气候变化对尾矿库工程防洪安全的影响

孙靖霄

（中冶沈勘工程技术有限公司，辽宁 沈阳 110000）

现如今，在社会经济的快速发展的同时，全球气候环境也遭到了很大的破坏，受全球气候变暖影响，气候异常现象频频发生，极端降水天气会对社会经济及公民安全造成很大的威胁，对于气候变化所造成的自然灾害也开始越来越受到人们的重视和关注。对于尾矿库工程而言，如何做好洪水预防工作，加强防洪安全成为气候变化影响下尾矿库工程建设过程中一项重要的研究课题。

1 全球气候变暖所带来的气候影响变化

1.1 极端降水现象

社会经济快速发展所带来的环境问题已经成为全球热点话题，今年来我国一直在积极开展节能减排工作，以减少社会发展所带来的环境问题发生。但是由于全球气候变暖趋势影响，已经导致全球水文循环受到影响，过程速度加快，极端降水时间发生频率显著增加，很多降水量比较大的区域，强降水现象更为明显，对于一些降水量相对平均地区，出现强降水概率也在逐年增加，气候异常现象明显。有研究表明，受全球气候变暖影响，洪水等自然灾害发生概率将会大大增加，目前全球气候状况已经使该研究结论得到验证，在日本、美国、挪威、英国等很多国家和地区，强降水特征明显，这也使得我国也对洪水防范问题给予了更多的关注和重视。我国从上世纪80年代开始，暴雨发生概率已经在显著增加，特别是在长江中下游区域，这一现象更加明显，这也为我国防洪安全敲响了警钟，我国从上世纪90年代开始已经在积极进行防洪工程的设计建造，尽量避免因极端气候造成更多的危害和影响。

1.2 极端降水极值上涨

从近20年的全国降水记录数据来看，我国在暴雨频发的同时，暴雨极值也出于不断上升趋势，从历史记录来看，我国特大暴雨记录也在不断刷新，比如阿里山1748.5mm/24h暴雨记录以及广东湛江2007年8月1146.8mm/h记录无不提醒着人们需要更加重视气候变化所带来的危害和影响。除了降雨量极值上涨之外，暴雨发生时间也开始出现异常，比如最近2019年1月我国贵州省内多地降雨量已经突破历史极值，以都匀市奉合96.8mm/24h为最大，暴雨出现在冬季本身十分罕见，这也再一次印证了当前气候环境平衡被打破而出现了气候紊乱状态。

1.3 洪水极值不断提升

除了暴雨极值在不断上升以外，近年来我国洪水极值也在不断上涨。近年来我国社会经济取得了许多令人可喜的成绩，各行各业都在快速发展当中，国民经济呈现持续增长状态。在这样的发展背景下，对于钢铁、金属以及非金属等工业原材料的需求量也在不断提升，因此加强了这些工业原材料的开采生产工作，采矿业实现了快速发展，我国尾矿库工程也越来越多，随之带来的影响就是尾矿排放逐年增加，到2009年，每年已经达到6亿尾矿排放，这对于国家安全有着极大的影响，在尾矿库工程依旧在逐年增加的今天，加强尾矿库工程安全就显得尤为重要，这直接关系到周边居民财产人身安全问题以及对于周边环境、气候变化的安全影响问题。我国在上世纪90年代频频发生洪水，极值也在不断增加，这一现象在很大程度上对于我国尾矿库工程防洪安全问题造成影响，因此，研究尾矿库防洪安全问题有着非常重要的现实意义和研究价值。

2 气候变化下尾矿库工程防洪安全影响

2.1 尾矿库工程分布特点影响

我国经济的快速发展带动了采矿业的急速发展，到2009年我国尾矿库已经突破26000座，且依旧以300座/a速度增长。从尾矿库工程地区分布特点来看，我国大部分尾矿库都分布于西南、华南以及江南地区，这些地区都属于降水频发且降水量较多的地区。因此，在进行这些地区尾矿库工程建造时，更需要注意防洪安全问题，重视气候变化所带来的威胁和影响。通常而言，尾矿库下游多为较为发达的城镇，属于人口密集区域，一旦出现安全问题，将会造成很大的损失，尾矿库选址不合理问题要求这些地方的尾矿库更需要增强相关防洪设计标准，从而有效提高防洪安全质量。

2.2 尾矿库工程工作特点影响

将尾矿库工程防洪系统与水库防洪系统进行对比之后可以发现，尾矿库在进行防洪排洪时，除了及时排掉洪水以及尾矿澄清水以外，还要保证避免尾砂泄露，防止尾矿库排洪通道堵塞。在尾矿库工程中，排洪系统主要由两部分组成，分别是进水构建以及排水构建。随着尾矿坝的增加升高，其开始向后延长抬升，以调整进水位置及进水口高程，避免在排水的同时排掉砂，造成排洪通道堵塞。尾矿库在运行过程中，当尾砂掩埋掉大部分的构建物时，其堆积尾砂最多可以达到几百米。这一工作特性导致尾矿库工程的防洪安全是至关重要的，一旦出现堵塞，会使得洪水水位抬升，从而出现溃坝、堆积尾砂滑坡等非常严重的后果，极大影响到周边居民人身财产安全。据相关资料统计，我国尾矿库安全事故中有接近一半都是因为排洪系统出现问题所导致的。因此，加强尾矿库工程防洪安全是尾矿库工程建设过程中非常重要的一环。

2.3 设计及运行标准影响

气候变化对于尾矿库工程设计标准有着很大程度的影响，在进行设计时，需要对汇流区域的降雨量变化进行合理分析，以确定防洪安全标准；其次需要注意气候异常所带来的极端降雨天气影响，对运行规程进行相关调整编制；最后由于我国暴雨发生次数及极值都处于逐渐增长状态因此需要注重相关地质灾害对于工程的安全质量以及使用寿命影响。

3 气候变化下尾矿库工程防洪安全对策

在气候变化影响之下，为提升我国尾矿库工程防洪安全水平，需要在尾矿库工程防洪安全设计标准中积极引入“最大可能洪水”（PMP）概念。对于在暴雨后很有可能发生安全事故的尾矿库，在引入PMP概念之后，而可以有效防止在受到极端降雨影响之后排洪系统出现故障，避免因排洪不畅或阻塞而导致出现溃坝、漫坝现象。在进行尾矿库设计过程中，如果考虑到PMP概念，那么常规设计标准将会是引入PMP概念的设计标准的一半左右，相应的，其排洪能力也会是常规设计标准下建造的尾矿坝排洪能力两倍多，能够有效避免尾矿库排洪事故发生，加强工程质量，延长了使用寿命。

4 结语

随着气候变化的影响，我国极端天气发生频率上升，极端降水及洪水极值也开始呈现增长趋势，在这样的背景下，加强尾矿库工程防洪安全就显得尤为重要。洪水等自然灾害会对周边居民造成严重的财产及生命安全威胁，因此在全球气候变暖的今天，注意到气候变化对于尾矿库工程防洪安全影响成为设计、建设、运行关注重心，在极端天气到来之前做好相关防范工作是确保公民生命财产安全以及自身安全的必要工作。因此需要在气候调节的同时将“最大可能洪水”引入到尾矿库工程设计标准当中，从而对尾矿库工程的工程质量安全进行合理评估、减少恶劣天气所带来的影响，有效提高工程可靠性，为尾矿库工程防洪安全打下坚实基础。