乌拉特后旗紫金矿业三贵口330万t/a铅锌矿项目洪水影响评价报告书
目 录
1.概述 .................................................. 4 1.1建设项目背景 ........................................ 4 1.1.1建设项目名称 ..................................... 5 1.1.2项目的组织管理机构 ............................... 5 1.1.3项目建设地理位置 ................................. 5 1.1.4委托单位及委托内容 ............................... 6 1.2 洪水影响评价的依据 .................................. 7 1.2.1国家法律 ........................................ 7 1.2.2国家法规 ........................................ 7 1.2.3规程、规范 ....................................... 7 1.2.4相关设计报告及文件 ............................... 8 1.2.5水文成果 ........................................ 9 1.3 技术路线及工作内容 ................................. 10 1.3.1技术路线 ....................................... 10 1.3.2工作内容 ....................................... 10 2. 基本情况 ............................................ 11 2.1建设项目区域概况 .................................... 11 2.1.1建设项目区域概况 ................................ 11 2.1.2建设项目规模、特性及防洪标准 .................... 11 2.1.3建设项目设计方案 ................................ 15 2.1.4工程地质 ....................................... 24 2.2 河道基本情况 ....................................... 28
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2.2.1 河道概况 ....................................... 28 2.2.2 河道边界条件 ................................... 28 2.2.3 气象 ........................................... 31 2.2.4 水文、泥沙 ..................................... 31 2.2.5地质情况 ....................................... 33 2.2.6地震资料及设防 .................................. 36 2.2.7 现有防洪标准 ................................... 37 2.3 现有水利工程及其它设施情况 ......................... 37 2.3.1 河道及堤防工程现状 ............................. 37 2.3.2 其他工程设施 ................................... 37 2.4 水利规划及实施安排 ................................. 38 3. 河道演变 ............................................ 39 3.1 河道历史演变概况 ................................... 39 3.2 河道河势分析 ....................................... 39 3.2.1河道河势平面变化分析 ............................ 39 3.2.2河道纵向变化分析 ................................ 40 3.3 河道演变趋势分析 ................................... 41 4. 防洪评价计算 ........................................ 42 4.1 水文分析计算 ....................................... 42 4.1.1洪水 ........................................... 42 4.1.2 水位、流量关系 ................................. 47 4.1.3隧洞的防洪设计 .................................. 52 4.1.4隧洞最大过水能力计算 ............................ 53
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4.1.5尾矿库库区设计洪水分析计算 ...................... 55 4.2 壅水分析 ........................................... 56 4.3 隧洞侧墙墩冲刷分析 ................................. 57 4.4隧洞安全分析计算 ................................... 58 5. 防洪综合评价 ........................................ 59 5.1项目建设是否符合防洪防凌标准及有关技术、管理要求 ... 59 5.2项目建设对河道泄洪影响分析 ......................... 59 5.3项目建设对河势稳定影响分析 ......................... 60 5.4项目建设对堤防、护岸和其他水利工程设施的影响分析 ... 60 5.5项目建设对防汛抢险的影响分析 ....................... 60 5.6建设项目防御洪涝的设防标准与措施是否适当 ........... 60 5.7洪水对尾矿库的影响分析 ............................. 60 5.8项目建设对第三者合法水事权益的影响分析 ............. 61 6. 防治、补救措施 ...................................... 62 7. 结论及建议 .......................................... 75 7.1 结论 ............................................... 75 7.2 建议 ............................................... 77 8.附件 ................................................. 79
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1.概述
1.1建设项目背景
乌拉特后旗紫金矿业有限公司是紫金矿业集团股份有限公司的控股子公司，是一家大型有色金属冶炼企业，属内蒙古自治区重点建设项目，公司成立于2005年9月，注册资金5000万元，资产总额4.4亿元，公司所处的乌拉特后旗有着丰富的锌资源，东升庙、炭窑口铅锌成矿带就在厂区周围，年可供锌精矿25万t以上。公司十分重视原料的自给和保障，积极开展矿产资源整合和风险勘探工作，目前紫金在当地控股矿山一座，参股矿山一座，控制锌资源金属量100多万t，原料自给率可达50%以上；现有矿权16个，矿权面积1000余平方公里。公司现阶段采选能力为63万t/a，主要以铅锌矿为主，锌冶炼一期10万t已投产。
公司下辖的三贵口铅锌矿南矿段位于内蒙古自治区巴音彦淖尔市乌拉特后旗旗府所在地巴音宝力镇北东3km处，为东升庙特大型锌多金属硫铁矿床的东延部分，该矿段已探明铅锌总矿石储量8805.71万t，其中锌金属量约205.69万t，铅金属量约46.69万t。选矿厂设计采选规模为前期5000t/d，后期10000 t/d，设计服务年限28年左右，选矿工艺采用常规的二段一闭路破碎流程，磨矿采用一段闭路磨矿，-0.074mm占70%左右；铅粗精矿、锌中矿分别闭路再磨，-0.074mm占90~95%。浮选作业为先除碳，然后优先浮选，浮选除碳采用一粗一精，除碳尾矿优先浮选铅，一粗一扫四精；浮选铅尾矿选锌，一粗二扫四精；锌尾矿选硫，一粗一扫一精。各精矿分别经过一
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次浓缩，一次过滤，产出铅、锌、硫精矿，银可在铅精矿中予以回收。碳精矿排入硫扫选尾矿，合并后成为最终尾矿；选矿流程中产生的最终尾矿在选厂进行浓缩处理后经管道水力压力输送至尾矿库堆存。
选矿厂选别后产生的尾矿废碴必须进行妥善处理、集中存放，不允许随意排放。尾矿库就是堆存尾矿库废碴的场所。为确保选矿厂正常投产，经过多方案比较，选定在距离选矿厂西北面约5.5km的三贵口沟新建尾矿库。
二○○八年九月，内蒙古乌拉特后旗紫金矿业有限公司委托中冶长天国际工程有限责任公司进行东升庙矿区三贵口铅锌矿南矿段尾矿库工程的专项设计。 1.1.1建设项目名称
乌拉特后旗紫金矿业三贵口330万t/a铅锌矿尾矿库。 1.1.2项目的组织管理机构
项目的建设单位、管理单位为内蒙古自治区乌拉特后旗紫金矿业有限公司。
1.1.3项目建设地理位置
拟新建的三贵口铅锌矿尾矿库工程布置在选矿厂西北面约5.5km处、东升庙镇东约5km处的三贵口沟内，沟谷内仅在山谷底部有河滩道路与沟口乡村道路相通，场区内对外交通条件局限性较大。尾矿库场区总占地面积约210万m2。新建尾矿库初期坝坝址距三贵口沟口约6km，尾矿库库区地理范围大致为(北京54坐标系)：N：X-36561532，
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Y-4420200～X-36561532，Y-4423335；S：X-6558232，Y-4420200～X-4558232，Y-4423335。
见三贵口尾矿库地理位置图。
三贵口尾矿库地理位置图
■ 新建尾矿库 1.1.4委托单位及委托内容
二○一○年六月，我局受内蒙古乌拉特后旗紫金矿业有限公司委托，对乌拉特后旗紫金矿业三贵口330万t/a铅锌矿项目的尾矿库进行洪水影响评价。
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1.2 洪水影响评价的依据 1.2.1国家法律
（1）《中华人民共和国水法》； （2）《中华人民共和国防洪法》；
（3）《中华人民共和国水土保持法》； （4）《中华人民共和国环境保护法》；
（5）《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》； （6）《中华人民共和国公路法》； （7）《中华人民共和国安全生产法》。 1.2.2国家法规
（1）《中华人民共和国河道管理条例》；
（2）《河道管理范围内建设项目管理的有关规定》（水利部、国家计委以水政[1992]7号文）；
（3）《关于进一步加强河道管理范围内建设项目管理的通知》 水利部(2006-5-26)；
（4）《水利工程建设安全生产管理规定》 水利部(2005-7-22)； （5）《内蒙古自治区水工程管理保护办法》。 1.2.3规程、规范
（1）水利部《河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则》（试行）；
（2）《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-2006）；
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（3）《防洪标准》（GB50201-94）； （4）《堤防工程设计规范》（GB50286-98）； （5）《水工手册》； （6）《水工设计手册》；
（7）《选矿厂尾矿设施设计规范》 (ZBJ1-90)； （8）《尾矿库安全技术规程》(AQ2006-2005)；
（9）《尾矿库安全监督管理规定》 (国家安全生产监督管理总局令第6号)；
（10）《水工隧洞设计规范》(SL279-2002)； （11）《水工建筑物抗震设计规范》(DL5073-2000)。 1.2.4相关设计报告及文件
（1）《内蒙古自治区乌拉特后旗东升庙矿区三贵口铅锌矿南矿段资源开发利用可行性研究》，紫金矿业集团股份有限公司；
（2）《乌拉特后旗紫金矿业有限公司三贵口铅锌矿尾矿库岩土工程勘察报告（详勘阶段）》，地矿部河北水文地质工程地质勘察院，2009.05；
（3）《内蒙古乌拉特后旗紫金矿业有限公司尾矿库工程可行性研究报告》，中冶长天国际工程有限责任公司，2009.03；
（4）《乌拉特后旗紫金矿业有限公司三贵口尾矿库工程初步设计》，中冶长天国际工程有限责任公司，2009.12；
（5）内蒙古自治区发展和改革委员会 内发改工函【2008】415号《关于同意乌拉特后旗紫金矿业有限公司年采选330万t铅锌矿项目开展前期工作的复函》；
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（6）内蒙古自治区安全生产监督管理局 内安监非煤函【2009】168号《关于乌拉特后旗紫金矿业有限公司东升庙矿区三贵口铅锌矿（尾矿库）项目安全预评价报告备案的函》；
（7）巴彦淖尔市环境保护局 巴环函发【2009】31号《关于乌拉特后旗紫金矿业有限公司年采选330万t铅锌矿项目环境影响评价采用标准的函复》；
（8）乌拉特后旗建设局 乌建字（2009）94号《关于对乌拉特后旗紫金矿业有限公司新建年产330万t铅锌采选项目的选址意见》。 1.2.5水文成果
（1）乌拉特后旗气象资料；
（2）《内蒙古水文手册》1977年版本及2006年修订版（送审稿）； （3）金门站水文资料；
（4）《小流域暴雨洪水计算》水利电力出版社1983年； （5）《内蒙古自治区地表水资源》内蒙古自治区水文总局1990年；
（6）《巴盟狼山防洪工程规划报告》 内蒙古自治区水利水电勘测设计院 1995年；
（7）2010年6月30日乌拉特后旗紫金矿业有限公司三贵口尾矿库三贵口流域段测量资料。
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1.3 技术路线及工作内容 1.3.1技术路线
由于本区域没有水文资料，评价工作主要采用与乌拉特后旗三贵口沟流域邻近的水文条件比较相似的金门水文站的水文资料及乌拉特后旗气象资料，利用《内蒙古水文手册》的基础参数，根据2010年6月30日尾矿库三贵口沟流域段测量资料及该流域河道项目建设的实际情况，对该项目所在三贵口铅锌矿尾矿库工程进行防洪安全影响评价分析。 1.3.2工作内容
分析建设项目与有关规划的关系及影响分析；
分析建设项目是否符合防洪防凌标准及有关技术、管理要求； 分析建设项目对河道泄洪影响分析； 分析建设项目对河势稳定影响分析；
分析建设项目对堤防、护岸和其他水利工程设施的影响分析； 分析建设项目对防汛抢险的影响分析；
分析建设项目防御洪涝的设防标准与措施是否适当； 分析建设项目的建设对第三人合法水事权益的影响。
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2. 基本情况
2.1建设项目区域概况 2.1.1建设项目区域概况
内蒙古自治区乌拉特后旗紫金矿业有限公司东升庙矿区三贵口铅锌矿位于内蒙古自治区巴音彦淖尔市乌拉特后旗旗府所在地巴音宝力镇（东升庙镇）北东3km处，距巴彦淖尔市临河区约50km，南距包（头）—兰（州）铁路线临河火车站52km，西南距青山镇（炭窑口）34km，距巴彦卓尔紫金公司10万t锌冶炼厂11km，矿区有县级柏油公路与内蒙省道陕赛线公路连接，交通较为便利。公司选矿厂厂址位于矿区附近东南面的山坡上。
拟新建的三贵口铅锌矿尾矿库工程布置在选矿厂西北面约5.5km处、东升庙镇东约5km处的三贵口沟内，沟谷内仅在山谷底部有河滩道路与沟口乡村道路相通，场区内对外交通条件局限性较大。尾矿库场区总占地面积约210万m2。新建尾矿库初期坝坝址距三贵口沟口约6km，尾矿库库区地理范围大致为(北京54坐标系)：N：X-36561532，Y-4420200～X-36561532，Y-4423335；S：X-36558232，Y-4420200～X-364558232，Y-4423335。
项目建设区内人口稀少，且居住分散，经济主要为矿藏开采产业。 2.1.2建设项目规模、特性及防洪标准
根据中冶长天国际工程有限责任公司2009年03月编制的《内蒙古乌拉特后旗紫金矿业有限公司尾矿库工程可行性研究报告》、中冶
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长天国际工程有限责任公司2009年12月编制的《乌拉特后旗紫金矿业有限公司三贵口尾矿库工程初步设计》，以及内蒙古自治区安全生产监督管理局 内安监非煤函【2009】168号《关于乌拉特后旗紫金矿业有限公司东升庙矿区三贵口铅锌矿（尾矿库）项目安全预评价报告备案的函》。乌拉特后旗紫金矿业有限公司三贵口尾矿库工程的控制点坐标为：
表2-1 一期主隧洞线路控制点坐标 桩号 x ko+000.000 4560266.988 k0+096.315 4560361.636 k0+244.456 4560486.237 k0+318.356 4560533.778 k0+868.629 4560884.760 k1+124.607 4561048.099 k2+143.355 4561698.304 y 18674849.169 18674831.804 18674751.913 18674695.074 18674271.352 18674074.161 18673289.198
表2-2 二期主隧洞线路控制点坐标 桩号 k2+134.563 k2+683.450 k3+048.064 k3+400.000 x 4561698.304 4562042.933 4562275.672 4562539.06 y 18673289.198 18672873.140 18672592.666 18672361.782
表2-3 一期工程支隧洞线路控制点坐标 支洞起点 x y 终点 名 1# 1支+000.000 4560533.778 18674695.074 1支+204.366 2# 2支+000.000 4560884.760 18674271.352 2支+275.865 3# 3支+000.001 4561048.099 18674074.161 3支+136.248 4# 4支+000.001 4561698.304 18673289.198 4支+222.429 5# 5支+000.002 4562056.856 18673276.831 5支+222.429 x 4560514.701 4559200.832 4561035.380 4561678.034 4562031.139 y 18674491.538 18674470.550 18673938.467 18673072.949 18672747.322
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表2-4 截洪坝及拦泥坝坝体控制点坐标 编号 一期截洪坝 二期截洪坝 三期截洪坝 四期截洪坝 位置 左坝肩 右坝肩 左坝肩 右坝肩 左坝肩 右坝肩 左坝肩 右坝肩 x 4561596.291 4561577.985 4562458.350 4562504.412 4561898.554 4561843.054 4562815.193 4562857.940 y 18673127.182 18672960.250 18672301.869 18672206.584 18672744.594 18672702.370 18672496.643 18672381.378
表2-5 初期坝坝轴线控制点坐标 编号 A B x 4560226.868 4560350.433 y 18674658.83 18674769.57
表2-6 排水斜槽及溢洪道控制点坐标 编号 I J K L M N x 4560598.234 4560579.766 4560543.292 4560514.701 4561714.362 4562588.658 y 18674194.261 18674217.001 18674306.002 18674491.538 18673038.596 18672355.432 依据《乌拉特后旗紫金矿业有限公司三贵口尾矿库工程初步设计》中的库容计算可知，尾矿库初期坝坝顶标高1206.0m，对应的初期库容为262.557万m3，取库容利用系数0.30，有效库容78.767万m3，初期坝可贮存选矿厂投产后1.34年的尾矿量；尾矿库设计最终堆积标高1273.0m，相应总坝高97.0m，其中尾矿堆积高度67.0m，相应总库容为5020.626万m3，按照库容利用系数0.6，尾矿库有效库容为3012.376万m3，服务年限约为20.65年；尾矿库远景规划堆
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积标高1300.0m，总坝高124.0m，相应尾矿堆积高度94m，总库容为9798.021万m3，按库容利用系数0.6，尾矿库有效库容为5878.813万m3，尾矿库服务年限可达39.34年。
建设项目的主要防洪对象是尾矿库区域内的二期截洪坝及二期主隧洞等。见乌拉特后旗紫金矿业有限公司三贵口尾矿库工程平面布置图。
表2-7 三贵口尾矿库工程主要防洪对象特征表
防洪对序防洪对象 象高程号 （m） 二期截洪1 坝 2 地理坐标 X 4562458.350 4562504.412 4562539.060 Y 18672301.869 18672206.584 18672361.782 备注 高程为坝顶高程 高程为隧洞顶高程 1296 二期主隧1292.21 洞 根据《选矿厂尾矿设施设计规范》(ZBJ1-90)第2.0.4条规定：尾矿库各使用期的设计等别应根据该期的全库容和坝高分别确定，当两者的等差为一等时，以高者为准；当等差大于一等时，按高者降低一等。尾矿库失事将使下游重要城镇、工矿企业或铁路干线遭受严重灾害者，其设计等别可提高一等。
三贵口尾矿库设计最终堆积标高1273.0m，此时按全库容5020.626万m3为三等库，按坝高97.0m亦为三等库，同时考虑到库区下游数公里范围内无重要城镇、大型工矿企业和铁路干线、大型水源地、水产基地，无全国和省重点保护名胜古迹，尾矿库失事不会造成严重灾害，因此该尾矿库设计等别不考虑特别提高，最终确定该尾
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矿库设计等别为三等，尾矿坝及其它库内主要构筑物的级别相应为3级，尾矿库防洪标准相应按照三等库要求考虑三贵口尾矿库设计等别为三等库，尾矿坝以及库内排洪构筑物等的级别相应为3级，但该尾矿库使用后期有加高扩容要求，远景设计等别为二等库。根据《选矿厂尾矿设施设计规范》(ZBJ1-90)，二等库的防洪标准(洪水重现期)为100～200年。此次设计防洪标准取200年一遇。 校核洪水标准取500年一遇。
2.1.3建设项目设计方案
三贵口尾矿库工程设计方案考虑了尾矿库分期建设的要求并充分考虑了后期加高扩容的需要，从而分散工程投资，技术上是可行的、经济上是合理的。
拟建三贵口尾矿库由初期坝和后期堆积坝、截排洪（水）系统、排渗系统、观测设施以及渗水收集系统等组成，其中截排洪（水）系统包括隧洞（包括主洞及支洞）、溢洪道、溢水塔、排水斜槽、竖井、截洪坝、拦泥坝、出口消能防冲设施兼回水池等。同时，尾矿库工程设计中还包含尾矿输送系统及回水系统的设计。
三贵口尾矿库初期坝拟采用透水堆石坝坝型。尾矿库初期坝上游总汇水面积为54.85km2，场区汇水面积较大，场内平时干枯，但洪水季节洪峰流量骤增，山洪骤发，洪水漫沟而过，并夹杂大量泥砂石冲向下游。为减少入库洪水，缓解库内调洪压力，在尾矿库上游拟通过截洪方式排洪，上游截洪及库内排洪采用一套排水系统，库区内洪水与尾矿澄清水亦通过同一个排水系统进行排泄。尾矿库运行期间，库区上游大部分来水将通过尾矿库截洪设施拦截直接进入中后期排洪
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隧洞下泄。
三贵口尾矿库拟采用上游法堆坝方式，尾矿库设计最终尾矿堆积标高1273.0m，总坝高97.0m，总库容5020.626万m3，设计等别为三等库；尾矿库远景规划堆积标高1300.0m，相应总坝高124.0m，总库容达9798.021万m3，远景设计等别为二等库。按照业主提供的资料，选矿厂投产第1年99万t/a，第2～5年165万t/a，第6年开始达到330万t/a，矿山服务年限为28年，选矿厂入库尾矿总量约为7193.5万t，取库容总体利用系数0.6，尾矿平均堆积干密度1.6t/m3，所需尾矿库总库容约为7493.0万m3，因此尾矿库的远景设计规模完全可以满足生产的要求。
为减少工程建设前期一次性投资，尾矿库规划分期进行建设，排洪系统在结构和尺寸均满足远景规划要求（远景设计等别为二等库）的前提下，先根据前期的需要进行布置，后期随着尾矿库堆积坝的不断上升，逐步续建排洪系统。
一、尾矿库初期坝设计
尾矿库初期坝坝顶标高1206.0m，坝轴线处坝底标高1176.0m，初期坝坝高30.0m，设计最终堆积坝顶标高1273.0m，远景规划堆积坝顶标高1300.0m。尾矿库总库容计算见表2-8。
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表2-8 总库容计算表
标高(m) 1175.0 1176.0 1180.0 37630.186 1190.0 1200.0 1206.0 1210.0 1220.0 1230.0 1240.0 1250.0 1260.0 1270.0 1349474.164 1273.0 1280.0 1290.0 1300.0 1391937.224 1487711.755 1583486.286 1723334.872 1863183.458 2163241.382 2013212.420 10.0 20132124.200 10.0 17233348.720 77848089.583 97980213.780 7.0 10413982.285 60614740.862 3.0 4048422.491 50206263.156 57451.130 111411.813 165372.496 200451.562 235530.628 256586.106 277641.583 331511.900 385382.217 448616.724 511851.230 582981.979 654112.727 746743.836 839374.944 954889.927 1070404.909 1188708.006 10.0 11887080.060 46160858.565 10.0 9548899.265 34292245.133 10.0 7467438.355 24743345.867 10.0 5829819.785 17275907.514 10.0 4486167.235 11444229.885 10.0 3315119.000 6957906.980 4.0 1026344.422 3655785.361 6.0 1202709.372 2625570.362 10.0 1114118.130 1416681.253 10.0 376301.860 339077.794 面积S(m) 0.000 156.565 8982.904 4.0 35931.614 22288.647 2平均S(m) 78.283 2高差(m) 1.0 △V(m) 78.283 3总库容∑V(m) 0 78.283 3 (1)坝址选择
在选定的尾矿库场址所在的沟谷内，经过现场踏勘及比较分析，最终将尾矿库初期坝布置在三贵口V形沟谷距离哦日腾廷拜兴下游约300m处的较狭窄位置。该坝址两岸坝肩岩石完整性较好，坝基岩体力学性质较好，抗冲刷能力较强，未发现断层擦痕、断层角砾、断层破碎带等构造痕迹，是较理想的初期坝坝址。
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(2)坝型选择
滤水堆石坝透水性能好，可降低尾矿坝的浸润线、加快尾矿的排渗固结，能有效防止地震液化，有利于提高尾矿坝坝体的稳定性，是推荐的初期坝坝型。设计本着安全可靠、就近取材、施工方便、节省投资的原则，同时考虑到三贵口尾矿坝尾矿最终堆积高度较大，故初期坝选用透水堆石坝，筑坝材料主要是通过直接采掘库区内两岸山体的新鲜坚硬花岗岩，同时也可部分利用隧洞出碴以及筛选后的沟底卵石，采用机械分层碾压筑坝。
(3)坝高确定
《选矿厂尾矿设施设计规范》(ZBJ1-90)规定尾矿库的初期坝高一般按初期坝所形成的库容能堆存选矿厂投产后半年以上的尾矿量、澄清尾矿水、尾矿库回水等要求考虑。
经综合分析，最终确定尾矿库初期坝坝顶标高为1206.0m，坝轴线处坝底标高1176.0m，初期坝坝高30.0m。初期坝所形成的库容为262.557万m3，取库容利用系数0.30，初期坝可贮存选矿厂投产后1.34年的尾矿量。初期透水坝坝体较高、体积较大，对降低尾矿库的浸润线、疏干坝体，加速尾矿固结十分有利。
(4)结构设计
初期坝采用透水型碾压堆石坝，机械分层碾压堆筑。初期坝坝顶标高1206.0m，坝高30.0m，坝轴线长165.867m，坝顶宽4m；初期坝下游边坡坡比1:2，并在下游坡面每隔10m高差设置一级2m宽的马道, 同时做好坝坡排水；初期坝上游边坡坡比1:2。初期坝坝体堆石工程量为21.968万m3，初期坝形成的初期库容262.557万m3，可贮
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存选厂投产初期1.34年的尾矿量。
二、截排洪(水)系统布置及结构设计 (1) 截排洪(水)系统布置
根据《乌拉特后旗紫金矿业有限公司三贵口尾矿库工程初步设计》，三贵口尾矿库初期坝上游总汇水面积为54.85km2，考虑到尾矿库总汇水面积很大，为减少洪水入库，缓解库内压力，减小库内排洪构筑物结构尺寸，尾矿库拟通过截洪方式排洪，即利用上游截洪坝进行截洪，将场区上游来的大部分洪水通过截洪设施导流进入排洪隧洞，该部分洪水不进入下游库区，而是直接排入中后期排洪隧洞，然后与尾矿库内的排洪汇合后排出尾矿库外。
三贵口尾矿库新建截排洪（水）系统主要包括截排洪隧洞（包括主隧洞及支隧洞）、溢洪道、溢水塔、排水斜槽、竖井、截洪坝、拦泥坝、出口消能防冲设施兼回水池。尾矿库场址处沟窄狭长，沟深陡峭，为尽可能利用各使用期特别是初期的最大库身长度，确保尾矿水澄清距离和最小干滩长度的要求，同时便于工程建设施工，排洪(水)设施进水构筑物尽可能布置在沟底。
为尽可能减少工程基建投资，尾矿库库内洪水与尾矿澄清水合用一个排水系统排放。尾矿库库内排洪在使用初期采用排水斜槽+溢水塔-竖井-支洞-主隧洞方式，利用排水斜槽排泄库内尾矿澄清水，利用溢水塔排泄库内洪水；中后期则采用溢水塔-竖井-支洞-主隧洞方式，直接利用溢水塔排泄库内尾矿澄清水及洪水。
尾矿库新建排洪隧洞总长4425.214m，其中主隧洞长3400.000m，支洞长1025.214m。为分散工程投资，排洪隧洞等截排洪设施拟结合
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尾矿库服务要求分期进行施工，其中一期主隧洞长1937.605m，一期共设置1#～4#四条支隧洞，在1#～3#支隧洞末端各布置一座溢水塔，溢水塔塔座与支洞直接联接或通过竖井联接，并在1#溢水塔上游侧布置排水斜槽。同时，在4#支隧洞末端的下游沟谷底部标高1240m位置修建一期截洪坝，在其上游约800m狭口处布置第一级拦泥坝，并在4#支隧洞入水口设置一期正槽式溢洪道进水，上游来水通过一期截洪设施经前期隧洞排至尾矿库下游。随着尾矿堆积坝的不断上升，后期将根据尾矿库实际运行情况续建二期排洪主隧洞、其余支隧洞以及相应溢水塔、终期截洪设施等。下一阶段在主沟最终堆积边线上游、主隧洞最终入水口下游合适位置即沟谷底部标高1284m处修建二期截洪坝，在其上游约400m处布置第二级拦泥坝。第二级拦泥坝也可考虑前期修筑，这对于尾矿库拦沙及尾矿库坝体安全是非常有利的。
尾矿库截排洪系统采用隧洞作为截洪及库内排水的过水构筑物，库内洪水及尾矿澄清水通过溢水塔和斜槽进水，经支隧洞汇合至主隧洞最终排至尾矿库下游，同时通过上游截洪坝拦截洪水，直接利用尾矿库中后期排洪设施截洪，库内排洪和截洪采用同一套系统，从而节省了工程总投资。根据库区地形，隧洞洞线布置在尾矿库左岸山体内。
(2)结构设计
根据《乌拉特后旗紫金矿业有限公司三贵口尾矿库工程初步设计》报告的设计：尾矿库排洪隧洞设计为无压隧洞，隧洞断面型式均采用圆拱直墙式。主隧洞及4#支隧洞净断面尺寸均采用5.0m×6.0m，洞底坡降均取3.3％，隧洞洞壁糙率n均要求不大于0.014；除4#支隧洞外其余支隧洞净断面尺寸均采用3.5m×3.5m，1#～3#支隧洞洞底坡降不小于2.0%，5#支隧洞洞底坡降不小于2.5%，隧洞洞壁糙率n
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均要求不大于0.014。主隧洞及4#支隧洞支护形式拟采用500mm厚的钢筋混凝土二次衬砌，其余支隧洞拟采用350mm厚的钢筋混凝土二次衬砌，隧洞具体支护型式及衬砌结构综合考虑围岩条件、运行条件、施工方法等因素，经过技术经济比较确定，并根据施工现场监控情况予以调整。
五座溢水塔均采用圆形框架式结构、10立柱型式，圈梁内径均取D=6.0m，溢水塔塔座内径均为5.0m；溢水塔塔座、框架均采用现浇C25钢筋混凝土结构，拱形挡板采用预制C25钢筋混凝土结构。其中1#～2#溢水塔井架高均为18m，3#溢水塔井架高为25m，4#溢水塔高21m，5#溢水塔井架高为25m；1#溢水塔最低进水标高1197.0m，其余各塔位置逐步抬高，并使相邻溢水塔井架之间有1.0m的重叠高度。1#～4#溢水塔在使用完毕后应及时对相应支洞进行封堵，采用支洞预留封堵槽，混凝土堵头形式。
在1#溢水塔前根据地形情况布置排水斜槽用以排初期尾矿澄清水。排水斜槽总长度308.0m，采用单格平盖式排水斜槽，C25钢筋混凝土结构，流槽断面采用内圆拱断面，宽1.2m，最大深度1.2m，流槽壁厚350mm，斜槽预制平盖板厚350mm。排水斜槽每6m之间设伸缩沉降缝，缝间设橡胶止水带止水。
溢水塔塔座与支隧洞直接联接或通过竖井联接。竖井总长度16.0m，均采用内径为5.0m的圆形断面，壁厚450mm，C25钢筋混凝土结构。
前期在4#支隧洞口、后期在主隧洞上游最终进水口利用河岸地形条件分别布置溢洪道泄水，其中一期溢洪道采用正槽溢洪道，陡槽坡度6%左右，长约50.0m，宽25.0m；二期溢洪道亦采用正槽溢洪道，
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陡槽坡度10%左右，长约50.0m，宽35.0m。
上游溢洪道均采用喇叭口形式与4#支隧洞入口及主隧洞入口连接，其中4#支隧洞入口底板标高为1247.092m，与主隧洞汇合处底板标高1237.948m；主隧洞上游入口的底板标高为1286.207m，下游出水口底板标高1174.0m。主隧洞及4#支隧洞进出口岩质开挖边坡一般情况下应不陡于1:0.3。
溢水塔、排水斜槽以及正槽溢洪道等构筑物的基础持力层均采用下伏的强风化基岩层，在其基础底部均设置200mm厚的C15混凝土垫层以防止地基不均匀沉降，并保证基础与上层构筑物牢固结合。要求溢水塔基础承载力不低于500KPa，排水斜槽及正槽溢洪道的基础承载力不低于200KPa。
截洪坝均采用Mu7.5浆砌石重力坝结构，其中一期截洪坝坝顶宽3.0，坝顶标高1260.0m，坝高21.0m，上游边坡1:0.8，下游边坡1:0.8；二期截洪坝坝顶宽3.0，坝顶标高1296.0m，坝高17.0m，上游边坡1:0.8，下游边坡1:0.8。截洪坝上游隧洞进水口均需设置拦污栅，拦污栅采用钢结构。
为保证足够的拦泥库容，确保洪水条件下坝体安全，一级拦泥坝和二级拦泥坝均采用Mu7.5浆砌石重力坝坝型，其中一级拦泥坝坝顶宽3.0，坝顶标高1266.0m，坝高11.0m，上游边坡坝顶以下3.0m铅直，下部1:0.5，下游边坡1:0.8；二级拦泥坝坝顶宽3.0，坝顶标高1304.0m，坝高15.0m，上游边坡坝顶以下3.0m铅直，下部1:0.5，下游边坡1:0.8。拦泥坝要具备坝顶溢流的能力，拦泥坝坝体全坝段设置成溢流段，溢流过流面下部0.5m厚度范围内采用C30混凝土结构，拦泥坝左右坝肩同样设置不小于2.0m高的浆砌毛石挡墙护岸。
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截洪坝以及拦泥坝基础开挖时需挖去上覆松散土层以及沟底冲洪积碎石土层，坝基应力求座落在基岩层上，保证坝基与坝体牢固结合。拦泥坝坝基在确保基础渗透稳定的条件下可不进行特殊的防渗处理，截洪坝则要求具备一定的防渗性能，建议在截洪坝基础底部采用洞挖至隔水层回填混凝土形成一道防渗墙防渗。
为了避免洪水对尾矿坝下游河沟及两岸岸坡的冲刷，排洪隧洞出口应设置消力池以及其它消能防冲设施，消力池尺寸根据洪峰流量及水力计算得到，具体可根据实际地形和需要等进行布置。消力池可结合回水池以及渗水收集池进行考虑，在坝址下游约50m以外结合主隧洞出口位置修筑钢筋混凝土人工池，池体形状为矩形，池体长100m，宽40m，池深根据防止尾矿水外渗的要求拟定，要求挖至基底隔水层，最大深度约为17m左右。具体施工方法为：先将沟底及两岸基础挖至不透水基岩，并在上下游垂直水流向分别砌筑围堤，与底部和岸坡隔水层一起形成一个封闭人造池体，上下游围堤在确保稳定的同时要求具备严格的防渗性能，一般应采用防渗性能较好的C30钢筋混凝土结构。同时上游围堤内应分别在池底和中部两个不同标高位置预埋两层渗水滤水管，每层间隔20m左右距离布置一根滤水管，滤水管采用φ250mm的软式滤水管。围堤顶部标高1175.0m，顶宽2.0m，开挖边坡应适当放坡以确保稳定。池体下游侧设置溢流段，溢流口底部标高1172.0m。
三、尾矿输送系统及回水系统 1、设计参数
近期尾矿固体量：W1=208.3t/h(165万t/a)； 远期尾矿固体量：W2=416.7t/h(330万t/a)；
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矿山服务年限：28年；
选矿厂年工作日：330d(每天工作3班,每班工作8小时)； 尾矿产率：81.39%； 尾矿颗粒密度：2.9；
尾矿平均堆积干密度：1.6t/m3； 尾矿粒度：-0.074mm占76.97%； 尾矿矿浆浓度：45％； 尾矿总量：6696万t；
主厂房浓缩池底入流浓度45%，起点标高1070m； 尾矿库初期坝标高1205m，最终坝标高1277m； 主厂房浓缩池至尾矿库初期坝管道输送距离5.5km。 2、尾矿浓缩系统
根据厦门紫金设计院提供资料：尾矿浓缩池标高(水面)：1081m，其池底部排矿浓度为45%，尾矿浓缩池旁边循环水池标高：1073m。
尾矿矿浆量总计：683.4 m3/h；近期矿浆量：342.7 m3/h。 3、尾矿输送系统
尾矿输送采用分期分批建设，近期采用一条尾矿管道输送系统，远期采用两条尾矿管道输送系统。 2.1.4工程地质
经工程地质勘探及搜集有关地质资料，拟建尾矿库场区岩土体主要由以下三个不同时期地层组成，自老至新依次为：早元古界五台群片麻岩（pt1wt2）、印支期花岗岩（γ现简要叙述如下：
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）和第四系冲洪积物（Q4al+pl）。
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早元古界五台群片麻岩（pt1wt2）：为本区的古老变质结晶基底，主要岩性有黑云斜长片麻岩、混合岩化角闪斜长片麻岩、白云变粒岩等。岩石颜色一般为灰黑色-灰白色，本层主要分布在库区北部，与印支花岗岩以断层分界，片麻岩主要产状为走向NW，倾向NE，与库区主要构造走向不一致，岩层节理发育，以闭合型和微张型节理为主，节理裂隙表面一般充填碳酸盐及褐铁矿等，结合程度一般。
印支期花岗岩（γ
1
5
）：分布在库区南部，一般为浅灰白色-浅肉
红色中粗粒粒状结晶结构，主要矿物成分为钠长石、石英及少量白云母，岩石风化程度以中风化-微风化为主，节理裂隙发育，主要产状与区域断裂一致，走向NE，倾向NW，倾角多在45-70°之间，岩石硬度因风化程度不同而变化较大，自较软岩至较硬岩均有。
第四系冲洪积物（Q4al+pl）：分布与三贵口河谷谷底区域，以卵石地层为主，夹圆砾层、碎石层及少量砾砂、块石，甚至细砂层，粗颗粒一般呈次磨圆状，成分多为黑云斜长片麻岩或黑云片岩，粒径级配较差，粒级曲线具有双峰特征，渗透性好，一般为强渗透地层。
尾矿库区主要构造有向NW倾斜的逆断层，产状为365°∠45°，断层上盘岩性为片麻岩，下盘岩性为印支期花岗岩，以及以NW倾向为主的节理裂隙，根据库区进行统计的大量节理裂隙产状绘制的节理产状玫瑰花图，库区岩层节理裂隙应为受挤压推覆形成的平行逆断层引起的次级构造，以闭合性或微张型裂隙为主。
根据钻孔揭露的地层情况，拟建尾矿库场地埋深65.0m以内为第四系冲洪积物及印支期花岗岩，其中沟底第四系冲洪积松散砂砾石覆盖层较厚，库区极度缺乏天然粘性土材料。据岩性类型和物理力学性质的差异，地基土自上而下划分为6个工程地质层。现分述如下：
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①、②1圆砾(Q4al+pl)：杂色，稍～中密，稍湿，粗颗粒呈磨圆状及次磨圆，粒径2-20mm约占55%，大于20mm的约占10～15%，局部可见块石，原岩为片麻岩，呈中风化状，颗粒级配较差，不均匀砂充填，表层可见零星大块漂石。呈层状及透镜体状。最大层厚5.0米。
①1粉土（Q4）：褐黄色，松散，稍湿，摇震反应迅速，干强度低，韧性低，无光泽，土质不均匀，混不均匀砂及少量角砾，呈透镜体状。最大层厚2.0米。
①2砾砂（Q4al+pl）：褐色，稍密，稍湿，矿物成份主要以石英及长石为主，砂质不均，混有卵石，呈透镜体状，最大层厚1.4米。
①3细砂（Q4al+pl）：褐灰色，稍密，稍湿，矿物成份主要以石英及长石为主，砂质不均，混有少量碎石及粉土，呈透镜体状，最大层厚0.7米。
②卵石(Q4al+pl)：杂色，中密，稍湿，粗颗粒呈磨圆状及次磨圆，粒径一般为30～50mm约占55%，2-20mm约占15%，最大粒径可见80mm，不均匀砂充填，局部可见漂石，原岩为片麻岩，呈中风化状，颗粒级配较好，结构一般，本层分布连续，最大层厚5.0米。
②2块石(Q4al+pl)：杂色，稍密，稍湿，呈棱角状及次棱角状，最大粒径可见300mm，不均匀砂及粉质粘土充填，原岩为片岩或片麻岩，呈中风化状，颗粒级配差，地层呈透镜体状，最大层厚1.0米。
③强风化花岗岩（γ
1
5
）：灰白色-浅肉红色，呈碎石状，节理裂
隙非常发育严重，岩芯破碎，隐晶质结构，裂隙充填物为全风化岩及少量粉质粘土。最大层厚4.0米。
④中风化花岗岩（γ51）：灰白色，块状结构，节理裂隙较发育，岩芯呈碎块及大块状，隐晶质结构，裂隙充填物为全风化岩及粉质粘
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土，岩芯采取率较好，岩体质量等级为Ⅳ～Ⅴ级，本层在勘探深度内未揭穿，最大层厚65米。
⑤、⑤1中风化斜长片麻岩（Pt1wt2）：浅黄～灰白～黄绿色，块状片麻构造，矿物有蚀变，呈碎裂状，片麻理倾角多为80°，裂隙充填物为褐铁矿及方解石，中粒粒状变晶结构，岩芯采取率在45%～60%之间，岩体质量等级为Ⅲ～Ⅳ级，最大层厚7.8米。
⑤2黑云斜长角闪岩（Pt1wt2）：灰黑色，块状构造及弱片麻状构造，中细粒变晶结构，局部含有硅质脉，长石及斜长石含量约占40%，岩芯采取率一般，岩体质量等级为Ⅳ级，最大层厚10.0米。
⑤3、⑤4长英质片麻岩（Pt1wt2）：浅白色、白色～浅白绿色，片麻状构造，中粗粒～细粒粒状变晶结构，含云母，片麻理倾角在45°～60°之间，局部夹硅质脉，岩芯采取率一般，岩体质量等级为Ⅳ～Ⅴ级，最大层厚17.1米。
⑥、混合岩（Pt1wt2）：灰白色～白色，块状构造，石英含量约占40%，长石晶型不规则，局部遇水软化，局部具有片麻状构造，节理裂隙面为绿泥石、绢云母充填，岩芯采取率一般，岩体质量等级为Ⅳ～Ⅴ级，最大层厚6.2米。
⑥1混合岩化黑云斜长片麻岩（Pt1wt2）：灰黑色～灰白色，片麻状构造，有揉皱现象，中细粒粒状变晶结构，石英占20%，具有绿泥石化现象，岩芯采取率一般，岩体质量等级为Ⅳ～Ⅴ级，最大层厚6.0米。
根据现场勘察及钻孔揭露，场区范围内岩层层位整体较为稳定，地质结构较简单，库区内无发震断裂，未见新构造运动以来的活动断裂及活动迹象，场地地质构造基本稳定，未发现断层擦痕、断层角砾、
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破碎带等构造痕迹，属相对稳定区域。场区内除小范围的塌陷、滑坡与冲沟发育外，其它范围未发现泥石流、滑坡、坍塌、沉陷、岩溶等不良地质现象，场地稳定性较好。但是距尾矿库初期坝坝趾以南约5km沟口F1断裂为活动断裂构造，同时尾矿库区以东约110km地区曾发生6-6.9级地震两次，这些不良地质作用尽管对尾矿库安全影响并不大。 2.2 河道基本情况 2.2.1 河道概况
三贵口沟位于乌拉特后旗东升庙东北部，是黄河流域乌加河的一级支流，发源于查干温都尔山顶，最高点高程为2215m。三贵口沟在汇入乌加河的沟谷总长约28km，流域面积为72.32km2，主沟坡降2.13％。流向北西至南东，呈狭长峡谷形态，两岸山高陡峭。河床由粗砂和卵石组成。原来沟内常年有水流，但随近年来采矿活动日益频繁，原始状态发生了很大变化，三贵口沟被采矿活动所影响，现已基本干枯。在雨季、融雪季节水流量明显增加。沟内一般年降大雨1~4 次，每年夏秋季大雨过后，山洪骤发，洪水漫沟而过，并夹杂大量泥砂石冲下。
2.2.2 河道边界条件
三贵口沟内地表植被稀少，地貌较复杂，V型谷发育，沟底坡度大。平时基本干枯，仅雨季暴雨过后形成短暂洪流，地表水排汇通
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畅。河道的两岸为岩石组成，冲刷很小。
但由于三贵口铅锌矿在三贵口沟的中下游段占用河道修建尾矿库，为了解决三贵口沟的泄洪问题，乌拉特后旗紫金矿业有限公司在该段河道左岸的山体里开凿了一条隧洞以解决河道的泄洪问题。隧洞由一条主隧洞和五条与主隧洞相连的支隧洞组成，隧洞为拱形，隧洞的宽为5m，侧墙高为3.5m，拱的半径为2.5m，为了减少与水的摩擦力，隧洞内部的底板用水泥抹平，墙体进行了喷浆处理。上游溢洪道均采用喇叭口形式与4#支隧洞入口及主隧洞入口连接，其中4#支隧洞入口底板标高为1247.092m，与主隧洞汇合处底板标高1237.948m；主隧洞上游入口的底板标高为1286.207m，下游出水口底板标高1174.0m。
三贵口沟
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建设中的主隧洞
建设中的支隧洞
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2.2.3 气象
本区属于温带大陆性季风干旱气候，河套平原气候区，以冬季寒冷干燥，春季盛行季侯风，降雨稀少、蒸发强烈、温差悬殊为主要气候特征，属典型的大陆气候区。据当地气象站资料，最低气温-26.8℃（2002年12月28日），最高气温38.4℃（1999年7月29日），多年平均气温7.5℃左右，日温差10～20℃。每年11月至次年3月为寒冷期，一份月最冷，平均气温－11℃，七月份最热，平均气温23.1℃，多年平均年降水量151mm，最大日降雨量56.1mm（2007年7月15）。多年平均蒸发量1964.3mm，降水多集中7、8两月，而蒸发以5～6两月为最。多年平均绝对湿度26.4，多年最大值31.2（1999年7月29日），多年最小值0.1（2002年2月20日）。多年平均风速2.2m/s，以西北风为主导风向，极大风速18.7m/s(2001年3月23日)。区内日照充足，年日照时数2976.1～3483.8h，年日照率67%以上，多年平均日照3167.0小时。多年最多雷暴天数8天/月。每年无霜期159～220天，平均184天。冰冻期每年10月至翌年4月，平均205.6天，地温多年平均值10.6℃（40cm）。区内多年最大冻土深度1.11m，标准冻土深度1.60m。 2.2.4 水文、泥沙 2.2.4.1 基本情况
该项目所处的河道无水文资料，流域形状为不规则细长条形状。 根据我们在1：50000地形图上量算得，在三贵口尾矿库隧洞出口上游的流域面积为54.85km2，其中，在二期截洪坝的主隧洞入口上
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游的流域面积为46.48km2。其中，初期坝上游主河道总长度约21.18km，主河道平均坡降2.71%；二期截洪坝上游主河道总长度约17.15km，主河道平均坡降2.71%。见三贵口沟乌拉特后旗紫金矿业有限公司三贵口铅锌矿尾矿库以上区间集水区域图。 2.2.4.2 年径流
本地区径流主要来源于降水，每年7-8月产生的径流量占年径流量的70%以上。多年平均降水量151mm，且年际变化大，影响径流的年际、年内变化比较大，丰水年与枯水年相差悬殊，丰水年径流量是枯水年径流量的几倍甚至几十倍。经计算，三贵口沟多年平均径流量为27.4×104m3 2.2.4.3 洪水
(1)洪水特性
三贵口沟V型谷发育，地形总的趋势西北高东南南低。三贵口沟在三贵口尾矿库内由西北向东南流经过。
三贵口沟地形地貌特点有利于地表水的排泄，地表无水体。仅在降水后快速由诸多冲沟汇入三贵口沟，最终注入尾矿库南部的乌加河。沟谷近年来已基本干枯。在雨季、融雪季节水流量明显增加，可形成短暂的溪流或洪水。洪水具有历时短、流量较大的特点。
该地区周围山峰众多、地势倾斜度大。地面裸露、植被差，降水可形成山洪，其特点是：突发性强、历时短、水势猛、流速快、破坏性强，一旦山洪暴发，极易成灾。沟内一般年降大雨1~4 次，每年大雨过后，山洪骤发，洪水漫沟而过，并夹杂大量泥砂石冲下，降水对河道产生径流有明显影响。
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（2）洪峰流量
由于本区域没有水文资料，评价工作主要利用与三贵口沟邻近的水文条件比较相似的金门水文站的水文资料及乌拉特后旗气象资料，结合利用《内蒙古水文手册》的基础参数推求本流域的洪峰流量。
（3）泥沙
矿区地处狼山中段山区，地形起伏较大，植被差，水土流失较
为严重。
（4）冰情
由于冬季河道干枯，所以该河段不会产生封冻。 2.2.5地质情况 2.2.5.1 地形地貌
尾矿库库址地处狼山中段与河套平原接壤带，以区域性断裂F1为界将区内山岳和平原截然分开，北侧为阴山山脉狼山中段南缘，属构造剥蚀的低中山区，海拔高度1050～1450m之间，相对高差约400m，山脉呈北东东走向，山势陡峻，岩石大部分裸露，植被稀疏。山前为河套平原，海拔高度1034～1050m，相对高差16m。总体地形为北高南低。区域范围内有大坝沟、东升庙沟、三贵口沟三条大的沟谷，三条沟谷干旱季节季节性断流，其中东升庙沟穿矿区而过，对矿区影响最大。
三贵口沟位于矿区西北侧，呈狭长峡谷形态，两岸山高陡峭。沟内平时干枯，但随近年来采矿活动日益频繁，在雨季、融雪季节水流量明显增加。沟内一般年降大雨1～4 次，每年夏秋季大雨过后，山洪骤发，洪水漫沟而过，并夹杂大量泥砂石冲下。尾矿库场区范围内
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没有耕地，也无大的居民聚居区，场内土石祼露，植被稀疏，常见有沙蒿、白剌、沙拐枣和碱蒿等，呈现了荒漠草原的自然地理景观。尾矿库场区整体标高高于矿山选矿厂位置处标高。 2.2.5.2区域地质构造
尾矿库区大地构造位置处于华北地台北缘，内蒙地轴北部的渣尔泰山—狼山裂陷槽内。北侧以沃博尔铜格—川井—温都尔庙断裂为界与华力西晚期褶皱带毗邻，南与山西台隆及鄂尔多斯台拗相接。
区内基底岩系由五台群、乌拉山群、色尔腾山群和太古代花岗闪长岩组成。盖层由狼山群、古生界、中生界和岩浆岩构成。由此组成了上下沉积建造、岩浆建造、变质作用及构造特征截然不同的两个构造层。
控制本区大地构造格局的深断裂有：东西向集宁—临河断裂（F7）是划分南部结晶基底与盖层的重要分界线；东西向沃博尔铜格—川井—温都尔庙断裂（F11）为索伦山—西拉木伦河断裂带南部边缘断裂，是划分华北地台与内蒙华力西地槽的断裂构造。另外，还有北西西向固阳—呼勒斯太断裂（F7）、北西西向东厂汗木台—翁根断裂（F3）、北西西向三合明—川井断裂（F3－1）、北东向赛音呼都格—临河—磴口断裂（F2）、北东向乌盖—翁根断裂（F5）等一系列断裂。它们控制了本区早、中元古代地层的分布。其形成时代可能始于早元古代，中元古代仍在继续活动，早元古代末期主要表现为大幅度升降运动，上升部分形成古陆，下降部分形成断陷槽。东升庙—碳窑口盆地就位于断陷槽的西端。 2.2.5.3区域水文地质
根据1:50万内蒙古自治区水文地质图，场区属阴山山地水文地
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质区，低中山丘陵基岩裂隙水亚区，阴山西部岩浆岩、变质岩裂隙水较贫地段。沟前平原区划为河套平原水文地质区，后套中新生代深拗陷盆地第四系孔隙水亚区，狼山山前冲洪积扇裙孔隙潜水、承压水丰富地段。
三贵口尾矿库区内无其他大的地表水体存在，地表水系不发育，平时只有在大气降水后地表水体临时汇集一起，形成临时性地表流水。场内地下水标高为1168.6～1288.1m，地下水埋深在地表以下6m～11m范围内，均为潜水，主要补给来源是大气降水通过裂隙带、破碎带、不同岩性接触带下渗补给，排泄途径为地表蒸发及人工水井抽水，其补给、径流、排泄条件受地形、岩性、构造因素制约。补给区和径流区一致，循环强烈。该区属于内陆干旱区，降雨量小，地下水流向为顺沟方向，向下游渗透逐渐增强。洪水季节最高地下水位变幅不超过2m。
库区含水岩系岩石大都致密坚硬，由于区内降水量小，水的溶蚀性很差，岩溶发育条件较差，少量溶蚀现象仅发育在1060m以上。因此，裂隙是地下水赖以赋存和运移的基础。区域含水层包括基岩裂隙含水岩系，第四系沟谷冲洪积砾砂、中细砂含水层，狼山山前冲洪积扇、裙孔隙潜水、承压水含水层。基岩裂隙含水岩系主要分布于F1 断层和F5断层之间，岩性为狼山群第二岩组白云石大理岩夹绢云石墨片岩。地下水赋存于二～四岩段裂隙中，富水性主要与构造及裂隙发育程度有关。另外，与断层破碎带的距离有关，靠近或打穿破碎带时，q值异常变大。含水岩系的水化学类型为HCO3· SO4—Mg·Ca；或SO4·HCO3—Ca·Mg型，矿化度大都小于1g/L。总硬度一般为13.6～29.6H0，pH=6.8～7.8，水温9～13℃。含水岩系多为致密坚硬岩石，
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加之区内降水量小，水的溶蚀性很差，岩溶发育条件较差，因此，裂隙是地下水赖以赋存和运移的基础。含水岩系因裂隙发育程度呈各向异性，富水性也随其变化。第四系沟谷冲洪积砾砂、中细砂含水层主要分布于沟谷谷底。狼山山前冲洪积扇、裙孔隙潜水、承压水含水层分布于山前广大范围内，属剥蚀堆积地形，含水层岩性为砂砾卵石，有伸向山麓的稳定粘土层，将下游分成潜水、承压水，水位埋深10～30m，最大单井涌水量100m3/h，水质一般较好，是理想的水源地。当裂隙水水位高于潜水位时，基岩水通过沟谷两侧裂隙补给潜水含水层。当裂隙水位低于潜水面，则沟谷潜水补给基岩水。印支期、华力西期花岗岩、花岗闪长岩、辉长岩、闪长岩隔水岩体主要分布于F5断层以北，岩浆岩岩体完整，透水性差，加之F5断层为逆断层，故此为场地北部的隔水边界。尾矿库场地水文地质条件属简单至中等类型。
结合《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001），按环境类型和地层渗透性综合评价场地地下水对混凝土结构的腐蚀性。经研究分析，场区地表水为中性水，对钢筋及混凝土无腐蚀性，场地地下水对钢筋及混凝土无腐蚀性，场地土对砼无腐蚀性。 2.2.6地震资料及设防
三贵口尾矿库场址所在地区地震基本烈度为7度，建筑物抗震设防分类为丙类，因此，尾矿库场区建、构筑物，包括初期坝、后期堆积坝以及截排洪系统等抗震均按地震烈度7度进行设防。
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2.2.7 现有防洪标准
该区域过去没有制定过相应的防洪标准，属于自然排泄洪水。为了解决三贵口铅锌矿尾矿问题，经中冶长天国际工程有限责任公司设计，将三贵口河道的下游段改为尾矿库，在三贵口沟左岸的山体里开凿了一条隧洞用于排洪。虽解决了尾矿库区域内雨季行洪问题，但隧洞的防洪标准待定。
2.3 现有水利工程及其它设施情况 2.3.1 河道及堤防工程现状
三贵口沟在隧洞出口处的流域面积为54.85km2，其中，在二期截洪坝的主隧洞入口处的流域面积为46.48km2。三贵口沟在初期坝上游主河道总长度约21.18km，主河道平均坡降2.71%；二期截洪坝上游主河道总长度约17.15m，主河道平均坡降2.71%。流向北西至南东，呈狭长峡谷形态，两岸山高陡峭。河床由粗砂和卵石组成。沟内已基本干枯。在雨季、融雪季节水流量明显增加。沟内一般年降大雨1~4 次，每年夏秋季大雨过后，山洪骤发，洪水漫沟而过，并夹杂大量泥砂石冲下。
为了保证下游两岸居民和企业的安全，水务部门在主河道的下游出口处的两岸修建了堤防。 2.3.2 其他工程设施
在该防洪沟内无其他的防洪工程。
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2.4 水利规划及实施安排
三贵口沟内因属于季节性河流，利用价值不高，乌拉特后旗水利部门没有对此河道进行水利规划。
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3. 河道演变
3.1 河道历史演变概况
三贵口沟位于乌拉特后旗东升庙镇东北部，是黄河流域乌加河的一级支流，呈狭长峡谷形态。河床由粗砂和卵石组成。沟内近年来已基本干枯。在雨季、融雪季节水流量明显增加。每年夏秋季大雨过后，山洪骤发，洪水漫沟而过，并夹杂大量泥砂石冲下。
由于三贵口铅锌矿在三贵口沟的中下游段修建尾矿库，占用了河道，为了解决三贵口沟的泄洪，该公司在占用河道段的左岸山体里开凿了一条连接上下游河道的隧洞以解决河道的泄洪问题。
河道的两岸为岩石组成，冲刷很小。经过对该河道历年资料的分析，河道在这些年没有大的变化。 3.2 河道河势分析
3.2.1河道河势平面变化分析
由于三贵口沟的河道属于岩体结构，在经过尾矿库区段的河道又改在山体开凿的隧洞里泄洪，隧洞的上游入口部分的护岸也做成了浆砌石护岸，这样就会出现许多人工控制节点，河床在平面上的摆动稳定，不会出现任何变化，河道河势平面无变化。
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3.2.2河道纵向变化分析
由于三贵口沟流域没有水文站，无法判别本流域的自然冲淤情况，只能借鉴在水文分区上属于同一分区的金门水文站的资料进行分析，根据金门站水文1989~2008年大断面的分析可以看出，纵向上的冲淤是交替进行的，但总的趋势是冲大于淤，经过计算平均每年的淤积厚度为0.02m左右。三贵口流域植被差，水土流失较为严重。虽然三贵口流域没有实测的断面资料，但我们认为它也会产生接近0.02m的淤积，这也是与当地的实际情况吻合的。
金门站历年横断面图99.5099.0098.5098.00高程（m）97.5097.0096.50020406080100120起点距（m）2000年1401601802001989年1995年2005年2008年
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3.3 河道演变趋势分析
依据建设单位对三贵口流域主河道整治的情况，在经过尾矿库区段的河道又改在山体开凿的隧洞里泄洪，隧洞的上游入口部分的护岸也做成了浆砌石护岸，这样就会出现许多人工控制节点，河床在平面上的摆动稳定，不会出现任何变化，河道河势平面上还是比较稳定。纵向变化主要以淤积为主。
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4. 防洪评价计算
本章节主要针对项目区的天然河道进行水文分析计算，对修建的隧洞进行水力计算，对修建隧洞后造成的壅水和水流对隧洞侧墙墩的冲刷进行分析计算。 4.1 水文分析计算 4.1.1洪水
（1）暴雨洪水特征
三贵口沟流域洪水均由暴雨形成。暴雨成因一般为太平洋热带高压推进暖湿气流北上输送水器，西北冷槽东移。来自东南的暖湿气流于来自西北的冷空气相交汇，造成冷暖空气的强对流，地面为气旋与低涡从而形成暴雨。
三贵口沟流域地势倾斜度大。地面裸露、植被差，一次10mm左右的降水即可形成山洪，其特点是：突发性强、历时短、水势猛、流速快、破坏性强，一旦山洪暴发，极易成灾。
（2）设计洪峰流量
由于项目所处的防洪河段无水文资料，本报告主要依据三贵口铅锌矿尾矿库所在的三贵口沟邻近的水文条件比较相似的金门水文站资料及乌拉特后旗气象资料，利用《内蒙古水文手册》的基础参数，根据2010年6月30日对三贵口铅锌矿尾矿库三贵口沟流域段的测量资料及该项目所在流域河道建设的实际情况，对该项目所在区域进行
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防洪影响评价，同时利用几种方法进行验算，推求最大设计洪水流量。
1. 水文比拟法：
由金门水文站1989-2008年的实测洪峰资料，利用频率配线求得的100年一遇最大洪峰流量为2020m3/s，200年一遇最大洪峰流量为2520m3/s，500年一遇最大洪峰流量为3510m3/s，采用水文比拟法进行计算的计算公式为：
?F设??洪峰流量：Qp设=? ?F?Qp参?参?n1Qp设为三贵口沟乌拉特后旗紫金矿业有限公司三贵口铅锌矿尾矿库主隧洞二期入口及主隧洞出口以上流域某频率的设计洪峰流量m3/s；
F
设
为三贵口沟乌拉特后旗紫金矿业有限公司三贵口铅锌矿尾矿
库主隧洞二期入口及主隧洞出口以上流域面积（km2），分别为46.48、54.85 km2；
F参为金门水文站的流域面积544km2
n1洪峰流量面积参数，参考《内蒙古水文手册》（新编送审稿），取0.56。
Qp参为金门水文站某频率的设计洪峰流量(m3/s)。
表4-1 水文比拟法计算的不同保证率下的设计洪峰流量表
保证率(%) F设（km） F参（km） 1 主隧洞二期入口 0.5 0.2 1 主隧洞出口 0.5 0.2 46.48 46.48 46.48 54.85 54.85 54.85 43
22n 0.56 0.56 0.56 0.56 0.56 0.56 Q参(m/s) Q设(m/s) 2020 2520 3510 2020 2520 3510 504 629 876 553 690 961 33554 554 554 554 554 554 巴彦淖尔市水文勘测局
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2.利用《巴盟狼山防洪工程规划报告》地区经验公式推求的三贵口沟流域最大洪量
由内蒙古自治区水利水电勘测设计院1995年完成的《巴盟狼山防洪工程规划报告》中，绘出的流域面积小于100km2时，经验公式为：
Q?3.84F0.67
式中：Q——多年平均洪峰流量（m3/s）；
F——流域面积（km2）。
表4-2 《巴盟狼山防洪工程规划报告》地区经验公式法计算的设计洪峰流量表
不同保证率下的设计洪峰流量Qn% (m3/s) 469 587 750 524 656 838 断面名称 保证率n% C F n Qm KP 1 主隧洞二期入口 3.84 3.84 3.84 3.84 3.84 3.84 46.48 46.48 46.48 54.85 54.85 54.85 0.67 0.67 0.67 0.67 0.67 0.67 50.3 50.3 50.3 56.2 56.2 56.2 9.33 11.68 14.91 9.33 11.68 14.91 0.5 0.2 1 主隧洞出口 0.5 0.2 3.采用《内蒙古水文手册》地区经验公式计算的设计洪水： 洪峰流量均值：Qm?CFN
不同保证率下的设计洪峰流量为：Qn%= Qm×KP 洪峰流量均值Qm，以m3/s计； C—洪峰流量模数，取10.6； F—流域面积；
N—暴雨笼罩面积小于流域面积而影响的面积折减指数，取0.55；
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KP—皮尔逊Ⅲ型频率曲线的模比系数
通过查《内蒙古水文手册》洪峰流量变差系数CV=1.75，依据《内蒙古水文手册》“洪峰流量变差系数，在流域面积小于100km2时，则在图上查出的数据上加0.1~0.3，”最终确定变差系数CV=1.85，偏差系数Cs＝2.5CV，查PⅢ型频率曲线的模比系数KP值，得到的不同保证率下的设计洪峰流量见下表。
表4-3 地区经验公式法计算的不同保证率下的设计洪峰流量表
不同保证率下的设计洪峰流量Qn% (m3/s) 750 939 1200 838 1049 1340 断面名称 保证率n% C F n Qm KP 1 主隧洞二期入口 0.5 0.2 1 主隧洞出口 0.5 0.2 6.14 6.14 6.14 6.14 6.14 6.14 46.48 46.48 46.48 54.85 54.85 54.85 0.67 0.67 0.67 0.67 0.67 0.67 80.4 9.33 80.4 11.68 80.4 14.91 89.8 9.33 89.8 11.68 89.8 14.91 4.洪峰流量与积水面积、主河道比降、流域形状系数、24小时雨量的经验公式：
Qm?CH24J1/3f1/3F0.7
式中：C=0.460 J河道比降（‰）; f流域形状系数（F/L2）；
L主河道长度，即工程地点至分水岭的最大河长（Km）; F流域面积（Km2）;
H24流域24小时平均降水量，依据《内蒙水文手册》修订稿，取36.6mm。
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表4-4 洪峰流量与积水面积、主河道比降、流域形状系数、24小时雨量的经验公式设计洪峰流量表
不同保证率下的设计洪峰流量Qn% (m3/s) 416 521 599 394 494 617 断面名称 保证率(%) C J F L f（F/L） 2H24 Qm KP 1 主隧洞二期入口 0.5 0.2 1 主隧洞出口 0.5 0.2 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.0271 0.0271 0.0271 0.0271 0.0271 0.0271 46.48 46.48 46.48 54.85 54.85 54.85 17.15 17.15 17.15 21.18 21.18 21.18 0.22 0.22 0.16 0.15 0.15 0.12 36.6 36.6 36.6 36.6 36.6 36.6 44.6 9.33 44.6 11.68 40.2 14.91 42.3 9.33 42.3 11.68 41.4 14.91 表4-5 四种计算方法下的设计洪峰流量比较表 《巴盟狼山防洪工程规划报告》地区河道名称 保证率n% 水文比拟法 经验公式求得的设计洪峰流量（m3/s） 主隧洞二期入口 1 0.5 0.2 1 主隧洞出口 0.5 0.2 洪峰流量与采用地区经验公式求得的设计洪峰流量（m/s） 3积水面积、主河道比降、流域形状系数、24小时雨量的经验公式（m3/s） 504 629 876 553 690 961 469 587 750 524 656 838 750 939 1200 838 1049 1340 416 521 599 394 494 617 上述三种计算方法的说明：
方法一：水文比拟法就是以流域间的相似性为基础，将相似流域的水文资料移用至研究流域的一种简便方法。流域与相似流域的气象条件和下垫面因素基本相似，仅流域面积有所不同，这时只考虑面积的影响。
方法二：经验公式法简单，使用方便，但较难反映特殊流域上的
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各种特征。在设计流域内的流域特征、暴雨特性等属于一般情况时，可采用此法。
方法三：在流域的坡度特别陡（或缓），或形状呈扇形时，可使用此法。
以上几种计算方法结果虽有误差，但作为三贵口铅锌矿尾矿库主
隧洞二期入口及主隧洞出口以上流域防洪的设计洪水应以以上几
种方法中的最合理中的最大洪峰流量作为本次评价的最大设计洪量。为此，根据对以上方法的综合比较，采用地区经验公式求得的设计洪峰流量较其它另外两种方法大许多，洪峰流量与积水面积、主河道比降、流域形状系数、24小时雨量的经验公式100年一遇、200年一遇及500年一遇推求的设计洪水流量显然与实际不符，而水文比拟法、《巴盟狼山防洪工程规划报告》地区经验公式及相差比值相对较小，最终确定三贵口沟流域乌拉特后旗紫金矿业有限公司三贵口铅锌矿尾矿库主隧洞二期入口以上流域段防洪标准采用水文比拟法推求的设计洪水流量，分别为P1%、P0.5%、P0.2%频率的设计洪峰流量分别是： 504、629、876m3/s；主隧洞出口以上流域段防洪标准为P1%、P0.5%、P0.2%频率的设计洪峰流量分别是： 553、690、961m3/s。 4.1.2 水位、流量关系
由于经过三贵口沟的三贵口尾矿库已开始建设用于排泄洪水的一条主隧洞，我们首先对隧洞进口及出口上游的原始河道进行水位～流量关系分析计算，以确定进入隧洞前和出隧洞时的天然河道的设计洪水流量及其对应的设计洪水位，判别隧洞的流态，从而推断隧洞过流能力。计算排洪隧洞前的天然河道水位～流量关系、水位～面积关
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系线推求是根据我们计算出的设计洪水资料和2010年6月30日对乌拉特后旗紫金矿业有限公司三贵口铅锌矿尾矿库三贵口沟流域段测量资料进行推求。
表4-6 乌后旗紫金矿业三贵口尾矿库工程隧洞进口处天然河道横断面成果表
编号 左岸 1 2 起点距起点距高程（m） 编号 （m） （m） 0.0 32.1 37.8 1318.96 3 1299.80 4 1298.49 5 高程（m） 编号 起点距高程（m） （m） 51.0 1295.48 6 139.1 1298.43 128.1 1293.84 右岸 167.2 1319.35 134.1 90 乌后旗紫金矿业三贵口尾矿库工程隧洞进口处天然河道Z-Q图1296.501296.001295.50Z(m)1295.001294.501294.001293.500100200300400Q(m3/s)500600700
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表4-7 乌后旗紫金矿业三贵口尾矿库工程隧洞出口处天然河道横断面成果表
编号 左岸 1 2 3 4 5 6 7 8 9 起点距起点距高程（m） 编号 （m） （m） 0.0 10.0 20.0 40.0 78.0 92.0 100.0 119.0 124.0 128.0 1222.00 1219.29 1212.01 1204.54 1200.01 1198.23 1197.22 90 32 1196.99 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 高程（m） 编号 1197.77 20 66 21 1196.97 22 57 23 17 24 1194.60 25 27 26 1191.08 27 1189.74 28 1191.77 右岸 起点距高程（m） （m） 259.0 275.0 327.0 337.0 353.0 368.0 380.0 387.0 392.0 259.0 1191.21 1190.89 1187.02 1188.72 1192.41 1204.18 1210.27 1213.59 1215.94 1191.21 136.0 141.0 164.0 182.0 193.0 212.0 216.0 230.0 237.0 249.0 乌后旗紫金矿业三贵口尾矿库工程隧洞出口处天然河道Z-Q图1191.001190.501190.001189.501189.00Z(m)1188.501188.001187.501187.001186.500100200300400Q(m3/s)500600700800
三贵口尾矿库段河道的糙率值n取0.035，隧洞进口及出口上游的原始河道比降依然保持原河道的的比降，采用I= 2.71%和2.37%.
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依据曼宁公式推求流速V，公式如下： V=I1/2R2/3 R—水力半径（m） 流量计算公式： Q=FV
Q—流量（m3/s） F—过水断面面积（m2） V—平均流速（m/s）
经分析计算推得三贵口沟流域三贵口尾矿库主隧洞二期入口前天然河道及主隧洞出口处天然河道（Z~Q）表和Z~Q曲线图。
表4-8
1n 主隧洞入口前天然河道（Z~Q）表
高程Z（m） 1293.84 1295.25 1295.80 1295.85 1295.90 1296.01 流量Q（m3/s） 0 269 470 504 541 629 注： 100年一遇洪水时，设计洪峰流量为504m3/s，设计水深为2.01m；200年一遇洪水时，设计洪峰流量为629m3/s，设计水深为2.17m。
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