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          矿山生态修复中的供水系统工程

            为了保证矿山废弃地植被恢复工程的成功实施,在植被恢复初期需要人工补水,这就需要设置必要的供水设施。对一些没有条件的地方也可以采用水车供水。

          山西煤矸石矿山生态修复

          一、设计原则

          1.尽量充分利用原有的供水系统,包括充分利用原有矿区开采生产或是附近农林生产的水源、供水管线和动力系统。
          2、一般采用临时性管道供水,减少水量损失,对于供水管线在做好保护设施的情况下,可以不埋入地下。
          3、保证供水系统年限的条件下和满足矿山植被恢复用水需求的条件下合理选用供水管材、管径,降低成本。管材可以采用PVC管、UPVC管、PE管、铁管等。
          4、对高差太大的矿区废弃地,应设置多级调蓄水池和泵站,节约能源。
          5.管线要尽量做到短(线短)、直(顺直规整)。
          6、供水系统的布设应综合考虑,利用有限水资源的条件下,通过设置分支截门,实行分区供水。
          7、调蓄水池的砌筑材料可以就地取材,一般采用浆砌石或是砖混结构,有时可以采用蓄水坑,蓄水坑池必须做好防渗措施。

          山西煤矸石矿山生态修复

          二、供水系统布设要求

            供水系统包括水源、动力、管线部分组成,在有必要的情况下还包括调蓄水池。有些矿区的矿坑疏干水或是附近地表水源就能满足矿山植被恢复的供水需求,有些可能需要地下水补充或是修建蓄水设施以解决。
            供水管网的布设可以采用固定主管线和移动式支管相结合。分区进行植被恢复的矿区,可以将植被恢复稳定区域的供水管网挪移至需要植被补充供水的区域。
            供水主管线做到科学合理布设,利用有限管道长度将水输送到各个需要供水区域。可以在借助电力或是燃油动力的情况下,合理利用自然高差,适时适地设置调蓄水池。

          三、供水工程计算

          (一)蓄水池

            蓄水池设计时,应满足植被恢复的灌溉蓄水量,同时也满足蓄水拦沙的要求。蓄水容积计算:

          式中:V——蓄水池容积(m3);
             Ai——植被恢复面积(hm2);
             Mi——植被每公顷地一次最大需水量(m3);
             η——池水有效利用系数,η=0.7~0.8;
             n——淤积年限,n=5~10;
             h2——土壤年侵蚀深度(m)。

          (二)管道工程计算

            供水管道计算需要根据确定的供水管长度和假定的平均流速和管径确定管道的沿程水头损失、局部水头损失,最终确定泵的型号。
            塑料管道沿程水头损失hf按下式计算:

          式中: λ——水力摩阻系数;
             L——管段长度(m);
             di——管道内径(m);
             V——平均流速(m/s);
             g——重力加速度,g=9.81(m/s2)。
             λ采用下式计算:

          式中:Re为雷诺数。
            雷诺数应按下式计算:

          式中:γ为水的运动粘滞度(m3/s);不同温度下的γ值可参考表5-1。

          当水温为10℃时,根据以上公式得出沿程损失的变形公式为:

          式中:q——管道水流流量(m3/s)。
          局部水头损失一般按沿程水头损失的0.3考虑。

            本文选自《矿山生态植被恢复技术》,由快三网投平台董事长赵方莹、北京林业大学教授孙保平主持编著。

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