 狀 犻 狋 狅 狉 犻 狀 犵狆 狅 犻 狀 狋 狊有 色 金 属 工 程第 卷于坝底处，地势较低且为溃水的必经之处，因此受到的影响最大，最大淹没深度达到；溃水顺着山谷流动，溃水在 时到达监测点处，淹没深度快速上升，由于该点地势较高，淹没深度在 达到最深，后续由于溃水流量减小不足以覆盖监测点，淹没深度快速下降；监测点处最大淹没深度为 ；由于溃水与地形碰撞摩擦以及地形变宽，溃水到达监测点时，淹没深度上升和下降趋势较为平缓，最大淹没深度为 。监测点处由于地势较高，未监测到溃水流经。试验与数值模拟结果讨论分析通过试验得到了溃坝过程中溃水的淹没高度变化情况以及淹没范围，以尾矿库所在地高程数据将真实地形导入 软件中，模拟得到了真实地形下尾矿库漫顶溃坝的过程，得到了主要监测断面和主要居民区受溃坝影响的情况。模型试验溃 坝 总 时 长 为，数 值 模 拟 溃 坝 时 长 为 ，模 型 相 似 理 论 中 时 间 比 尺 理 论 上 应 为 ，实际上模型试验和数值模拟溃坝时间比尺为 ，模型试验选取的缩尺比较大，受缩尺效应影响，模型试验溃坝时间较短；模型试验溃坝总量为 ，数值模拟溃坝总量为 ，模型试验和数值模拟溃坝总量实际比尺为 ，较为接近理论比尺，如表所示。表模型试验和数值模拟数据对比表犜 犪 犫 犾 犲犆 狅 犿 狆 犪 狉 犻 狊 狅 狀狅 犳犿 狅 犱 犲 犾 狋 犲 狊 狋 犪 狀 犱狀 狌 犿 犲 狉 犻 犮 犪 犾 狊 犻 犿 狌 犾 犪 狋 犻 狅 狀犱 犪 狋 犪 模型试验和数值模拟的初始溃口位置、溃口发展趋势、最终淹没程度等特征都具有较高的相似度。模型试验和数值模拟漫顶之后初始溃口都出现于坝体中部，如图（）、图（）所示；在溃水的侵蚀下，溃口变宽变深，整体呈喇叭状，坝顶窄，坝底宽，如图（）、图（）所示；溃坝的最终淹没范围如图（）、图（）所示，溃坝发生后，溃水顺着沟谷下泄，最终流入河道，向河道上下游扩散。图 模型试验与数值模拟对比图犉 犻 犵 犆 狅 犿 狆 犪 狉 犻 狊 狅 狀犫 犲 狋 狑 犲 犲 狀犿 狅 犱 犲 犾 狋 犲 狊 狋 犪 狀 犱狀 狌 犿 犲 狉 犻 犮 犪 犾 狊 犻 犿 狌 犾 犪 狋 犻 狅 狀第期黄泰宇等：基于 尾矿库漫顶溃坝过程数值模拟 结论通过模型试验和数值模拟相结合的方法，模拟了尾矿库漫顶溃坝的过程，通过对尾矿库漫顶溃坝过程进行分析，结果表明：）通过数字高程（）在 软件中生成真实地形，利用 软件可以真实的模拟尾矿库发生漫顶溃坝事故，下游地形影响溃坝尾砂流的流速和演进方向。下泄溃水在弯道处流态变化较大，弯道凸岸处有涡流现象，导致泥砂淤积，在弯道的凹岸附近有“爬高”现象，弯道凹岸淹没高度高于另一侧；）断面溃水流量变化趋势可分为快速上升和快速下降两个阶段，不同监测断面的流量峰值随演进距离的增加而明显降低，上升和下降的趋势也更为平缓；）通过对比模型试验和数值模拟的溃坝过程，两者具有较高的一致性，验证了 模拟尾矿库溃坝的可行性。参考文献：叶帅尾矿库漫顶溃坝风险评估及应急救援机制研究南昌：南昌大学，：，尹光志，敬小非，魏作安，等尾矿坝溃坝相似模拟试验研究岩石力学与工程学报，（增刊）：，（）：孙银华，袁利伟，高巍基于 的云南某尾矿库溃坝数值模拟研究化工矿物与加工，（）：，（）：陈俊，姜清辉，姚池，等尾矿库溃坝水流演进的数值模拟南昌大学学报（工科版），（）：，（），（）：胡航，王光进，莘英铭，等不同溃坝条件下尾矿库溃坝试验与灾害影响研究中 国 安全 生产 科 学技 术，（）：，（）：杨蓉，付俊峰，张航三维实际地形下的尾矿库溃坝数值模拟研究昆明理工大学学报（自然科 学 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