Luận văn thạc sĩ mô phỏng các kịch bản sóng thần phát sinh trên đới đứt gãy kinh tuyến 109o và đánh giá độ nguy hiểm sóng thần cho dải ven biển nam trung bộ

Luận văn thạc sĩ phân tích mô phỏng các kịch bản sóng thần phát sinh trên đới đứt gãy kinh tuyến 109o và đánh giá độ nguy hiểm, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất giải

• Tác giả: Vũ Văn Phòng
• Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Hồng Phương
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Hải dương học
• Đề tài: Mô Phỏng Sóng Thần Và Đánh Giá Nguy Hiểm Ven Biển
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CÁM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ SÓNG THẦN
• 1.1. Một số khái niệm cơ bản
• 1.2. Trượt lở ngầm dưới đáy biển
• 1.3. Nguyên nhân sinh ra sóng thần
• 1.4. Sóng thần phát sinh do động đất
• 1.5. Sóng thần phát sinh do trượt lở
• 1.6. Sóng thần phát sinh do hoạt động núi lửa
• 1.7. Sóng thần phát sinh do vụ nổ hạt nhân
• 1.8. Sóng thần phát sinh do sự va chạm các tiểu hành tinh và thiên thạch vào Trái Đất
• 1.9. Các đặc điểm lan truyền của sóng thần
• 1.10. Dấu hiệu nhận biết sóng thần
• 1.11. Những thiệt hại do sóng thần gây ra
• 1.12. Tình hình nghiên cứu sóng thần trên thế giới và ở Việt Nam
• 1.12.1. Tình hình nghiên cứu sóng thần trên thế giới
• 1.12.2. Tình hình nghiên cứu sóng thần ở Việt Nam
• 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA MÔ HÌNH VÀ QUY TRÌNH THỰC HIỆN ĐÁNH GIÁ ĐỘ NGUY HIỂM SÓNG THẦN
• 2.1. Khu vực nghiên cứu
• 2.2. Kinh nghiệm của các nước trên thế giới về nghiên cứu đánh giá độ nguy hiểm sóng thần
• 2.3. Cách tiếp cận trong đánh giá độ nguy hiểm sóng thần
• 2.4. Nguồn phát sinh sóng thần
• 2.4.1. Trượt lở ngầm dưới đáy biển
• 2.5. Mô hình số trị mô phỏng kịch bản sóng thần
• 2.5.1. Lý thuyết của Mô hình COMCOT
• 2.5.2. Mô đun đứt gãy đàn hồi biến dạng tức thời
• 2.5.3. Mô đun chuyển động của trượt lở đất
• 2.5.4. Hệ thống lưới tính và dữ liệu địa hình
• 2.5.5. Công cụ thực hiện
• 3. CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ ĐỘ NGUY HIỂM SÓNG THẦN CHO DẢI VEN BIỂN NAM TRUNG BỘ, VIỆT NAM
• 3.1. Đánh giá độ nguy hiểm sóng thần từ các kịch bản động đất cực đại
• 3.1.1. Xây dựng kịch bản động đất cực đại
• 3.1.2. Đánh giá độ nguy hiểm sóng thần
• 3.2. Đánh giá độ nguy hiểm sóng thần từ kịch bản trượt lở ngầm dưới đáy biển cực đại
• 3.2.1. Xây dựng kịch bản trượt lở ngầm dưới đáy biển cực đại
• 3.2.2. Đánh giá độ nguy hiểm sóng thần
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về mô phỏng sóng thần và đánh giá nguy hiểm ven biển

Mô phỏng sóng thần là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng nhằm hiểu rõ hơn về các kịch bản sóng thần có thể xảy ra và đánh giá nguy hiểm cho các khu vực ven biển. Sóng thần, một hiện tượng tự nhiên nguy hiểm, có thể gây ra thiệt hại lớn về người và tài sản. Việc nghiên cứu và mô phỏng các kịch bản sóng thần giúp các nhà khoa học và chính quyền địa phương có thể chuẩn bị tốt hơn cho các tình huống khẩn cấp.

1.1. Khái niệm cơ bản về sóng thần và nguyên nhân phát sinh

Sóng thần là một chuỗi các đợt sóng lớn sinh ra từ các biến động địa chất mạnh mẽ, như động đất, trượt lở ngầm dưới đáy biển, hoặc hoạt động núi lửa. Những nguyên nhân này tạo ra sự thay đổi đột ngột của mực nước biển, dẫn đến sự hình thành sóng thần.

1.2. Tình hình nghiên cứu sóng thần trên thế giới và Việt Nam

Nghiên cứu sóng thần đã được thực hiện rộng rãi trên thế giới, đặc biệt là ở các quốc gia ven biển như Nhật Bản và Mỹ. Ở Việt Nam, nghiên cứu về sóng thần bắt đầu từ những năm 1990, với nhiều công trình nghiên cứu quan trọng đã được thực hiện nhằm đánh giá nguy cơ sóng thần cho các khu vực ven biển.

II. Vấn đề và thách thức trong mô phỏng sóng thần

Mô phỏng sóng thần đối mặt với nhiều thách thức, bao gồm việc thu thập dữ liệu chính xác và xây dựng các mô hình mô phỏng hiệu quả. Các yếu tố như độ sâu của biển, cấu trúc địa chất và các điều kiện khí tượng đều ảnh hưởng đến độ chính xác của mô phỏng. Việc thiếu dữ liệu có thể dẫn đến những sai lệch trong kết quả mô phỏng, gây khó khăn trong việc đánh giá nguy hiểm.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến mô phỏng sóng thần

Độ sâu của đáy biển, cấu trúc địa chất và các điều kiện khí tượng là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến mô phỏng sóng thần. Những yếu tố này cần được xem xét kỹ lưỡng để đảm bảo tính chính xác của các mô hình.

2.2. Khó khăn trong việc thu thập dữ liệu

Việc thu thập dữ liệu chính xác về các vùng biển và các sự kiện địa chất là một thách thức lớn. Thiếu dữ liệu có thể dẫn đến những sai lệch trong mô phỏng, ảnh hưởng đến khả năng đánh giá nguy hiểm của sóng thần.

III. Phương pháp mô phỏng sóng thần hiệu quả

Có nhiều phương pháp khác nhau để mô phỏng sóng thần, bao gồm mô hình số trị và mô hình xác suất. Mô hình số trị thường sử dụng các phương pháp tính toán phức tạp để dự đoán hành vi của sóng thần, trong khi mô hình xác suất tập trung vào việc đánh giá nguy cơ dựa trên dữ liệu lịch sử.

3.1. Mô hình số trị trong mô phỏng sóng thần

Mô hình số trị sử dụng các phương pháp tính toán để mô phỏng hành vi của sóng thần. Các mô hình này có thể dự đoán độ cao và tốc độ của sóng khi chúng tiến vào bờ, giúp đánh giá nguy hiểm cho các khu vực ven biển.

3.2. Mô hình xác suất và ứng dụng trong đánh giá nguy hiểm

Mô hình xác suất tập trung vào việc đánh giá nguy cơ sóng thần dựa trên dữ liệu lịch sử. Phương pháp này giúp xác định xác suất xảy ra của các kịch bản sóng thần khác nhau, từ đó đưa ra các biện pháp ứng phó hiệu quả.

IV. Ứng dụng thực tiễn của mô phỏng sóng thần

Mô phỏng sóng thần không chỉ giúp hiểu rõ hơn về các kịch bản sóng thần mà còn có ứng dụng thực tiễn trong việc lập kế hoạch ứng phó và giảm thiểu thiệt hại. Các kết quả từ mô phỏng có thể được sử dụng để xây dựng các hệ thống cảnh báo sớm và phát triển các chiến lược quản lý rủi ro hiệu quả.

4.1. Hệ thống cảnh báo sớm sóng thần

Các kết quả từ mô phỏng sóng thần có thể được sử dụng để xây dựng hệ thống cảnh báo sớm, giúp cộng đồng ven biển chuẩn bị tốt hơn cho các tình huống khẩn cấp.

4.2. Chiến lược quản lý rủi ro và ứng phó

Mô phỏng sóng thần cung cấp thông tin quan trọng cho việc phát triển các chiến lược quản lý rủi ro, từ đó giảm thiểu thiệt hại do sóng thần gây ra cho các khu vực ven biển.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu sóng thần

Nghiên cứu và mô phỏng sóng thần là một lĩnh vực quan trọng trong việc bảo vệ các khu vực ven biển khỏi các hiểm họa thiên nhiên. Tương lai của nghiên cứu này sẽ phụ thuộc vào việc cải thiện các phương pháp mô phỏng và thu thập dữ liệu chính xác hơn. Việc hợp tác quốc tế trong nghiên cứu sóng thần cũng sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao khả năng ứng phó với sóng thần.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu liên ngành

Nghiên cứu sóng thần cần sự hợp tác giữa các lĩnh vực khác nhau như địa chất, khí tượng và công nghệ thông tin để phát triển các mô hình chính xác hơn.

5.2. Hướng đi tương lai trong nghiên cứu sóng thần

Tương lai của nghiên cứu sóng thần sẽ tập trung vào việc cải thiện các phương pháp mô phỏng và thu thập dữ liệu, từ đó nâng cao khả năng dự đoán và ứng phó với sóng thần.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Sóng thần là một trong những thảm họa thiên nhiên nguy hiểm, gây thiệt hại nghiêm trọng về người và tài sản, đặc biệt tại các khu vực ven biển. Theo ước tính, các trận sóng thần lịch sử như sóng thần Ấn Độ Dương năm 2004 đã cướp đi sinh mạng khoảng 225.000 người tại 11 quốc gia, trong khi trận sóng thần Nhật Bản năm 2011 làm gần 16.000 người thiệt mạng và phá hủy hơn 125.000 công trình. Tại Việt Nam, dải ven biển Nam Trung Bộ được xác định là khu vực có nguy cơ cao bị ảnh hưởng bởi sóng thần phát sinh từ hai nguồn chính: đới đứt gãy kinh tuyến 1090 và các trượt lở ngầm dưới đáy biển.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là mô phỏng các kịch bản sóng thần phát sinh trên đới đứt gãy kinh tuyến 1090 và đánh giá độ nguy hiểm sóng thần cho dải ven biển Nam Trung Bộ, Việt Nam. Nghiên cứu tập trung vào việc xây dựng các kịch bản cực đại do động đất và trượt lở ngầm dưới đáy biển, sử dụng mô hình số trị COMCOT để mô phỏng quá trình phát sinh, lan truyền và tác động của sóng thần. Phạm vi nghiên cứu bao gồm khu vực dải ven biển Nam Trung Bộ, từ kinh độ 108°E đến 112°E và vĩ độ 9°N đến 18°N, với trọng tâm là các tỉnh ven biển như Đà Nẵng, Quảng Nam, Quảng Ngãi, Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa, Ninh Thuận và Bình Thuận.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc cung cấp cơ sở khoa học cho công tác cảnh báo sớm, ứng phó và giảm nhẹ thiệt hại do sóng thần tại khu vực Nam Trung Bộ, góp phần nâng cao năng lực quản lý rủi ro thiên tai và bảo vệ cộng đồng dân cư ven biển.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai lý thuyết chính để mô phỏng sóng thần:

1. Lý thuyết mặt phẳng đứt gãy đàn hồi biến dạng tức thời: Mô hình này mô tả sự dịch chuyển tức thời của đáy biển do động đất, dựa trên các tham số đứt gãy như chiều dài, chiều rộng, độ sâu chấn tiêu, góc phương vị, góc cắm và góc trượt. Lý thuyết được phát triển bởi Mansinha và Smylie (1971) và Okada (1985), cho phép tính toán biến dạng đáy biển tạo ra sóng thần.

2. Mô đun chuyển động của trượt lở đất dưới nước (Submarine Mass Failures - SMF): Mô hình lý tưởng hóa khối trượt dưới nước dạng nửa elipxoit, chuyển động dọc theo mặt phẳng nghiêng với các tham số hình học và cơ học như độ dốc, vận tốc, quãng đường trượt. Mô hình này giúp mô phỏng sóng thần phát sinh do trượt lở ngầm dưới đáy biển.

Ba khái niệm chuyên ngành quan trọng được sử dụng gồm: độ lớn động đất mô men (Mw), độ cao sóng thần cực đại (Hmax), và thời gian lan truyền sóng thần từ nguồn đến bờ biển.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm số liệu địa chấn, địa hình đáy biển, và các tham số địa chất từ các tuyến địa chấn khảo sát khu vực biển Nam Trung Bộ. Cỡ mẫu nghiên cứu là toàn bộ khu vực dải ven biển Nam Trung Bộ, với các trạm quan trắc mực nước biển ảo được thiết lập để thu thập dữ liệu mô phỏng.

Phương pháp phân tích sử dụng là mô phỏng số trị theo phương pháp tất định, áp dụng mô hình COMCOT (Cornell Multi-grid Coupled Tsunami model) để mô phỏng các kịch bản sóng thần phát sinh từ động đất và trượt lở ngầm dưới đáy biển. Mô hình COMCOT sử dụng hệ phương trình nước nông tuyến tính và phi tuyến tính, có tính đến lực Coriolis và ma sát đáy, được thực hiện trên hệ tọa độ cầu và Đề các.

Timeline nghiên cứu kéo dài từ năm 2017 đến 2018, bao gồm các bước: xác định vùng nguồn sóng thần, xây dựng kịch bản sóng thần cực đại, mô phỏng lan truyền sóng thần bằng COMCOT, và đánh giá độ nguy hiểm dựa trên kết quả mô phỏng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Xác định vùng nguồn sóng thần nguy hiểm: Vùng đứt gãy kinh tuyến 1090 dài hơn 1000 km, chia thành hai đoạn với đoạn 2 có hoạt động địa chấn mạnh hơn. Mặc dù mức độ hoạt động hiện tại yếu, vùng này vẫn được đánh giá là nguồn sóng thần gần nguy hiểm cho Nam Trung Bộ. Vùng trượt lở ngầm dưới đáy biển kéo dài từ Quy Nhơn đến Đông Nam đảo Phú Quý với thể tích khối trượt ước tính khoảng 1-10 tỷ m³, độ dốc đáy biển lớn (200-300 độ).

2. Mô phỏng kịch bản sóng thần do động đất: Ba kịch bản động đất cực đại với độ lớn Mw = 8.0 được xây dựng trên vùng nguồn đứt gãy kinh tuyến 1090. Kết quả mô phỏng cho thấy độ cao sóng thần cực đại tại các trạm quan trắc ảo dao động từ 1.5 đến 3.2 mét, với thời gian lan truyền sóng thần từ 15 đến 30 phút đến bờ biển Nam Trung Bộ.

3. Mô phỏng kịch bản sóng thần do trượt lở ngầm dưới đáy biển: Một kịch bản trượt lở cực đại được mô phỏng với khối trượt có độ dày 200-300 m, vận tốc trượt đạt đến vài m/s. Độ cao sóng thần cực đại tại bờ biển có thể lên tới 4.5 mét, với thời gian lan truyền ngắn hơn so với kịch bản động đất, chỉ khoảng 10-20 phút.

4. Đánh giá độ nguy hiểm sóng thần: Bản đồ phân bố độ cao sóng thần cực đại cho thấy các khu vực ven biển như Tuy Hòa, Quảng Ngãi, và Phan Rang có nguy cơ ngập lụt cao nhất. So sánh giữa các kịch bản cho thấy sóng thần do trượt lở ngầm có thể gây thiệt hại nghiêm trọng hơn do độ cao sóng lớn và thời gian cảnh báo ngắn.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến sự khác biệt về độ cao sóng thần và thời gian lan truyền là do cơ chế phát sinh sóng và vị trí nguồn sóng thần gần bờ. Kịch bản trượt lở ngầm tạo ra sóng thần có biên độ lớn hơn do sự dịch chuyển tức thời khối lượng nước lớn trong phạm vi hẹp, trong khi sóng thần do động đất có bước sóng dài hơn nhưng biên độ nhỏ hơn.

So với các nghiên cứu quốc tế, kết quả mô phỏng phù hợp với các trận sóng thần lịch sử tại Nhật Bản và Indonesia, đồng thời khẳng định tính hiệu quả của mô hình COMCOT trong việc mô phỏng sóng thần tại khu vực Nam Trung Bộ. Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ biến trình độ cao sóng theo thời gian tại các trạm quan trắc ảo và bản đồ phân bố độ cao sóng cực đại, giúp trực quan hóa mức độ nguy hiểm và hỗ trợ công tác cảnh báo.

Ý nghĩa của nghiên cứu là cung cấp cơ sở khoa học cho việc xây dựng hệ thống cảnh báo sớm sóng thần, đồng thời hỗ trợ các cơ quan quản lý trong việc quy hoạch phát triển bền vững vùng ven biển Nam Trung Bộ.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Xây dựng hệ thống cảnh báo sớm sóng thần tại Nam Trung Bộ: Triển khai các trạm quan trắc mực nước biển và địa chấn dọc ven biển, sử dụng mô hình COMCOT để cập nhật kịch bản sóng thần theo thời gian thực nhằm giảm thiểu thiệt hại về người và tài sản. Thời gian thực hiện: 2 năm; Chủ thể: Bộ Tài nguyên và Môi trường phối hợp Viện Vật lý Địa cầu.

2. Tăng cường công tác tuyên truyền và đào tạo cộng đồng: Nâng cao nhận thức về dấu hiệu nhận biết sóng thần và kỹ năng ứng phó khẩn cấp cho người dân ven biển, đặc biệt tại các thành phố như Đà Nẵng, Quy Nhơn, Tuy Hòa. Thời gian thực hiện: liên tục; Chủ thể: UBND các tỉnh, Sở Giáo dục và Đào tạo.

3. Quy hoạch và xây dựng công trình phòng chống sóng thần: Thiết kế và xây dựng các công trình đê chắn sóng, hệ thống thoát nước và khu vực sơ tán an toàn tại các điểm trọng yếu ven biển. Thời gian thực hiện: 3-5 năm; Chủ thể: Bộ Xây dựng, các địa phương.

4. Nghiên cứu bổ sung và cập nhật dữ liệu địa chất, địa chấn: Tiếp tục khảo sát, thu thập dữ liệu địa hình đáy biển và hoạt động địa chấn để cập nhật các kịch bản sóng thần mới, nâng cao độ chính xác mô phỏng. Thời gian thực hiện: liên tục; Chủ thể: Viện Vật lý Địa cầu, các viện nghiên cứu liên quan.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà khoa học và nghiên cứu viên trong lĩnh vực hải dương học, địa chấn học: Luận văn cung cấp phương pháp mô phỏng sóng thần tiên tiến và dữ liệu thực nghiệm quý giá phục vụ nghiên cứu chuyên sâu.

2. Cơ quan quản lý thiên tai và phòng chống lụt bão: Thông tin về kịch bản sóng thần và bản đồ nguy hiểm hỗ trợ xây dựng kế hoạch ứng phó và cảnh báo sớm hiệu quả.

3. Các nhà quy hoạch đô thị và xây dựng công trình ven biển: Dữ liệu đánh giá nguy cơ sóng thần giúp thiết kế công trình an toàn, giảm thiểu rủi ro thiên tai.

4. Cộng đồng dân cư và tổ chức phi chính phủ hoạt động trong lĩnh vực giảm nhẹ thiên tai: Tài liệu giúp nâng cao nhận thức, đào tạo kỹ năng ứng phó và xây dựng cộng đồng an toàn trước sóng thần.

Câu hỏi thường gặp

1. Sóng thần hình thành như thế nào?
   Sóng thần hình thành khi có sự dịch chuyển đột ngột của đáy biển do động đất, trượt lở ngầm hoặc hoạt động núi lửa, làm thay đổi mực nước biển và tạo ra các đợt sóng lớn lan truyền nhanh với vận tốc lên đến 800 km/giờ ngoài biển khơi.

2. Tại sao sóng thần do trượt lở ngầm có thể nguy hiểm hơn sóng thần do động đất?
   Do trượt lở ngầm tạo ra sự dịch chuyển lớn và tập trung trong phạm vi hẹp, sóng thần có biên độ cao hơn và thời gian lan truyền ngắn, khiến cảnh báo sớm khó khăn và thiệt hại có thể nghiêm trọng hơn.

3. Mô hình COMCOT có ưu điểm gì trong mô phỏng sóng thần?
   COMCOT sử dụng hệ phương trình nước nông tuyến tính và phi tuyến tính, có tính đến lực Coriolis và ma sát đáy, cho phép mô phỏng chính xác quá trình phát sinh, lan truyền và ngập lụt do sóng thần trên phạm vi rộng với độ phân giải cao.

4. Thời gian cảnh báo sóng thần từ đới đứt gãy kinh tuyến 1090 đến bờ biển Nam Trung Bộ là bao lâu?
   Theo mô phỏng, thời gian lan truyền sóng thần từ nguồn đến bờ biển Nam Trung Bộ dao động từ 15 đến 30 phút, tùy thuộc vào kịch bản và vị trí cụ thể.

5. Làm thế nào để cộng đồng ven biển có thể ứng phó hiệu quả với sóng thần?
   Cộng đồng cần được đào tạo nhận biết dấu hiệu sóng thần như động đất mạnh, nước biển rút bất thường, đồng thời thực hiện sơ tán kịp thời theo hướng dẫn của cơ quan chức năng và tham gia các chương trình diễn tập phòng chống thiên tai.

Kết luận

• Luận văn đã xây dựng thành công bốn kịch bản sóng thần cực đại phát sinh từ đới đứt gãy kinh tuyến 1090 và trượt lở ngầm dưới đáy biển, mô phỏng bằng mô hình COMCOT với độ chính xác cao.
• Kết quả mô phỏng cho thấy sóng thần do trượt lở ngầm có thể gây thiệt hại nghiêm trọng hơn do độ cao sóng lớn và thời gian cảnh báo ngắn.
• Bản đồ phân bố độ cao sóng thần cực đại cung cấp cơ sở khoa học cho công tác cảnh báo sớm và quy hoạch phát triển bền vững vùng ven biển Nam Trung Bộ.
• Nghiên cứu góp phần nâng cao nhận thức và năng lực ứng phó với sóng thần cho các cơ quan quản lý và cộng đồng dân cư.
• Các bước tiếp theo bao gồm triển khai hệ thống cảnh báo sớm, tăng cường đào tạo cộng đồng và cập nhật dữ liệu nghiên cứu để nâng cao hiệu quả phòng chống sóng thần.

Hành động ngay hôm nay để bảo vệ cộng đồng ven biển trước hiểm họa sóng thần!

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 giới thiệu một số khái niệm cơ bản về động đất, trượt lở ngầm dưới đáy biển và sóng thần. Chương này tác giả đưa ra các nguyên nhân phát sinh sóng thần, các đặc điểm lan truyền và dấu hiệu nhận biết sóng thần, cung cấp một số thông tin về những thiệt hại của một số trận sóng thần hủy diệt được ghi nhận trong lịch sử thế giới. Đồng thời, tác giả cũng đưa ra thực trạng về nghiên cứu sóng thần trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng hiện nay. Tổng quan Sóng thần được biết đến là một trong những thảm họa của tự nhiên gây ra những thiệt hại to lớn cả về vật chất lẫn con người.

Trong lịch sử nhân loại, người ta đã ghi nhận nhiều trận sóng thần mang tính hủy diệt: nhiều thành phố, làng mạc, thậm chí cả nền văn minh lớn trên thế giới, … bị phá hủy bởi sóng thần. Có thể kể đến một số nước đã bị hứng chịu những trận sóng thần hủy diệt như Nhật Bản, Ấn Độ, Chile, Thái Lan, Mỹ, Indonesia, … bắt nguồn từ động đất mạnh phát sinh ở ngoài biển khơi. Trên thế giới, nhiều nước ven biển đều rất chú trọng đến nghiên cứu về sóng thần. Đặc biệt, các nước bị chịu ảnh hưởng bởi sóng thần như Mỹ, Nhật Bản,.

Những kết quả nghiên cứu về sóng thần của các nước này đã có những thành tựu đáng ghi nhận: xác định được các vùng nguồn sóng thần; xây dựng các mô hình mô phỏng sóng thần với các phương pháp tiếp cận khác nhau (phương pháp tất định và phương pháp xác suất);. Đồng thời, những kết quả này cũng có đóng góp quan trọng trong công tác cảnh báo, ứng phó với sóng thần và giảm thiệt hại do sóng thần gây ra. Ở Việt Nam, việc nghiên cứu và đánh giá nguy cơ về sóng thần trên bờ biển Việt Nam mới thực sự bắt đầu triển khai từ những năm 1990. Tiêu biểu là các đề tài, công trình về nghiên cứu sóng thần của tác giả Phạm Văn Thục đã được công bố năm 1995.

Tác giả đã đưa ra những vùng nguồn sóng thần dự đoán có khả năng 11 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] phát sinh động đất mạnh xảy ra sóng thần trên khu vực Biển Đông. Đồng thời, tác giả đã sử dụng mô hình để mô phỏng các kịch bản động đất (Mw ≥ 8.0) gây sóng thần ở vùng nguồn Máng biển sâu Manila. Những kết quả nghiên cứu về sóng thần này đáng được ghi nhận. Chính nó đã đặt nền móng và được kế thừa cho việc nghiên cứu về sóng thần của nước ta sau này.

Tiếp đó, những công trình nghiên cứu về sóng thần như các tác giả Nguyễn Đình Xuyên và nnk., 2007; Vũ Thanh Ca và nnk., 2009; Bùi Công Quế và nnk., 2010; Phạm Thanh Giang và nnk., 2013; Nguyễn Hồng Phương và nnk., 2013a, b; … đã được thực hiện. Trong đó, các tác giả đã xác định 09 vùng nguồn sóng thần trên khu vực Biển Đông và lân cận. Theo đánh giá của các tác giả này, vùng nguồn Máng biển sâu Manila (vùng nguồn sóng thần xa đối với bờ biển Việt Nam) và vùng nguồn đứt gãy kinh tuyến 1090 (vùng nguồn sóng thần gần đối với bờ biển Việt Nam) là những vùng nguồn sóng thần có khả năng xảy ra sóng thần làm ảnh hưởng đến khu vực ven biển Việt Nam. Một số nghiên cứu nêu trên đã sử dụng mô hình số trị để mô phỏng các kịch bản sóng thần.

Những kết quả nghiên cứu nêu trên giúp chúng ta có cái nhìn tổng quan cho việc đánh giá khả năng nguy cơ sóng thần ảnh hưởng đến khu vực ven biển Việt Nam. Do đó, việc nghiên cứu sóng thần mang tính cấp bách và quan trọng đối với nước ta hiện nay. Một số khái niệm cơ bản 1. Động đất Động đất (địa chấn) là hiện tượng chuyển động lung lay của mặt đất.

Động đất thường là kết quả sự chuyển động của những đới địa chất hay còn gọi là đứt gãy trên vỏ Trái Đất. Tuy rất chậm, mặt đất vẫn luôn chuyển động và động đất xảy ra khi ứng suất cao hơn sức chịu đựng của vỏ Trái Đất. 12 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Mô hình động đất.

Chấn tâm động đất là điểm chiếu thẳng đứng của chấn tiêu lên mặt đất. Tọa độ chấn tâm bao gồm vĩ độ chấn tâm, kinh độ chấn tâm. Chấn tiêu động đất là nơi phát sinh ra động đất, nơi tập trung và giải phóng năng lượng của động đất, nằm ở dưới mặt đất. Thang độ lớn mô men (Tiếng Anh: moment magnitude scale) là một cách đo độ mạnh động đất được phát triển năm 1979 bởi các tác giả Tom Hanks và Kanamori Hiroo để kế tiếp thang Richter (thang độ lớn địa phương được sử dụng tại bang California, Mỹ), và được sử dụng bởi các nhà địa chấn học để so sánh năng lượng được phát ra bởi động đất.

Độ lớn mô men (Mw) là số không thứ nguyên được tính theo công thức: Mw  2 log10 M 0  9.1) 3 Trong đó, M0 là mô men địa chấn (N. Ký hiệu của thang độ lớn mô men là Mw, ký hiệu w nhỏ là công cơ học được thực hiện. Độ dịch chuyển được định nghĩa là độ dịch chuyển tương đối giữa cánh nằm và cánh treo trên mặt phẳng đứt gãy. 13 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Góc phương vị là góc tạo bởi hướng Bắc của la bàn với hình chiếu của mặt đứt gãy lên mặt đất.

Các phương vị cũng được xác định bằng các phương pháp địa chất, địa vật lý và phân tích các dữ liệu động đất ghi nhận được trong quá khứ. Góc cắm là góc tạo bởi mặt đứt đoạn của đứt gãy nguồn với mặt phẳng nằm ngang. Góc cắm thường được xác định bằng các phương pháp địa chất, địa vật lý hay bằng phân tích các dữ liệu động đất ghi nhận được trong quá khứ. Góc trượt được đo ngược chiều kim đồng hồ từ đường đứt gãy tới hướng chuyển động tương đối cánh treo trên mặt phẳng đứt gãy.

Trượt lở ngầm dưới đáy biển Trượt lở ngầm dưới đáy biển phát sinh sóng thần bắt nguồn từ sự chuyển động của một khối vật chất trượt lớn hay tác động của sự rơi sẽ làm biến vị khối nước theo hướng chuyển động và có thể xảy ra sóng thần trên bề mặt của thủy vực. Khi trường sóng khởi tạo đã được hình thành, sóng thần sẽ lan truyền từ nguồn ra xung quanh. Sóng thần Tên gọi quốc tế của sóng thần là Tsunami. Từ “Tsunami” có xuất xứ từ tiếng Nhật, trong đó “tsu” nghĩa là “cảng” và “nami” nghĩa là “sóng”.

Sóng thần là một chuỗi các đợt sóng lớn có bước sóng dài sinh ra do các biến động địa chất mạnh mẽ xảy ra ở đáy biển. Sóng thần được hình thành dưới tác động của trọng lực tác động lên một vùng dưới đáy biển, khiến cho đáy biển ở đó đột ngột nâng lên hay hạ xuống, tạo nên sự di chuyển đột ngột của các cột nước lớn. Các đợt sóng nhanh chóng lan truyền trong môi trường nước và trở nên vô cùng nguy hiểm với khả năng tàn phá lớn khi chúng tiến vào bờ biển nông. Vận tốc lan truyền sóng thần phụ thuộc vào độ sâu đáy biển và được biểu thị rõ hơn bằng công thức Lagrange: v gH (1.2) 14 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Trong đó: g là gia tốc trọng trường (m/s2), H là độ sâu của nước biển (m).

Độ cao sóng thần tăng nhanh khi tiến vào bờ biển nước nông. Độ nguy hiểm sóng thần là xác suất xuất hiện của một cơn sóng thần có thể gây thiệt hại cho một vùng cho trước trong một khoảng thời gian cho trước. Trong các tính toán định lượng, độ nguy hiểm sóng thần thường được gán bằng các giá trị độ cao sóng thần khi tấn công vào bờ hay độ sâu ngập lụt do sóng thần gây ra. Nguyên nhân sinh ra sóng thần Nguyên nhân chính phát sinh những sóng thần hủy diệt bắt nguồn từ những trận động đất mạnh và nông (chấn tiêu gần mặt đất) xảy ra ở ngoài biển khơi.

Động đất này làm khối đất đá bị dịch chuyển đột ngột có thể chiếm chỗ cột nước. Tác động này làm cho tăng, giảm mực nước biển phía trên đó. Chính dao động này là sự hình thành đầu tiên của sóng thần. Ngoài ra, những nguyên nhân khác như trượt lở ngầm dưới đáy biển và trên mặt đất, phun trào núi lửa, vụ nổ hạt nhân và hiếm hoi hơn sự va chạm của các tiểu hành tinh và thiên thạch vào Trái Đất cũng những nguyên nhân phát sinh sóng thần.

15 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Sóng thần phát sinh do động đất Khi động đất mạnh và nông (chấn tiêu gần mặt đất) xảy ra ngoài khơi ven biển. Những trận động đất này được sinh ra từ các đứt gãy hoạt động trên bề mặt đáy biển, tại các vùng có hoạt động kiến tạo dọc theo ranh giới các mảng kiến tạo. Khi các mảng kiến tạo này va vào nhau, chúng có thể làm nghiêng, gây sụp hay dịch chuyển cả một diện tích lớn của thềm đại dương từ một vài kilômét đến hàng nghìn kilômét hoặc nhiều hơn nữa.

Sự di chuyển đột ngột theo phương thẳng đứng của một khối đất đá trên diện tích lớn kiến bề mặt biển bị thay đổi, kéo theo sự di chuyển của khối nước nằm trên đó và tạo ra sóng thần. Sóng thần hình thành do động đất mạnh và nông xảy ra ngoài biển khơi: 1 - Động đất phát sinh giữa hai mảng thạch quyển đã đẩy một lượng nước khổng lồ lên cao; 2 - Khối nước nông khổng lồ này chạy qua đại dương với tốc độ đến 800 km/giờ; 3 - Khi gặp bờ dốc thoai thoải trên bờ biển, nước bị nén lại và đẩy lên cao; 4 - Sóng dâng lên và tàn phá vùng bờ biển. Sóng thần phát sinh do trượt lở Sóng thần sinh ra do quá trình đá lở, băng lở, trượt hoặc sụt lún đất ở đáy vùng biển nông. Thực tế, những quá trình này xảy ra rất hiếm.

Nguyên nhân của các vụ trượt lở chủ yếu là do động đất. Những trận sóng thần xuất hiện từ nguyên nhân này khác với những trận sóng thần phát sinh do động đất, thường nhanh chóng tan rã và hiếm khi lan truyền tới những bờ biển quá xa vì diện tích xảy ra 16 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Tuy nhiên, nếu vụ lở đất cực lớn có thể xảy ra một trận sóng thần cực lớn làm ảnh hưởng đến các vùng đại dương lân cận. Mô tả quá trình trượt lở ngầm dưới đáy biển.