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      2019年1月25日， 位于巴西布魯瑪丁霍附近的Córrego do Feijo鐵礦的尾礦壩發(fā)生了災(zāi)難性的破壞，下游釋放出巨大的有毒泥漿。污泥浪潮造成237人死亡，使該事件成為歷史上最致命的尾礦壩災(zāi)害之一。

圖片來源：Vinícius Mendonça/Ibama（ CC-BY-SA-2.0）

　　尾礦是采礦作業(yè)中產(chǎn)生的濕廢物，大壩限制了這種細(xì)碎且往往有毒的碎屑的儲(chǔ)層。最常見的尾礦壩——也就是所謂的“上游”壩——只不過是一堆厚厚的淤泥，隨著廢物的累積，這些淤泥越堆越高。巴西淡水河谷公司擁有并經(jīng)營的Córrego do Feijo礦上游大壩高87 m，蓄積了近1.3×107m3 的廢料。

　　事實(shí)證明，尾礦壩極其容易發(fā)生事故。加拿大里賈納大學(xué)環(huán)境系統(tǒng)工程教授Shahid Azam和克利夫頓聯(lián)合公司（位于加拿大里賈納）環(huán)境工程師Qiren Li在2010年對(duì)尾礦壩百年來的潰決進(jìn)行了廣泛的研究，發(fā)現(xiàn)在此期間，超過1/100的尾礦壩（占世界18 401個(gè)尾礦礦場(chǎng)的1.2%）坍塌。相比之下，傳統(tǒng)蓄水壩的潰壩率為萬分之一。

　　多種因素可能導(dǎo)致尾礦壩的潰決。這些物質(zhì)可能會(huì)慢慢泄漏出去，地震可能會(huì)撼動(dòng)大壩及其地基發(fā)生晃動(dòng)，而過快地填滿水庫可能會(huì)導(dǎo)致水庫溢水和維修問題，從而導(dǎo)致過量的水積聚起來。完善的工程設(shè)計(jì)是不夠的；對(duì)案例的分析表明，管理不善和經(jīng)營策略不當(dāng)也是導(dǎo)致大壩潰壩的因素[5]。在布魯瑪丁霍大壩發(fā)生災(zāi)難后，巴西當(dāng)局下令禁止在該國上游修建大壩，并已著手調(diào)查為何大壩在宣布安全后僅幾個(gè)月就發(fā)生了故障。據(jù)報(bào)道，在故障前的幾個(gè)月里，公司員工對(duì)不安全環(huán)境的投訴沒有得到重視。

　　除了給淡水河谷造成約4.8×109 美元的損失，并迫使其首席執(zhí)行官和其他幾位高管在3月份辭職外，這場(chǎng)災(zāi)難還促使全球礦業(yè)界呼吁采取行動(dòng)。4月，國際采礦與金屬理事會(huì)（ICMM）、責(zé)任投資原則（PRI）和聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）對(duì)全球礦山尾礦儲(chǔ)存設(shè)施進(jìn)行了獨(dú)立審查[8]。審查的目的是為尾礦庫設(shè)施的安全設(shè)計(jì)和管理建立一個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)可適用于所有尾礦壩，而不受其所在地或運(yùn)營人的影響。

　　“該評(píng)估同意的新標(biāo)準(zhǔn)將是ICMM成員的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，并將在其全球所有運(yùn)營資產(chǎn)上采用，” ICMM首席執(zhí)行官Tom Butler表示，“我希望非成員國也能簽署該標(biāo)準(zhǔn)。”

　　撇開設(shè)計(jì)、運(yùn)營和維護(hù)問題不談，布魯瑪丁霍礦難還提高了采礦工程師對(duì)氣候變化持續(xù)影響的認(rèn)識(shí)，氣候變化可能導(dǎo)致更強(qiáng)的降水。尾礦壩由于異常多雨，如果排水不足，大部分為固體的尾礦壩會(huì)液化——這一過程被稱為液化，它增加了對(duì)潮濕、飽和的大壩墻的壓力，并增加了大壩變?nèi)鹾偷顾�的風(fēng)險(xiǎn)。在Azam和Li 2010年的研究中，他們?cè)趯?duì)218個(gè)大壩故障的仔細(xì)檢查中發(fā)現(xiàn)，異常的強(qiáng)降雨是一個(gè)常見原因。此外，過量降雨的影響隨時(shí)間增長而增加：在2000年以前，25%的故障與過量降雨有關(guān)；2000年以后，比例上升到40% 。

　　“毫無疑問，這是一個(gè)與不穩(wěn)定的降雨有關(guān)的問題，”Butler說，“人們可能會(huì)為5000年一遇的事件設(shè)計(jì)這些水壩，但你會(huì)不斷聽到每10年就會(huì)出現(xiàn)5000年一遇的事件。”

　　盡管尾礦壩很可能受到影響，但與氣候變化相關(guān)的極端天氣事件可能會(huì)導(dǎo)致排水系統(tǒng)、交通網(wǎng)絡(luò)和建筑物等其他基礎(chǔ)設(shè)施無法按設(shè)計(jì)運(yùn)行，從而可能造成人員傷亡和廣泛而代價(jià)慘重的破壞。

　　馬里蘭大學(xué)土木與環(huán)境工程教授、技術(shù)與系統(tǒng)管理中心主任Bilal Ayyub說：“僅在美國，我們每年就投入了價(jià)值1.3×1012 美元的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，這是一種緊迫感。而且我可以向你們保證，大部分建造的設(shè)計(jì)并未考慮到氣候變化。”

　　由于擔(dān)心氣候變化的潛在影響，美國土木工程師協(xié)會(huì)（ASCE）于2011年成立了適應(yīng)氣候變化委員會(huì)（CACC）。Ayyub是該委員會(huì)的創(chuàng)始成員和前任主席，該委員會(huì)的重點(diǎn)是建立新的做法，幫助土木工程師預(yù)測(cè)與氣候變化相關(guān)的溫度、降雨、風(fēng)暴強(qiáng)度和海平面上升的變化。

　　這些變化可能以多種方式造成損害。例如，在世界各地的沿海地區(qū)，大多數(shù)基礎(chǔ)設(shè)施都位于海岸附近。當(dāng)暴風(fēng)雨發(fā)生時(shí)，海平面上升會(huì)產(chǎn)生更大的浪涌和巨浪，這些會(huì)淹沒建筑物和交通系統(tǒng)，淹沒排水系統(tǒng)，而這些排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)初衷并不是為了應(yīng)對(duì)不斷增加的洪水。Ayyub在上海同濟(jì)大學(xué)擔(dān)任榮譽(yù)教授兩年，目前正在調(diào)查高水位對(duì)上海地鐵系統(tǒng)的潛在影響。

　　Ayyub還擔(dān)任Climate-Resilient Infrastructure: Adaptive Design and Risk Management 的編輯，這是CACC在2018年出版的手冊(cè)，為“適應(yīng)性設(shè)計(jì)”和風(fēng)險(xiǎn)管理概念的標(biāo)準(zhǔn)和指南的制定奠定了基礎(chǔ)。該手冊(cè)啟動(dòng)了ASCE進(jìn)程，根據(jù)美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)的要求，為應(yīng)對(duì)氣候相關(guān)危害的可持續(xù)基礎(chǔ)設(shè)施制定標(biāo)準(zhǔn)。Ayyub說，這項(xiàng)工作可能需要幾個(gè)月到幾年的時(shí)間才能完成，這取決于利益攸關(guān)方達(dá)成共識(shí)所需要的辯論程度。

　　當(dāng)工程師計(jì)劃一個(gè)可能使用壽命為100年的新項(xiàng)目時(shí)，他們的設(shè)計(jì)決策是基于當(dāng)前對(duì)氣候變化的估計(jì)。但這些估計(jì)數(shù)字可能會(huì)隨著溫室氣體排放的變化而波動(dòng)，這些變化與全球人口和能源使用等因素有關(guān)，預(yù)計(jì)的影響也會(huì)有所不同。CACC手冊(cè)建議工程師應(yīng)該每隔幾年重新審視一個(gè)項(xiàng)目，檢查設(shè)計(jì)背后的假設(shè)是否仍然適用。Ayyub說：“項(xiàng)目應(yīng)該有內(nèi)置的功能，這樣如果需要加強(qiáng)的話，就不需要拆除，這樣我們就可以利用最初投入的土地來增加或擴(kuò)建。”

　　雖然布魯瑪丁霍災(zāi)難很難被解釋，因?yàn)椤坝晏�大了”，但在工程設(shè)計(jì)和維護(hù)中考慮氣候變化的必要性不容忽視。持續(xù)的監(jiān)測(cè)變得越來越重要，特別是對(duì)于像尾礦壩這樣的動(dòng)力更強(qiáng)、風(fēng)險(xiǎn)更大的基礎(chǔ)設(shè)施。Butler說：“重要的是要知道是否會(huì)發(fā)生危及人們生命的事情。

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