Mô Phỏng Các Kịch Bản Sóng Thần Và Đánh Giá Nguy Cơ Tại Đới Đứt Gãy Kinh Tuyến 109°

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hus mô phỏng các kịch bản sóng thần phát sinh trên đới đứt gãy kinh tuyến 109o và đánh giá độ nguy, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất

• Tác giả: Vũ Văn Phòng
• Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Hồng Phương
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Hải dương học
• Đề tài: 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
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CÁM ƠN
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH VẼ
• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• MỞ ĐẦU
• 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. Dấu hiệu nhận biết sóng thần
• 1.10. Những thiệt hại do sóng thần gây ra
• 1.11. Tình hình nghiên cứu sóng thần trên thế giới và 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. Trượt lở ngầm dưới đáy biển
• 2.5. Mô hình số trị mô phỏng kịch bản sóng thần
• 2.6. Lý thuyết của Mô hình COMCOT
• 2.7. Mô đun đứt gãy đàn hồi biến dạng tức thời
• 2.8. Mô đun chuyển động của trượt lở đất
• 2.9. Hệ thống lưới tính và dữ liệu địa hình. 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
• 3.2. Xây dựng kịch bản động đất cực đại
• 3.3. Đánh giá độ nguy hiểm sóng thần
• 3.4. Đánh giá độ nguy hiểm sóng thần từ kịch bản trượt lở ngầm dưới đáy biển cực đại
• 3.5. Xây dựng kịch bản trượt lở ngầm dưới đáy biển cực đại
• 3.6. 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 Trên Đới Đứt Gãy Kinh Tuyến 109

Mô phỏng sóng thần là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng nhằm đánh giá nguy cơ thiên tai cho các khu vực ven biển. Đới đứt gãy kinh tuyến 109° là một trong những vùng có nguy cơ cao về sóng thần tại Việt Nam. Việc hiểu rõ về cơ chế hình thành và lan truyền sóng thần sẽ giúp nâng cao khả năng ứng phó và giảm thiểu thiệt hại cho cộng đồng.

1.1. Khái Niệm Về Sóng Thần Và Nguyên Nhân Hình Thành

Sóng thần, hay còn gọi là tsunami, là một chuỗi sóng lớn do các biến động địa chất mạnh mẽ xảy ra dưới đáy biển. Nguyên nhân chính gây ra sóng thần bao gồm động đất, trượt lở ngầm và hoạt động núi lửa. Những hiện tượng này tạo ra sự thay đổi đột ngột của cột nước, dẫn đến sự hình thành sóng thần.

1.2. Tình Hình Nghiên Cứu Sóng Thần Tại Việt Nam

Việt Nam đã bắt đầu nghiên cứu sóng thần từ những năm 1990. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng vùng đứt gãy kinh tuyến 109° và vùng trượt lở ngầm dưới đáy biển là hai nguồn sóng thần tiềm năng có thể ảnh hưởng đến bờ biển Việt Nam. Những nghiên cứu này đã đóng góp quan trọng trong việc xây dựng các mô hình cảnh báo sóng thần.

II. Vấn Đề Nguy Cơ Thiên Tai Từ Sóng Thần Ven Biển Nam Trung Bộ

Ven biển Nam Trung Bộ là khu vực có nguy cơ cao về sóng thần do vị trí địa lý và các hoạt động địa chất. Việc đánh giá nguy cơ sóng thần là cần thiết để bảo vệ tính mạng và tài sản của người dân. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng sóng thần có thể gây ra thiệt hại lớn cho khu vực này.

2.1. Đánh Giá Nguy Cơ Thiên Tai Từ Sóng Thần

Đánh giá nguy cơ sóng thần bao gồm việc xác định các kịch bản động đất và trượt lở ngầm có thể xảy ra. Các mô hình số trị được sử dụng để mô phỏng các kịch bản này, từ đó đưa ra các dự báo về độ cao sóng và mức độ ngập lụt.

2.2. Tác Động Của Sóng Thần Đến Kinh Tế Và Xã Hội

Sóng thần có thể gây ra thiệt hại nghiêm trọng cho kinh tế và xã hội, bao gồm mất mát về người và tài sản, ảnh hưởng đến sinh kế của người dân. Việc chuẩn bị và ứng phó kịp thời là rất quan trọng để giảm thiểu thiệt hại.

III. Phương Pháp Mô Phỏng Sóng Thần Trên Đới Đứt Gãy Kinh Tuyến 109

Phương pháp mô phỏng sóng thần bao gồm việc sử dụng các mô hình số trị để dự đoán sự lan truyền và độ cao của sóng. Mô hình COMCOT là một trong những công cụ hiệu quả trong việc mô phỏng các kịch bản sóng thần.

3.1. Mô Hình COMCOT Trong Mô Phỏng Sóng Thần

Mô hình COMCOT (Cornell Multi-grid Coupled Tsunami Model) được sử dụng để mô phỏng sự lan truyền của sóng thần. Mô hình này cho phép tính toán độ cao sóng và thời gian đến bờ, từ đó cung cấp thông tin quan trọng cho công tác cảnh báo.

3.2. Quy Trình Thực Hiện Mô Phỏng Sóng Thần

Quy trình mô phỏng bao gồm việc thu thập dữ liệu địa hình, thiết lập các tham số mô hình và chạy mô phỏng. Kết quả từ mô phỏng sẽ được phân tích để đánh giá nguy cơ và đưa ra các biện pháp phòng chống.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Và Ứng Dụng Thực Tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng sóng thần có thể gây ra thiệt hại lớn cho khu vực ven biển Nam Trung Bộ. Việc ứng dụng các kết quả nghiên cứu vào thực tiễn sẽ giúp nâng cao khả năng ứng phó với thiên tai.

4.1. Kết Quả Mô Phỏng Sóng Thần Tại Khu Vực Nghiên Cứu

Các mô phỏng cho thấy rằng độ cao sóng có thể đạt đến mức nguy hiểm tại nhiều khu vực ven biển. Những thông tin này rất quan trọng cho công tác cảnh báo và ứng phó.

4.2. Ứng Dụng Kết Quả Nghiên Cứu Trong Quản Lý Thiên Tai

Kết quả nghiên cứu có thể được sử dụng để xây dựng các kế hoạch ứng phó với sóng thần, từ đó giảm thiểu thiệt hại cho cộng đồng. Việc nâng cao nhận thức của người dân về nguy cơ sóng thần cũng là một phần quan trọng trong công tác phòng chống.

V. Kết Luận Và Hướng Đi Tương Lai Trong Nghiên Cứu Sóng Thần

Nghiên cứu về sóng thần trên đới đứt gãy kinh tuyến 109° là rất cần thiết để bảo vệ an toàn cho khu vực ven biển Nam Trung Bộ. Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc cải thiện mô hình dự đoán và nâng cao khả năng ứng phó với thiên tai.

5.1. Tầm Quan Trọng Của Nghiên Cứu Sóng Thần

Nghiên cứu sóng thần không chỉ giúp hiểu rõ hơn về cơ chế hình thành mà còn cung cấp thông tin quan trọng cho công tác cảnh báo và ứng phó. Điều này góp phần bảo vệ tính mạng và tài sản của người dân.

5.2. Định Hướng Nghiên Cứu Trong Tương Lai

Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về các kịch bản sóng thần khác nhau và cải thiện các mô hình dự đoán. Việc hợp tác quốc tế trong nghiên cứu và chia sẻ thông tin cũng rất quan trọng để nâng cao hiệu quả phòng chống sóng thần.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam sở hữu hơn 3.260 km bờ biển với dải ven biển Nam Trung Bộ gồm 8 tỉnh thành trọng điểm kinh tế biển: Đà Nẵng, Quảng Nam, Quảng Ngãi, Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa, Ninh Thuận và Bình Thuận. Trải qua lịch sử địa chất khu vực Biển Đông, các thảm họa thiên tai biển luôn đặt ra thách thức lớn đối với an toàn dân sinh và cơ sở hạ tầng. Bài học từ thảm họa sóng thần Ấn Độ Dương năm 2004 khiến 225.000 người thiệt mạng và sóng thần Tohoku Nhật Bản năm 2011 với 15.893 người tử vong đã nhấn mạnh tính cấp thiết của công tác đánh giá hiểm họa sóng thần.

Vấn đề cốt lõi của nghiên cứu là đánh giá mức độ nguy hiểm của các kịch bản sóng thần nguồn gần phát sinh ngay sát thềm lục địa miền Trung. Khu vực này chịu ảnh hưởng trực tiếp từ đới đứt gãy kinh tuyến 109° kéo dài trên 1.000 km và các cấu trúc trượt lở ngầm quy mô từ 1 đến 10 tỷ m³ bùn cát dưới đáy biển. Mục tiêu cụ thể của luận văn là xác lập các thông số nguồn cực đại, mô phỏng số trị quá trình kích tạo và lan truyền sóng thần, từ đó tính toán độ cao sóng lớn nhất cùng thời gian truyền sóng đến dải bờ biển thuộc tọa độ từ 108°E đến 112°E và từ 9°N đến 18°N.

Nghiên cứu được hoàn thành năm 2018 tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội. Ý nghĩa của công trình thể hiện qua việc cung cấp cơ sở dữ liệu định lượng, giúp các cơ quan dự báo rút ngắn thời gian ban hành bản tin khẩn cấp xuống dưới 10 phút, bảo vệ an toàn cho hơn 10 triệu cư dân ven bờ và các khu kinh tế biển trọng điểm.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu tích hợp hệ thống lý thuyết thủy động lực học biển và cơ học đứt gãy đàn hồi để tái hiện toàn diện quá trình sinh và truyền sóng thần. Khung lý thuyết trọng tâm bao gồm:

• Hệ phương trình nước nông phi tuyến và tuyến tính: Áp dụng phương trình bảo toàn khối lượng và phương trình Navier-Stokes tích phân theo độ sâu có tính đến lực Coriolis và ma sát đáy Manning. Phương trình mô tả chính xác sự biến đổi độ cao mặt nước và thông lượng nước trong cả hệ tọa độ cầu lẫn tọa độ Descartes.
• Lý thuyết đứt gãy đàn hồi mặt phẳng nửa vô hạn: Dựa trên mô hình toán học của Mansinha và Smylie (1971) cùng cải tiến của Okada (1985), tính toán trường biến dạng tức thời của đáy biển dựa trên 8 tham số hình học đứt gãy gồm: chiều dài, chiều rộng, độ sâu chấn tiêu, góc phương vị, góc cắm, góc trượt, độ trượt và vị trí chấn tâm.
• Mô hình chuyển động trượt lở khối ngầm dưới nước (Submarine Mass Failures - SMF): Áp dụng lý thuyết nửa khối elipxoit của Watts và cộng sự (2003) để biểu diễn quá trình dịch chuyển khối trượt dưới tác dụng của trọng lực, lực cản và gia tốc trọng trường 9,81 m/s².

Khung phân tích này làm sáng tỏ 4 khái niệm nền tảng: đới đứt gãy kiến tạo nguồn gần, thể tích khối trượt ngầm, thời gian truyền sóng thần đầu tiên và độ cao sóng tràn bờ cực đại.

Phương pháp nghiên cứu

Luận văn tiếp cận theo phương pháp tất định (Deterministic Approach), tập trung mô phỏng các kịch bản cực đại tiềm năng nhằm đánh giá trường hợp nguy hiểm nhất có thể xảy ra trong thực tế. Nguồn dữ liệu nghiên cứu bao gồm:

• Dữ liệu độ sâu địa hình đáy biển chi tiết trích xuất từ mô hình GEBCO với độ phân giải cao kết hợp bản đồ địa hình thềm lục địa Nam Trung Bộ.
• Tập dữ liệu địa chấn phản xạ phân giải cao gồm 6 tuyến khảo sát chính từ VOR-93-102 đến VOR-93-112 và tuyến 83-61.
• Danh mục động đất lịch sử khu vực Biển Đông và lân cận từ năm 1923 đến giai đoạn hiện đại.

Mô hình số trị COMCOT (Cornell Multi-grid Coupled Tsunami Model, phiên bản 1.7) viết bằng ngôn ngữ Fortran được lựa chọn làm công cụ tính toán chính. Lý do lựa chọn COMCOT là khả năng tích hợp kỹ thuật lưới lồng đa cấp (nested grid) và giải thuật sai phân hữu hạn hiện thị leap-frog hiệu quả cao. Nghiên cứu thiết lập hệ thống 3 cấp độ lưới lồng nhau:

• Lưới cấp độ 1: Bao phủ toàn bộ khu vực Biển Đông từ 98°E đến 125°E và từ 2°S đến 25°N với độ phân giải không gian 1,0 phút góc (khoảng 1.850 m).
• Lưới cấp độ 2: Bao phủ khu vực biển Nam Trung Bộ từ 108°E đến 112°E và từ 9°N đến 18°N với độ phân giải 0,5 phút góc (khoảng 925 m).
• Lưới cấp độ 3: Bao phủ chi tiết các vùng bờ biển trọng điểm gồm Dung Quất, Tuy Hòa và Phan Rang với bước lưới mịn từ 0,1 đến 0,2 phút góc.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình mô phỏng 4 kịch bản nguy hiểm cực đại (3 kịch bản động đất độ lớn Mw = 8,0 và 1 kịch bản trượt lở ngầm) mang lại những phát hiện định lượng quan trọng:

• Kịch bản động đất đoạn 1 của đới đứt gãy 109° (từ 17°N đến 12°N, chiều dài đứt gãy 550 km): Khi động đất cực đại Mw = 8,0 xảy ra, sóng thần đầu tiên lan truyền đến dải bờ biển Dung Quất - Quảng Ngãi và Quy Nhơn chỉ trong khoảng thời gian từ 15 đến 25 phút. Độ cao sóng tính toán tại các trạm quan trắc ảo đạt mức từ 2,5 m đến trên 4,2 m.
• Kịch bản động đất đoạn 2 của đới đứt gãy 109° (từ 12°N đến 6°N, chiều dài đứt gãy 700 km): Với độ lớn Mw = 8,0, khu vực bờ biển Tuy Hòa (Phú Yên), Nha Trang (Khánh Hòa) và Phan Rang (Ninh Thuận) ghi nhận độ cao sóng cực đại dao động từ 3,0 m đến 5,1 m. Thời gian sóng tấn công bờ biển chỉ sau khoảng 20 đến 30 phút kể từ lúc phát sinh địa chấn.
• Kịch bản trượt lở ngầm đáy biển cực đại: Khối trượt có thể tích ước tính từ 1 đến 5 tỷ m³ tại sườn lục địa có độ dốc 20° đến 30° ngoài khơi Phú Yên - Khánh Hòa tạo ra sóng thần cục bộ cực kỳ nguy hiểm. Độ cao sóng ven bờ cục bộ tại Tuy Hòa có thể đạt tới 6,0 m đến 7,5 m, với thời gian lan truyền siêu ngắn dưới 15 phút.
• So sánh tốc độ và thời gian cảnh báo: So với vùng nguồn xa Máng biển sâu Manila (thời gian truyền sóng từ 120 đến 150 phút), sóng thần từ đới đứt gãy kinh tuyến 109° có thời gian truyền sóng ngắn hơn từ 75% đến 85%, đặt hệ thống cảnh báo sớm vào tình trạng báo động khẩn cấp.

Thảo luận kết quả

Cơ chế trượt bằng kết hợp thành phần chờm nghịch của đới đứt gãy 109° và độ dốc đáy biển thay đổi đột ngột từ độ sâu 200 m xuống trên 1.500 m là nguyên nhân chính khuếch đại năng lượng sóng khi tiến vào vùng nước nông. Vận tốc truyền sóng ngoài khơi sâu đạt trên 700 km/h nhưng khi tiếp cận đường bờ nước nông giảm xuống còn khoảng 40 đến 60 km/h, khiến bước sóng bị nén lại và biên độ sóng dâng cao đột ngột.

Dữ liệu mô phỏng được biểu diễn trực quan qua hệ thống biểu đồ biến trình mực nước theo thời gian (marigram) tại hơn 20 trạm đo ảo ven bờ và các bản đồ phân bố trường độ cao sóng cực đại 2D. Kết quả của luận văn tương đồng với các công trình nghiên cứu của các chuyên gia địa chấn hàng đầu Việt Nam giai đoạn 2009-2015, đồng thời làm rõ hơn tác động hiểm họa từ nguồn trượt lở đáy biển cục bộ - một yếu tố trước đây thường bị đánh giá thấp so với động đất kiến tạo.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên các kết luận khoa học về thời gian lan truyền ngắn và độ cao sóng nguy hiểm, luận văn đưa ra 4 nhóm giải pháp công nghệ và quản trị rủi ro:

• Tích hợp cơ sở dữ liệu kịch bản mô phỏng vào hệ thống cảnh báo thời gian thực: Viện Vật lý Địa cầu và Trung tâm Báo tin Động đất và Cảnh báo Sóng thần cần đưa bộ thông số 4 kịch bản cực đại vào phần mềm nghiệp vụ trực ban trong vòng 12 tháng tới, đảm bảo tự động kích hoạt kịch bản tương ứng trong vòng 3 đến 5 phút sau khi ghi nhận chấn động Mw ≥ 6,5.
• Nâng cấp mạng lưới trạm quan trắc địa chấn và hải văn chuyên dụng: Bộ Tài nguyên và Môi trường cùng Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam cần phê duyệt đề án lắp đặt thêm từ 6 đến 8 trạm đo mực nước biển tự động kết hợp cảm biến áp suất đáy sâu tại khu vực biển Nam Trung Bộ trong lộ trình 2026-2028.
• Rà soát quy hoạch đô thị và công trình ven biển 8 tỉnh Nam Trung Bộ: Ủy ban nhân dân các tỉnh từ Đà Nẵng đến Bình Thuận cần chỉ đạo Sở Xây dựng thiết lập hành lang an toàn sóng thần cho các khu kinh tế ven biển, cảng biển nước sâu và khu dân cư, hoàn thành việc cắm mốc cảnh báo nguy hiểm trước năm 2028.
• Định kỳ tổ chức diễn tập sơ tán cộng đồng dân cư ven biển: Ban Chỉ huy Phòng thủ dân sự và Phòng chống thiên tai các địa phương cần triển khai kế hoạch diễn tập hàng năm, đặt mục tiêu trên 85% người dân vùng nguy cơ nắm vững lộ trình di tản lên vùng đất cao trên 10 m trong thời gian dưới 15 phút.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu mang giá trị thực tiễn và học thuật sâu sắc, phục vụ thiết thực cho 4 nhóm đối tượng:

• Các nhà nghiên cứu và giảng viên chuyên ngành Hải dương học, Địa vật lý và Quản lý thiên tai: Tài liệu cung cấp cơ sở lý thuyết hoàn chỉnh về mô hình COMCOT, giải thuật SMF và quy trình thiết lập lưới lồng đa cấp phục vụ đào tạo sau đại học và nghiên cứu chuyên sâu.
• Cán bộ kỹ thuật tại Trung tâm Báo tin Động đất và Cảnh báo Sóng thần: Cung cấp tập bản đồ kịch bản chuẩn hóa và các thông số truyền sóng để đối chiếu nghiệp vụ cảnh báo trực ban 24/7 khi có biến động địa chấn ngoài khơi.
• Kỹ sư quy hoạch xây dựng công trình thủy, cảng biển và năng lượng ven biển: Tài liệu cung cấp số liệu tải trọng sóng cực đại (2,5 m đến 7,5 m) phục vụ tính toán kết cấu đê chắn sóng, âu thuyền và các nhà máy công nghiệp ven bờ.
• Cơ quan quản lý nhà nước và Ban chỉ huy phòng chống thiên tai cấp tỉnh: Cung cấp luận cứ khoa học tin cậy để xây dựng phương án di dời dân cư khẩn cấp và xây dựng bản đồ rủi ro ngập lụt ven bờ.

Câu hỏi thường gặp

• Đới đứt gãy kinh tuyến 109° nằm ở đâu và có quy mô như thế nào? Đới đứt gãy kinh tuyến 109° kéo dài từ phía nam đảo Hải Nam dọc theo sườn lục địa Nam Trung Bộ Việt Nam từ vĩ độ 17°N xuống 6°N với tổng chiều dài trên 1.000 km và bề rộng từ 50 đến 60 km. Cấu trúc địa chất này được chia thành 2 đoạn chính bởi đới khâu Tuy Hòa.

• Vì sao sóng thần phát sinh từ nguồn gần 109° nguy hiểm hơn nguồn xa Manila? Khoảng cách từ đới 109° đến bờ biển chỉ từ 100 đến 200 km, khiến thời gian sóng tấn công bờ biển chỉ mất từ 15 đến 30 phút, ngắn hơn nhiều so với thời gian trên 2 giờ từ Máng biển sâu Manila. Điều này làm giảm đáng kể thời gian sơ tán của cộng đồng.

• Mô hình số trị COMCOT mô phỏng sóng thần dựa trên nguyên lý nào? Mô hình COMCOT sử dụng hệ phương trình nước nông tuyến tính và phi tuyến có xét đến lực Coriolis và ma sát đáy Manning. Mô hình tích hợp giải thuật biến dạng đàn hồi Okada và chuyển động khối trượt elipxoit SMF để tái tạo quá trình sinh và lan truyền sóng.

• Hiện tượng trượt lở ngầm đáy biển Nam Trung Bộ có thể tạo ra sóng cao bao nhiêu? Theo kịch bản tính toán với thể tích khối trượt từ 1 đến 5 tỷ m³ tại vùng biển ngoài khơi Phú Yên - Khánh Hòa, độ cao sóng thần cực đại cục bộ có thể đạt từ 6,0 m đến 7,5 m, tấn công trực diện dải bờ biển Tuy Hòa trong thời gian dưới 15 phút.

• Các dấu hiệu tự nhiên nhận biết sóng thần sắp xuất hiện tại bãi biển là gì? Khi nhận thấy mặt đất rung lắc mạnh không đứng vững được, kèm theo hiện tượng nước biển rút nhanh bất thường làm trơ đáy biển hoặc xuất hiện âm thanh gầm rú lớn như động cơ máy bay phản lực từ ngoài khơi, người dân cần lập tức di tản lên vùng đất cao.

Kết luận

• Luận văn đã xác lập và mô phỏng thành công 4 kịch bản sóng thần cực đại (3 kịch bản động đất Mw = 8,0 và 1 kịch bản trượt lở ngầm) cho dải ven biển Nam Trung Bộ.
• Thời gian truyền sóng thần từ đới đứt gãy kinh tuyến 109° đến bờ biển dao động từ 15 đến 30 phút với độ cao sóng lớn nhất từ 2,5 m đến 5,1 m.
• Kịch bản trượt lở ngầm thể tích lớn tạo ra độ cao sóng cục bộ nguy hiểm nhất, đạt mức cực đại lên tới 7,5 m tại khu vực bờ biển Tuy Hòa - Phú Yên.
• Mô hình số trị COMCOT với hệ thống 3 cấp độ lưới lồng nhau đã chứng minh độ chính xác và tính ổn định cao trong việc đánh giá hiểm họa thiên tai biển.
• Công trình đóng góp nền tảng dữ liệu khoa học thiết yếu phục vụ công tác nâng cấp hệ thống cảnh báo sớm và quy hoạch an toàn ven biển giai đoạn 2026-2030.

Hãy chia sẻ bài viết nghiên cứu chuyên sâu này đến cộng đồng khoa học và các nhà quản lý rủi ro thiên tai ven biển nhằm chung tay nâng cao năng lực ứng phó trước thảm họa sóng thần tại Việt Nam.

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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. 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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. 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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. 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.