Обрушение дамбы в Брумадинью: Опасность возникла после вывода из эксплуатации, показало исследование

Катастрофа у небольшого городка Брумадинью на юго-востоке Бразилии произошла вскоре после полудня 25 января 2019 года. На близлежащем железорудном руднике обрушилась хвостохранилище — дамба для хления шламовых, мелкозернистых остатков переработки руды.

Огромный селевой поток объемом около 10 миллионов кубических метров разжиженных хвостов затопил территорию рудника, разрушил соседние поселения и унес железнодорожный мост. Погибло не менее 270 человек. Экосистема реки Параопеба ниже по течению от рудника была уничтожена. Хотя дамба имела систему мониторинга, катастрофу никто не предвидел.

Исследование профессора Александра Пузрина, главы Института геотехнического строительства ETH Zurich и эксперта по моделированию оползней, пролило свет на причины катастрофы. Работа опубликована в журнале Communications Earth & Environment. Ученые использовали численные и аналитические модели и определили физический механизм, объясняющий аварию.

Дамба хвостохранилища, построенная в 1976 году по принципу upstream (смещенные друг на друга ступени, как в лестнице), к 2019 году состояла из 10 ступеней и имела высоту 86 метров. Согласно новым выводам, начальные поверхности скольжения появились в теле насыпи на высоте второй ступени еще во время строительства. После вывода дамбы из эксплуатации в 2016 году эти поверхности продолжили расширяться горизонтально из-за ползучести (creep deformation) — медленных, накапливающихся микросмещений в мелкозернистых, хрупких хвостах. В итоге они достигли критической длины, что привело к движению слоев хвостов, обрушению дамбы и сходу смертоносного селя.

Выводы исследования тревожны в двух аспектах: критическая поверхность скольжения росла в период, когда хвостохранилище уже не загружалось, то есть без дополнительной внешней нагрузки; и этот рост не вызывал значительных внешних деформаций дамбы, которые система мониторинга могла бы распознать как угрожающие.

"Наша модель может провести анализ риска для существующих дамб и спрогнозировать вероятность их разрушения", — говорит профессор Пузрин. Это открывает новые возможности, поскольку подобные прорывы до сих пор невозможно предсказать с помощью обычных систем мониторинга. Полученные данные также могут способствовать повышению безопасности земляных дамб в целом, например, в сейсмических условиях.