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矿山生态修复中的排水工程

  在占地规模较大的矿区进行植被恢复,必须建立完善的排水系统,并且能够满足项目区安全行洪需要。尤其是要做好项目区沟道的排洪和坡面的局部排水系统。矿区完善的排水系统包括截水沟、汇水沟、急流槽、排水沟、沉沙消能设施等。

山西煤矸石矿山生态修复

一、排水系统的设置原则

1.根据矿区的水文地质、地形地貌、土壤植被等情况,确定排水系统的任务与布置方案。
2.尽量将排水沟布置在低洼地带,并充分利用天然沟道。
3.排水设施的排洪导水能力要按照既定的标准进行校核演算。
4.排水设施要实现有效顺接,形成系统,才能真正实现其排水功能。
5.注意与蓄水利用工程有效结合,实现天然降水的综合利用。
6.合理分流矿区地表径流,随着汇水流量的增加,逐级增大汇排水能力。
7.尽量使沟道顺直,上下级互相垂直,便于汇流的顺利排导。
8.排水沟的布置,应使建筑物与土方工程量最少,尽量保证基础的稳定。
9.在有外水入侵处布置截流沟,将外水引入排水干沟或直接排至承泄区。
10.对于矿区坡面的排水设施的布设在考虑客水的同时,对坡面自身的径流还需分级汇排。
11.矿区排水系统一般采用明排系统,但是过道路或是相关设施时可采用暗排。
12.明排设施一般采用浆砌石、预制混凝土材料,在一些排水量不大的区域可以采用草皮排水沟、截水沟。

山西煤矸石矿山生态修复

二、排水沟渠防护衬砌要求

为防止沟渠冲刷,根据设计流速、沟渠土质、当地护砌材料等因素选择护砌类型,常见的衬砌类型以砌石、混凝土预制板防护为主。
(一)砌石
1.砌石粒径不宜小于0.3m,砌筑时应使大面与坡面垂直,彼此嵌紧,自下向上砌筑。
2.护坡坡脚埋深不小于0.5m,在寒冷地区埋深应考虑土壤冻结深度的要求,否则敷设适当厚度的非粘性土垫层。
3.砌石层下应设碎石垫层或反滤层,以防止土粒流失破坏护砌。
4.浆砌石护坡在边坡下部设置排水孔。
5.浆砌石护砌应设变形缝,间距为10~15m。缝宽约10~30mm,缝内填塞沥青油麻或沥青木条。
6.浆砌石比干砌石抗冲能力强,但在寒冷地区易受冻害,往往导致护砌破坏,干砌石冻害影响小,易于修复。

         首云铁矿矿山修复

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(二)混凝土预制板防护
1.混凝土预制板护砌比砌石护砌抗冲能力强,整体稳定性好,施工方便。
2.预制板厚度一般为0.1~0.2m,混凝土标号不低于C20。
3.预制板平面尺寸可根据施工条件确定。
4.预制板下设置碎石垫层或反滤层。

      天津市平蓟路弃渣边坡生态修复

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三、设计洪峰流量计算

当汇水面积小于10km2时,洪峰流量采用《开发建设项目水土保持方案技术规范》(GB 50433—2008)提供的公式计算。
1.清水洪峰流量。计算公式如下:

式中 ——最大清水流量(m3/s);
k——径流系数,可由表5-2查得;
i——平均1h降雨强度(mm/h);
F——山坡集水面积(km2);
2.高含沙洪峰流量。洪水容重1.1~1.5t/m3采取计算公式:

式中 ——高含沙洪水洪峰流量(m3/s);
——最大清水流量(m3/s);
——修正系数。

rc——高含沙洪水容重;
rh——高含沙洪水中固体物质容重。
式中K、i根据各地方水文手册,如《北京市水文手册》查得。

  本文选自《矿山生态植被恢复技术》,由北京圣海林生态环境科技股份有限公司董事长赵方莹、北京林业大学教授孙保平主持编著。

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