可以预测到致命的大坝倒塌（这是导致巴西最严重的环境灾难之一）

左上方和右下方是2019年1月25日坍塌前后布鲁马迪尼奥尾矿坝的Google Earth卫星图像。右上方和左下方显示了大坝上的先驱运动（红色和黄色），研究人员分析发现这是可以预测的倒塌。

诺丁汉大学和达勒姆大学的一项新研究表明，如果使用合适的监测技术，可以预见巴西最严重的环境灾难之一-大坝倒塌也造成200多人丧生。

备受关注的灾难于2019年1月25日在巴西东南部米纳斯吉拉斯州布鲁马迪尼奥镇附近的CórregodoFeijão铁矿附近的尾矿坝发生。

大坝倒塌时，造成大量淤泥覆盖周围的土地。夺走生命，摧毁房屋和生计，并用有毒物质污染河流。

大坝倒塌前后的布鲁马迪尼奥的卫星图像。

尾矿坝由巴西最大的矿业公司淡水河谷（Vale）拥有，已有40多年的历史了。虽然随着添加更多的材料并压实和移动这种水坝移动的情况并不少见，但不应发生加速的移动。这是失败发生的先兆。布鲁马迪尼奥（Brumadinho）是淡水河谷（Vale）拥有的第二座倒塌的采矿水坝，也是世界上许多被广泛报道的倒塌事件之一。

该大学的主要作者助理教授斯蒂芬·格雷比（Stephen Grebby）教授说，人们对这种特殊类型的大坝的稳定性越来越关注，并且需要加强监控。

从太空绘制地球表面专家的格雷比博士说：“目前，大多数矿业公司都依靠地面传感器来监测大坝的稳定性。但是，这些通常无法对整个大坝提供足够的测量范围，这可能使得很难检测到运动或其他遇险迹象。”

诺丁汉大学诺丁汉地理空间研究所首席研究作者Stephen Grebby博士。

目前尚不采用InSAR（卫星雷达成像）检查大坝内和周围的小地面运动，这是Grebby博士希望看到的变化。

他与达勒姆大学和诺丁汉大学的分拆公司Terra Motion Ltd.合作进行了这项研究，以确定是否可以预见布鲁马迪尼奥的失败。

他们使用了由诺丁汉大学和Terra Motion大学开发的，称为间歇小基线子集（ISBAS）的先进InSAR技术，该技术可以帮助克服在植被上使用某些更常规的InSAR技术时所面临的局限性。与地面传感器相比，该技术的另一个好处是它可以从上方俯视，并且可以提供毫米级精度的更完整的地面运动图。

Terra Motion公司首席技术官Andy Sowter博士

格雷比博士补充说：“我们的ISBAS InSAR结果表明，大坝的不同区域以不同的速度运动，其中一些在坍塌之前的两个月内突然加速。尽管采矿公司使用标准技术对大坝进行了监控，但未发出明显警告，但我们对前兆运动的分析表明，倒塌的时机是可以预见的。

“如果使用ISBAS InSAR技术进行常规监视，则可以预计故障日期会在发生后的一周内。至关重要的是，这种预测在倒塌前40天左右是可能的，从而有时间提出警告，警告大坝正在变得不稳定。这本可以导致进行更深入的监控或采取其他缓解措施，以避免悲剧性发展所造成的生命损失和环境灾难。”

完整的发现刚刚发表在《自然》杂志《通讯地球与环境》上的论文“对卫星数据的高级分析揭示了布鲁马迪尼奥尾矿坝倒塌的地面形变前兆”中。

达勒姆大学（Durham University）危害，风险和适应力研究所共同主任戴维·托尔（David Toll）教授说：“在湿润期间，即在破坏发生之前，识别地面运动的加速度有助于证实预期的破坏机制。尾矿坝的坍塌可以通过减少尾矿中的吸力来解释，这会导致内部应变，从而导致脆性材料中的静态液化。”

达勒姆大学达勒姆能源研究所执行董事Jon Gluyas教授说：“将InSAR卫星数据用于监测大坝的稳定性是一种真正的突破，因为这意味着您无需在地面及其周围测量地面。大坝监视它。因此，监控不再完全由运营公司掌握。”

Terra Motion Limited的CTO和ISBAS先进InSAR技术的发明者Andrew Sowter博士说：“如果没有Sentinel-1任务的免费卫星数据的可用性，这项任务将是不可能的。可预见的未来。加上本文所述的创新方法和我们独特的InSAR产品，这意味着低成本的远程尾矿监控系统已遍布全球各地，地方，甚至国家的规模。”

研究人员现在正在寻求将该技术开发为可以提供给采矿业的软件，矿业正在寻找一种可靠的预警系统来预测尾矿坝即将倒塌的风险。结合地面传感器，Grebby博士将先进的InSAR技术视为监视工具箱中宝贵的补充，可用于疏散和保护生命。

参考：Stephen Grebby，Andrew Sowter，Jon Gluyas，David Toll，David Gee，Ahmed Athab和Renoy Girindran于2021年1月4日在通讯地球与环境杂志上发表的“对卫星数据的高级分析揭示了Brumadinho尾矿坝倒塌的地面形变前兆”。
10.1038 / s43247-020-00079-2