水量平衡法在尾矿库废水排放量计算中的应用_王敬.pdf

水量平衡法在尾矿库废水排放量计算中的应用(1.四川省国环环境工程咨询有限公司，四川 成都 610000；2.四川劳研科技有限公司，四川 攀枝花 617000)摘要:尾矿库废水排放量的计算和确定在尾矿库建设项目地表水环境影响评价工作中至关重要。本文采用水量平衡计算方程计算尾矿库中水的盈亏量，根据尾矿库调洪库容，确定尾矿库废水排放量。该方法的运用，为尾矿库建设项目地表水环境影响评价提供了一定的借鉴。关键词:尾矿库；废水排放量；水量平衡法中图分类号:TV122 文献标志码:A 文章编号：1674-263X(2023)01-0159-04Abstract:The calculation and determination of wastewater discharge from tailings ponds is very important in the environmental impact assessment of surface water of tailings ponds.In this paper,the water balance calculation equation is used to calculate the surplus and deficit of water in tailings ponds.According to the flood regulation capacity of a tailings pond,the wastewater discharge volume of the tailings pond is determined.The application of this method provides certain reference for the environmental impact assessment of surface water of tailings ponds.Key words:tailings ponds;wastewater discharged volume;water balance methodApplication of Water Balance Method in Calculation of Wastewater Discharged from Tailings PondsWANG Jing1,WANG Nan2(1.Sichuan Province Guohuan Environmental Engineering Consulting Co.,Ltd,Chengdu 610000，China;2.Sichuan Laoyan Technology Co.,Ltd,Panzhihua 617000,China)尾矿库是筑坝拦截谷口或围地构成的，用以堆存金属或非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿或其他工业废渣的场所。在尾矿库建设项目地表水环境影响评价工作中应根据尾矿库废水的排放量、排放方式等1，确定地表水评价等级，根据评价等级开展尾矿库地表水影响评价工作。因此，确定尾矿库废水排放量，对尾矿库地表水环境影响评价至关重要。1水量平衡计算法尾矿库水量平衡计算方法采用一个水文年作为水平衡计算时间单位，采用一个月作为径流调节时间单位。水量平衡计算方程如下2：（Ww+Wj）（Wy+Ws+Wk+Wh）W式中：Ww尾矿浆带入水量；Wj尾矿库区降雨径流量；Wy尾矿库水面蒸发水量；Ws尾矿库库区渗漏水量；Wk沉积尾矿空隙中的截留水量；Wh尾矿库回水量；W尾矿库中水的盈余量。计算时，根据设计资料确定尾矿库回水量，采用上述水量平衡方程逐月计算出 W，然后根据尾矿库的调节库容确定尾矿库废水排放量。2工程实例2.1 某尾矿库概况某湿排铁矿尾矿库为山谷型尾矿库，尾矿库占地面积 70.05hm2，总库容 2 939.1 万 m3，有效库收稿日期：2022-12-28 作者简介：王 敬（1987），女，工程师，研究方向：环境影响评价。Vol.36 No.1202303第 36 卷 第 1 期202303HEILONGJIANG HUANJING TONGBAO黑 龙 江 环 境 通 报王 敬1，王 楠2160第 36 卷月份平均气温/平均降雨量/mm平均相对湿度/%平均蒸发量/mm日照时数/h平均风速/（m/s）111.64.962131.12 2622.3215.15.149194.32 2412.9319.610.241311.52 6143.3422.916.744331.52 5363.0524.967.054306.02 3942.4625.2223.070206.11 6521.9724.8252.579161.41 5371.5824.3206.779161.01 7681.4922.0199.681124.11 3411.61019.495.678122.71 6641.71115.225.776102.71 8131.61211.45.87294.31 9721.6全年19.71 112.8652 246.723 9732.1表 1 区域多年平均气象资料一览表容 2 566.8 万 m3，坝高为 178m，初期坝坝顶标高 1 618m，尾矿库等级为二等库。该尾矿库配套有尾矿输送管道及回水管道。尾矿浆采用管道输送至尾矿库堆存，设计小时最大输送矿浆量：1 123m3/h，矿浆浓度平均 26%。正常情况下，尾矿库库区澄清水、坝下渗滤水均输送至选厂。尾矿库采用上游法筑坝，共分为19级堆积子坝，标高分别为：1 618m、1 626m、1 634m、1 642m、1 650m、1 658m、1 666m、1 674m、1 682m、1 690m、1 698m、1 706m、1 714m、1 722m、1 730m、1 735m、1 740m、1 745m、1 750m、1 752m。尾矿库采用天然基础层作为防渗衬层，不设人工防渗层3。2.2 区域地形、地貌尾矿库所在地区属中山区河谷剥蚀地貌，尾矿库位于一“V”字型冲沟内，冲沟由西南至东北走向，冲沟左右侧均为斜坡。2.3 区域降雨量、蒸发量尾矿库所在区域多年平均气象资料各月平均降雨量、蒸发量统计数据见表 1。根据资料分析，本区暴雨一般发生在 6 月至 10月下旬，年最大一日暴雨多发生在 6 9 月，多阵性暴雨，笼罩面积不大，历时较短，强度大，一次暴雨一般为 1 3d。2.4 尾矿库废水排放量计算2.4.1尾矿浆带入水量Ww设计小时最大输送尾矿浆量：1 123m3/h，矿浆浓度平均 26%，每天 24 h 连续排放尾矿。尾 矿 浆 带 入 水 量 Ww=尾 矿 浆 量 含 水 率24h 每月天数2.4.2尾矿库库区降雨径流量Wj、尾矿库水面蒸发水量Wy尾矿库采用上游法筑坝，随着堆积坝高度不断增加，汇水面积不断变化。该尾矿库 1 730m 以下采用坝肩截洪沟排洪，1 730m 以上采用明确+沉砂池+平洞排洪。故本次按照初期坝 1 618m 标高，1 730m 标高和 1 752m 标高作为典型平台分阶段进行计算。堆至 1 618m 标高时，尾矿库上游汇水面积为 3.26km2，库区汇水面积 0.17km2（库内水面面积0.09km2），总汇水面积 3.43km2；堆至 1 730m 标高时，尾矿库上游汇水面积为 3.19km2，库区汇水面积 0.22km2（库内水面面积 0.11km2），总汇水面积3.41km2；堆至 1752m 标高时，尾矿库上游汇水面积为 3.1km2，库区汇水面积 0.28 km2（库内水面面积0.14km2），总汇水面积 3.38 km2。该尾矿库上游土地类型为工矿用地，考虑为非铺砌路面，径流系数取 0.304。尾矿库各月降雨径流量计算公式：Wj=降水量 汇水面积 径流系数。尾矿库各月水面蒸发水量计算公式：Wy=蒸发量 库内水面面积。2.4.3 尾矿库库区渗漏水量Ws尾矿库区域水文地质属于一般，库区渗漏水量计算公式2如下：WS=FHSB/365式中：WS尾矿库该月渗透损失水量（m3/月）；F尾矿库水面面积（m2）；B各月天数；HS尾矿库年渗透水层高度（m），按尾矿设施设计规范（GB50863-2013）中表 9.0.2 选取，年渗透损失水层厚度为 12m，本次取 2。2.4.4 沉积尾矿空隙中的截留水量Wk沉积尾矿空隙中的截留水量计算公式2如下：Wk=（1/d-1/g）W式中：Wk沉积尾矿空隙中的截留水量（m3/d）；d尾矿的平均堆积容重（t/m3），尾矿堆积容重黑 龙 江 环 境 通 报161第 1 期王 敬，等：水量平衡法在尾矿库废水排放量计算中的应用 表 3 多年平均降雨情况下，1730m 标高尾矿库水量平衡月份来水量 W1W1=Ww+Wj损失水量及回水量 W2W2=Wy+Ws+Wk+Wh1+Wh2尾矿库内盈余水W=W1 W2WwWjWyWsWkWh盈亏情况1618 278.45 767.314 42118 684.958 658.2753 672-221 390.42558 446.46 002.721 37316 876.752 981.6680 736-207 518.23618 278.412 005.434 26518 684.958 658.2753 672-234 996.34598 334.419 655.936 46518 082.256 766729 360-222 682.95618 278.478 85933 66018 684.958 658.2753 672-167 537.76598 334.4262 47122 67118 082.256 766729 360+33 926.27618 278.4297 192.517 75418 684.958 658.2753 672+66 701.88618 278.4243 285.917 71018 684.958 658.2753 672+12 839.29598 334.4234 929.213 65118 082.256 766729 360+15 404.410618 278.4112 521.213 49718 684.958 658.2753 672-113 712.511598 334.430 248.911 29718 082.256 766729 360-186 921.912618 278.46 826.610 37318 684.958 658.2753 672-216 283.1合计7 279 732.81 309 765.6247 137219 999.8690 6538 873 880-1 442 171.4旱季4 846 507.2271 887.0175 351.0146 465.6459 804.65 907 816-1 571 043雨季（69月）2 433 225.61 037 878.671 786.073 534.2230 848.42 966 064+128 871.6注：“”表示库内无盈水产生，处于亏水状态；“+”则表示库内有盈水产生。m3取值 1.58t/m3；g尾矿比重，取值 2.8；W排入尾矿库的尾矿量（t/d）。根据上式，该尾矿库沉积尾矿空隙中的截留水量为 1 892.2m3/d。2.4.5 尾矿库回水量Wh尾矿库设计回水量为 1 013.0m3/h，尾矿库 24 h运行，每天最大回水量 24 312m3。2.5 计算结果与分析在多年平均降雨情况下，尾矿库 1 618m 标高水量平衡见表 2。根据上表可知，在多年平均降雨情况下，尾矿库堆至 1618m 标高时，雨季（69 月）7 月尾矿库盈余水量最大，为 66 004.5m3，雨季总盈余水量为 129 721.2m3。尾矿库 1 618m 标高设计调洪库容13.38 万 m3，调洪库容大于总盈余水量，雨季盈余水可存于调洪库区，在旱季可以全部输送至选厂回用不外排。在多年平均降雨情况下，1 73