Hogy mozogtak a vörösiszap-tározó gátjai?
(Rovat: Katasztrófák ellen, Földmérési és Távérzékelési Int. , Envisat - 2012.05.02 08:15.)

Újabb műholdradaros adatok bevonásával még pontosabban sikerült meghatározni az ajkai vörösiszap-tározó 2010 októberében átszakadt gátjainak térbeli mozgását, a katasztrófát megelőző nyolc éven át!

Az Űrvilág hírportál történetének messze legolvasottabb cikke volt az, amelyben – alig több mint egy hónappal a súlyos magyarországi ipari katasztrófa bekövetkezte után – beszámoltunk az első műholdradaros vizsgálatok eredményeiről. Ezek szerint az ajkai timföldgyár X. számú zagytározójának fala jelentős mozgást végzett, így a gát stabilitásának monitorozásával a veszély akár évekkel a beleset előtt kimutatható lett volna. A Dr. Grenerczy Gyula (Földmérési és Távérzékelési Intézet, Kozmikus Geodéziai Obszervatórium) és Dr. Urs Wegmüller (Gamma Remote Sensing, Svájc) által végzett, az ún. állandó szórópontú apertúraszintézises műholdradar-interferometria (PSI) technikáját alkalmazó vizsgálat az Európai Űrügynökség (ESA) Envisat holdjának radaros méréseit használta, 2003-ig visszamenően. A módszer lényege, hogy műholdak radarjelekkel pásztázzák a Földet, a visszavert jeleket detektálják, az adatokat pedig elraktározzák. Minden áthaladáskor a visszavert radarjelekből a műhold „feltérképezi” a tájat. A különböző időpontokban végzett műholdas mérések segítségével, azok megfelelő tudományos módszerrel való feldolgozásával egyes objektumok mozgása nagy pontossággal meghatározható.

Az első analízishez az Envisat műhold csak az északról déli irányba történő áthaladásaikor végzett méréseket használták fel. Már ezek alapján is nyilvánvalóvá vált, hogy a gát egyes helyein mintegy 1-3 cm/év közötti sebességű mozgás volt tapasztalható műholdirányban, ami vagy süllyedésből, vagy kifelé csúszásból, esetleg ezek kombinációjából állt elő. A novemberben elkészült pontosabb elemzésben az Envisat műhold másik irányú (délről északra haladó) repülései során észlelt adatokat is feldolgozták és az előzőekkel kombinálták. Az újabb adatokat, amelyek közül az első 2002 novemberéből, az utolsó csupán öt nappal a 2010. októberi gátszakadás előttről származott, az ESA bocsátotta a kutatók rendelkezésére. Ezek az adatok nem csupán további ellenőrzést és felbontásbeli javulást jelentenek és tovább pontosítják a gát térbeli mozgásirányát, hanem elkülöníthetik a süllyedési és vízszintes mozgáskomponenst, ami utalhat arra, hogy elsősorban a talajszerkezet miatti differenciális süllyedésnek, avagy az iszap és a felhalmozódott víz nyomása miatti, a gátfalat kifelé nyomó, azokat a saroknál szétfeszítő vízszintes mozgásnak lehetett szerepe a gátszakadásban.

A kibővített, kombinált analízis egyrészt megerősítette, hogy a tározó tágabb és közvetlenebb környezete, Ajka, Kolontár és Devecser településeket is beleértve, nyolc év alatt lényegében stabil volt, ±2 mm/év határon belül. Ezzel ellentétben, a X. számú tározó falainál legalább az elmúlt 8 évben folyamatosan zajló jelentős mozgás, deformáció volt mérhető. A tározó nyugati gátfala esetében a két műholdrepülési irány adatai alapján sikerült a teljes térbeli sebességek nagyságát és irányát is rekonstruálni. Eszerint a nyugati gát főleg vízszintesen, nyugati irányba (kifelé) mozdult el; délről az északi része felé 1,2 cm/évről növekvő sebességgel, ami az összeomlott saroknál elérte a 2,1 cm/évet. Emellett a mozgásnak csak kisebb magassági komponense volt, ami a gátszakadás helyszínén 0,4 cm/év mértékű süllyedést jelentett. A kifelé irányuló vízszintes mozgás sebessége tehát többszöröse a magassági irányúnak, ami a gát menti talajszerkezet esetleges eltérő tartóereje miatti, a katasztrófához vezető feltételezett feszültség-felhalmozódást nem támasztja alá.

A felső két kép a vörösiszap-tározó gátjainak mozgását illusztrálja, külön-külön minkét (dél-északi, valamint észak-déli) műholdhaladási irány mellett végzett radarmérés-sorozatok alapján. Zöld szín jelzi a stabil pontokat. A negatív sebességértékek a műholdtól való távolodásnak, a pozitívak közeledésnek felelnek meg. Az alsó vázlaton az látható, hogy a két irányból végzett mérések alapján hogyan lehet a nyugati gát térbeli sebességét rekonstruálni. A tározó északnyugati sarkánál például nyugatra (kifelé), a vízszinteshez képes 11°-os szögben lefelé irányuló mozgás volt 2002 és 2010 között, közel 2,1 cm/év sebességgel (fekete nyíl).

Az északi gátfal mozgását viszont csak bizonyos feltételekkel lehetett meghatározni, részben a felszínének megváltoztatása miatt, másrészt pedig csak a délről északra haladó műholdpályák esetén voltak kedvezőek a geometriai körülmények. Ennek ellenére okkal feltételezhető, hogy a mért műholdirányú távolságnövekedés itt is főleg kifelé tartó mozgásnak felelt meg, ahogyan a szomszédos nyugati gát esetében is. Ebben az esetben az északi gát sebességének nagysága a megfigyelések alapján eléri a 3,9 cm/évet. A nyugati és északi gát kifelé, azaz nyugat illetve észak felé tartó mozgása az északnyugati saroknál összeadódik. Ez a szerkezetben hatalmas húzó- és nyírófeszültséget halmozott fel, ami végül a gát hirtelen töréséhez vezetett. Az adatok tehát az iszap és a felhalmozódott víz nyomása miatt a gátfalakat kifelé nyomó, azokat a saroknál szétfeszítő erőknek a gátszakadásban játszott szerepére utalnak.

A műholdradar-interferometriás mérésekből rekonstruálható egy legvalószínűbb modell a nyugati (balra) és az északi gát (jobbra) mozgástörténetéről. Eszerint a katasztrófát megelőzően legalább nyolc éven át olyan folyamatok játszódtak le, amelyek végül a tározó északnyugati sarkának „szétnyílásához” vezettek. (Ábrák: FÖMI KGO / Grenerczy Gy., U. Wegmüller)

A vörösiszap-tározónál bekövetkezett súlyos katasztrófához vezető folyamat feltárása mellett fontos tanulság, hogy a balesetet akár talán meg is lehetett volna előzni. Ehhez csupán hagyományos földi, vagy műholdas technikákat is használó geodéziai mérések rendszeresen ismételt sorozatára lett volna szükség, ami felhívhatta volna a figyelmet a deformációkra, s az esetlegesen szükséges óvintézkedéseket meg lehetett volna tenni (például a tározó feltöltésének leállítását, a gátak megerősítését). Azt is érdemes kiemelni, hogy ha nem is állnak rendelkezésre helyszíni mozgásvizsgálati mérések, a műholdradar-interferométeres technika akkor is segíthet, hiszen a korábban végzett radarmérések megfelelő feldolgozásával a már lezajlott mozgásokról is valós képet kaphatunk.

Az ajkai vörösiszap-tározóval kapcsolatos újabb vizsgálatról beszámoló tudományos publikáció – ahogy korábban az első vizsgálatok eredménye is – a Springer Natural Hazards című folyóiratában jelenik majd meg.