某铁尾矿库周边地下水污染运移预测及控制方案模拟

为了有效控制某铁尾矿库周边地下水污染,揭示降雨量及渗透系数对重金属铁离子在地下水中迁移的影响,以我国某铁尾矿库为例,基于Visual Modflow建立研究区重金属铁离子溶质运移模型,模拟非正常工况下,金属铁离子在地下水中的迁移扩散过程,并模拟分析了地表硬化和增设防渗墙对污染物运移的控制效果。结果表明：随着降雨量和渗透系数的增大,铁离子的迁移速度增大,丰水期铁离子的迁移速度约为枯水期的1.7倍;地表硬化和增设防渗墙均可以有效控制重金属铁离子泄露对下游村庄的影响,且增设防渗墙控制效果较好。研究结果可为预防和管理国内潜在的地下水重金属污染、保护地下水环境提供参考。     

某尾矿库自然状态下水土污染地质灾害模拟研究

采用ComsolMultiphysics软件进行渗流场数值模拟,研究某尾矿库在自然状态下地下环境中污染物运移特征。二维和三维溶质迁移场数值模拟结果表明,100 a内尾矿库下灰岩中地下水的F、As和Zn的浓度满足二类水标准,同时分析得出了当前污染物浓度分布规律和将来污染物浓度分布规律等,可为尾矿库地下环境污染评价和治理提供依据。     

铜陵五公里尾矿库水工研究

本文通过4年多的现场调研、实验、监测及计算机模型分析，提出了铜陵五公里尾矿库区域地下水、地表水中已有的和潜在的污染物影响；地下水渗流对尾矿库坝体稳定性的影响；确定污染物的浓度及污染方向；确定来自尾矿坝中的渗流量及渗流路径．     

降雨-蒸发与地下水耦合作用下的大型尾矿库重金属Cu2+迁移数值模拟分析

为考虑降雨-蒸发与地下水耦合作用对尾矿坝重金属迁移的影响,以本钢集团歪头山铁矿尾矿库作为工程背景,应用Geostudio软件,选择SEEP/W、VADOSE/W和CTRAN/W模块,模拟降雨和蒸发作用下的尾矿库地下水的渗流特性及重金属污染物的迁移规律。结果表明,降雨-蒸发作用对尾矿库表层土壤的孔隙水压力有影响,深层土壤基本无影响;考虑降雨-蒸发作用在一定程度上增加了重金属污染物在1825d内的迁移距离和平均迁移速度;重金属污染物Cu2+的浓度随时间推移而升高,考虑降雨-蒸发作用对于重金属污染物浓度起扰动作用;预测重金属污染物粒子在尾矿库土壤中历经7a迁移出露到坡面。研究结果为相似工程案例提供重要参考,为尾矿库环境地质评价和污染预测防治提供有力的科学依据。     

某尾矿库重金属迁移规律及水资源优化配置研究

基于安徽铜陵某金属尾矿库污染重金属对矿区及周边地下含水层造成的潜在威胁，通过对土壤样品进行淋溶实验分析、水质模型建立、地下水位预测，最后提出水资源优化配置方案。结果表明:土壤中主要重金属元素的淋溶浓度随着pH值的降低或Ca2+的增多均存在升高的趋势，而其中Pb元素基本无法淋出，通过与当地背景值对比，矿区重金属元素的淋溶危害性较低；通过MODFLOW模块进行地下水流模拟可得矿坑停排后欲达到80 m动态平衡约需63.5年；通过MT3DMS模块进行溶质运移模拟可得浅层地下水向西运移，深层地下水向南和东方向运移。基于以上研究，对矿坑水和人工湖用水进行优化配置，为铜陵矿区水资源利用提供科学依据，并为其他类似矿区提供了参考价值。      

降雨-蒸发-蒸腾与地下水耦合作用下的大型尾矿库重金属Cu~(2+)迁移模拟分析

考虑降雨-蒸发-蒸腾与地下水耦合作用,以本钢集团歪头山铁矿尾矿库为例,利用Geostudio软件中的SEEP/W、VADOSE/W和CTRAN/W模块,模拟降雨-蒸发-蒸腾作用下的尾矿库地下水渗流特性及重金属污染物的迁移规律。结果表明:尾矿库的垂直剖面孔隙水压力沿靠近坡面方向呈下降趋势,深层土壤的孔隙水压力基本不受降雨-蒸发-蒸腾作用影响;降雨-蒸发-蒸腾作用对重金属污染物的迁移起干扰作用;重金属污染物Cu~(2+)在0～1095 d内沿初期坝方向迁移,重金属Cu~(2+)浓度随时间推移而增大;考虑降雨-蒸发-蒸腾作用,一定程度上增加了重金属污染物在1095 d内的总移距和平均速度。研究结果为大型尾矿库环境地质评价和污染预测防治提供依据。     

降雨-蒸发-蒸腾与地下水耦合作用下的 大型尾矿库重金属Cu౽౵ 迁移模拟分析

考虑降雨 蒸发 蒸腾与地下水耦合作用,以本钢集团 歪头山铁矿尾矿库为例,利用 Geostudio软件中的 SEEP/W、 VADOSE/W 和 CTRAN/W 模块,模拟降雨 蒸发 蒸腾作 用下的尾矿库地下水渗流特性及重金属污染物的迁移规律. 结果表明:尾矿库的垂直剖面孔隙水压力沿靠近坡面方向呈 下降趋势,深层土壤的孔隙水压力基本不受降雨 蒸发 蒸 腾作用影响;降雨 蒸发 蒸腾作用对重金属污染物的迁移 起干扰作用;重金属污染物Cu２＋ 在０~１０９５d内沿初期坝方 向迁移,重金属 Cu２＋ 浓度随时间推移而增大;考虑降雨 蒸 发 蒸腾作用,一定程度上增加了重金属污染物在１０９５d内 的总移距和平均速度.研究结果为大型尾矿库环境地质评 价和污染预测防治提供依据     

非均一抽注技术在地浸地下水环境保护中的应用

以通辽钱家店铀矿床为例,在保证相同抽注总量的基础上,调整采区局部抽注液量,设置不同的抽注流量分配方式,并对各分配方式进行地下水数值模拟计算,从地下水流场、溶质运移、粒子追踪三方面研究非均一抽注比例技术在地浸地下水环境保护中的可行性。结果表明,增大边界抽液井流量和减小外围注液井流量均可以不同程度地减小地浸生产对地下水环境的影响,且合理分配注液量对核素迁移的控制效果更明显。     

某电厂氨氮污染物在地下水中运移规律研究

针对污染物对地下水环境的影响问题,该文采用数值模拟方法,以某电厂地下水中氨氮污染物作为预测因子,由GMS软件建立水文地质模型,进行了地下水中污染物运移数值模拟研究.模拟结果反映出污染物运移的规律,结论是:污染物排放简化为连续恒定排放的点源工况下,污染物影响范围以污染源为中心随时间不断扩大;污染物运移呈椭圆形扩散,长轴沿地下水流动方向延伸;距离污染源越近的位置,模拟期内污染物峰值浓度越高,距离越远峰值浓度越低;近污染源位置,污染物浓度随时间不断增大,但污染物浓度变化速率逐渐降低;顺地下水流方向远离污染源的位置,污染物浓度随时间不断增大,且污染物浓度变化速率不断增加.     

铅锌尾矿库地下水中Pb运移预测研究

以福建尤溪某铅锌尾矿库为例,运用Visual Modflow软件建立库区地下水溶质运移模型来研究污染物Pb的运移情况。结果表明,数值模拟反映尾矿库出水原水直接入渗含水层最不利情景时,污染物Pb对尤溪河及附近地下水影响甚小。而实际上,由于含水层上包气带的过滤、吸附等作用,尾矿库中Pb基本不会对库区附近地下水环境造成影响。     

基于FLUENT的尾矿库溃坝数值模拟及尾砂运动分析

尾矿库溃坝时危害巨大,为了研究广东某矿尾矿库溃坝后的后果,现对其溃坝过程进行模拟。该尾矿库分两期设计,第二期在一期坝的基础上采用下游外推式加高,现以该尾矿库为工程背景,根据现场情况取其研究参数,借助FLUENT软件建立尾矿库溃坝过程三维模型,研究其10~100 s内7个时间段尾砂流的运移距离、流动速度、以及冲击压力以及对二期尾矿库稳定性的影响,并根据数值模拟结果制定有针对性的预防和防治措施。。 ,（此处缺关键过程）结果表明：随着时间的增加,尾砂运移距离逐渐增大,流速和压力先增大后减小,尾砂在下泄过程中离坝址处较近的位置破坏的程度最严重,溃坝从发生至结束历时较短仅为400 s。尾砂溃坝冲击力巨大且迅速,但数值模拟的结果对实际预防和治理工程具有指导意义,能有效的保证尾矿库的安全。     

Heavy metal pollution model of tailings and the pollution simulation by visualization

Based on the analysis of whole mining process in metal mines, it was pointed out that the investigation of the heavy metal pollution of tailings should be taken as an important project for a metal mine. Combined with the anlysis of the characteristics of tailings, it is found that the transformation of the heavy metal dissolution process, the heavy metal ions migration with groundwater and the heavy metal transport in porous media are three key aspects. Accordingly, the models of heavy metal pollution were established with providing boundary conditions. Depending upon a case of Tonglushan Copper Mine tailings and its relevant area from Google maps’, a three-dimensional grid view of the tailings was set up. By application of Fluent software, the contaminated process of the heavy metal pollutants in the tailings was shown through digital visualization pattern.     

某氧化铜矿尾矿区重金属污染特征及农作物健康风险评价

为了探究氧化铜矿尾矿区重金属的环境风险,以云南省某典型铜尾矿库为研究对象,在尾矿库及周边区域采集表层样品和主要农作物,分析样品中重金属含量(Cd、As、Pb、Cu、Ni和Zn);运用单因子指数法、综合污染指数法和地累积指数法评价尾矿及周边土壤的污染状况,基于潜在生态风险指数法评估重金属生态风险程度,并利用目标危害商数法对农作物健康风险进行评价。结果表明:尾矿pH在9左右,属高碱性尾矿,尾矿区及周边区域受Cu污染最严重,其平均CF值达到高度污染水平,Cd达到中度及以上污染水平,少部分采样点中As达到中度至重度污染。根据潜在生态风险分析,Cu和Cd均具有较高潜在生态风险,为主要特征污染物。农田玉米粒的健康风险指数中,Cu具有最大贡献率,且植物叶片中铜富集较其它部位高。因此尽管表现为碱性尾矿,不易造成酸性废水排放污染,但该氧化铜矿尾矿周边仍然存在Cu、Cd等重金属污染的生态风险,同时该尾矿闭库修复后,应避免种植食用叶片的作物,避免重金属污染及Cu等重金属的摄入累积。     

库水位变动条件下的尾矿库溃坝模型试验研究

针对尾矿坝的溃决模式和尾矿库在库水位变动情况下发生溃坝危险等问题,采用自行设计的尾矿库溃坝模拟试验装置并考虑水位变化情况下,开展了尾矿库室内溃坝模型试验。结果表明：1）在库水位变动条件下,尾矿库发生漫顶溃坝,溃坝过程中,水流侵蚀引起的连续下切加深和溃口边壁发生失稳破坏引起的横向展宽是控制溃口演化的两个重要因素;2）坝体在溃决后发生明显的垂直沉降和水平位移,坝体沉降位移主要发生在坝肩和坝体中上部处,而坝体水平位移主要发生于坝体中下部和坝脚处;3）溃口处坝体下沉位移达到最大,溃口下泄泥沙流颗粒粒径随着距溃口距离的增加而逐渐递减,粒径分级现象由不明显到明显,临界距离为距溃口150 cm处。研究为尾矿库在库水位变动情况下的灾害防治提供较好的指导意义。     

红河某尾矿库坝体渗流稳定性分析

我国以往尾矿库技术不足,许多尾矿库存在设计不当的问题,潜在危险高.对此以云南红河某尾矿库为研究对象,通过现场勘查并结合室内土工试验与力学试验得到尾矿体渗透系数及力学参数,基于Geo-studio软件,构建尾矿库数值分析模型,研究尾矿库的渗流规律并对尾矿库坝体稳定性进行计算分析.对结果分析得出:尾矿库坝体在正常运行、洪水...     

西南地区某红土镍尾矿重金属污染特征及潜在生态风险研究

为探究红土镍尾矿对周边环境的潜在风险,以我国西南地区某典型红土镍尾矿为研究对象,采集了尾矿库及周边环境中尾矿、土壤、地表水、底泥及植被共58个样品,分析了该尾矿库的污染特征及周边环境污染风险,为该尾矿库重金属污染治理和修复提供依据。采用电感耦合等离子体光谱仪 (ICP-OES) 测定重金属铜、镍、钴、铬等含量;通过测试尾矿库中各重金属的形态特征,分析其潜在迁移能力。运用潜在生态风险指数分析尾矿库周边土壤的生态风险水平。结果表明：与我国西北、东北地区硫化镍尾矿中重金属Cu、Ni含量较高不同,该红土镍尾矿及其周边土壤中主要重金属为Ni、Co、Cr,Cu含量较小。形态分析结果表明,总体上各元素残渣态占比高于其他形态,但在个别深度上,Co还原态占比高于残渣态,Co潜在迁移能力大于Ni和Cr。库周边土壤及河流底泥中Ni、Co和Cr超标严重,土壤综合潜在生态风险平均值达到了严重污染,表明该镍尾矿库周边土壤已经受到了Ni、Co、Cr等重金属的严重威胁。尾矿库附近植物中重金属含量分析结果表明,部分植物中Ni、Co含量超过了生态土壤筛选值中植物体内重金属含量限值。     

强降雨洪水条件下尾矿库溃坝灾害影响研究

强降雨是导致尾矿库发生溃坝灾害的重要因素。为进一步探究强降雨洪水条件下尾矿库溃坝灾害影响,依托四川某尾矿库为研究对象,分析不同降雨频率条件下（200年、500年、1000年）的洪水暴发强度,并结合FLO-2D软件对强降雨条件下尾矿库溃坝影响进行了数值模拟。研究结果表明：溃坝量对尾矿库溃坝致灾程度有显著影响,溃坝砂流的灾害影响程度随溃坝量的增加而增大;溃坝尾砂流的最大淹没高度和峰值流速随溃坝量的增加而增大,下泄砂流的沿程淹没高度随尾砂运动距离的增加呈下降趋势;在地面高程变化幅度大的区域砂流的流速明显偏大,地面高程变化对砂流流速变化有较大影响。根据溃坝模拟结果,对强降雨条件下的溃坝尾砂流致灾影响程度进行了预估,为相关尾矿库溃坝灾害预测提供了参考。     

化学因素作用下某尾矿砂渗透特性及污染防治研究

尾矿作为矿山开采过程中不可避免的固体废弃物,其渗透（淋滤）特性是诱发环境污染的关键因素之一。以某铜矿山尾矿为例,采用自主设计的渗透（淋滤）装置,探讨了化学因素作用下不同干密度尾矿砂的渗透及淋滤特性,揭示了不同pH溶液环境下尾矿砂的渗透系数变化规律;针对尾矿淋滤对环境的污染现象,采用Visual MODFLOW数值软件,模拟了Cu2+在尾矿库内的迁移规律;并基于工程屏障阻滞理念,建立了污染物迁移模型,探讨了重金属污染的防治效果。结果表明：①随着溶液pH值降低,尾矿渗透系数逐渐增大,最大可增至1~2个数量级;②在盐溶液环境下,随着NaCl浓度升高,尾矿渗透系数先缓慢增加再逐渐降低;③ 工程屏障能够长期且有效阻滞污染源,可作为矿山环境污染防治及修复的重要手段。基于上述分析结果,提出了尾矿库重金属污染防治的工程措施,为相关工程实践提供借鉴。     

头顶尾矿库溃坝下游平原区防护措施优选研究

头顶尾矿库安全风险巨大,极易引发重大安全事故,因此,对该类尾矿库溃坝泥石流演进过程和下游防护措施进行研究具有重要意义。针对下游为开阔平原地形的尾矿库,通过模型试验与数值模拟两种方 法,研究了在不同下游拦挡坝布置形式下,坝体下游各位置的泥沙淤积厚度以及淹没范围,在此基础上对下游防护拦挡坝的布置形式进行了优选。通过分析溃坝后下游泥沙淤积厚度以及淹没范围,得出：①拦挡坝具 有拦挡和导流的双重作用,其中导流又分为横向导流和纵向导流。②坝体角度不同,拦挡坝发挥的作用不同：坝体夹角越大,表现为拦挡作用越明显;坝体夹角越小,表现为导流作用越明显。③坝体夹角为128°的拦 挡坝为最优防护措施,原因在于该坝型的折角可减缓下泄泥沙对坝体的冲击力,并且该坝型的双向导流作用增大了下泄泥沙的流动范围,降低了下游泥沙淤积厚度,能够使泥沙有效地排到周围,减小对下游居民的危 害。研究成果可为下游尾矿库防护措施优选提供决策依据。