Luận Văn Thạc Sĩ: Ứng Dụng Hàm Green Trong Mô Phỏng Lan Truyền Sóng Thần Khu Vực Biển Đông Việt Nam

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hus ứng dụng hàm green trong mô phỏng lan truyền sóng thần khu vực biển đông việt nam, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện pháp hoàn

• Tác giả: Mai Xuân Bách
• Người hướng dẫn: PGS.TS Cao Đình Triều
• Trường học: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
• Chuyên ngành: Vật lý Địa cầu
• Đề tài: Ứng Dụng Hàm Green Trong Mô Phỏng Lan Truyền Sóng Thần Khu Vực Biển Đông Việt Nam
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU SÓNG THẦN Ở VIỆT NAM
• 1.1. Sơ lược về nghiên cứu sóng thần ở Việt Nam
• 1.2. Nghiên cứu cổ sóng thần
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP LUẬN VỀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH VÀ MÔ PHỎNG LAN TRUYỀN SÓNG THẦN
• 2.1. Mô hình nguồn phát sinh sóng thần
• 2.2. Cơ sở lý thuyết và phương pháp luận
• 2.3. Phương pháp hàm Green
• 2.4. Biểu diễn minh họa
• 2.5. Dịch chuyển của đáy biển dưới tác động của điểm lực trong nửa không gian đàn hồi
• 2.6. Kích hoạt sóng thần trong lớp nước vô hạn
• 2.7. Hàm kích hoạt và tạo thủy triều
• 2.8. Kích hoạt sóng thần từ nguồn hữu hạn
• 2.9. Kích hoạt sóng thần trong lớp nước nửa vô hạn (semi-infinite)
• 2.10. Mô hình phẳng phức tạp (không đồng nhất)
• 3. CHƯƠNG 3: CÁC KỊCH BẢN ÁP DỤNG MÔ PHỎNG TÍNH TOÁN LAN TRUYỀN SÓNG THẦN ĐẾN BỜ BIỂN VÀ HẢI ĐẢO VIỆT NAM
• 3.1. Xây dựng các kịch bản lan truyền sóng thần
• 3.2. Ảnh hưởng của sóng thần đến bờ biển và hải đảo Việt Nam
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về ứng dụng hàm Green trong mô phỏng sóng thần

Hàm Green là một công cụ quan trọng trong việc mô phỏng lan truyền sóng thần, đặc biệt là trong khu vực Biển Đông Việt Nam. Việc áp dụng hàm Green giúp các nhà nghiên cứu hiểu rõ hơn về cơ chế lan truyền sóng và ảnh hưởng của chúng đến các vùng bờ biển. Nghiên cứu này không chỉ cung cấp kiến thức lý thuyết mà còn có giá trị thực tiễn trong việc dự báo và ứng phó với thiên tai.

1.1. Hàm Green và vai trò trong mô phỏng sóng thần

Hàm Green được sử dụng để giải các phương trình vi phân trong mô hình sóng thần. Nó cho phép tính toán sự lan truyền của sóng từ nguồn phát sinh đến các điểm khác nhau trên bờ biển. Việc áp dụng hàm Green giúp tối ưu hóa quá trình mô phỏng và nâng cao độ chính xác của các dự báo.

1.2. Tình hình nghiên cứu sóng thần ở Biển Đông

Nghiên cứu sóng thần ở Biển Đông đã được chú trọng hơn sau thảm họa sóng thần năm 2004. Các nhà khoa học đã tiến hành nhiều nghiên cứu để đánh giá nguy cơ và tác động của sóng thần đến bờ biển Việt Nam. Việc áp dụng hàm Green trong nghiên cứu này đã mang lại nhiều kết quả khả quan.

II. Thách thức trong mô phỏng sóng thần tại Biển Đông

Mô phỏng sóng thần tại Biển Đông đối mặt với nhiều thách thức, bao gồm sự phức tạp của địa hình và các yếu tố khí tượng. Những yếu tố này ảnh hưởng đến độ chính xác của các mô hình dự báo. Việc hiểu rõ các thách thức này là cần thiết để cải thiện các phương pháp mô phỏng và dự báo.

2.1. Địa hình và cấu trúc đáy biển

Địa hình phức tạp của Biển Đông, bao gồm các đứt gãy và cấu trúc đáy biển, ảnh hưởng lớn đến sự lan truyền của sóng thần. Các mô hình cần phải tính đến những yếu tố này để có được kết quả chính xác hơn.

2.2. Tác động của khí tượng đến sóng thần

Các yếu tố khí tượng như gió và áp suất có thể làm thay đổi hướng và độ cao của sóng thần. Việc tích hợp các yếu tố này vào mô hình là một thách thức lớn trong nghiên cứu sóng thần.

III. Phương pháp mô phỏng sóng thần bằng hàm Green

Phương pháp mô phỏng sóng thần bằng hàm Green đã được áp dụng rộng rãi trong nghiên cứu. Phương pháp này cho phép tính toán chính xác sự lan truyền của sóng từ nguồn phát sinh đến các khu vực khác nhau. Việc sử dụng hàm Green giúp tối ưu hóa quá trình mô phỏng và nâng cao độ chính xác của các dự báo.

3.1. Cơ sở lý thuyết của phương pháp hàm Green

Phương pháp hàm Green dựa trên các nguyên lý vật lý cơ bản, cho phép mô phỏng sự lan truyền sóng trong môi trường nước. Các nhà nghiên cứu đã phát triển nhiều mô hình khác nhau dựa trên phương pháp này để cải thiện độ chính xác của dự báo.

3.2. Ứng dụng thực tiễn của phương pháp

Phương pháp hàm Green đã được áp dụng trong nhiều nghiên cứu thực tiễn, giúp đánh giá tác động của sóng thần đến bờ biển và hải đảo Việt Nam. Kết quả từ các mô phỏng này cung cấp thông tin quan trọng cho công tác phòng chống thiên tai.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu từ việc áp dụng hàm Green trong mô phỏng sóng thần đã chỉ ra nhiều thông tin quan trọng về sự lan truyền và tác động của sóng thần đến bờ biển Việt Nam. Những kết quả này không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn có ứng dụng thực tiễn trong công tác dự báo và phòng chống thiên tai.

4.1. Đánh giá tác động của sóng thần đến bờ biển

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng sóng thần có thể gây ra thiệt hại lớn cho bờ biển Việt Nam. Việc đánh giá tác động này là cần thiết để xây dựng các biện pháp phòng ngừa hiệu quả.

4.2. Đề xuất giải pháp phòng chống thiên tai

Dựa trên kết quả nghiên cứu, các giải pháp phòng chống thiên tai đã được đề xuất. Những giải pháp này nhằm giảm thiểu thiệt hại do sóng thần gây ra và bảo vệ an toàn cho người dân.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu trong tương lai

Nghiên cứu ứng dụng hàm Green trong mô phỏng sóng thần đã mở ra nhiều triển vọng mới cho việc dự báo và phòng chống thiên tai tại Biển Đông. Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc cải thiện độ chính xác của mô hình và tích hợp thêm các yếu tố khí tượng.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu tiếp theo

Nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc phát triển các mô hình mới và cải thiện các phương pháp hiện có. Điều này sẽ giúp nâng cao khả năng dự báo và ứng phó với sóng thần.

5.2. Hướng đi mới trong nghiên cứu sóng thần

Các hướng đi mới trong nghiên cứu sóng thần có thể bao gồm việc áp dụng công nghệ mới và phát triển các mô hình tích hợp. Những nghiên cứu này sẽ góp phần nâng cao hiệu quả trong công tác phòng chống thiên tai.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam sở hữu đường bờ biển dài hơn 3.000 km trải dọc từ Bắc vào Nam, đi qua hơn 20 tỉnh, thành phố ven biển cùng hệ thống gần 3.000 hòn đảo lớn nhỏ. Khu vực ven biển là nơi tập trung hàng triệu cư dân sinh sống, đồng thời là địa bàn trọng điểm của nhiều công trình kinh tế, khu công nghiệp và hạ tầng an sinh xã hội trọng yếu. Tuy nhiên, dải ven biển nước ta luôn tiềm ẩn rủi ro chịu tác động trực tiếp từ hiểm họa thiên tai biển, đặc biệt là sóng thần do động đất kiến tạo kích hoạt. Theo cơ sở dữ liệu địa chấn thế giới, tính từ năm 1627 đến nay, đã có 62 trận sóng thần được ghi nhận trong khu vực Biển Đông và vùng biển lân cận phía tây Philippines.

Vấn đề cốt lõi đặt ra là sự thiếu hụt các nghiên cứu định lượng chuyên sâu về cơ chế lan truyền sóng thần từ các nguồn động đất xa và gần bờ đến thềm lục địa Việt Nam. Mục tiêu cụ thể của luận văn là làm sáng tỏ bản chất vật lý của quá trình kích hoạt, quy luật lan truyền sóng thần và xây dựng các kịch bản mô phỏng số chi tiết về thời gian truyền sóng cùng biên độ tác động đến bờ biển và hải đảo Việt Nam. Nghiên cứu tập trung vào không gian Biển Đông với nguồn chấn động từ đới hút chìm Manila (độ lớn cực đại ước tính Mw 8,85) và các đới đứt gãy hoạt động nội vùng, trên cơ sở chuỗi số liệu địa chấn kéo dài từ năm 1627 đến năm 2011. Kết quả nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn to lớn trong việc cung cấp các tham số định lượng chính xác, cho phép xác định cửa sổ thời gian cảnh báo sớm từ 100 đến 320 phút, hỗ trợ đắc lực cho công tác quy hoạch kháng chấn đô thị và giảm thiểu rủi ro thảm họa thiên tai ven biển.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết đàn hồi môi trường phân lớp và thủy động lực học sóng phi nén trong trường trọng lực. Trọng tâm của khung lý thuyết bao gồm mô hình nguồn đứt gãy đàn hồi Okada (1985), cho phép chuyển đổi tenxơ mômen địa chấn thành trường dịch chuyển tĩnh thẳng đứng và dịch chuyển ngang của đáy biển. Đồng thời, mô hình suy biến năng lượng và thang độ lớn mômen Kanamori với phương trình tương quan thực nghiệm log M0 = 1,5M + 9,1 được áp dụng nhằm định lượng chính xác năng lượng giải phóng từ các trận động đất kiến tạo có mômen vô hướng M0 = μ A u.

Các khái niệm then chốt được vận dụng xuyên suốt gồm: tenxơ mômen địa chấn 9 thành phần biểu diễn cặp ngẫu lực, nguồn dịch trượt nghịch (dip-slip), nguồn trượt bằng (strike-slip), góc cắm đứt gãy, góc trượt rake, hàm kích hoạt sóng thần R(ω) và phép biến đổi tích phân Fourier - Bessel kết hợp hàm Hankel bậc không H0^(2). Sự kích hoạt sóng trong tầng nước được mô hình hóa thông qua phương trình dao động chất lỏng kết hợp điều kiện biên bề mặt tự do và đáy biển đàn hồi, tạo cơ sở toán học chặt chẽ để xác định trường áp suất động và độ nâng mặt nước biển.

Phương pháp nghiên cứu

Luận văn sử dụng nguồn dữ liệu địa chấn và hải dương học đa nguồn, bao gồm danh mục 62 sự kiện sóng thần từ Trung tâm Dữ liệu Địa vật lý Quốc gia Hoa Kỳ (NGDC/NOAA), số liệu khảo sát vết tích sóng thần lịch sử từ bộ chính sử Đại Nam Thực lục và các báo cáo khảo sát thực địa ven biển miền Trung. Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm 6 kịch bản nguồn phát sinh động đất tiêu biểu tương ứng với 6 đới cấu trúc đứt gãy nguy hiểm nhất khu vực Biển Đông, với dải độ lớn động đất cực đại được lựa chọn phân tích từ 7,0 đến 8,85 độ Richter.

Phương pháp phân tích chủ đạo là thuật toán số hóa giải tích dựa trên hàm Green hai chiều (2D Green's Function approach) kết hợp giải tích tiệm cận Levshin. Lý do lựa chọn phương pháp hàm Green thay vì các mô hình sai phân hữu hạn thuần túy là khả năng tính toán nhanh vượt trội, biểu diễn chính xác phản ứng động lực học của cột nước dưới tác động của trường lực nguồn đa chiều và mô tả hiệu quả sự tương tác giữa sóng biển với đáy đại dương biến đổi mà không đòi hỏi tài nguyên tính toán quá lớn. Quá trình mô phỏng được thực hiện trên cấu trúc hai lớp gồm lớp chất lỏng hữu hạn trên nửa không gian rắn đàn hồi đồng nhất.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, phân tích cơ chế kích hoạt chỉ ra rằng các đứt gãy chờm nghịch (dip-slip) có góc cắm 45 độ tạo ra độ nâng đáy biển và biên độ kích hoạt sóng thần vượt trội hoàn toàn so với đứt gãy trượt bằng (strike-slip). Tại khoảng cách chấn tâm 500 km, thành phần dịch chuyển tỏa tia theo phương ngang của phần tử nước lớn hơn khoảng 3 lần so với thành phần chuyển động thẳng đứng, hình thành quỹ đạo chuyển động dạng elip đặc trưng của sóng nước nông.

Thứ hai, kết quả mô phỏng kịch bản động đất cực đại Mw 8,85 tại đới hút chìm Manila cho thấy thời gian sóng thần lan truyền đến dải bờ biển Quảng Ngãi - Bình Định chỉ mất khoảng 100 phút (khoảng 1 giờ 40 phút), và sau 320 phút (khoảng 5 giờ 20 phút), sóng sẽ lan tỏa đến bờ biển Minh Hải đồng thời đi sâu vào khu vực Vịnh Bắc Bộ. Biên độ sóng ghi nhận mức suy giảm dần theo khoảng cách lan truyền nhưng có xu hướng gia tăng đột biến khi tiến vào vùng nước nông ven bờ.

Thứ ba, nghiên cứu đã định lượng hóa mức độ nguy hiểm của 5 đới đứt gãy nội vùng trong Biển Đông (gồm đứt gãy Bắc Hoàng Sa, Kinh tuyến 110 độ, Thuận Hải - Minh Hải, Cảnh Dương - Phú Quý và Palawan) với độ lớn động đất cực đại từ 7,0 đến 8,0 độ Richter. Mặc dù biên độ nguồn thấp hơn đới Manila khoảng 40% đến 60%, các nguồn cận bờ này có thời gian truyền sóng cực ngắn (dưới 30 phút), tạo ra nguy cơ sóng thần địa phương đặc biệt nghiêm trọng.

Thứ tư, khi phân tích cấu trúc địa tầng đáy biển, kết quả so sánh giữa 3 mô hình cấu trúc cho thấy lớp trầm tích bở rời có tác động không đáng kể đến phổ kích hoạt sóng, trong khi độ sâu chấn tiêu nằm trong khoảng 9 đến 14 km thuộc phần trên vỏ Trái Đất là tầng phát sinh sóng thần mạnh nhất. Mô hình đáy biển mấp mô (2D) làm tăng biên độ sóng tổng hợp và gây hiện tượng trễ sóng rõ rệt so với mô hình đáy phẳng (1D).

Thảo luận kết quả

Sự gia tăng biên độ sóng khi truyền từ biển sâu vào đới bờ thoải giải thích rõ hiện tượng bảo toàn thông lượng năng lượng: khi vận tốc truyền sóng giảm theo độ sâu lớp nước, năng lượng sóng bị dồn nén làm chiều cao sóng tăng vọt theo định lý Green. Kết quả này tương thích với các quan sát thực địa về các đợt sóng dâng lịch sử tại Nghệ An và Bình Thuận ghi nhận trong tài liệu cổ.

Trong nghiên cứu, dữ liệu lan truyền sóng được minh họa trực quan qua hệ thống sơ đồ đường đẳng thời truyền sóng từ chấn tâm Manila tỏa khắp Biển Đông và các biểu đồ chuỗi thời gian dao động triều tổng hợp. So sánh với các mô hình thủy động lực quốc tế trong cuộc diễn tập Pacific Wave 06, kết quả mô phỏng bằng hàm Green cho độ sai lệch thời gian truyền sóng dưới 5%, đồng thời phản ánh rõ nét sự tán sắc pha của chuỗi sóng tại các trạm quan sát giả định trên thềm lục địa.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, khẩn trương thiết lập hệ thống cảnh báo sớm sóng thần đa cấp độ tại khu vực miền Trung, do Viện Vật lý Địa cầu chủ trì phối hợp cùng Tổng cục Khí tượng Thủy văn. Mục tiêu đặt ra là rút ngắn thời gian phát bản tin cảnh báo động đất gây sóng thần xuống dưới 15 phút sau khi ghi nhận chấn động từ đới Manila, hoàn thành lắp đặt hệ thống còi báo động và trạm quan trắc mực nước biển chuyên dụng giai đoạn 2026 - 2028.

Thứ hai, tích hợp các kịch bản ngập lụt sóng thần vào quy hoạch xây dựng và phát triển đô thị ven biển tại 28 tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương. Ủy ban nhân dân các địa phương phối hợp với Bộ Xây dựng rà soát, áp dụng tiêu chuẩn kháng chấn và tải trọng sóng xung kích cho 100% công trình công cộng, bệnh viện, trường học nằm trong bán kính 1.000 mét tính từ mép nước biển, thực hiện xuyên suốt giai đoạn 2026 - 2030.

Thứ ba, củng cố và nâng cấp hệ thống đê biển, kè chắn sóng tại các cửa sông và dải bờ xung yếu chịu tác động trực tiếp từ đới hút chìm Manila. Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn cần xây dựng quy chuẩn kỹ thuật đê kè có khả năng chống chịu mức sóng dâng cực đại từ 3 đến 5 mét, kết hợp phát triển vành đai rừng ngập mặn phòng hộ ven biển đạt độ che phủ trên 70% diện tích bãi bồi vào năm 2030.

Thứ tư, định kỳ tổ chức diễn tập sơ tán khẩn cấp cấp cộng đồng cho cư dân ven biển và ngư dân hoạt động trên các ngư trường trọng điểm. Ủy ban Quốc gia Ứng phó Sự cố, Thiên tai và Tìm kiếm Cứu nạn cần ban hành kịch bản sơ tán chi tiết theo mốc thời gian vàng (từ 60 đến 90 phút trước khi sóng ập bờ), bảo đảm 95% người dân trong vùng nguy cơ nắm vững lộ trình di chuyển lên các khu vực cao an toàn từ năm 2026 trở đi.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Thứ nhất, các nhà khoa học, nghiên cứu viên và học viên cao học thuộc các chuyên ngành Vật lý Địa cầu, Hải dương học, Địa chất công trình và Quản lý Tai biến Thiên tai. Luận văn cung cấp khung giải tích toán học chuẩn mực về hàm Green và mô hình biến dạng đàn hồi Okada, đóng vai trò là tài liệu tham khảo chất lượng cho các nghiên cứu mô phỏng sóng biển và động lực học chất lỏng địa vật lý.

Thứ hai, kỹ sư công trình biển, chuyên gia tư vấn thiết kế và các cơ quan quy hoạch hạ tầng ven biển. Tài liệu mang lại dữ liệu nền tảng về trường ứng suất sóng, độ dịch chuyển đáy biển và thời gian truyền sóng, phục vụ thiết kế đê kè cảng biển, công trình dầu khí ngoài khơi và các dự án năng lượng tái tạo ven bờ tại thềm lục địa Việt Nam.

Thứ ba, cán bộ quản lý thuộc Cục Quản lý Đê điều và Phòng, chống Thiên tai, Trung tâm Báo tin Động đất và Cảnh báo Sóng thần. Nhóm đối tượng này có thể sử dụng trực tiếp các kịch bản lan truyền sóng và mốc thời gian truyền 100 - 320 phút để hoàn thiện quy trình phản ứng nhanh và lập phương án ứng phó khẩn cấp quốc gia.

Thứ tư, các doanh nghiệp vận hành chuỗi cung ứng logistics cảng biển, khu nghỉ dưỡng ven biển và đơn vị khai thác vận tải biển. Nghiên cứu giúp các tổ chức này đánh giá chính xác rủi ro kinh doanh, xây dựng kế hoạch quản trị rủi ro thiên tai và bảo toàn tài sản trước các biến cố sóng thần cực đoan.

Câu hỏi thường gặp

Bờ biển Việt Nam có thực sự đối mặt với nguy cơ sóng thần không? Hoàn toàn có. Lịch sử địa chấn ghi nhận 62 trận sóng thần trong khu vực Biển Đông và lân cận từ năm 1627. Dù được bao bọc bởi các vòng cung đảo ngăn sóng từ Thái Bình Dương, bờ biển nước ta vẫn chịu nguy cơ trực tiếp từ đới hút chìm Manila và các đới đứt gãy nội vùng có khả năng gây sóng cao từ 2 đến 5 mét.

Tại sao đới hút chìm Manila lại là nguồn phát sinh sóng thần nguy hiểm nhất đối với Việt Nam? Đới hút chìm Manila dài trên 1.000 km, sở hữu cơ chế trượt chờm nghịch mạnh mẽ với khả năng tích tụ năng lượng gây động đất cực đại Mw 8,85. Vị trí đối diện trực diện với miền Trung Việt Nam khiến năng lượng bức xạ sóng thần truyền thẳng qua biển sâu mà không bị suy giảm đáng kể bởi vật cản địa hình.

Phương pháp hàm Green có ưu điểm gì vượt trội so với mô hình số sai phân truyền thống? Phương pháp hàm Green kết hợp phép biến đổi giải tích giúp rút ngắn thời gian xử lý dữ liệu tính toán tới hàng chục lần so với phương pháp sai phân lưới hữu hạn truyền thống. Phương pháp này cho phép phân tách chính xác đáp ứng động lực học của cột nước từ nguồn điểm lực sang nguồn hữu hạn phức tạp.

Thời gian cảnh báo sóng thần lan truyền từ đới Manila đến bờ biển Việt Nam là bao lâu? Theo tính toán mô phỏng trong luận văn, sóng thần mất khoảng 100 phút để di chuyển từ trung tâm đới Manila đến bờ biển Quảng Ngãi - Bình Định. Đối với các khu vực xa hơn như bờ biển Minh Hải và Vịnh Bắc Bộ, tổng thời gian truyền sóng kéo dài khoảng 320 phút, mở ra khung thời gian quý giá cho công tác sơ tán.

Các nguồn động đất cục bộ trong Biển Đông nguy hiểm như thế nào so với nguồn Manila? Các đứt gãy nội vùng như Kinh tuyến 110 độ hay Thuận Hải - Minh Hải có độ lớn động đất tối đa khoảng 7,0 đến 7,5 Richter, tạo biên độ sóng nhỏ hơn nguồn Manila. Tuy nhiên, do khoảng cách rất gần bờ, thời gian sóng ập vào đất liền chỉ từ 15 đến 30 phút, khiến việc phản ứng và sơ tán trở nên cấp bách hơn nhiều.

Kết luận

Luận văn đã giải quyết trọn vẹn bài toán mô phỏng lan truyền sóng thần bằng phương pháp giải tích hàm Green với những đóng góp khoa học và thực tiễn then chốt:

• Xây dựng thành công bộ công cụ giải tích và thuật toán mô phỏng 2D dựa trên hàm Green cho bài toán lan truyền sóng thần trong môi trường chất lỏng trên nền đàn hồi.
• Định lượng chính xác trường dịch chuyển đáy biển và khẳng định cơ chế đứt gãy trượt nghịch tạo ra biên độ kích hoạt sóng thần nguy hiểm nhất.
• Thiết lập 6 kịch bản lan truyền sóng chi tiết từ các đới nguồn trọng yếu, xác định mốc thời gian cảnh báo từ 100 phút đến 320 phút đối với nguồn Manila.
• Đánh giá toàn diện ảnh hưởng của địa hình đáy biển mấp mô và độ sâu chấn tiêu vỏ Trái Đất (9 - 14 km) đến hiện tượng tán sắc và khuếch đại biên độ sóng.
• Đóng góp luận cứ khoa học tin cậy cho việc xây dựng bản đồ cảnh báo nguy cơ sóng thần và quy hoạch hạ tầng kháng chấn ven biển Việt Nam.

Trong giai đoạn 2026 - 2030, các cơ quan quản lý và giới học thuật cần tiếp tục mở rộng mô hình hóa 3D cho các nguồn vùng hữu hạn phi đối xứng. Hãy chủ động tham khảo và ứng dụng các kết quả nghiên cứu này vào công tác lập quy hoạch phát triển bền vững kinh tế biển và nâng cao năng lực ứng phó thiên tai quốc gia ngay hôm nay.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1. Tổng quan về nghiên cứu sóng thần ở Việt Nam Chương 2. Cơ sở lý thuyết và phương pháp luận về xây dựng mô hình và mô phỏng lan truyền sóng thần. Các kịch bản áp dụng mô phỏng tính toán lan truyền sóng thần đến bờ biển và hải đảo việt nam LUAN VAN CHAT LUONG download4 : add [e-mail] Luận văn thạc sĩ khoa học Mai Xuân Bách, 2011 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU SÓNG THẦN Ở VIỆT NAM 1.

Sơ lƣợc về nghiên cứu sóng thần ở Việt Nam Trƣớc khi xảy ra thảm hoạ sóng thần ngày 26-12-2004 gây ra bởi động đất Mw=9,0 ở Sumatra, thì nghiên cứu sóng thần ở nƣớc ta chƣa đƣợc chú ý nhiều. Lần đầu tiên việc khảo sát, đánh giá sóng thần đƣợc tiến hành cho vùng bờ biển Nghệ An-Hà Tĩnh phục vụ việc xây dựng khu gang thép Thạch Khê (Nguyễn Đình Xuyên và cộng sự, 1984). Nghiên cứu này đã đƣa ra các kết luận sau: 1/ Ở vùng bờ biển này đã từng và có khả năng xảy ra sóng thần cao tới 3m nguyên nhân không phải động đất mà có thể là nguồn gốc khí tƣợng, … 2/ Động đất có khả năng phát sinh ở các đứt gãy trên vùng thềm lục địa có thể gây sóng thần cao không quá 2m ở vùng bờ biển này. Tuy nhiên những nhà nghiên cứu chƣa chú ý đến các nguồn sóng thần trong vùng Biển Đông.

Muộn hơn, vào những năm 90, vấn đề sóng thần đƣợc một số nhà khoa học quan tâm nghiên cứu. Phạm Văn Thục (1995, 1998, 2000, 2001, 2007) đã dựa vào các kết quả nghiên cứu sóng thần trên thế giới, đặc biệt là khu vực Thái Bình Dƣơng, và nghiên cứu hoạt động động đất trong vùng Biển Đông, đƣa ra một số nhận định về sóng thần trong vùng Biển Đông và ảnh hƣởng đến vùng bờ biển nƣớc ta: Vùng quần đảo Philippinne là một vùng có hoạt động động đất rất cao, vùng Biển Đông và dải ven bờ nƣớc ta có thể chịu ảnh hƣởng của nguồn sóng thần duy nhất từ các động đất thuộc trũng sâu và vùng chồng gối (đới hút chìm) Manila. Nguyễn Ngọc Thuỷ (2005) cũng có nhận định định tính, sơ bộ về khả năng sóng thần ở vùng bờ biển nƣớc ta. Gần đây, sau thảm hoạ sóng thần Sumatra, vấn đề sóng thần đƣợc đặc biệt chú ý.

Về quan điểm địa chấn thì khu vực Đông Nam Á bị bao bọc bởi 2 vành đai động đất lớn nhất hành tinh: Ở phía Đông là phần cuối của vành đai Thái Bình Dƣơng, kéo dài hàng nghìn km từ Đài Loan qua quần đảo Philippin đến Đông Timo; ở phía Tây và Nam là phần cuối của vành đai Địa Trung Hải-Hymalaya kéo dài hàng nghìn km từ vịnh Bengal đến Đông Timo, ôm lấy quần đảo Indonesia. LUAN VAN CHAT LUONG download5 : add [e-mail] Luận văn thạc sĩ khoa học Mai Xuân Bách, 2011 Động đất mạnh và rất mạnh xảy ra thƣờng xuyên trên các vành đai này. Với cơ chế dịch chuyển chờm nghịch, các đới hút chìm này là nguyên nhân gây ra các thảm hoạ sóng thần tại khu vực Đông Nam Á (Nguyễn Đình Xuyên và nnk, 2007). Tuy khu vực Đông Nam Á và quanh vành đai Thái Bình Dƣơng đã xảy ra nhiều động đất gây sóng thần lớn song nhờ sự che chắn của các cung đảo bao quanh nên các sóng thần này đã không gây ảnh hƣởng tới bờ biển và hải đảo Việt Nam.

Các nhà địa chấn Việt Nam và thế giới đều khẳng định rằng nguy cơ sóng thần tác động đến bờ biển và hải đảo Việt Nam chủ yếu là từ đới hút chìm Manila (Philippin) và các động đất mạnh xảy ra trong phạm vị Biển Đông Việt Nam. Theo thống kê có đƣợc thì chỉ tính từ năm 1627 đến nay đã có đến 62 trận sóng thần ghi nhận đƣợc đã xảy ra trong phạm vị Biển Đông Việt Nam và Tây, Tây Nam Philippin. Đại đa số các sóng thần (cụ thể là 41 sóng thần) đã xuất hiện tại biển Luzon, Sulu, Celebes và Taal. Số còn lại chủ yếu phân bố tại khu vực phía Bắc, Đông Bắc và Đông Biển Đông.

Chỉ có sóng thần ngày 5/1/1992 là nằm về phía Tây Bắc Biển Đông (toạ độ: 18,00N; 108,00E).1: Vị trí xảy ra sóng thần khu vưc Đông nam châu Á LUAN VAN CHAT LUONG download6 : add [e-mail] Luận văn thạc sĩ khoa học Mai Xuân Bách, 2011 Hình 1.2: Vị trí chấn tâm động đất khu vực Đông nam châu Á Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu về sóng thần mới nhất ở Việt Nam cho thấy: - Đới hút chìm Manila là nơi có nguy cơ xuất hiện động đất mạnh gây sóng thần tác động đến bờ biển tiếp giáp với Biển Đông Việt Nam nhƣ bờ biển Nam Trung Quốc, bờ biển Đông Việt Nam, Brunay và Malaysia. Mức độ ảnh hƣởng của sóng thần có nguồn Manila đến các điểm trên đƣờng bờ của mỗi nƣớc này sẽ khác nhau, phụ thuộc vào độ mạnh của động đất gây ra sóng thần và khoảng cách từ chấn tâm tới đƣờng bờ quan sát sóng thần. Đới hút chìm tây Philippin (đới Manila) có chiều dài trên 1000 km, có thể gây ra động đất có độ lớn 8,85 độ Richter (theo công thức Well & Copersmith, 1994). Đây là nguồn xa có nguy cơ xuất hiện động đất gây sóng thần ảnh hƣởng đến hải đảo và bờ biển Việt Nam.

LUAN VAN CHAT LUONG download7 : add [e-mail] Luận văn thạc sĩ khoa học Mai Xuân Bách, 2011 - Các nguồn sóng thần đƣợc ghi nhận có toạ độ nằm sát với đƣờng bờ biển Nam Trung Quốc và đặc biệt là sát với đƣờng bờ biển Việt Nam lại trùng với đới động đất mạnh thuộc ven bờ Biển Đông Việt Nam và Trung Quốc. Nhƣ vậy, ngoài yếu tố sóng thần lan truyền tới từ nguồn Manila còn có yếu tố của sóng thần vùng gần đƣờng bờ tác động đến bờ biển nƣớc ta. Theo các nhà địa chấn Việt Nam thì nguy cơ xuất hiện động đất gây sóng thần tại các đới phát sinh trong vùng Biển Đông Việt Nam là: Đới Huyện Nhai - Văn Ninh – Châu Giang – Bắc Hoàng Sa; Đới đứt gãy kinh tuyến 1100; và Đới Thuận Hải – Minh Hải – Nam Côn Sơn. Nghiên cứu cổ sóng thần 1.

Tài liệu lịch sử Theo Đại Nam Thực lục chính biên (37 tập) thì trận động đất năm 1877 đƣợc ghi nhận nhƣ sau: tháng 9 năm 1877, tại Bình Thuận, “Động đất, từ đấy đến tháng 12 tất cả 3 lần, lần đầu nƣớc sông cuốn lên, nhà ngói cũng rung động, hai lần sau nhẹ hơn”. Trận động đất này đƣợc các nhà địa chấn Viện Vật lý Địa cầu đánh giá chỉ có 5,1 độ Richter, tuy vậy theo số liệu của NOAA thì có Ml =7,0 độ Richter, gây sóng to. Liệu có phải động đất đã gây nên sóng thần địa phƣơng hay không?. Tài liệu điều tra trong nhân dân Kết quả điều tra sóng thần trong nhân dân dọc ven biển Việt Nam (Nguyễn Đình Xuyên và nnk…, 2005; lƣu VLĐC) cho thấy ngoài sóng bão, thuỷ triều, nƣớc dâng, đã phát hiện một số hiện tƣợng sóng lớn? mà các tác giả gọi là sóng thần có nguồn gốc khác: - “Năm 1978 sóng thần đã thực sự xuất hiện ở vùng bờ biển Trà Cổ, Móng Cái.

Sóng cao 3-5 m đã tràn vào bờ nhiều đợt, làm nứt tƣờng nhà, đổ các hàng cây phi lao ven bờ”. -“Theo ghi chép của TS Armand Krempt năm 1923 sóng thần đã phá hỏng chuồng ngựa của bác sĩ Alexandre Yersin. Vị trí chuồng ngựa cách bờ biển 5-6m. Sự cố này liên quan với phun trào núi lửa ở đào Hòn Tro.

Vùng biển nam Trung Bộ và Nam Bộ là vùng hoạt động núi lửa hiện đại. Năm 1923 phun trào núi lửa diễn ra ở đảo Hòn Tro trong quần đảo Phú Quý đã gây động đất núi lửa 6,1 độ Richter. LUAN VAN CHAT LUONG download8 : add [e-mail] Luận văn thạc sĩ khoa học Mai Xuân Bách, 2011 Năm 1960, 1963 hoạt động núi lửa lại diễn ra nhƣng yếu hơn. Việc phun trào núi lửa Hòn Tro gây sóng thần cho thấy hoạt động núi lửa cũng là một nguồn sóng thần đáng chú ý trong vùng biển Đông”.

-“Theo lời kể của những ngƣời cao tuổi, vào cuối thế kỷ 19 hoặc đầu thế kỷ 20, hiện tƣợng sóng thần cũng đã xảy ra ở Diễn Châu (Nghệ An). Sóng cao nhƣ sóng bão xảy ra ở đây năm 1984” (5-10 m). -“Một hiện tƣợng đáng chú ý nữa đã xảy ra ở Tuy Hoà, Nha Trang ngày 4/5 năm 1991, trƣớc ngày núi lửa Pinatubo, Philippin, phun trào. Nƣớc biển rút ra xa, nhiều tàu nhỏ lộ trên bãi cát, mọi ngƣời sợ hãi chạy vào bờ, không hiểu là hiện tƣợng gì xảy ra.

Một lúc sau nƣớc lại trở lại nhƣng do đứng xa nên không rõ cao hơn hay bằng mực nƣớc ban đầu. Ông Đỗ Minh Tiệp, một ngƣời trong đoàn cán bộ địa chất khảo sát, đào hố lấy mẫu ở bờ biển, những ngƣời chứng kiến hiện tƣợng, đánh giá: nƣớc đã rút 2m so với mức bình thƣờng. Nhiều ngƣời dân cũng chứng kiến hiện tƣợng này và đều tỏ ra sợ hãi. Sáng ngày 5/5 toàn bộ vùng Khánh Hoà bị bao phủ một lớp tro bụi dày vài mm đến vài cm, đó là tro bụi từ núi lửa Pinatubo”.

Nguyễn Đình Xuyên và các đồng nghiệp (2005) đã lý giải các sự kiện điều tra đƣợc nhƣ sau: - “Sự kiện ở Trà Cổ diễn ra trong không gian hẹp, có tính địa phƣơng, không liên quan với sự cố động đất nào. Phân tích sơ bộ dẫn đến kết luận, đây là hiện tƣợng sóng thần nguồn gốc khí tƣợng: ở vùng tâm bão hay lốc xoáy, xa vùng biển Trà Cổ, do áp suất khí quỷên thấp, nƣớc biển dâng cao trên diện rộng. Khi áp suất khí quyển thay đổi đột ngột vì những nguyên nhân khác nhau, quả đồi nƣớc này xụp suống bởi trọng lực gây ra sóng trọng lực, tức sóng thần”. Nghi ngờ có thể đƣợc đặt ra là liệu có thể có một cơn lốc xảy ra trong thời tiết rất đẹp không? hay là một cơn sóng thần địa phƣơng, gắn với một động đất gần mà ta chƣa điều tra đƣợc?.

Nếu nƣớc biển dâng cao trên diện rộng thì chắc chắn sẽ gây ngập lụt trên một diện rộng, chí ít cũng sẽ quan sát thấy ở cả khu vực Hải Phòng, thậm chí có thể ở Thanh Hoá, Nghệ An hay xa hơn nữa về phía Nam. - Đối với sóng cao ở Diễn Châu các tác giả này cũng cho rằng do nguyên nhân khí tƣợng song cũng chƣa chứng minh đƣợc rằng đã có hiện tƣợng khí tƣợng LUAN VAN CHAT LUONG download9 : add [e-mail] Luận văn thạc sĩ khoa học Mai Xuân Bách, 2011 nào xảy ra vào lúc bấy giờ. Thế thì liệu có nguyên nhân nào khác nữa, nhƣ sóng thần chẳng hạn?.