1985年7月19日:斯塔瓦谷水坝坍塌

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自16世纪以来,在意大利特伦托省斯塔瓦山谷一直进行着含银矿物的采矿活动。在20世纪初,特别是自1934年以来,人们的兴趣转向了萤石,这是一种重要的化学工业矿物。最重要的矿山位于普雷斯塔韦尔山脚下,俯瞰整个斯塔瓦山谷

为了分离和浓缩萤石,普雷斯塔韦尔矿于1961年从简单的重力选矿法(基于矿物密度的不同)转向更有效的浮选法,该方法使用水、岩石和起泡剂的混合物从岩石碎屑中提取萤石。然而,这个过程产生大量的有毒和半液态废料,这些废料必须被收集、储存和干燥。

为了处理大量的泥浆,在一个附近的斜坡上开始建造一个储水池。水池的大坝是通过将砾石和沙子从水和泥浆中分离出来建造的,这是一种廉价的建造方法,但只适用于小型水池。


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水池位于山谷地面以上150米处,距离斯塔瓦小村庄的最后一批房屋800米。1969年,第一座大坝的高度达到了25米,即使之前计划只有9米,并决定在第一座水池上方建造第二座水池。第二座水池的大坝高34米(当代摄影作品中两座水池的样子,来自ANNOVI)。

图1. 普雷斯塔韦尔矿的两座水池的示意性重建和横截面 - 位于冰川起源的不透水斜坡上,水池的大坝由沙子和砾石层构成,其中含有水和液态废泥/淤泥。然而,在不透水的沼泽斜坡上,泥浆的排水和干燥很困难。

1974年,特塞罗(距离约5公里)地方政府要求对这两座水池进行安全和稳定性控制。这项(今天看来是不完整的)研究于1975年进行,结论是大坝的坡度“非同寻常”,建筑的稳定性“处于极限”。尽管如此,矿业公司还是向当局提供了一份积极的安全报告,因此第二座大坝在随后的几年里得以加高,唯一的妥协是将坡度限制在最大值39至40°。

在1978年至1982年期间,这两座水池没有被使用。在这几年里,大坝和水池再也没有受到检查,矿业公司没有检查,负责特伦托省采矿活动的公共管理部门也没有检查。

水坝于1985年7月19日12:22:55坍塌(坍塌后两座水池的残骸,图来自LUCCHI 1995)。由此产生的泥石流造成了意大利最严重的灾难之一,导致268人死亡,摧毁了62栋建筑物,并摧毁了8座桥梁。

上部大坝首先坍塌,向下倾泻并引发了下部大坝的坍塌。大约18万立方米(来自两座水池总容积30万立方米)的泥浆、沙子和水以90公里/小时的速度释放到斯塔瓦山谷并冲向斯塔瓦村。此外,主要的波浪从地下侵蚀了4万至5万立方米,并融入泥石流中。泥石流在50秒后到达村庄,冲垮建筑物,然后持续了三分钟,直到到达4.2公里外的阿维西奥河,吞没并摧毁了沿途的一切(灾难前后斯塔瓦山谷的航拍照片;来自W.I.S.E.)。

图2. 斯塔瓦山谷的破坏,由普雷斯塔韦尔矿的两个储水池坍塌产生的泥石流造成(图片来自维基百科公共领域)。

对灾难的法律调查证实,大坝维护不善,安全系数(一个考虑沉积物的休止角和坡度的计算值)太小。

图3. 各种材料的示意性休止角,该值取决于沉积物的粒度和含水量。考虑到用于建造普雷斯塔韦尔矿大坝的材料(含有大量淤泥和粘土的沙子,并充满水),选择39°的值异常高。

上部大坝坍塌的最后触发因素之一被认为是漏水,这可能是由于用于从液态泥浆中排水的管道破裂造成的(沼泽地下太不透水,无法使泥浆干燥) - 可能是管道被积聚的沉积物的重量压弯了。堵塞的水池不断增加的水压,再加上水的饱和削弱了大坝的沉积物,最终导致了灾难性的坍塌。

参考文献

LUCCHI, G. (1995): Stava perchè. Editore Cuca & Genovese. Trento

在线资源

ANNOVI, A.(): La frana di Stava. 访问时间:2011年7月18日

世界信息能源服务组织 (2009年5月13日): 斯塔瓦尾矿坝溃坝事故(意大利特伦托)。 访问时间:2011年7月18日

My name is David Bressan and I'm a freelance geologist working mainly in the Austroalpine crystalline rocks and the South Alpine Palaeozoic and Mesozoic cover-sediments in the Eastern Alps. I graduated with a project on Rock Glaciers dynamics and hydrology, this phase left a special interest for quaternary deposits and modern glacial environments. During my research on glaciers, studying old maps, photography and reports on the former extent of these features, I became interested in history, especially the development of geomorphologic and geological concepts by naturalists and geologists. Living in one of the key area for the history of geology, I combine field trips with the historic research done in these regions, accompanied by historic maps and depictions. I discuss broadly also general geological concepts, especially in glaciology, seismology, volcanology, palaeontology and the relationship of society and geology.

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