致命的大坝崩溃 - 导致巴西最糟糕的环境灾害之一 - 本可以预测

Brumadinho大坝崩溃前后

左上角和右下方是谷歌地球卫星图像的谷歌地球卫星在2019年1月25日之前和之后拍摄的Brumadinho尾矿坝。右下方和左下方左下角显示在大坝(红色和黄色颜色)上的前身运动,研究人员分析发现可以预测崩溃。信用:谷歌地球

根据诺丁汉和达特兰大学大学的一项新的研究,巴西最糟糕的环境灾害 - 也可以预见到200多人的大坝崩溃,这也可以预见到200多人 - 可以通过正确的监测技术预见。

高调的灾难在2019年1月25日举行的尾矿坝附近的CórregodoFeijãoIron矿石矿,靠近布鲁姆纳州镇东南巴西东南部的Minas Gerais State。

当大坝倒塌时,它导致污泥孵化,以覆盖周围的土地;居住,摧毁家庭和生计和污染河流的毒性材料。

Brumadinho卫星图像

坝崩溃前后Brumadinho的卫星图像。信贷:Lauren Dauphin的美国宇航局地球天文台图像,来自美国地质调查的Lauren Dauphin

巴西最大的矿业公司Vale拥有,尾矿坝被使用了40多年以上的矿井。虽然这种大坝随着添加更多材料并加压和转移,但加速运动不应发生这种情况并不罕见;这是一个失败的前兆。近年来,Brumadinho是第二谷拥有的矿山崩溃的矿山,以及全球许多广泛报告的失败之一。

对这种特殊类型的大坝的稳定性越来越担心,大量需要增强监测表示,领先作者助理教授斯蒂芬格巴比在大学诺丁汉地理空间研究所。

绘制地球表面的专家Grebby博士说:“大多数采矿公司目前依靠地面的传感器来监测水坝的稳定性。然而,这些通常在整个大坝上提供测量的覆盖率不足,这可能使得难以检测运动或其他痛苦的迹象。“

斯蒂芬格巴比

诺丁汉大学诺丁汉地理空间研究所的领导学习作者Stephen Grebby博士。信誉:诺丁汉大学

应用insar(卫星雷达成像)检查水坝周围的小地面运动不是目前的标准练习,这是Grebby博士希望看到变化的东西。

他与Durham University和诺丁汉大学分拆公司Terra Motion Ltd公司合作,识别Brumadinho的失败是否可以预见。

他们使用称为间歇性小型基线子集(ISBA)的先进的INSAR技术,由诺丁汉大学和TERRA MOTION开发,这有助于克服在利用植被地形上的一些更传统的INSAR技术时面临的限制。这项技术的另一个好处在地上的传感器上,它从上面看起来下来,并提供了更完整的地面运动图像,毫米级准确性

安迪播种机

Andy Sowter博士,Terra Motion Ltd.信贷:Terra Motion

Grebby博士补充说:“我们的ISBAS Insar结果表明,大坝的不同地区正在以不同的速度迁移,其中一些地区被认为在崩溃之前的两个月内突然加速。尽管采矿公司使用标准技术监测了没有明显警告的矿厂监控,但我们对前兆运动的分析表明崩溃的时间曾是可预见的。

“如果使用ISBAS INSAR技术定期监控,则可能会在其发生的一周内预测失败日期。至关重要的是,这种预测将在崩溃前约40天左右,允许时间提出警告,以便大坝变得不稳定。这可能导致更多的深入监测或其他缓解措施,以避免悲惨地展开的生命和环境灾害的丧失。“

刚刚发表的完整结果,本文对卫星数据的高级分析显示了Brumadinho尾矿坝崩溃的地面变形前体'在自然期刊通信地球和环境。

Durham大学危险,风险和恢复研究所的联合主任David Toll教授表示,“在润湿期间识别在润湿期间的接地运动加速,有助于证实预期的失效机制。尾矿大坝的崩溃可以通过减少尾矿中的抽吸减少,这是有助于内部菌株的内部菌株,其可以在脆性材料中诱导静态液化。“

Professor Jon Gluyas, Executive Director of Durham Energy Institute at Durham University said, “The novel use of InSAR satellite data to monitor the stability of dams is a real breakthrough as it means that you don’t need to instrument the ground in and around the dam to monitor it. Monitoring is thus no longer solely in the hands of the operating company.”

Andrew Sowter博士,Terra Motion Limited和ISBAS先进的Insar技术的发明者表示,“这项工作将无法在没有来自Sentinel-1任务的免费卫星数据的可用性,这是全球范围,并且可持续可预见的未来。随着本文中描述的创新方法和我们独特的INSAR产品,这意味着低成本的运营远程尾矿监测系统在世界任何地方的地方,区域甚至国家鳞片范围内。“

研究人员现在正在寻求将技术开发为可以向采矿业提供的软件,这些软件正在寻找可靠,预警系统,以预测尾坝迫在眉睫的崩溃的风险。结合地面的传感器,Grebby博士将先进的Insar技术视为监控工具盒的宝贵补充,以撤离和保护生活。

参考文献:“卫星数据的高级分析显示了Brumadinho尾矿坝崩溃的地面变形前体”由Stephen Grebby,Andrew Sowter,Jon Gluyas,David Toll,David Gee,Ahmed Athab和Renoy Girindran,1月2021日,通信地球和环境
DOI:10.1038 / S43247-020-00079-2

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