Űrvilág űrkutatási hírportál (http://www.urvilag.hu)

 

Évek óta süllyedt az ajkai vörösiszap-tározó gátja
(Rovat: Katasztrófák ellen, Földmérési és Távérzékelési Int. , Hazai kutatóhelyek és űripar - 2010.11.15 13:30.)

Műholdas radarfelvételek feldolgozása során feltárult a vörösiszap-tározó október 4-én átszakadt gátjának múltja – egyelőre 7 és fél évre visszamenően.

Az ajkai timföldgyár X. számú vörösiszap-tároló kazettájának átszakadt gátján közel 700 000 köbméternyi erősen lúgos anyag ömlött ki, ami elárasztott három települést. Magyarország egyik legnagyobb ipari és ökológiai katasztrófája következtében 10 ember halt meg, 150-en megsérültek, 350-400 ház rongálódott meg vagy vált lakhatatlanná.

Megjelentek az első eredményei annak a vizsgálatnak, melyet egy magyar vezetésű űrkutató csoport végez, hogy megismerjük az ajkai vörösiszap-tározó múltbeli stabilitását, mozgástörténetét. Az egyéni kutatói kezdeményezésre indult vizsgálatot Dr. Grenerczy Gyula (Földmérési és Távérzékelési Intézet, Kozmikus Geodéziai Obszervatórium) és Dr. Urs Wegmüller (Gamma Remote Sensing, Svájc) végezték az Európai Űrügynökség (ESA) és a Kepler Space közreműködésével. A kutatómunkában az egyik legújabb, legkorszerűbb, igen komplex űrgeodéziai módszert, a differenciális és az állandó szórópontú apertúraszintézises műholdradar-interferometriát (PSI) alkalmazták. A módszer lényege, hogy műholdak radarjelekkel pásztázzák a Földet, a visszavert jeleket detektálják, az adatokat pedig elraktározzák. Minden áthaladáskor a visszavert radarjelekből a műhold képet alkot a tájról, s így a különböző időpontokban végzett műholdas mérések segítségével, azok megfelelő tudományos módszerrel való összehasonításával egyes objektumok mozgása nagy pontossággal meghatározható. (A technikáról magyar nyelven részletesen itt olvashatnak.)

A vizsgálati módszernek több különlegessége is van. Ez az egyetlen létező mozgásvizsgálati technika, ami a múltba lát, s így utólagosan is kimutathatók vele a mozgások. Akkor is, ha senki soha ott nem végzett korábban semmilyen mérést. Minden más technikánál mérési pontokat kell telepíteni, helyszínen kell a méréseket elvégezni, s várni, hogy idővel az elmozdulások kimutathatóvá váljanak. Ez esetben viszont a helyszíni ponttelepítés és mérések helyett a műholdak már évekkel (akár közel két évtizeddel) ezelőtt elvégeztek minden szükséges mérést. Így a mozgástörténet helyszíni munka és mérések nélkül is a múltba visszamenően vizsgálható. További előnye, hogy nem kell engedélyt kérni, az adott területre belépni. Amit az űrből a műhold lát, annak a mozgása vizsgálható. A módszerrel akár 18 évre visszamenően, 1992-ig meg lehet ismerni a mozgástörténetet illetve stabilitást.

A vörösiszap-tározóval kapcsolatban először az Európai Űrügynökség 2001-ben felbocsátott Envisat műholdjának ASAR szenzorával készített radarfelvételeket vizsgálták. A műhold által a területről készített összes felvételt bevonták az analízisbe. Az első 2003 márciusában, az utolsó a katasztrófa előtt másfél hónappal készült. Az interferometrikus technika lehetővé teszi, hogy a felvételek közötti elmozdulások meghatározhatók legyenek, s az egyes reflektáló felszínek elmozdulásairól idősor a készüljön. Ilyen reflektáló felszínek az egyes emberi építmények, szerkezetek. Ellenben a szántóföldek, erdők, mezők, vízfelszínek nem alkalmasak az Envisat ASAR szenzorral végzett műholdradaros mozgásvizsgálatra. A geometria is lényeges elem a detektálhatóságot tekintve, hisz szükséges, hogy visszavert jel beérkezzen a műhold antennájába.


Az Envisat méréseinek geometriai vázlata. A műhold a radarjeleket visszaverő tárgyak (itt például a gát, középen) eltérő időpontok között (T1 és T2) bekövetkezett látóirányú (LOS) elmozdulását tudja megmérni.

A műhold nagyjából észak-déli pályán halad, s jobbra lefelé néző szenzorral rendelkezik. Közel 23 fokos magassági szögben küldi a jeleket és detektálja a visszavert hullámokat. A nem megfelelő konfiguráció esetén a radarjel más irányban halad, s így nem detektálható a műholdantenna számára. A vizsgálatba északról délre haladó leképezéseket vontak először be. A kutatás további szakaszában a másik irányt is megvizsgálják, hisz a reflexiók a más irányból történt felvétel esetén máshonnan is lehetnek, így több pontban és részletesebben lehet majd vizsgálni a mozgásokat.

A vizsgált területen összesen több mint 15 ezer (!) pontban sikerült a kutatóknak meghatározni a sebességet és a mozgástörténetet az adatok alapján. A vizsgálatok kimutatták, hogy a tározó gátrendszere évek óta nagy sebességgel süllyed. Ezek a süllyedések nem csupán intenzívek (mértékük évente az 1 cm-t is meghaladta), hanem egyenetlenek is a gát mentén. A gát egyes részei jobban, más részei kevésbé süllyedtek, folyamatos mechanikai feszültséget okozva a gát szerkezetében. A kis területen lejátszódó nagy mozgáskülönbség okozhatta a végzetes törést és a gátszakadást. A gát a kimutatott maximális süllyedés és a legnagyobb differenciális mozgás helyén szakadt ki. A szakadás helyétől 120 méterre a nyugati gát szinte stabil volt, míg annak déli része szintén jelentősen süllyedt. A vizsgálat eredményeiből következik, hogy a gátak stabilitásának monitorozásával a mozgások évekkel ezelőtt kimutathatók lettek volna. A nagymértékű és térben változatos differenciális mozgás egyértelműen jelezte volna, hogy csak idő kérdése a szerkezet törése, átszakadása. Így annak stabilizálásáról gondoskodni lehetett és kellett volna. Ezek az első eredmények egyelőre 2003-ig visszamenve mutatták ki a süllyedést.


A terület színkódolt sebességtérképe. Minden egyes pontban 7,5 évre visszamenően, összesen 32 különböző időpontban ismert a mozgástörténet, azaz minden egyes pont a következő ábrán mutatottakhoz hasonló sűrűségű idősorral rendelkezik. (A kép nagyobb felbontásban innen letölthető.)

A gátszakadás következtében kritikus állagromlást szenvedett északi gát mozgásairól ebben az észleléssorozatban nincs információ, hisz az a műholdas jelküldéshez képest kedvezőtlen irányítottságú szerkezet, így megbízhatóan értelmezhető reflexió nem érkezik vissza a műhold antennájába. Ebben más észlelési geometria segíthet. A vizsgálat elkövetkező fázisaiban a régmúltat, az ESA ERS-1 és ERS-2 műholdjaival 1992-től 2000-ig terjedő időszakot lefedő radaradatokat is megvizsgálják. Más műholdrepülési irány alkalmazását, valamint más hullámsávban működő műholdak adatainak vizsgálatát tervezik. A legmegbízhatóbb és legtöbb észlelést és a legrészletesebb idősort azonban az itt bemutatott Envisat műhold adja.



Az ajkai vörösiszap-tározó X. kazettájának és közvetlen környezetének mozgástörténete 2003 és 2010 között idősorokkal (fent). Az egyes kiválasztott idősorok (lent) a gát mentén az különböző szegmensek mozgását mutatják 2003-tól 2010 szeptemberéig az egyes műholdfelvételek alapján. (A kép nagyobb felbontásban innen letölthető.) (Ábrák: FÖMI KGO / Grenerczy Gy., U. Wegmüller; a bal felső képet készítette az Interspect Kft., a Greenpeace támogatásával)

Következtetések:

  • Az Envisat műholdradaros adatok bizonyítják, hogy Ajka, Devecser, Kolontár települések és a vörösiszap-tárózó közvetlen környezete is általánosan igen stabil. A pontok ±2 mm/évnél alacsonyabb sebességgel rendelkeznek.
  • Az X. számú vörösiszap-tározó gátrendszerének a vizsgált műholdradaros észleléssorozat által leképezett részein az adatok szignifikáns és nagymértékű, -1 cm/évet meghaladó sebességű mozgást mutatnak a 2003-2010-es időszakban. Az Envisat műholdradarjának észlelési iránya 25 fokkal tér el a függőlegestől és 12 fokkal a nyugati iránytól északnyugat felé.
  • Az adatok térben egyenetlen mozgást mutatnak a gát mentén, ami a szerkezetben a nyírófeszültség folyamatos felhalmozódását jelzi.
  • A vizsgált műholdradaros észleléssorozat által leképezett gátrészek közül a legnagyobb múltbeli mozgás a tározó északnyugati sarkában volt detektálható (-12,2 mm/év műholdirány; -13,5 mm/év, ha tisztán süllyedés; -28 mm/év, ha tisztán vízszintesen kifelé, azaz nyugat felé mozog).
  • A X. számú vörösiszap-tározó kazetta gátrendszerén az elmúlt évek során észlelt mozgások nagymértékűnek mutatkoznak, s meghaladják a -12 mm/évet, ami több mint -9 cm elmozdulásnak felel meg a vizsgált 7,5 év alatt. Az értékek magasan a 0,3 mm/év hibahatár felett vannak.
  • A mozgás sebessége és az elmozdulás elegendően nagyok ahhoz, hogy helyben végzett földi vagy űrgeodéziai módszerekkel évekkel ezelőtt már detektálhatók lettek volna.
  • A gátrendszer mozgásainak monitorozása felhívhatta volna a figyelmet a szerkezet esetleges szakadásának veszélyére, megteremtve ezzel az elhárítás lehetőségét.
  • Amint a kutatók demonstrálták, a PSI műholdas technika lehetővé teszi a deformáció monitorozását távolról, terepi munka nélkül, nem csak a jelenben, hanem – időben visszamenve, korábbi adatok alapján – a múltban is. Ez a technikát egyedülállóvá teszi, és az egyetlenné, ami még akkor is alkalmazható, ha az alulértékelt veszély, a hiányzó szabályozás, vagy más okok miatt méréseket korábban nem végeztek.
  • Az eredmények rámutatnak a monitorozás fontosságára, és arra, hogy szükséges annak kifejezett jogszabályszerű előírása.

Kitekintés:
A mostani eredmények az Envisat műhold mérései alapján születtek. Ez esetünkben a legmegbízhatóbb és a legtöbb észlelést, a legrészletesebb idősort adja. A további vizsgálatok a korábbi ERS műholdak által észlelt adatok alapján feltárják majd a régebbi múltat, 2000-től egészen 1992-ig visszamenően. Az Envisat hold másik repülési irányában észlelt adatok további ellenőrzést és felbontásbeli javulást jelentenek, és tovább pontosítják a gát térbeli mozgásirányát. A távoli múlt vizsgálata különösen fontos, hiszen a Magyar Alumínium Termelő és Kiskereskedelmi Zrt. (MAL) kommunikációja rámutat, hogy az állam 1997-ben arra kötelezte a vállalatot, hogy vízzáró falat építsen a tározó köré. E fal a talajszint alatt eléri a 10-18 méteres mélységet, az első vízzáró réteget, meggátolván a vizek természetes elfolyását, megváltoztatván a talaj stabilitását. A gáton kimutatott változó mértékű intenzív süllyedést okozhatta az említett tározó területének felszín alatti vízszigetelése miatt vizesedett, meglazult talaj. Az ERS adatok analízise választ adhat arra, hogy vajon a gát stabilitása és mozgástörténete valóban megváltozott-e az 1997-es események óta.

A kutatásról szóló jelentés megjelent az Európai Űrügynökség földmegfigyelési honlapján. A vizsgálat eredményeiről beszámoló tudományos publikáció jelenleg elbírálás alatt van a Geophysical Research Letters című nemzetközi szakfolyóiratnál, teljes szövege ugyancsak elérhető az ESA oldaláról.

Teljes verzióMinden jog fenntartva - urvilag.hu 2002-2020