安监总局AQ尾矿库安全监测技术规范设计.docx
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安监总局AQ尾矿库安全监测技术规范设计
尾矿库安全监测技术规范（ing）
2010年09月06日发布2011年05月01日实施
前言
本规范的附录A、附录B是资料性附录。
本规范为强制性标准。
本规范由国家安全生产监督管理总局提出。
本规范由国家安全生产标准化技术委员会非煤矿山安全分技术委员会归口。
本规范负责起草单位：
中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司。
本规范参加起草单位：
中国安全生产科学研究院、北京矿咨信矿业技术研究有限公司、北京佳尔信息技术有限公司。
本规范主要起草人：
王运敏、项宏海、汪斌、周玉新、周敏、朱君星、段蔚平、张兴凯、王云海、谢旭阳、李全明、周鲁生、汪太平。
尾矿库安全监测技术规范
1范围
本规范规定了尾矿库及与其安全运行有直接关系的建（构）筑物等安全检测的原则、内容和要求。
本规范适用于中华人民共和国境内金属非金属矿物选矿厂在用尾矿库、氧化铝厂赤泥库。
其它湿式堆存工业废渣库及干式处理的尾矿库可参照执行。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本规程的引用而成为本规程的条款。
引用文件最新版本，以及其后的修订版均适用于本规范。
AQ2006-2005尾矿库安全技术规程
ZBJ1-90选矿厂尾矿设施设计规范
YS5418-95尾矿设施施工及验收规程
SL60-94土石坝安全监测技术规范
SL21-2006降水量观测规范
GB50021-2001岩土工程勘查规范
YS5229-96岩土工程监测规范
DL/T5395-2007碾压式土石坝设计规范
DL/T5129-2001压式土石坝施工规范
GB50026-2007工程测量规范
GB12898-91国家三、四等水准测量规范
GB12897-91国家一、二等水准测量规范
3术语和定义
下列术语和定义适用于本规范
3.1位移displacement
因荷载作用而引起结构外形或尺寸的改变的变形，结构任一点的变形为位移。
3.2渗流seepage
水通过坝体、坝基或坝肩空隙的流动。
3.3浸润线phreaticline
库水位一定时，坝体横剖面上稳定渗流的自由水面线（或渗流顶面线）。
3.4水力坡降hydraulicgradient
堆积坝体内，浸润线单位距离的落差。
3.5孔隙水压力porewaterpressure
土体内部孔隙内的水压力。
3.6监控指标monitorindex
对已建坝的荷载或效应量所规定的界限值。
该值可以是设计值；当有足够的监测资料时，也可以是经分析求得的允许值（或允许范围）。
前者称设计监控指标，后者称运行监控指标。
3.7数据采集装置dataacquisitionunit
按某种数据采集方式进行数据采集的装置。
3.8监测点monitoringpoint
监测仪器布置的位置。
3.9监测站monitoringstation
安装集线箱或数据采集装置的场所。
3.10监测管理站monitoringmanagementstation
安装采集计算机、采集软件及其相关外部设备的场所。
3.11监测管理中心站centralstationformonitoringmanagement
安装安全监测管理计算机、监测管理软件和相关外部设备的中央控制场所。
3.12采集系统acquisitionsystem
对监测仪器信号进行数据采集的软硬件系统。
3.13在线监测onlinemonitoring
应用现代电子、信息、通信及计算机技术，实现数据适时采集、传输、分析、管理的检测技术。
4总则
4.1一般规定
尾矿库安全监测设计、施工应由具备与其相应的专业技术的单位进行。
4.2监测原则
4.2.1尾矿库安全监测应遵循科学可靠、布置合理、全面系统、经济适用的原则。
4.2.2监测仪器、设备、设施的选择，应先进和便于实现在线监测。
4.2.3监测布置应根据尾矿库的实际情况，突出重点，兼顾全面，统筹安排，合理布置。
4.2.4监测仪器、设备、设施的安全、埋设和运行管理，应确保施工质量和运行可靠。
4.2.5监测周期应满足尾矿库日常管理的要求，相关的监测项目应在同一时段进行。
4.2.6实施监测的尾矿库等别根据尾矿库设计等别确定，监测系统的总体设计应根据总坝高进行一次性设计，分步实施。
4.3监测内容
监测内容包括位移、渗流、干滩、库水位、降水量。
4.4监测要求
4.4.1尾矿库的安全监测，必须根据尾矿库设计等别、筑坝方式、地形和地质条件、地理环境等因素，设置必要的监测项目及其相应设施，定期进行监测。
——一等、二等、三等、四等尾矿库应监测位移、浸润线、干滩、库水位、降水量，必要时还应监测孔隙水压力、渗透水量、混浊度。
五等尾矿库应监测位移、浸润线、干滩、库水位。
——一等、二等、三等尾矿库应安装在线监测系统，四等尾矿库宜安装在线监测系统。
4.4.2尾矿库安全监测，应与人工巡查和尾矿库安全检查相结合。
4.4.3尾矿库的安全监测工作在不同阶段应做到：
——设计阶段应提出安全监测系统的设计方案、技术要求、仪器设备清单和投资概算。
——施工阶段应根据监测系统设计和技术要求，由设计单位提出施工详图，承建施工单位做好仪器设备的埋设、安装、调试和保护；工程竣工验收时，应将竣工图、埋设记录、施工期记录及整理分析资料等全部汇编成工程档案，移交建设单位。
——试运行阶段应缩短监测周期，验证所有检测设施、仪器运行的有效性和准确性，达到设计要求后投入正常运行，对不符合要求的仪器应调换更新。
——运行期间应做好监测系统和全部监测设施的检查、维护、校正、监测资料的整编、检测报告的编写以及监测技术档案的建立。
4.4.4监测数据应及时整理，如有异常，应及时响应，当影响尾矿库运行安全时，应及时分析原因和采取对策，并上报主管部门。
4.4.5尾矿库监测实施不全、损坏、失效的，应根据情况予以补设或更新改造。
当尾矿库进行除险、加固、扩建、改建影响原监测系统时，应根据本规范作出相应的监测系统设计更新，并保持监测资料的连续性。
4.4.6当发生地震、洪水以及尾矿库工作状态出现异常等特殊情况时，对重点部位的有关项目加强监测。
5位移监测
5.1一般规定
5.1.1位移监测包括坝体和岸坡的表面位移、内部位移。
5.1.2位移监测用的平面坐标及水准高程，应与设计、施工和运行诸阶段的控制网坐标系统相一致。
5.1.3位移监测工作应遵守下列规定：
——表面水平位移及垂直位移监测，一般共用一个测点；内部水平及竖向位移监测宜结合布置。
——监测基点应设在稳定区域内；测点应与坝体或岸坡牢固结合。
基点及测点应有可靠的保护装置。
——位移监测的正负号规定：
水平位移：
向下游为正，向左岸（站在坝体上，以面向下游确定）为正；反之为负。
竖向位移：
向下为正，向上为负。
——监测测次，人工监测方式在监测设施安装初期每半个月进行一次，当坝体的变形趋于稳定时，可逐步减为每月一次；在线监测方式参见9.1.3的规定，但遇下列情况时，应适当增加测次：
地震、久雨、暴雨、台风之后；
位移量或位移速率显著增大时；
渗水（水质、水量）情况显著变化时；
库水位处在高水位时；
在坝体上进行较大规模的施工前后；
其它严重影响尾矿库安全运行的各种情况。
5.2表面位移
5.2.1监测内容
坝体表面位移包括水平位移和竖向位移。
5.2.2监测布置
——断面选择和测点布置：
监测断面宜选在最大坝高断面、有排水管通过的断面、地基工程地质变化较大的地段及运行有异常反应处。
——初期坝顶和后期坝顶各布设一排，每30~60m高差布设一排，一般不少于3排。
——测点的间距，一般坝长小于300m时，宜取20~100m；坝长大于300m时，宜取50~200m；坝长大于1000m时，宜取100~300m。
——各种基点均应布设在两岸岩石或坚实土基上。
5.2.3监测设施及安装
——测点和基点的结构必须坚固可靠，且不易变形。
——测点和土基上的基点的底座买入土层的深度不小于1.0m。
冰冻区应深入冰冻层以下0.5m。
5.3内部位移
5.3.1监测内容
内部位移包括内部水平位移、内部竖向位移。
5.3.2监测布置
——监测断面的布置应视尾矿库的等别、坝的结构形式和施工方法以及地质地形等情况而定，宜布置在最大坝高断面及其它特征断面（原河床、地质及地形复杂薄弱段等）上，可设1~3个断面。
——每个监测断面上可布设1~3条监测垂线，其中一条宜布设在坝轴线附近。
监测垂线的布置应尽量形成纵向监测断面。
——监测垂线上测点的间距，应根据坝高、结构形式、坝料特性及施工方法与质量等而定，一般2~10m。
每条监测垂线上宜布置3~15个测点。
最下一个测点应置于坝基表面，以兼测坝基的沉降量。
5.4岸坡位移
5.4.1检测内容
对于危及尾矿坝、排水沟构筑物及附属设施安全和运行的新老滑坡体或潜在滑坡体应进行监测。
5.4.2监测布置
应能掌握滑坡体范围及位移分布规律。
通常滑坡方向布设1~3个监测断面，包括主滑断面及其它特征断面。
6渗流监测
6.1一般规定
6.1.1尾矿坝渗流监测，包括渗流压力、绕坝渗流和渗流量等监测。
6.1.2凡不宜在坝体堆筑完毕后补设的仪器（设施），均应在坝体堆筑期适时安设。
当运行期补设测压管或开挖集渗沟时，应确保渗流安全。
6.2坝体渗流压力
6.2.1检测内容
坝体渗流压力监测，包括监测断面上的压力分布和浸润线位置的确定。
6.2.2监测布置
——监测横断面宜选在有代表性且能控制主要渗流情况的坝体横断面以及预计有可能出现异常渗流的横断面，一般不少于3个，并尽量与位移监测断面相结合。
——监测横断面上的测点布置，应根据坝型结构、断面大小和渗流场特征确定。
宜在堆积坝坝顶、初期坝上游坡底、下游排水体前缘各布置1条铅支线，其间部位每20~40m布设1条铅直线，埋深应参考实际浸润线深度确定。
——在渗流进、出口段，渗流各向异性明显的土层中，以及浸润线变幅较大处，应根据预计浸润线的最大变幅沿不同高程布设测点，每条铅直线上的测点数一般不少于2个。
6.2.3监测仪器及安装
——渗流压力监测仪器，应根据不同的监测目的、土体透水性、渗流场特征以及埋设条件等，一般选用测压管或振弦式孔隙水压计。
作用水头小于20m的坝、渗透系数大于或等于10-4cm/s的土中、渗压力变幅小的部位、监视防渗体裂缝等，宜采用测压管；作用水头大于20m的坝、渗透系数小于10-4cm/s的土中、监测不稳定渗流过程以及不适宜埋设测压管的部位，宜采用振弦式孔隙水压力计，其量程应与测点实际压力相适应。
——测压管宜采用镀锌钢管或硬塑料管，一般内径不大于50mm。
——测压管的透水段，一般长1~2m，当用于点压力监测时应小于0.5m，测压管的沉积段，一般长0.5~1m。
外部包扎足以防止周围土体颗粒进入无纺土工织物，透水段与孔壁之间用反滤料填满。
——测压管的导管段应顺直，内壁光滑无阻，接头应采用外箍接头。
管口应高于地面，并加防止雨水进入和人为破坏的保护装置。
——测压管的埋设，除必须随坝体堆筑适时埋设外，可钻孔埋设。
随坝体堆筑施工埋设时，应确保管壁与周围土体结合良好和不因施工遭受破坏。
——孔隙水压力计的选型，一般选用振弦式仪器。
当粘土的饱和度低于95%时，应选用带有细孔陶瓷虑水石的高进气压力孔隙水压力计。
——孔隙水压力计埋设时，宜在埋设点附近适当取样，进行土的干密度、级配等物理性质试验。
6.2.4检测方法与要求
6.2.4.1测压管水位的监测，一般采用电测水位计。
有条件的可采用示数水位计、遥测水位计或自记水位计等。
——测压管水位，两次测读误差应不大于2cm。
——电测水位计的测绳长度标记，应每隔1~3个月校正一次。
——测压管的管口高程，在监测设施布设初期应每隔1~3个月校测一次；在中后期应至少每年校测一次。
6.2.4.2振弦式孔隙水压力计的压力监测，两次读数误差应不大于1Hz。
测值物理量用测压管水位来表示。
6.3绕坝渗流
6.3.1监测内容
绕坝渗流监测，包括两岸坝端及部分山体、坝体与岸坡或混凝土建筑物接触面、两岸接合部等关键部位的渗流监测。
6.3.2监测布置
——尾矿坝两端的绕渗监测，宜沿流线方向或渗流较集中的透水层（带）设2~3个监测断面，每个断面上设3~4条奸恶铅直线（含渗流出口）。
如需分层监测，应做好层间止水。
——尾矿坝与刚性建筑物接合部的绕渗监测，应在接触轮廓线的控制处设置监测铅直线，沿接触面不同高程布设监测点。
——在岸坡防渗齿槽和灌浆帷幕的上下游侧各设1个监测点。
6.3.3监测仪器及安装同6.2.3。
6.3.4监测方法与要求同6.2.4。
6.4渗流量
6.4.1监测布置
——渗流量监测系统的布置，应根据坝型和坝基地质条件、渗漏水的出流和汇集条件以及所采用的测量方法等确定。
对坝体、坝基、绕渗及导渗（含减压井和减压沟）的渗流量，应分区、分段进行测量；所有集水和量水设施均应避免客水干扰；对排渗异常的部位应专门监测。
——当下有有渗漏水出逸时，应在下有坝趾附近设导渗沟（可分区、分段设置），在导渗沟出口或排水沟内设置水堰测其出逸（明流）量。
——当透水层深厚、地下水位低于地面时，可在坝下游河床中设测压管，通过检测地下水坡降计算出渗流量。
其测压管布置，顺水流方向设2根，间距约10~20m。
垂直水流方向，应根据控制过水断面及其渗透系数的需要布置适当排数。
6.4.2检测设施及安装
6.4.2.1根据渗流量的大小和汇集条件，选用如下几种方法和设备：
——当流量小于1L/s时宜采用量容积法。
——当流量在1~300L/s之间时宜采用量水堰法。
——当流量大于300L/s或受落差限制不能设量水堰时，应将渗流水引入排水沟中，采用测流速法。
6.4.2.2量水堰的设置和安装应符合以下要求：
——量水堰应设在排水沟直线段的堰槽段。
该段应采用矩形断面，两侧墙应平行和铅直。
槽底和侧墙加砌护，不漏水，不受客水干扰。
——堰板应与堰槽两侧墙和来水流向垂直。
堰板应平整和水平，高度应大于5倍的堰上水头。
——堰口水流形态必须为自由式。
——测读堰上水头的水尺或测针，应设在堰口上游3~5倍堰上水头处，尺身应铅直，其零点高程与堰口高程之差不得大于1mm。
水尺刻度分辨率应为1mm；测针刻度分辨率应为0.1mm、必要时可在水尺或测针上游设栏栅稳流。
6.4.2.3测流速法监测渗流量的测速沟槽应符合以下要求：
——长度不小于15m的直线段。
——断面一致，并保持一定纵坡。
——不受客水干扰。
6.4.3监测方法与要求
——渗流量的监测次数与渗流压力监测相同。
——量水堰堰口高程水尺、测针零点应定期校测，每年至少一次。
——用容积法时，充水时间不得少于10s。
平行二次测量的流量误差不应大于均值的5%。
——用量水堰监测渗流量时，水尺的水位读数应精确至1mm，测针的水位读数应精确至0.1mm。
堰上水头两次检测值之差不得大于1mm。
——测流速法的流速测量，可采用流速仪法或浮标法。
两次流量值之差不得大于均值的10%。
7干滩监测
7.1监测内容
包括滩顶高程、干滩长度、干滩坡度。
7.2滩顶高程测定
7.2.1尾矿库滩顶高程的测点布设，应沿坝（滩）顶方向布置测点，当滩顶一端高一端低时，应在低标高段选较低处检测1~3个点；当滩顶高低相同时，应选较低处不少于3个点；其他情况，每100m坝长选较低处检测1~2个点，但总数不少于3个点。
7.2.2滩顶高程测量误差应小于20mm。
各测点中最低点的标高作为尾矿库滩顶标高。
7.2.3滩顶高程根据滩顶上升情况，定时做好检测，随时掌握滩顶高程，汛前必须检测一次。
7.3干滩长度测定
7.3.1视坝长及水边线弯曲情况，选干滩长度较短处布置1~3个断面。
测量断面应垂直于坝轴线布置，在几个测量结果中，选最小者作为该尾矿库的沉积滩干滩长度。
7.3.2应在干滩设立干滩长度标尺，干滩较长时以50m为间隔，较小者以10m为间隔。
7.3.3在干滩长度发生较大变化时，及时检测，随时掌握干滩长度，汛前必须检测一次。
7.4干滩坡度测定
7.4.1检查尾矿库沉积滩干滩的平均坡度时，应视沉积干滩的平整情况，每100m坝长布置不少于2个断面。
测量断面应垂直于坝轴线布置，测点应尽量在各变坡点处进行布置，且测点间距不大于10~20m（干滩长者取大值），测点高程测量误差应小于5mm。
7.4.2尾矿库沉积干滩平均坡度，应按各测量断面的尾矿沉积干滩平均坡度加权平均计算。
7.4.3干滩坡度与设计不符时应采取相应的处理措施。
7.4.4干滩坡度根据坡度变化情况，一季度检测一次，随时掌握干滩坡度，汛前必须检测一次。
8水文、气象监测和排水构筑物检查
8.1一般规定
包括库水位、降水量监测和排水构筑物检查。
8.2库水位监测
8.2.1测点布置
——一般设置水尺或自记水位计，有条件时可设遥测水位计或自动测报水位计。
其延伸测读高程应高于设计洪水位。
——水尺零点高程每隔3~5年应校测一次。
当怀疑水尺零点有变化时应及时进行校测。
水位计应每年汛前检验。
8.2.3监测精度
水位监测的测量误差不应小于20mm。
8.2.4测次
除按水文、气象方面的规定外，泄水前后应各增加监测一次、汛期还应根据需要调整测次。
8.3库区降水量监测
监测设备用雨量器。
有条件时，可用自己雨量计、遥测雨量计或自动测报雨量计。
8.4排水构筑物检查
8.4.1检查内容
构筑物有无变形、位移、损毁、淤堵，排水能力是否满足要求等。
8.4.2检查次数
分为日常巡视检查、定期巡视检查和特别巡视检查三类。
——日常巡视检查：
在尾矿库生产运行期，宜每天或每两天一次；但每周不少于两次；尾矿库闭库后，一般宜每周一次i，或每月不少于两次，但汛期应增加次数。
——年度巡视检查：
在每年的汛前汛后、冰冻较重的地区的冰冻期和融冰期、有蚁害地区的白蚁活动显著期等，由管理单位负责人组织领导，对尾矿库进行比较全面或专门的巡视检查。
视地区不同而异，一般每年不少于二至三次。
——特别巡视检查：
当尾矿库遇到严重影响安全运行的情况（如发生暴雨、洪水、地震、强热带风暴，以及库水位骤升降或持续高水位等）、发生比较严重的破坏现象或出现其他危险迹象时，应由主管单位负责组织特别检查，必要时应组织专人对可能出现险情的部位进行连续监视。
8.4.3排水井检查内容
井的内径、窗口尺寸及位置，井壁剥蚀、脱落、渗漏、最大裂缝开展宽度，井深倾斜度和变位，井、管联结部位，进水口水面漂浮物，停用井封盖方法等。
8.4.4排水斜槽检查内容
断面尺寸、槽身变形、损坏或坍塌，盖板放置、断裂，最大裂缝开展宽度，盖板之间以及盖板与槽壁之间的防漏充填物、漏砂，斜槽内淤堵等。
8.4.5排水涵管检查内容
断面尺寸，变形、破损、断裂和磨蚀，最大裂缝开展宽度，管间止水及充填物，涵管内淤堵等。
8.4.6排水隧洞检查内容
断面尺寸，洞内塌方，衬砌变形、破损、断裂、剥落和磨蚀，最大裂缝开展宽度，伸缩缝、止水及充填物，洞内淤堵等。
8.4.7溢洪道检查内容
断面尺寸，沿线山坡滑坡、塌方，护砌变形、破损、断裂和磨蚀，沟内淤堵，溢流坎顶高程，消力池及消力坎等。
8.4.8截洪沟检查内容
断面尺寸，沿线山坡滑坡、塌方，护砌变形、破损、断裂和磨蚀，沟内淤堵等。
8.4.9检查记录和报告
8.4.9.1每次巡视检查均应详细做出记录。
如发现异常情况，除应详细记述时间、部位、险情和绘出草图外，必要时应测图、摄影或录像。
8.4.9.2现场记录必须及时整理，还应将本次巡视检查结果与以往巡视检查结果进行比较分析，如有问题或异常现象，应立即进行复查，以保证记录的准确性。
8.4.9.3日常巡视检查中发现异常现象时，应立即采取应急避险措施，并上报主管部门。
8.4.9.4年度巡视检查和特别巡视检查结束后，应提出简要报告，并对发现的问题及时采取应急措施，然后根据设计、施工、运行资料进行综合分析比较，写出详细报告，并立即报告主管部门。
8.4.9.5各种巡视检查的记录、图件和报告等均应整理归档。
9在线监测系统
9.1在线监测系统应包含数据自动采集、传输、存储、处理分析及综合预警等部分，并具备在各种气候条件下实现适时监测的能力。
9.1.2在线监测系统，应具备以下基本功能：
——数据自动采集功能；
——现场网络数据通信和远程通信功能；
——数据存储及处理分析功能；
——综合预警功能；
——防雷及抗干扰功能；
——其他辅助功能包括数据备份、掉电保护、自诊断及故障显示等功能。
9.1.3在线监测系统的选择，应符合下列基本性能要求：
——巡测采样时间小于30分钟，单点采样事件小于3分钟；
——测量周期为10分钟~30天，可调；
——监控中心环境温度保持在20℃~30℃，湿度保持不大于85%；
——系统工作电压为220（1±10%）V；
——系统故障不大于5%；
——防雷电感应不小于1000V；
——采集装置测量范围满足被测对象有效工作范围的要求。
9.2在线监测系统设计
9.2.1在线监测系统的布置，应符合下列要求：
——在线监测系统的更新改造设计应在完成原有仪器设备检验和坚定后进行。
——在线监测系统控制中心的设置应符合国家现行的有关控制室或计算机机房的规定。
9.2.2在线监测系统设备的选择应符合下列要求：
——数据采集装置，能适应应答式和自报式两种方式，按设定的方式自动进行定时测量，接受命令进行选点、巡回检测及定时检测。
——计算机系统，与数据采集装置连接在一起的监控主机和监测中心的管理计算机配置应满足在线监测系统的要求，并应配置必要二等外部设备。
——数据通信，数据采集装置和监控主机之间可采用有线和（或）无线网络通讯，尾矿库安全监测站或网络工作组应根据要求提供网络通信接口。
9.2.3在下监测系统软件应包括在线采集和安全监测管理分析两个模块。
安全监测管理分析模块应具备基础资料管理、各项监测内同适时显示发布、图形报表制作、数据分析、综合预警等功能。
其中数据分析部分应包括各项监测系统内容趋势分析、综合过程线分析等内容。
9.2.4接入在线监测系统的传感器应结构简单、传动部件少、容易维修、可靠性高、稳定性好。
9.3安装和调试
9.3.1对有相对位置和方向要求的监测设备的安装，在现场放样时，应严格控制坐标位置；监测设备的安装支架应埋设牢靠，水平度和垂直度应满足设计要求。
9.3.2在线监测系统安装过程中，应对系统设备进行线体试验、参数标定，做好详细记录。
9.3.3监测设施更新改造工程，在安装自动给监测传感器时，尽量不破坏原有可用的监测设施。
9.3.4在线监测系统调试时，应与人工监测数据进行同步必测。
9.4运行和管理
9.4.1应对在线监测系统每年至少进行一次系统检查，做好正式记录，存档备查。
9.4.2必须对在线监测系统加以防护：
——系统应采用专用电源供电，不应直接用现场照明电源。
系统电源应由稳压及过电压保护措施，以避免受当地电源波动过大的影响。
——系统应由可靠额防雷电感应措施，系统的接地应可靠，接地电阻应满足电气设备接地要求。
——电缆应加以保护，特别是室外电缆应布设在电缆沟或电缆保护管内。
电缆沟宜封闭，并应采取排水措施。
——易受周围环境影响的传感器应加以保护；安装在坝体外部的设备，应考虑日照、温
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