基于卫星影像的巴西淡水河谷矿坝决堤的深入分析

据报道，2019年1月25日位于巴西米纳斯州布鲁马迪纽市（Brumadinho）东北方9公里附近的一座1300万立方米的尾矿坝发生崩塌事故（具体位置如图1所示），截止目前已造成了115人死亡，248人失踪。

1.总体对比

中科院遥感卫星地面站在发生灾难的第一时间启动响应，通过各种渠道，多方搜集矿坝决堤区域的国内外数据，已成功接收GF-1和GF-1B分别在2019年1月29日和2019年1月30日两景灾区的高分影像，并搜集到多景国内外矿难前后的影像。图2显示的是灾前1月24日和灾后1月29日的影像对比，图中红线区域为事故的受灾区。

图2 矿坝决堤区域灾害发生前后遥感影像对比

由于发生矿坝决堤区域目前处于雨季，因此在灾害发生后一直未获得有效的遥感影像，直到在1月27日的影像图上能够大体看到矿坑以及受影响区域的状况，但是还受到云雾的影响，1月29日，才获取灾害区域清晰的遥感影像。在图2中，红线范围内为提取的这次矿坝决堤的受灾范围，约为3.1平方公里。图3展示的是利用1月29日影像，叠加到地形后的三维图示，可以看出尾矿坝体决堤后，其矿坑内的矿渣、泥浆等瞬间流出，最终流入到矿坑旁边的Paraopeba河(帕劳佩巴河)中。

2.局部对比

如图4所示，挑选了受灾区四个重点区域A/B/C/D进行局部对比分析，其中A区域主要是尾矿坑所在区域，B/C/D是这次溃坝冲毁的主要房屋和桥梁所在地。

（1）溃坝矿坑区域（A区域）

如图5所示，展示的溃坝矿坑灾害前后的状况对比。该区域包括一个尾矿坑和一处铁矿堆放场。此次灾害是在尾矿坑发生溃坝后，坝体内的矿渣、泥浆倾泻而出，也将矿坝下方的铁矿堆放场淹没，因此此次溃坝的倾泻物不仅仅有矿渣、泥沙还有部分铁矿石，会对生态造成极大的影响。

（2）矿区生活区（B区域）

如图6所示，显示的是在矿区铁矿堆放场南侧的矿区生活区灾难前后的影像，从图中可以看出该区域的房屋建筑等都被矿坑的倾泻物淹没。该区域是这个矿区的生活区，发生灾害是正是中午左右，有大量的矿区雇员和矿工正在生活区用餐和休息，因此此次事故主要的人员伤亡为该区域的活动的雇员与矿工。

（3）铁路公路桥和居民区（C区域）

如图7所示，展示的在受灾区域一段铁路桥和居民区被破坏淹没的前后影像对比。该铁路桥是整个Paraopeba铁矿矿区重要交通线，因此会对后续该铁矿矿区的产量产生较大的影响。铁路桥旁边的居民区完全被淹没。

（4）居民区（D区域）

如图8所示，展示的此次事故经过Parque da Cachoeiras 镇时，淹没的居民区的状况。黄色椭圆区域是淹没的主要区域。尾矿坑溃坝后的泥浆等在流经该镇后流入了旁边的旁边的Paraopeba河(帕劳佩巴河)。

3.生态威胁

由于该尾矿坑的倾泻物主要是铁矿渣、泥浆和沙土，还有少部分铁矿石，这些矿渣和铁矿石富含铁、镁、铝、铅、汞、砷等元素，因此此次事故除了造成将近1平方公里的森林被毁坏（相当于15个足球场）外，其泥沙和矿渣最终注入Paraopeba河(帕劳佩巴河)，会造成河水的大幅度污染。目前已经检测出来该河流的铁、镁、铝等金属元素超标，铅、汞在初期超标，目前已经降至正常水平，另外砷元素会随着泥沙沉积在河底，持续造成污染。而Paraopeba河是沿河居民灌溉、饮水以及渔业生产的重要基地，会对下游造成极大的经济和生态危机，目前已经在Paraopeba河下游发现大面积鱼类死亡的现象。另外Paraopeba河最终注入巴西第二大河流圣弗朗西斯科河，圣弗朗西斯科河会向布鲁马希诺（Brumadhino）以及1,400公里外的伯南布哥州（Pernambuco）的数百个城市和大城市如Petrolina提供饮用和灌溉用水。此次事故是否也会对圣弗朗西斯科河造成污染还需进一步实地取样调查。图9展示的是事故发生后，矿坑倾泻物入河处河水的变化，在入河处上游为较浅颜色的河水，而在入河处下游河水为深褐色。图9展示的是Paraopeba河灾害前后大区域的变化对比，可以看出灾前整个河流由于雨季，河水呈现浅土黄色，而发生事故后河水呈现深棕色，事故对河水的影响较大。

图9 矿坑倾泻物入Paraopeba河处河水的变化图

4.对我国的影响

此次事故对我国的主要影响体现在铁矿石的价格上面。此次事故的尾矿坑和铁矿区域属于淡水河谷公司，该公司是世界第一大铁矿石生产和出口商。事故发生后公司承诺，将关闭多达10%的铁矿石产能，以避免再出现上周溃坝事故类似事件。该公司CEO称，将暂停使用这些大坝，并在未来三年斥资50亿雷亚尔（约合13亿美元）让这些大坝退役。这一消息推升了铁矿石价格。受其影响，全球铁矿石市场1月30日出现剧震，在新加坡交易所，铁矿石期货价格一度大涨9.5%，至每吨86.10美元，为2017年3月以来的最高水平，我国大连商品交易所的铁矿石合约也出现涨停。

具体到此次事故区域，主要造成了该事故区域向外运输铁矿的铁路线中断，其中铁矿转运场彻底被淹没损毁，通往铁路主干线的铁路桥被破坏，沿线的铁路路基受到一定程度的影响，且沿线公路大量被冲毁，如图10所示。此事故所在Paraopeba矿区2018年年产量为2730万吨，占整个淡水河谷年产量的7%左右，相当于日均影响7.3万吨，对于整体巴西南部粉混矿的影响较大，因此外围辐射影响的日均产量可能还要大于7.3万吨。现在就是看对应paraopeba矿区发货的CPBS和GUAIBA的港口库存的库存量还能够支撑几天，但从之前的报道看，淡水河谷公司在这里的常备库存很少，基本在300-400万吨左右的水平，估计很难支撑到复产。此次事故对于所在的Paraopeba矿区运输造成很大影响，目前我们仍然在保持高频跟踪，持续关注灾后重建及运输生产的恢复时间，另外CPBS及GUAIBA港口的最新卫星数据我们将于近期获取，持续跟踪评估。