ICS 27.140 P 55 DB13 河 北 省 地 方 标 准 DB 13/T 5181—2020 尾矿库溃坝泥石流数值模拟 技术规程 2020 - 03 - 25 发布 河北省市场监督管理局 2020 - 04 - 25 实施 发 布 DB13/T 5181—2020 前 言 本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本标准由河北省水利厅提出并归口。 本标准起草单位：石家庄铁道大学、河北铜源矿山工程设计有限责任公司、河北省水利工程局、 河北省水利科学研究院、石家庄市滹滏工程有限公司、中冶沈勘秦皇岛工程设计研究总院有限公司。 本标准主要起草人：张力霆、张少雄、齐清兰、王树、滕志国、朱永涛、高翔、李平、盖明亮、 王惠卿、陈晓东、张荣伟、王晶晶、周玎、郎俊彪、李刚、马文君、薛媛、任锦朝、刘建辉、韩超、 史秋波、刘雅帆、李光兆、王君、何小军、周辉、贾玉霞、孔庆慧、杨月天、李阔、齐荣浩、崔丽分、 霍志久、王超。 I DB13/T 5181—2020 尾矿库溃坝泥石流数值模拟技术规程 1 范围 本标准规定了尾矿库溃坝泥石流数值模拟的基础理论、研究内容、成果分析与报告编写等内容。 本标准适用于山谷型、傍山型、截河型和平地型等尾矿库溃坝泥石流的数值模拟，并可供土石坝、 贮灰场等类似工程溃坝泥石流数值模拟参考。 2 规范性引用文件 下列标准对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件标准，仅注日期的版本适用于 本标准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。 DB13/T 2514 尾矿库溃坝模型试验技术规程 3 术语和定义 DB13/T 2514界定的和下列术语、定义适用于本文件。 3.1 尾矿库溃坝泥石流数值模拟 numerical simulation of debris flow in dambreak of tailings pond 以重力为主要动力因素，研究尾矿坝体由于各种因素发生溃决形成泥石流运动的数值模拟。 3.2 淹没范围 inundated aera 尾矿库溃坝泥石流所覆盖的范围。 3.3 淹没厚度 inundated thickness 尾矿库溃坝泥石流的堆积厚度。 3.4 演进流速 evolution veolocity 尾矿库溃坝泥石流演进过程中的速度。 3.5 冲击力 impact force 尾矿库溃坝泥石流冲击在固体边壁时的作用力。 1 DB13/T 5181—2020 3.6 泥石流防控措施 protection and control measure for debris flow 能够避免或减缓溃坝泥石流对保护区域侵害的各种型式的措施。 4 资料准备 4.1 进行溃坝泥石流数值模拟时应收集设计、施工相关资料，重点包括： a) b) c) d) e) f) 尾矿库等别； 初期坝设计资料； 堆积坝设计资料； 排水系统（包括排洪系统和排渗系统）； 调洪演算； 其他。 4.2 进行溃坝泥石流数值模拟时应收集地形资料，包括： a) b) c) d) 尾矿库库区地形图，比例不小于1:2000； 尾矿库周边区域地形图，比例不小于1:2000； 尾矿库库区及周边相关设施布置图，比例不小于1:2000； 其他。 4.3 进行溃坝泥石流数值模拟时应收集地质资料，包括： a) b) c) d) 尾矿库区域地质资料； 尾矿库库区工程地质资料； 坝址处岩土的物理力学指标； 其他。 4.4 应收集尾矿库所处区域水文、气象资料（洪水、降雨、降雪、风速、气温和冻土深度等）。 4.5 应收集尾矿料物理力学特性资料（密度、密实度、粒径级配、渗透系数、抗剪强度指标等）。 4.6 应收集尾矿库下游相关城镇及重要设施的地理与分布位置等资料。 4.7 认真分析、整理所收集的资料，必要时进行项目现场复核工作。 5 溃坝泥石流数值模拟 5.1 模拟方法 5.1.1 溃坝泥石流宜采用粘性宾汉流体进行模拟。 5.1.2 数值模拟应采用三维模型，以反映真实的地形和泥石流运动。 5.1.3 模型求解方法宜采用有限差分法、有限体积法、有限元法等计算方法。 5.2 网格划分和边界条件 2 DB13/T 5181—2020 5.2.1 计算网格可采用结构网格和非结构网格，应覆盖所研究区域，并统筹考虑模拟精度和计算效率。 5.2.2 计算网格应能反应尾矿库特征和地形变化情况，对重点区域网格应适当加密。 5.2.3 必要时应进行网格敏感性分析。 5.2.4 采用粘性宾汉流体理论计算溃坝，初始条件应给定溃坝区域，下游边界条件应给定自由出流。 5.3 计算方案 5.3.1 根据坝体设计资料和洪水设计资料，分析可能出现的溃坝模式。 5.3.2 根据坝体材料性质，可采用瞬时全溃或逐步溃决方式进行计算。 5.3.3 根据尾矿库实际情况，可选取不同堆积标高进行溃坝模拟。 5.3.4 对溃坝泥石流防控措施方案合理性进行验证。 5.4 成果分析 5.4.1 应对各种工况的数值模拟进行成果分析。 5.4.2 应对计算成果进行可靠性和合理性分析，必要时与模型试验进行对比验证。 5.4.3 计算结果应包括下列内容： a) b) c) d) 泥石流的演进过程； 特征断面的泥石流变化过程； 特征点的泥石流变化过程； 防控措施对泥石流的防控效果。 6 报告编写 6.1 数值模拟应提交纸质研究报告和相关电子文档等成果。 6.2 报告主要内容应包括： a) b) c) d) e) f) g) 工程概况； 研究目的、研究内容及任务； 技术路线和方法； 模拟方案设计； 模型建立与验证； 成果分析； 结论与建议。 6.3 报告应按规定履行审查审批程序。 _________________________________ 3