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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，大壩限制了這種細碎且往往有毒的碎屑的儲層。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。

　　事實證明，尾礦壩極其容易發(fā)生事故。加拿大里賈納大學環(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年對尾礦壩百年來的潰決進行了廣泛的研究，發(fā)現(xiàn)在此期間，超過1/100的尾礦壩（占世界18 401個尾礦礦場的1.2%）坍塌。相比之下，傳統(tǒng)蓄水壩的潰壩率為萬分之一。

　　多種因素可能導致尾礦壩的潰決。這些物質(zhì)可能會慢慢泄漏出去，地震可能會撼動大壩及其地基發(fā)生晃動，而過快地填滿水庫可能會導致水庫溢水和維修問題，從而導致過量的水積聚起來。完善的工程設計是不夠的；對案例的分析表明，管理不善和經(jīng)營策略不當也是導致大壩潰壩的因素[5]。在布魯瑪丁霍大壩發(fā)生災難后，巴西當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月就發(fā)生了故障。據(jù)報道，在故障前的幾個月里，公司員工對不安全環(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，這場災難還促使全球礦業(yè)界呼吁采取行動。4月，國際采礦與金屬理事會（ICMM）、責任投資原則（PRI）和聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）對全球礦山尾礦儲存設施進行了獨立審查[8]。審查的目的是為尾礦庫設施的安全設計和管理建立一個國際標準，該標準可適用于所有尾礦壩，而不受其所在地或運營人的影響。

　　“該評估同意的新標準將是ICMM成員的強制性標準，并將在其全球所有運營資產(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準。”

　　撇開設計、運營和維護問題不談，布魯瑪丁霍礦難還提高了采礦工程師對氣候變化持續(xù)影響的認識，氣候變化可能導致更強的降水。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液化——這一過程被稱為液化，它增加了對潮濕、飽和的大壩墻的壓力，并增加了大壩變?nèi)鹾偷顾�的風險。在Azam和Li 2010年的研究中，他們在對218個大壩故障的仔細檢查中發(fā)現(xiàn)，異常的強降雨是一個常見原因。此外，過量降雨的影響隨時間增長而增加：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，這是一個與不穩(wěn)定的降雨有關(guān)的問題，”Butler說，“人們可能會為5000年一遇的事件設計這些水壩，但你會不斷聽到每10年就會出現(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導致排水系統(tǒng)、交通網(wǎng)絡和建筑物等其他基礎(chǔ)設施無法按設計運行，從而可能造成人員傷亡和廣泛而代價慘重的破壞。

　　馬里蘭大學土木與環(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值1.3×1012 美元的基礎(chǔ)設施建設，這是一種緊迫感。而且我可以向你們保證，大部分建造的設計并未考慮到氣候變化。”

　　由于擔心氣候變化的潛在影響，美國土木工程師協(xié)會（ASCE）于2011年成立了適應氣候變化委員會（CACC）。Ayyub是該委員會的創(chuàng)始成員和前任主席，該委員會的重點是建立新的做法，幫助土木工程師預測與氣候變化相關(guān)的溫度、降雨、風暴強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)設施都位于海岸附近。當暴風雨發(fā)生時，海平面上升會產(chǎn)生更大的浪涌和巨浪，這些會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)的設計初衷并不是為了應對不斷增加的洪水。Ayyub在上海同濟大學擔任榮譽教授兩年，目前正在調(diào)查高水位對上海地鐵系統(tǒng)的潛在影響。

　　Ayyub還擔任Climate-Resilient Infrastructure: Adaptive Design and Risk Management 的編輯，這是CACC在2018年出版的手冊，為“適應性設計”和風險管理概念的標準和指南的制定奠定了基礎(chǔ)。該手冊啟動了ASCE進程，根據(jù)美國國家標準協(xié)會的要求，為應對氣候相關(guān)危害的可持續(xù)基礎(chǔ)設施制定標準。Ayyub說，這項工作可能需要幾個月到幾年的時間才能完成，這取決于利益攸關(guān)方達成共識所需要的辯論程度。

　　當工程師計劃一個可能使用壽命為100年的新項目時，他們的設計決策是基于當前對氣候變化的估計。但這些估計數(shù)字可能會隨著溫室氣體排放的變化而波動，這些變化與全球人口和能源使用等因素有關(guān)，預計的影響也會有所不同。CACC手冊建議工程師應該每隔幾年重新審視一個項目，檢查設計背后的假設是否仍然適用。Ayyub說：“項目應該有內(nèi)置的功能，這樣如果需要加強的話，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建。”

　　雖然布魯瑪丁霍災難很難被解釋，因為“雨太大了”，但在工程設計和維護中考慮氣候變化的必要性不容忽視。持續(xù)的監(jiān)測變得越來越重要，特別是對于像尾礦壩這樣的動力更強、風險更大的基礎(chǔ)設施。Butler說：“重要的是要知道是否會發(fā)生危及人們生命的事情。

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