Červené bahno kolontár, maďarsko PŘípadová studie 1
BLOM spolu s Karoly Robert College dokončil analýzu průběhu ekologické katastrofy v Kolontáru v Maďarsku. Dr. Tomor Tamás, Karoly Robert College, tomor@karolyrobert.hu Jan Sirotek, BLOM, jan.sirotek@blomasa.com Blom spolu s Károly Robert College dokončil v posledních týdnech zpracování dat, získaných za pomoci laserového a hyperspektrálního snímkování, která byla pořízena za účelem zmapování ekologické katastrofy spojené s únikem červeného bahna z protržené hráze odkalovací nádrže hliníkárny v severozápadním Maďarsku. Zajímavé výsledky naší práce jsou nyní k dispozici pro veřejnost. Nejhorší ekologická katastrofa v historii Maďarska Dne 04.10.2010 se protrhla hráz nádrže, která zadržovala odpadní červený kal a vypustila tak do okolí 600-700 tisíc m3 směsi červeného kalu a vody. Dolní části oblasti, vesnice Kolontár, Devecser a Somlóvásárhely byly kompletně zaplaveny. Deset lidí zemřelo a dalších 120 osob bylo zraněno. Červený kal zaplavil 800 ha přilehlých oblastí. Nejzávažnější devastace byla způsobena v obcích Devecser a Kolontár, které se nacházejí v bezprostřední blízkosti nádrže. Katastrofa patří k nejhorším ekologickým katastrofám v maďarské historii. Obr. 1: Letecký pohled na obec Kolontar zaplavené červeným bahnem (foto ČTK) 2
Pozadí průzkumu Bezprostředně po katastrofě, 04. 10. 2010 započaly procedury pro získání potřebných povolení a 6. října bylo odsouhlaseno zadání. Hlavním cílem mise bylo zdokumentovat současný stav a určit další možná poškození přehrad s rizikem nových úniků červeného kalu. Po nezbytném plánování letů a mobilizaci jsme ve velmi krátkém časovém období 9 11. října provedli letecké snímkování. Štěstím v neštěstí byly vynikající povětrnostní podmínky bez mraků. Provedli jsme celkem 3 nálety s různými senzory: Termografie-NIR-VIS na ploše 4,2 km 2 LiDAR na ploše 10 km 2 Hyperspektrální snímkování na ploše 100 km 2 Celkem jsme provedli 12,5 hodin leteckého průzkumu a pořídili jsme 792 GB dat. Termografie a snímkování v blízkém infračerveném pásmu Snímkování bylo provedeno v geometrickém rozlišení lepším než 20 cm. Data byla získána ve 3 různých pásmech: viditelné "VIS" - 400-700 nm, blízké infračervené "NIR" - 720-1150 nm a tepelné "FIR" - 8 000-14 000 nm Průzkum byl proveden v oblasti nejblíže k protržené hrázi s úmyslem odhalit mezery a trhliny v přehradě, únik a "vlhká" místa v blízkosti přehrady. Obr. 2: Teplotní obraz západní části přehrady ((C) KRF 2010) 3
Obr. 3: Analýza tepelných a infračervených snímků ((C) KRF 2010) Tato analýza ukázala, že neexistují žádné další lomy nebo prosakování mezi nádrží 9 a 10, a že nedošlo k odlivu látky ze severní přehrady, ale významný únik byl identifikován na terase pod západní hrází (viz obr. 3).. Laserové skenování (LiDAR) Pro skenování byl použit systém Leica ALS 60 II. Výsledkem byl přesný a podrobný digitální model reliéfu, který nám umožnil následující analýzy: přesný odhad množství červeného kalu rozlitého na území výpočet skladovací kapacity přehrady podklady pro vypracování návrh na ochranu přehrady základní model pro modelování povodní vymezení množství odstraněné znečištěné půdy a bahna během rekultivace prostředí 4
Obr. 4: Senzor Leica ALS 60 II LiDAR Sběr dat byl proveden s hustotou 4 body / m2 a data byla použita pro tvorbu digitálního modelu povrchu s nejvyšší možnou přesností, a to 10 cm ve výšce. Digitální model byl pak převeden do formátu, vhodném pro modelování povodní SW MIKE, kde byla provedena simulace katastrofy. Obr. 5: Digitální model povrchu z rozbité nádrže v Kolontar ((C) Blom 2010) 5
Obr. 6: Protipovodňová modelování založené na LiDAR DSM ((C) Technická univerzita v Budapešti 2010) Hyperspektrální průzkum Spolu s technologií LiDAR a termální kamerou byl použit také AISA Eagle II hyperspektrální skener s cílem určit přesný rozsah znečištěné oblasti, stanovení míry koncentrace znečišťujících látek, zejména těžkých kovů a stanovení tloušťky usazeného červeného kalu v krajních oblastech. Obr. 7: Rozdělení oxidů hliníku a oxidů železa-((c) KRF 2010) Vzhledem k silné korelaci mezi oxidy hliníku, oxidy železa a těžkých kovů, mohou být koncentrace většiny těžkých kovů mapovány pomocí hyperspektrálnímu průzkumu. 6
Obr. 8: Oblasti znečištěné červeným blátem - tloušťka 0-15 cm ((C) KRF 2010) Mapa znečištěných oblastí, vytvořená na základě hyperspektrálního průzkumu byla porovnána s katastrálními mapami s cílem vyhodnotit škody na majetku jednotlivých vlastníků. Tato mapa se bude později používat pro odškodnění vlastníků. Závěr Obr. 9: Klasifikovaná mapa a digitální katastrální mapa s čísly parcel ((C) KRF 2010) Kombinace různých metod dálkového průzkumu Země se objevila jako velmi efektivní řešení pro hodnocení rozsahu a dopadů této obrovské ekologické katastrofy. To bylo možné na základě údajů získaných simulací podrobného průběhu toku červeného kalu a přesného zhodnocení rozsahu a koncentrace znečištění. Tyto technologie umožňují identifikovat možné trhliny v přehradách a nádržích, a proto by bylo v rámci prevence podobných katastrof ideální využít tuto technologii pro systematické sledování podobných staveb a nádrží. 7