巴西的一场严重的环境灾难——一处大坝倒塌，导致逾200人死亡——根据英国诺丁汉大学和杜伦大学的一项新研究，本可以通过正确的监测技术提前预见。这起备受关注的灾难发生在2019年1月25日，位于巴西东南部米纳斯吉拉斯州布鲁马迪尼奥镇附近的科雷戈杜费焦铁矿附近的尾矿库大坝。当大坝坍塌时，导致泥浆奔涌而出，覆盖周围土地；夺去生命，摧毁家园和谋生手段，污染河流，含有有毒物质。
这座尾矿库由巴西最大的矿业公司巴勒拥有，用于存放来自矿石的废料已有40多年。尾矿库随着添加更多材料而移动并压缩和转移，并非罕见，但加速移动不应发生；这是灾难发生的前兆。布鲁马迪尼奥是继几年前一座巴勒拥有的矿业大坝倒塌后的第二起事件，也是全世界许多被广泛报导的失败事件之一。
对于此类特定类型大坝的稳定性存在日益增长的担忧，需要加强监测，英国诺丁汉大学地理空间研究所助理教授史蒂芬·格雷比表示。
应用InSAR（卫星雷达成像）检测大坝周围细小地面运动并非目前的标准做法，这是格雷比博士希望看到的变化。
他与杜伦大学和诺丁汉大学的分拆公司Terra Motion有限公司合作研究，以确定布鲁马迪尼奥的倒塌是否可能提前预见。
他们使用了由诺丁汉大学和Terra Motion开发的高级InSAR技术ISBAS，该技术有助于克服在草木丛生地形使用一些较传统InSAR技术时所面临的限制。这项技术的另一个好处是与地面传感器相比，它可以从空中观察，提供更完整的地面运动图像，精度达毫米级。
格雷比博士补充说：“我们的ISBAS InSAR结果显示大坝的不同区域以不同的速率移动，其中一些在倒塌前两个月内突然加速。尽管矿业公司使用标准技术监测大坝时未发出任何明显警告，但我们对倒塌前期运动的分析表明，倒塌的时机是可以预见的。
“如果使用ISBAS InSAR技术进行常规监测，失败日期可以预测，在倒塌发生时的前一周内。至关重要的是，这种预测可能在倒塌前约40天就可以做出，从而有时间提出警告称大坝正变得不稳。这可能会导致更深入的监测或其他减轻措施，以避免悲剧性展开的损失和环境灾难。”
这些研究结果刚刚发表在自然期刊《通讯地球与环境》的论文《卫星数据的高级分析揭示了布鲁马迪尼奥尾矿库倒塌前的地面变形前兆》中。
杜伦大学灾害、风险和恢复研究院的联合主任大卫·托尔教授表示，“在倒塌前的湿润期间加速地面运动的发现有助于证实预期的失败机制。尾矿库的倒塌可以通过尾矿中吸力的减少产生内部应变来解释，这可能会导致易碎材料中的静态液化。”
研究人员现在正在努力将这项技术开发为一种软件，可以提供给矿业公司，这些公司正在寻找可靠的早期预警系统，以预测尾矿库即将倒塌的风险。格雷比博士认为，结合地面传感器，先进的InSAR技术可以成为监测工具箱的有价值补充，可以将人员疏散和保护生命。
诺丁汉大学的简介：
诺丁汉大学在2024年QS世界大学排名中位列欧洲第32位、英国第16位，是研究密集型大学卢塞尔集团的创始成员。在诺丁汉大学学习是一次改变生活的经历，我们自豪地解锁学生的潜力。我们有着创新精神，体现在创始人杰西·布特爵士的愿景中，我们引领着在中国和马来西亚建立校园的先行者之路——这是一个全球连接的教育、研究和工业合作网络的一部分。 诺丁汉大学曾荣获由泰晤士报和星期日泰晤士报2024年好大学指南颁发的体育大学奖——这是自2018年以来第三次获得这一荣誉，同时也得到了每日邮报2024年大学指南的认可。 根据2021年REF，我们是英国研究力量第七的最佳大学，诞生了MRI和布洛芬等发现，我们的创新改变生活，解决全球问题，如持续食品供应、终结现代奴役、发展更清洁的交通和减少对化石燃料的依赖。 作为一家重要的雇主和产业合作伙伴，我们的毕业生是英国顶级雇主的第二大目标，根据高空飞行员研究公司2022年的《毕业生市场》报告。 我们领导“诺丁汉大学倡议”，与诺丁汉特伦特大学合作，这是该市两所世界一流机构之间的开创性合作，旨在提高这座城市及其所在地区居民的繁荣、机会、可持续性、健康和福祉水平。 我们期待更多消息...”
