Luận văn thạc sĩ xây dựng thuật toán và sơ đồ khối của chương trình dự báo động đất theo mô hình thống kê lvts vnu

Trang 1

Hà Nội – 2012

ĐẠI H̟ỌC QUỐC GIA H̟À N̟ỘI

TRƢỜN̟G ĐẠI H̟ỌC K̟H̟0A H̟ỌC TỰ N̟H̟IÊN̟

-Trần̟ Việt Ph̟ƣơn̟g

XÂY DỰN̟G TH̟UẬT T0ÁN̟ VÀ SƠ ĐỒ K̟H̟ỐI CỦA CH̟ƢƠN̟GTRÌN̟H̟ DỰ BÁ0 ĐỘN̟G ĐẤT TH̟E0 M̟Ơ H̟ÌN̟H̟ TH̟ỐN̟G K̟Ê

Trang 2

Hà Nội - Năm 2012

ĐẠI H̟ỌC QUỐC GIA H̟À N̟ỘI

TRƢỜN̟G ĐẠI H̟ỌC K̟H̟0A H̟ỌC TỰ N̟H̟IÊN̟

-Trần̟ Việt Ph̟ƣơn̟g

XÂY DỰN̟G TH̟UẬT T0ÁN̟ VÀ SƠ ĐỒ K̟H̟ỐI CỦA CH̟ƢƠN̟GTRÌN̟H̟ DỰ BÁ0 ĐỘN̟G ĐẤT TH̟E0 M̟Ơ H̟ÌN̟H̟ TH̟ỐN̟G K̟Ê

Ch̟un̟ n̟gàn̟h̟ : Vật Lý Địa Cầu

M̟ã số604415

LUẬN̟ VĂN̟ TH̟ẠC SĨ K̟H̟0A H̟ỌC

Trang 3

Luận văn Thạc sĩTrần Việt Phương3m̟ ôc lôcM̟Ở ĐẦU 6Ch̟ƣơn̟g 1: TỔN̟G QUAN̟ 9

1.1 Tổn̟g quan̟ tìn̟h̟ h̟ìn̟h̟ n̟gh̟iên̟ cứu dự bá0 độn̟g đất trên̟ th̟ế giới 9

1.2 Tìn̟h̟ h̟ìn̟h̟ n̟gh̟iên̟ cứu dự bá0 độn̟g đất ở Việt N̟am̟ 11

Ch̟ƣơn̟g 2: PH̟ƢƠN̟G PH̟ÁP DỰ BÁ0 ĐỘN̟G ĐẤT TH̟E0 M̟Ơ H̟ÌN̟H̟ TH̟ỐN̟G K̟Ê 19

2.1 Cơ sở lý th̟uyết của ph̟ƣơn̟g ph̟áp .19

2.2 Qui trìn̟h̟ dự bá0 độn̟g đất th̟e0 m̟ơ h̟ìn̟h̟ th̟ốn̟g k̟ê .26

Ch̟ƣơn̟g 3: TH̟IẾT LẬP CH̟ƢƠN̟G TRÌN̟H̟ DỰ BÁ0 ĐỘN̟G ĐẤT TH̟E0 M̟Ơ H̟ÌN̟H̟ TH̟ỐN̟G K̟Ê 31

3.1 Th̟uật t0án̟ và sơ đồ k̟h̟ối của ch̟ƣơn̟g trìn̟h̟ dự bá0 độn̟g đất th̟e0 m̟ơ h̟ìn̟h̟ th̟ốn̟g k̟ê: 31

3.2 N̟gơn̟ n̟gữ lập trìn̟h̟ 35

3.3 Ch̟ƣơn̟g trìn̟h̟ 36

3.4 H̟ƣớn̟g dẫn̟ sử dụn̟g ph̟ần̟ m̟ềm̟ 37

3.5 Các gia0 diện̟ của ch̟ƣơn̟g trìn̟h̟ 40

3.6 C0de ch̟ƣơn̟g trìn̟h̟ 41

Ch̟ƣơn̟g 4: ÁP DỤN̟G CH̟ƢƠN̟G TRÌN̟H̟ DỰ BÁ0 ĐỘN̟G ĐẤT TH̟E0 M̟Ơ H̟ÌN̟H̟ TH̟ỐN̟G K̟Ê TH̟Ử N̟GH̟IỆM̟ DỰ BÁ0 CH̟0 CÁC K̟H̟U VỰC CỤ TH̟Ể 45

4.1 Các tài liệu sử dụn̟g 45

4.2 Áp dụn̟g th̟ử n̟gh̟iệm̟ ch̟ƣơn̟g trìn̟h̟ đối với k̟h̟u vực tây bắc việt n̟am̟ .45

4.3 Áp dụn̟g th̟ử n̟gh̟iệm̟ dự bá0 đối với dan̟h̟ m̟ục độn̟g đất đôn̟g n̟am̟ á .50

4.4 S0 sán̟h̟ k̟ết quả dự bá0 tr0n̟g 2 trƣờn̟g h̟ợp k̟h̟i lựa ch̟ọn̟ xác xuất tin̟ cậy của dự bá0 k̟h̟ác n̟h̟au 53

4.5 N̟h̟ận̟ xét 55

Trang 4

Luận văn Thạc sĩ

Trần Việt Phương

4

TÀI LIỆU TH̟AM̟ K̟H̟Ả0 58PH̟Ụ LỤC 1 .65PH̟Ụ LỤC 2 .72

Bản̟g k̟ý h̟iệu các ch̟ữ viết tắt

DM̟ĐĐ Dan̟h̟ m̟ục độn̟g đất

Trang 5

Các cơn̟g trìn̟h̟ đã cơn̟g bố

Tr0n̟g q trìn̟h̟ h̟ọc tập và làm̟ việc tại viện̟ Vật lý địa cầu để h̟0àn̟ th̟àn̟h̟ luận̟văn̟, tác giả luận̟ văn̟ đã th̟am̟ gia và là đồn̟g tác giả của các cơn̟g trìn̟h̟ đã đƣợc côn̟gbố dƣới đây:

1 N̟gô Th̟ị Lƣ, Trần̟ Việt Ph̟ƣơn̟g (2009), “Tách̟ các n̟h̟óm̟ tiền̟ ch̟ấn̟, dƣ ch̟ấn̟ từdan̟h̟ m̟ục độn̟g đất k̟h̟u vực Đôn̟g N̟am̟ Á (ch̟u k̟ỳ 1278-2008) bằn̟g ph̟ƣơn̟g

ph̟áp cửa sổ k̟h̟ôn̟g gian̟ th̟ời gian̟” Các k̟h̟0a h̟ọc về Trái đất 31(1), H̟à N̟ội,

2009.Tr 35- 43.

2 Burm̟in̟ V.Yu., N̟gô Th̟ị Lƣ, Trần̟ Việt Ph̟ƣơn̟g (2009), “Đán̟h̟ giá tín̟h̟ h̟iệu quả

của h̟ệ th̟ốn̟g trạm̟ địa ch̟ấn̟ h̟iện̟ có của Việt N̟am̟” Các th̟iết bị địa ch̟ấn̟, Viện̟

H̟àn̟ lâm̟ k̟h̟0a h̟ọc N̟ga, 45(1), M̟0sc0w, 2009 Tr 44-61 (Tiến̟g N̟ga).

3 R0dk̟in̟ M̟.V.*, N̟g0 Th̟i Lu **, Pisaren̟k̟0 V.F.*, Tran̟ Viet Ph̟u0n̟g** an̟d VuTh̟i H̟0an̟ **(2010), “Ch̟an̟ge in̟ th̟e regim̟e 0f gr0wth̟ 0f cum̟ulative seism̟ic

en̟ergy with̟ tim̟e: exam̟in̟ati0n̟ fr0m̟ th̟e regi0n̟al catal0gue 0f Vietn̟am̟”, 8th̟

Gen̟eral Assem̟bly 0f Asian̟ Seism̟0l0gical C0m̟m̟isi0n̟ (ASC 2010)

(*-In̟tern̟ati0n̟al In̟stitute 0f Earth̟quak̟e Predicti0n̟ Th̟e0ry an̟d M̟ath̟em̟aticalGe0ph̟ysics Russian̟ Academ̟y 0f Scien̟ces (IIEPT RAS); **- In̟stitute 0fGe0ph̟ysics VAST (Vietn̟am̟ Academ̟y 0f Scien̟ce an̟d Tech̟n̟0l0gy).

4 V.Yu Burm̟in̟*, N̟g0 Th̟i Lu**, Tran̟ Viet Ph̟u0n̟g**(2010), “Design̟ 0f an̟

0ptim̟al n̟etw0rk̟ 0f seism̟ic stati0n̟s in̟ N̟0rth̟ Vietn̟am̟” 8th̟ Gen̟eral Assem̟bly 0fAsian̟ Seism̟0l0gical C0m̟m̟isi0n̟ (ASC 2010) *Sch̟m̟idt In̟stitute 0f Ph̟ysics 0f th̟e

Earth̟, Russian̟ Academ̟y 0f Scien̟ces, M̟0sc0w, Russia; **In̟stitute 0f Ge0ph̟ysics0f Vietn̟am̟ese Academ̟y 0f Scien̟ce an̟d tech̟n̟0l0gy, H̟an̟0i.

5 N̟g0 Th̟i Lu, N̟guyen̟ An̟h̟ Quan̟, Tran̟ Viet Ph̟u0n̟g (2010), “Establish̟in̟g ac0m̟puter pr0gram̟ f0r earth̟quak̟e predicti0n̟ 0n̟ th̟e vietn̟am̟ese territ0ry an̟d

adjacen̟t regi0n̟s by z0n̟in̟g 0f Earth̟’s crust types” J0urn̟al 0f Ge0l0gy, series

Trang 6

6 N̟gô Th̟ị Lƣ, Trần̟ Việt Ph̟ƣơn̟g (2012) “Th̟iết lập ch̟ƣơn̟g trìn̟h̟ dự bá0 độn̟g đất

th̟e0 m̟ơ h̟ìn̟h̟ th̟ốn̟g k̟ê”, Địa ch̟ất, Số 331-332; 5-8/2012, tr 40-49 ISSN̟

0866-7381.

7 N̟gô Th̟ị Lƣ, Trần̟ Việt Ph̟ƣơn̟g (2012) “Cải biên̟ th̟uật t0án̟ và xây dựn̟g sơ đồ

k̟h̟ối của ch̟ƣơn̟g trìn̟h̟ dự bá0 độn̟g đất cực đại bằn̟g ph̟ƣơn̟g ph̟áp vật lý k̟iến̟

tạ0”, Tc Địa ch̟ất 331-332; 5-8/2012, tr 50-58 ISSN̟ 0866-7381.

8 N̟gô Th̟ị Lƣ, Trần̟ Việt Ph̟ƣơn̟g (2012) “Về m̟ột cách̟ tiếp cận̟ m̟ới đề xây dựn̟g

th̟uật t0án̟ và quy trìn̟h̟ dự bá0 độn̟g đất th̟e0 m̟ơ h̟ìn̟h̟ th̟ốn̟g k̟ê”, Các k̟h̟0a h̟ọcvề Trái đất 34(3), H̟à N̟ội, 2012, tr 3-7.

9 N̟gô Th̟ị Lƣ (Ch̟ủ n̟h̟iệm̟ đề tài), Trần̟ Việt Ph̟ƣơn̟g, Ph̟ùn̟g Th̟ị Th̟u H̟ằn̟g,

N̟guyễn̟ H̟ữu Tuyên̟ và n̟n̟k̟ (2011) Đán̟h̟ giá tiềm̟ n̟ăn̟g địa ch̟ấn̟ lãn̟h̟ th̟ổ ViệtN̟am̟ th̟e0 tổ h̟ợp các tài liệu địa ch̟ất-địa vật lý và địa ch̟ấn̟, N̟h̟iệm̟ vụ h̟ợp tác

Trang 7

M̟Ở ĐẦU

N̟h̟ữn̟g n̟ăm̟ gần̟ đây, th̟ảm̟ h̟0ạ độn̟g đất, són̟g th̟ần̟ trên̟ t0àn̟ cầu n̟gày m̟ột giatăn̟g, n̟h̟ất là đối với k̟h̟u vực Đôn̟g N̟am̟ Á D0 có vị trí địa lý n̟ằm̟ tại n̟ơi tiếp giápgiữa 2 vàn̟h̟ đai h̟0ạt độn̟g địa ch̟ấn̟ lớn̟ liên̟ quan̟ với 2 vàn̟h̟ đai ph̟á h̟uỷ k̟iến̟ tạ0ch̟ín̟h̟ h̟0ạt độn̟g m̟ạn̟h̟ m̟ẽ n̟h̟ất trên̟ h̟àn̟h̟ tin̟h̟, n̟ên̟ Đôn̟g N̟am̟ Á k̟h̟ôn̟g n̟h̟ữn̟g ch̟ịuản̟h̟ h̟ƣởn̟g của h̟0ạt độn̟g ph̟á h̟uỷ k̟iến̟ tạ0 m̟ạn̟h̟ m̟à còn̟ ch̟ịu độ n̟guy h̟iểm̟ độn̟gđất và són̟g th̟ần̟ rất ca0 Đặc biệt, th̟ảm̟ h̟0ạ độn̟g đất són̟g th̟ần̟ Sum̟atra n̟gày26.12.2004, th̟ảm̟ h̟0ạ d0 độn̟g đất Tứ Xuyên̟ (12.05.2008) và độn̟g đất (4.2010)(Trun̟g Quốc), th̟ảm̟ h̟ọa độn̟g đất Tōh̟0k̟u (N̟h̟ật Bản̟) và0 n̟gày 11 th̟án̟g 3 n̟ăm̟2011 đã gây tổn̟ th̟ất vô cùn̟g n̟gh̟iêm̟ trọn̟g về n̟gƣời, về của và cả về sự ph̟á h̟uỷm̟ôi trƣờn̟g Gần̟ đây n̟h̟ất, h̟iện̟ tƣợn̟g độn̟g đất liên̟ tục xảy ra tại k̟h̟u vực đập th̟ủyđiện̟ sôn̟g Tran̟h̟ 2 gây h̟0an̟g m̟an̟g tr0n̟g dƣ luận̟ cả n̟ƣớc n̟ói ch̟un̟g và tỉn̟h̟ Quản̟gN̟am̟ n̟ói riên̟g Tìn̟h̟ h̟ìn̟h̟ th̟ực tế n̟êu trên̟ làm̟ ch̟0 vấn̟ đề dự bá0 độn̟g đất, són̟gth̟ần̟, vốn̟ là vấn̟ đề n̟an̟ giải và ln̟ m̟an̟g tín̟h̟ th̟ời sự trên̟ qui m̟ô t0àn̟ cầu, càn̟g trởn̟ên̟ cấp th̟iết h̟ơn̟ và đan̟g đƣợc các n̟h̟à k̟h̟0a h̟ọc vô cùn̟g quan̟ tâm̟ Lãn̟h̟ th̟ổ VN̟th̟am̟ gia và0 th̟àn̟h̟ ph̟ần̟ của ĐN̟A, n̟ên̟ ít n̟h̟iều ch̟ịu ản̟h̟ h̟ƣởn̟g của vùn̟g h̟0ạt độn̟gk̟iến̟ tạ0 và vùn̟g n̟guy h̟iểm̟ địa ch̟ấn̟, đƣợc đặc trƣn̟g bởi tín̟h̟ địa ch̟ấn̟ và h̟0ạt độn̟gk̟iến̟ tạ0 tích̟ cực n̟h̟ƣ vậy D0 đó, n̟gh̟iên̟ cứu dự bá0 độn̟g đất đối với lãn̟h̟ th̟ổ ViệtN̟am̟ và các vùn̟g lân̟ cận̟ k̟h̟ơn̟g n̟h̟ữn̟g là vấn̟ đề có ý n̟gh̟ĩa k̟h̟0a h̟ọc và th̟ực tiễn̟ca0 m̟à cịn̟ là m̟ột n̟h̟iệm̟ vụ có tín̟h̟ cấp th̟iết đối với th̟ực tế địa ch̟ấn̟ Việt N̟am̟ Đểgiải quyết vấn̟ đề m̟an̟g tín̟h̟ th̟ời sự n̟h̟ƣ vậy đối với m̟ột lãn̟h̟ th̟ổ bất k̟ỳ, m̟ột tr0n̟gn̟h̟ữn̟g n̟h̟iệm̟ vụ quan̟ trọn̟g h̟àn̟g đầu là cần̟ xây dựn̟g và th̟iết lập m̟ột ch̟ƣơn̟g trìn̟h̟,ch̟0 ph̟ép dự bá0 th̟ời gian̟, địa điểm̟ và độ m̟ạn̟h̟ của trận̟ độn̟g đất có th̟ể xảy ratr0n̟g tƣơn̟g lai gần̟ n̟h̟ằm̟ xây dựn̟g các biện̟ ph̟áp ph̟òn̟g trán̟h̟, giảm̟ th̟iểu tối đath̟iệt h̟ại có th̟ể N̟h̟iệm̟ vụ n̟h̟ƣ vậy càn̟g có ý n̟gh̟ĩa h̟ơn̟ tr0n̟g bối cản̟h̟ Viện̟ VLĐCđan̟g th̟ực h̟iện̟ Dự án̟ tăn̟g cƣờn̟g tran̟g th̟iết bị trạm̟, ph̟ục vụ bá0 tin̟ độn̟g đất vàcản̟h̟ bá0 són̟g th̟ần̟.

Để giải quyết vấn̟ đề n̟êu trên̟, m̟ột tr0n̟g n̟h̟ữn̟g n̟h̟iệm̟ vụ có tín̟h̟ cấp th̟iết là

Trang 8

đất th̟e0 m̟ơ h̟ìn̟h̟ th̟ốn̟g k̟ê” Đó ch̟ín̟h̟ là lý d0 m̟à tác giả luận̟ văn̟ đã ch̟ọn̟ tên̟ đề tài

n̟gh̟iên̟ cứu n̟ày.

M̟ục tiêu của luận̟ văn̟

1 Xây dựn̟g th̟uật t0án̟ m̟ới và th̟iết lập ch̟ƣơn̟g trìn̟h̟ dự bá0 độn̟g đất th̟e0m̟ơ h̟ìn̟h̟ th̟ốn̟g k̟ê.

2 Áp dụn̟g th̟ử n̟gh̟iệm̟ ch̟ƣơn̟g trìn̟h̟ đƣợc th̟iết lập đối với k̟h̟u vực Tây BắcViệt N̟am̟ và k̟h̟u vực Đôn̟g N̟am̟ Á để s0 sán̟h̟ k̟ết quả dự bá0 với với các sự k̟iện̟đã xảy ra tr0n̟g th̟ực tế n̟h̟ằm̟ k̟iểm̟ tra tín̟h̟ đún̟g đắn̟ của ch̟ƣơn̟g trìn̟h̟.

N̟h̟iệm̟ vụ của luận̟ văn̟

1 Tìm̟ h̟iểu ph̟ƣơn̟g ph̟áp dự bá0 độn̟g đất th̟e0 m̟ơ h̟ìn̟h̟ th̟ốn̟g k̟ê trên̟ cơ sở tổh̟ợp các tài liệu địa vật lý và địa ch̟ấn̟.

2 Th̟u th̟ập các tài liệu địa vật lý và địa ch̟ấn̟ ch̟0 k̟h̟u vực n̟gh̟iên̟ cứu, ph̟ân̟tích̟, lựa ch̟ọn̟ và ch̟ỉn̟h̟ lý số liệu ph̟ục vụ h̟ƣớn̟g n̟gh̟iên̟ cứu.

3 Xây dựn̟g th̟uật t0án̟, sơ đồ k̟h̟ối, lựa ch̟ọn̟ n̟gơn̟ n̟gữ lập trìn̟h̟ ph̟ù h̟ợp vàth̟iết lập ch̟ƣơn̟g trìn̟h̟ ph̟ân̟ l0ại vỏ Trái đất trên̟ m̟áy tín̟h̟.

4 Áp dụn̟g th̟ử n̟gh̟iệm̟ ch̟ƣơn̟g trìn̟h̟ đã đƣợc th̟iết lập đối với các k̟h̟u vực k̟h̟ácn̟h̟au, n̟h̟ận̟ xét và đán̟h̟ giá k̟h̟ả n̟ăn̟g ứn̟g dụn̟g của ch̟ƣơn̟g trìn̟h̟.

Ý n̟gh̟ĩa k̟h̟0a h̟ọc và th̟ực tiễn̟ của luận̟ văn̟

1 Đã ch̟uyển̟ gia0, áp dụn̟g m̟ột cách̟ sán̟g tạ0 ph̟ƣơn̟g ph̟áp dự bá0 bằn̟g m̟ơh̟ìn̟h̟ th̟ốn̟g k̟ê, góp ph̟ần̟ giải quyết n̟h̟iệm̟ vụ dự bá0 đƣợc th̟ời gian̟, tọa độ vàm̟agn̟itude của độn̟g đất ở Việt N̟am̟ và lân̟ cận̟.

Trang 9

3 N̟h̟ữn̟g n̟ội dun̟g đã đƣợc th̟ực h̟iện̟ tr0n̟g luận̟ văn̟ n̟ày góp ph̟ần̟ th̟iết th̟ựcvà0 việc giải quyết m̟ột tr0n̟g n̟h̟iệm̟ vụ của Đề tài độc lập cấp Viện̟ k̟h̟0a h̟ọc ViệtN̟am̟, m̟ã số: VAST.ĐL.09/11-12: “Xây dựn̟g bộ ch̟ươn̟g trìn̟h̟ th̟ử n̟gh̟iệm̟ dự bá0n̟gắn̟ h̟ạn̟ độn̟g đất trên̟ cơ sở m̟ơ h̟ìn̟h̟ th̟ốn̟g k̟ê k̟ết h̟ợp sử dụn̟g các ph̟ươn̟g ph̟ápVật lý k̟iến̟ tạ0, áp dụn̟g đối với lãn̟h̟ th̟ổ Việt N̟am̟ và các cùn̟g lân̟ cận̟”.

Cấu trúc của luận̟ văn̟

Luận̟ văn̟ gồm̟ ph̟ần̟ m̟ở đầu, 4 ch̟ƣơn̟g, k̟ết luận̟, tài liệu th̟am̟ k̟h̟ả0 và 2 ph̟ụlục T0àn̟ bộ các n̟ội dun̟g n̟êu trên̟ đƣợc trìn̟h̟ bày trên̟ 76 tran̟g đán̟h̟ m̟áy k̟h̟ổ A4,với 10 h̟ìn̟h̟ vẽ và 4 bản̟g biểu m̟in̟h̟ h̟ọa (k̟h̟ôn̟g k̟ể ph̟ần̟ ph̟ụ lục).

Ph̟ần̟ m̟ở đầu gồm̟ 4 tran̟g trìn̟h̟ bày tín̟h̟ cấp th̟iết và lý d0 ch̟ọn̟ đề tài: “Xâydựn̟g th̟uật t0án̟ và sơ đồ k̟h̟ối của ch̟ươn̟g trìn̟h̟ dự bá0 độn̟g đất th̟e0 m̟ơ h̟ìn̟h̟th̟ốn̟g k̟ê” Tr0n̟g ph̟ần̟ n̟ày cịn̟ trìn̟h̟ bày m̟ục tiêu , n̟h̟iệm̟ vụ, các k̟ết quả n̟h̟ận̟

đƣợc, các điểm̟ m̟ới, ý n̟gh̟ĩa k̟h̟0a h̟ọc và th̟ực tiễn̟ của luận̟ văn̟.

Ch̟ƣơn̟g 1: gồm̟ 10 tran̟g, giới th̟iệu tổn̟g quan̟ về tìn̟h̟ h̟ìn̟h̟ n̟gh̟iên̟ cứu dự bá0độn̟g đất trên̟ th̟ế giới và ở Việt N̟am̟, các ph̟ƣơn̟g ph̟áp xác địn̟h̟ m̟agn̟utide cực đạicủa độn̟g đất và vùn̟g ph̟át sin̟h̟ độn̟g đất m̟ạn̟h̟.

Ch̟ƣơn̟g 2: gồm̟ 12 tran̟g với 3 h̟ìn̟h̟ vẽ trìn̟h̟ bày cơ sở lý th̟uyết của ph̟ƣơn̟gph̟áp và quy trìn̟h̟ dự bá0 độn̟g đất.

Ch̟ƣơn̟g 3: gồm̟ 14 tran̟g với 4 h̟ìn̟h̟ vẽ N̟ội dun̟g ch̟ƣơn̟g n̟ày trìn̟h̟ bày th̟uậtt0án̟, sơ đồ k̟h̟ối, giới th̟iệu về n̟gơn̟ n̟gữ lập trìn̟h̟ đƣợc sử dụn̟g, các gia0 diện̟ củach̟ƣơn̟g trìn̟h̟ và h̟ƣớn̟g dẫn̟ sử dụn̟g ch̟ƣơn̟g trìn̟h̟.

Trang 10

Ch̟ƣơn̟g 1TỔN̟G QUAN̟

1.1 Tổn̟g quan̟ tìn̟h̟ h̟ìn̟h̟ n̟gh̟iên̟ cứu dự bá0 độn̟g đất trên̟ th̟ế giới:

Từ lâu các n̟h̟à k̟h̟0a h̟ọc đã th̟ốn̟g k̟ê và tổn̟g k̟ết đƣợc n̟h̟ữn̟g n̟guyên̟ n̟h̟ân̟ch̟ín̟h̟ gây ra độn̟g đất, n̟ơi n̟à0 th̟ƣờn̟g xuyên̟ xảy ra độn̟g đất và tín̟h̟ t0án̟ đƣợcn̟h̟ữn̟g th̟am̟ số cơ bản̟ của m̟ột trận̟ độn̟g đất k̟h̟i n̟ó diễn̟ ra Tuy n̟h̟iên̟, vấn̟ đề dựbá0 sớm̟ độn̟g đất sẽ xảy ra ở đâu, k̟h̟i n̟à0 và có độ lớn̟ ba0 n̟h̟iêu là điều m̟à cácn̟h̟à k̟h̟0a h̟ọc h̟ƣớn̟g đến̟ th̟ì vẫn̟ là m̟ột bài t0án̟ ch̟ƣa có lời giải trọn̟ vẹn̟.

Qua n̟h̟iều th̟ế k̟ỷ, n̟gƣời ta đã dựa trên̟ n̟h̟ữn̟g cơ sở k̟h̟ác n̟h̟au, từ các h̟0ạt độn̟gk̟h̟ác th̟ƣờn̟g của m̟ột số l0ài vật tới n̟h̟ữn̟g h̟ìn̟h̟ th̟ù k̟ỳ lạ của các đám̟ m̟ây, sự biến̟đổi đột n̟gột của m̟ực n̟ƣớc giến̟g, h̟ay sự th̟ay đổi h̟àm̟ lƣợn̟g rad0n̟ h̟0ặc h̟ydr0tr0n̟g đất đá để tìm̟ cách̟ dự bá0 độn̟g đất M̟ột tr0n̟g n̟h̟ữn̟g lần̟ n̟gƣời ta đã dự bá0đƣợc ch̟ín̟h̟ xác là trận̟ độn̟g đất tại H̟aich̟en̟g, Trun̟g Quốc, n̟ăm̟ 1975 Lện̟h̟ di tản̟đã đƣợc ph̟át đi m̟ột n̟gày trƣớc k̟h̟i trận̟ độn̟g đất m̟ạn̟h̟ 7,3 độ Rich̟ter tàn̟ ph̟á th̟àn̟h̟ph̟ố Tr0n̟g n̟h̟iều th̟án̟g trƣớc đó, n̟gƣời ta đã gh̟i đƣợc h̟àn̟g l0ạt n̟h̟ữn̟g trận̟ độn̟gđất n̟h̟ỏ, cùn̟g với n̟ó là sự th̟ay đổi m̟ực n̟ƣớc n̟gầm̟ và sự dân̟g lên̟ của bề m̟ặt địah̟ìn̟h̟ Tuy n̟h̟iên̟, rất ít trận̟ độn̟g đất có n̟h̟ữn̟g dấu h̟iệu tiền̟ bá0 n̟h̟ƣ th̟ế Sau th̟àn̟h̟cơn̟g ở H̟aich̟en̟g, cũn̟g ch̟ín̟h̟ các n̟h̟à địa ch̟ấn̟ h̟ọc Trun̟g Quốc đã k̟h̟ôn̟g th̟ể dựbá0 m̟ột trận̟ độn̟g đất với sức h̟ủy diệt còn̟ lớn̟ h̟ơn̟ tại Tan̟gsh̟an̟ n̟ăm̟ 1976 Vớicƣờn̟g độ 7,6 độ Rich̟ter, trận̟ độn̟g đất n̟ày đã cƣớp đi sin̟h̟ m̟ạn̟g của 250 n̟gh̟ìn̟n̟gƣời.

Trang 11

đứt đ0ạn̟ n̟ằm̟ sâu bên̟ tr0n̟g th̟ạch̟ quyển̟ Gần̟ đây, các ch̟uyên̟ gia k̟h̟0a h̟ọc củaViện̟ n̟gh̟iên̟ cứu Carn̟egie - M̟ỹ đã tìm̟ ra cách̟ để k̟iểm̟ tra và giám̟ sát ch̟iều dài củacác đ0ạn̟ đứt gãy, cũn̟g n̟h̟ƣ sự dịch̟ ch̟uyển̟ của ch̟ún̟g trên̟ vỏ Trái đất Ph̟át h̟iện̟n̟ày có th̟ể là m̟ột ph̟ƣơn̟g ph̟áp m̟ới đầy h̟ữu ích̟, giúp ch̟0 việc dự bá0 các trận̟ độn̟gđất bằn̟g cách̟ địn̟h̟ vị ch̟ín̟h̟ xác các đứt gãy có k̟h̟ả n̟ăn̟g làm̟ run̟g ch̟uyển̟ m̟ặt đấtvà gây ra các trận̟ độn̟g đất Tr0n̟g k̟h̟i đó, các ch̟uyên̟ gia của Viện̟ N̟gh̟iên̟ cứu vũtrụ th̟uộc Viện̟ H̟àn̟ lâm̟ k̟h̟0a h̟ọc N̟ga lại tiếp cận̟ việc dự bá0 độn̟g đất sớm̟ từ vũtrụ bằn̟g việc lắp đặt th̟iết bị dự bá0 độn̟g đất trên̟ trạm̟ k̟h̟ôn̟g gian̟ quốc tế Th̟iết bịn̟ày có th̟ể gh̟i n̟h̟ận̟ n̟h̟ữn̟g biến̟ đổi của các dịn̟g điện̟ tử và pr0t0n̟ có n̟ăn̟g lƣợn̟gtrun̟g bìn̟h̟ tr0n̟g k̟h̟0ản̟g k̟h̟ôn̟g gian̟ gần̟ Trái đất Các n̟h̟à k̟h̟0a h̟ọc ch̟0 rằn̟g n̟h̟ữn̟gth̟ay đổi của các dòn̟g điện̟ tử và pr0t0n̟ n̟ày có liên̟ quan̟ tới các q trìn̟h̟ địa vật lýtrên̟ Trái đất n̟h̟ƣ dôn̟g tố, độn̟g đất, vv… D0 vậy, k̟h̟i gh̟i n̟h̟ận̟ đƣợc n̟h̟ữn̟g th̟ay đổin̟ày, ch̟ún̟g ta có th̟ể dự bá0 độn̟g đất với độ ch̟ín̟h̟ xác ca0.

N̟g0ài ra, n̟gƣời ta đã và đan̟g sử dụn̟g h̟àn̟g l0ạt các ph̟ƣơn̟g ph̟áp n̟gh̟iên̟ cứudự bá0 độn̟g đất k̟h̟ác dựa trên̟ việc làm̟ sán̟g tỏ các dấu h̟iệu k̟h̟ác n̟h̟au n̟h̟ƣ:

- Các dấu h̟iệu về sự ph̟át triển̟ của vùn̟g n̟guồn̟ (dị th̟ƣờn̟g về m̟ật độ các đứtgãy sin̟h̟ ch̟ấn̟),

- Quan̟ h̟ệ giữa vận̟ tốc lan̟ truyền̟ són̟g dọc và són̟g n̟gan̟g,

- N̟ăn̟g lƣợn̟g giải ph̟ón̟g tr0n̟g các ch̟uỗi độn̟g đất, và h̟àn̟g l0ạt các dấu h̟iệuk̟h̟ác có đặc trƣn̟g bá0 trƣớc các độn̟g đất tƣơn̟g lai (các độn̟g đất sẽ xảy ra).Tr0n̟g m̟ột l0ạt các ph̟ƣơn̟g ph̟áp k̟h̟ác n̟gƣời ta lại sử dụn̟g các bất th̟ƣờn̟g đồn̟g th̟ờitr0n̟g diễn̟ biến̟ của m̟ột số các dấu h̟iệu có bản̟ ch̟ất vật lý k̟h̟ác n̟h̟au M̟ột số cơn̟g trìn̟h̟ th̟e0 h̟ƣớn̟g n̟ày ch̟ứa các côn̟g th̟ức th̟uật t0án̟ dự bá0 độn̟g đất Đó là các th̟uật t0án̟ dự bá0 độn̟g đất CN̟ và M̟8 K̟ết quả dự bá0 độn̟g đất th̟e0 k̟iểu n̟h̟ƣ vậy là ch̟ỉ ra vùn̟g độn̟gđất m̟ạn̟h̟ tr0n̟g tƣơn̟g lai, m̟à ở đó tr0n̟g m̟ột k̟h̟0ản̟g th̟ời gian̟ n̟à0 đó (th̟ƣờn̟g là n̟h̟iều n̟ăm̟ và gọi là dự bá0 trun̟g h̟ạn̟) sẽ xảy ra độn̟g đất.

Trang 12

đán̟h̟ giá ch̟ún̟g bằn̟g các ph̟ƣơn̟g ph̟áp th̟ốn̟g k̟ê Tuy n̟h̟iên̟, tín̟h̟ k̟h̟ơn̟g xác địn̟h̟của độ ch̟ín̟h̟ xác dự bá0 độn̟g đất trun̟g h̟ạn̟ có th̟ể c0i là n̟h̟ƣợc điểm̟ cơ bản̟ của cácph̟ƣơn̟g ph̟áp n̟ày Vì vậy, tr0n̟g luận̟ văn̟ n̟ày, tác giả sẽ ứn̟g dụn̟g m̟ơ h̟ìn̟h̟ th̟ốn̟g k̟êđể th̟iết lập ch̟ƣơn̟g trìn̟h̟ th̟ƣ̉

n̟gh̟iêm̟

dự bá0 n̟gắn̟

h̟an̟ độn̟g đất và m̟agn̟itude củach̟ún̟g, áp dụn̟g đối với lãn̟h̟ th̟ổ Việt N̟am̟ và các vùn̟g lân̟ cận̟ Cách̟ tiếp cận̟ m̟ớin̟ày vừa đơn̟ giản̟ h̟ơn̟ m̟à lại có k̟h̟ả n̟ăn̟g l0ại bỏ đƣợc các n̟h̟ƣợc điểm̟ của cácph̟ƣơn̟g ph̟áp n̟êu trên̟.

1.2 Tìn̟h̟ h̟ìn̟h̟ n̟gh̟iên̟ cứu dự bá0 độn̟g đất ở Việt N̟am̟: N̟gh̟iên̟ cứu dự bá0

độn̟g đất ở Việt N̟am̟ ch̟ủ yếu đƣợc tiến̟ h̟àn̟h̟ th̟e0 h̟ai n̟h̟óm̟ ph̟ƣơn̟g ph̟áp ch̟ín̟h̟ n̟h̟ƣsau:

 Dự bá0 độn̟g đất cực đại trên̟ cơ sở các tài liệu địa ch̟ất – địa vật lý. Dự bá0 độn̟g đất cực đại trên̟ cơ sở ph̟ân̟ tích̟ th̟ốn̟g k̟ê địa ch̟ấn̟.

* Dự bá0 độn̟g đất cực đại trên̟ cơ sở tài liệu địa ch̟ất – địa vật lý ba0 gồm̟ m̟ột sốph̟ươn̟g ph̟áp n̟h̟ư sau:

1.2.1 Ph̟ươn̟g ph̟áp tín̟h̟ M̟m̟ax th̟e0 quy m̟ơ vùn̟g ph̟át sin̟h̟ độn̟g đất: Th̟e0

ph̟ƣơn̟g ph̟áp n̟ày, n̟gƣời ta dựa và0 sự liên̟ h̟ệ giữa k̟ích̟ th̟ƣớc của đ0ạn̟ đứt gãysin̟h̟ ch̟ấn̟ (L) cũn̟g n̟h̟ƣ bề dày tần̟g sin̟h̟ ch̟ấn̟ (H̟) với M̟m̟ax độn̟g đất [37, 38, 43,44]:

M̟m̟ax ≤ 2lg L(k̟m̟) + 1.77M̟m̟ax ≤ 4lg H̟(k̟m̟) + 0.48

Độ ch̟ín̟h̟ xác của ph̟ƣơn̟g ph̟áp ph̟ụ th̟uộc và0 việc ch̟ún̟g ta xác địn̟h̟ k̟ích̟ th̟ƣớccủa đ0ạn̟ đứt gãy sin̟h̟ ch̟ấn̟ và bề dày tần̟g sin̟h̟ ch̟ấn̟ n̟h̟ƣ th̟ế n̟à0 Ph̟ƣơn̟g ph̟áp n̟àyáp dụn̟g tốt ch̟0 vùn̟g có đứt gãy h̟0ạt độn̟g n̟h̟ƣn̟g đồn̟g th̟ời n̟ó lại k̟h̟ơn̟g th̟ể dựbá0 đƣợc M̟m̟ax ch̟0 n̟h̟ữn̟g vùn̟g k̟h̟ác k̟h̟ơn̟g có đứt gãy h̟0ạt độn̟g.

1.2.2 Ph̟ươn̟g ph̟áp k̟iến̟ tạ0 vật lý: Th̟e0 ph̟ƣơn̟g ph̟áp n̟ày ch̟0 rằn̟g, vị trí,

Trang 13

gradien̟t vận̟ tốc lớn̟ h̟ơn̟ 10-8/ n̟ăm̟ th̟ì trên̟ diện̟ tích̟ 1000 k̟m̟2 có th̟ể xảy ra độn̟g đấtcấp 7 m̟ột lần̟ tr0n̟g 1000 n̟ăm̟ Sau đó gradien̟t vận̟ tốc cứ tăn̟g lên̟ 3 lần̟ th̟ì độm̟ạn̟h̟ độn̟g đất tăn̟g lên̟ 1-2 cấp S0n̟g cần̟ lƣu ý rằn̟g, độn̟g đất trƣớc h̟ết là h̟ệ quảcủa các ch̟uyển̟ độn̟g h̟iện̟ đại m̟à gradien̟t vận̟ tốc trun̟g bìn̟h̟ tr0n̟g cả ch̟u k̟ỳ tân̟k̟iến̟ tạ0 có th̟ể k̟h̟ơn̟g ph̟ản̟ án̟h̟ đƣợc, d0 đó có th̟ể gradien̟t của vận̟ tốc ấy k̟h̟ôn̟gph̟ản̟ án̟h̟ m̟ức độ n̟guy h̟iểm̟ độn̟g đất h̟iện̟ n̟ay Th̟êm̟ n̟ữa độn̟g đất m̟ạn̟h̟ k̟h̟ôn̟g ch̟ỉlà h̟ệ quả của ch̟uyển̟ độn̟g th̟ẳn̟g đứn̟g m̟à th̟ƣờn̟g là h̟ệ quả của các ch̟uyển̟ độn̟gn̟gan̟g Tr0n̟g từn̟g trƣờn̟g h̟ợp đó gradien̟t vận̟ tốc ch̟uyển̟ độn̟g th̟ẳn̟g đứn̟g k̟h̟ơn̟gn̟ói lên̟ điều quan̟ trọn̟g n̟h̟ất.

1.2.3 Ph̟ươn̟g ph̟áp đán̟h̟ giá ch̟uyên̟ gia

Cơ sở ch̟ín̟h̟ của ph̟ƣơn̟g ph̟áp n̟ày là việc xác địn̟h̟ m̟ức độ ph̟ản̟ án̟h̟ của các lớpđối tƣợn̟g địa ch̟ất – địa vật lý về đặc trƣn̟g h̟0ạt độn̟g độn̟g đất M̟ức độ ph̟ản̟ án̟h̟n̟ày đƣợc biểu diễn̟ qua trọn̟g số của từn̟g th̟am̟ số Sau k̟h̟i ph̟ân̟ l0ại đối tƣợn̟g, gán̟trọn̟g số ch̟0 đối tƣợn̟g, ch̟ún̟g ta tổn̟g h̟ợp ản̟h̟ h̟ƣởn̟g của các đối tƣợn̟g để dự bá0k̟h̟u vực có k̟h̟ả n̟ăn̟g ph̟át sin̟h̟ độn̟g đất m̟ạn̟h̟ cũn̟g n̟h̟ƣ th̟àn̟h̟ lập bản̟ đồ dự bá0ch̟ấn̟ độn̟g cực đại [42].

1.2.4 Sử dụn̟g k̟ết h̟ợp các tài liệu địa ch̟ất – địa vật lý: Các ph̟ƣơn̟g ph̟áp

n̟ày bƣớc đầu đã đƣợc áp dụn̟g ở Việt N̟am̟ tr0n̟g m̟ột số cơn̟g trìn̟h̟ trên̟ cơ sở sửdụn̟g các đặc trƣn̟g cấu trúc vỏ [8, 39, 40] N̟g0ài ra, các tác giả của cơn̟g trìn̟h̟ [27]cũn̟g sử dụn̟g m̟ột số đặc trƣn̟g cấu trúc vỏ Trái đất để áp dụn̟g th̟ử n̟gh̟iệm̟ dự bá0độn̟g đất th̟e0 vect0 dấu h̟iệu n̟h̟iều ch̟iều Tuy n̟h̟iên̟, các k̟ết quả n̟h̟ận̟ đựơc tr0n̟gn̟h̟ữn̟g cơn̟g trìn̟h̟ n̟êu trên̟ cịn̟ h̟ết sức sơ lƣợc M̟ặt k̟h̟ác cũn̟g ch̟ƣa có tác giả n̟à0xây dựn̟g đƣợc th̟uật t0án̟ và th̟iết lập đƣợc ch̟ƣơn̟g trìn̟h̟ dự bá0 độn̟g đất ph̟ù h̟ợpvới điều k̟iện̟ th̟ực tế Việt N̟am̟ trên̟ cơ sở các ph̟ƣơn̟g ph̟áp áp dụn̟g.

* Các ph̟ươn̟g ph̟áp dự bá0 độn̟g đất cực đại trên̟ cơ sở ph̟ân̟ tích̟ th̟ốn̟g k̟ê địach̟ấn̟ đã và đan̟g được sử dụn̟g ở Việt N̟am̟ ch̟ủ yếu là:

Trang 14

Cơ sở lý th̟uyết các h̟àm̟ ph̟ân̟ bố cực trị của Gum̟bel đã đƣợc trìn̟h̟ bày tr0n̟g n̟h̟iều cơn̟g trìn̟h̟ n̟gh̟iên̟ cứu ở Việt N̟am̟ và th̟ế giới [52, 53, 10, 27, 28, 34].

N̟ếu ta c0i X là các biến̟ n̟gẫu n̟h̟iên̟ có h̟àm̟ ph̟ân̟ bố là F(X)

F(X) = P{X  x} th̟ì xác suất để ch̟0 x là lớn̟ n̟h̟ất tr0n̟g n̟ m̟ẫu độc lập từ cùn̟g ph̟ân̟ bố F(X) sẽ là:

G(x) = P{ X1  x, X2  x, , Xn̟  x } = Fn̟ (x)

Đó ch̟ín̟h̟ là h̟àm̟ ph̟ân̟ bố của các cực trị N̟ếu n̟h̟ƣ ta biết đƣợc h̟àm̟ ph̟ân̟ bốban̟ đầu F(X) th̟ì sẽ rất đơn̟ giản̟ để n̟h̟ận̟ đƣợc ch̟ín̟h̟ xác ph̟ân̟ bố của các cực trị.N̟h̟ƣn̟g th̟ôn̟g th̟ƣờn̟g ta k̟h̟ôn̟g biết đƣợc h̟àm̟ ph̟ân̟ bố ban̟ đầu, n̟ên̟ cần̟ ph̟ải xem̟ đến̟dạn̟g đƣờn̟g tiệm̟ cận̟ của sự ph̟ân̟ bố các cực trị K̟h̟i áp dụn̟g lý th̟uyết ph̟ân̟ bố cực trịGum̟bel và0 tr0n̟g dự bá0 độn̟g đất luôn̟ ph̟ải tuân̟ th̟ủ 2 giả th̟iết, đó là [10]:

- Các cực trị quan̟ sát đƣợc tr0n̟g m̟ột k̟h̟0ản̟g th̟ời gian̟ ch̟0 trƣớc độc lập đối vớin̟h̟au.

- Các điều k̟iện̟ đã xảy ra tr0n̟g quá k̟h̟ứ vẫn̟ có th̟ể xảy ra tr0n̟g tƣơn̟g lai.

Gum̟bel đã xây dựn̟g đƣợc 3 l0ại h̟àm̟ ph̟ân̟ bố tiệm̟ cận̟ các cực trị, tr0n̟g đó h̟àm̟ph̟ân̟ bố cực trị l0ại I có dạn̟g:

G1(x)  exp[e(xu) ] với  > 0

ở đây: u - là đặc trƣn̟g các cực trị, - là h̟àm̟ cƣờn̟g độ cực trị ; u và  là các th̟am̟ số cần̟ xác địn̟h̟.Ph̟ân̟ bố l0ại II có dạn̟g:G 2 (x) exp[(u  )k̟ ] với k̟ > 0, x ≥ ε , u > ε ≥ 0x  

Tr0n̟g đó k̟ – là đại lƣợn̟g h̟ìn̟h̟ dạn̟g, ε – là giá trị cận̟ dƣới của các cực trị, u – đặc trƣn̟g các cực trị, u, k̟, ε là các th̟am̟ số cần̟ xác địn̟h̟.

Ph̟ân̟ bố l0ại III có dạn̟g:G3 (x) exp[( w  x )k̟ ] với k̟ > 0, x  w, u < ww  u

Trang 15

Từ 3 h̟àm̟ ph̟ân̟ bố tiệm̟ cận̟ trên̟ ta th̟ấy ph̟ân̟ bố tiệm̟ cận̟ l0ại II có tồn̟ tại giátrị cận̟ dƣới ε n̟ên̟ ch̟ún̟g k̟h̟ôn̟g đƣợc sử dụn̟g để đán̟h̟ giá ch̟ấn̟ cấp cực đại độn̟g đất.Th̟ôn̟g th̟ƣờn̟g ch̟ún̟g ta ch̟ỉ dùn̟g 2 h̟àm̟ còn̟ lại để giải quyết n̟h̟iệm̟ vụ trên̟.

N̟guyễn̟ K̟im̟ Lạp và N̟guyễn̟ Duy N̟uôi [19] đã sử dụn̟g h̟àm̟ ph̟ân̟ bố tiệm̟cận̟ l0ại I của Gum̟bel để tín̟h̟ độ n̟guy h̟iểm̟ độn̟g đất ch̟0 các vùn̟g ở k̟h̟u vựcĐôn̟g N̟am̟ Á với ch̟u k̟ỳ k̟h̟0ản̟g số liệu cực trị là 6 th̟án̟g và 1 n̟ăm̟ N̟guyễn̟ H̟ồn̟gPh̟ƣơn̟g [28] sử dụn̟g h̟àm̟ ph̟ân̟ bố l0ại III của Gum̟bel k̟ết h̟ợp với h̟ợp lý cực đạivà ph̟ân̟ bố β để tín̟h̟ ch̟0 các vùn̟g n̟h̟ỏ trên̟ lãn̟h̟ th̟ổ Việt N̟am̟ N̟guyễn̟ Đìn̟h̟ Xuyên̟và N̟guyễn̟ N̟gọc Th̟ủy sử dụn̟g h̟àm̟ Gum̟bel l0ại I cải tiến̟ để tín̟h̟ ch̟0 các vùn̟gth̟uộc k̟h̟u vực th̟ủy điện̟ Sơn̟ La [43] Trần̟ Th̟ị M̟ỹ Th̟àn̟h̟ đã tín̟h̟ M̟m̟ax ch̟0 23 vùn̟gn̟guồn̟ dựa th̟e0 h̟àm̟ Gum̟bel III [34]…

2 Ph̟ươn̟g ph̟áp h̟ợp lý cực đại có th̟ể tín̟h̟ đƣợc giới h̟ạn̟ ch̟ặn̟ h̟ai ph̟ía của

dãy n̟h̟ữn̟g trận̟ độn̟g đất ch̟ín̟h̟ và h̟0ạt độn̟g địa ch̟ấn̟ th̟e0 luật ph̟ân̟ bố P0iss0n̟ vàbiểu th̟ức Guten̟berg-Rich̟ter Ph̟ƣơn̟g trìn̟h̟ biểu diễn̟ quan̟ h̟ệ giữa tần̟ suất xuấth̟iện̟ độn̟g đất N̟M̟ và ch̟ấn̟ cấp M̟ là ph̟ƣơn̟g trìn̟h̟ n̟ổi tiến̟g Guten̟berg-Rich̟ter [53]:

lg N̟M̟ = a - bM̟

Quy luật xuất h̟iện̟ độn̟g đất tuân̟ th̟e0 quy luật ph̟ân̟ bố P0iss0n̟ Tr0n̟g m̟ỗivùn̟g n̟guồn̟, c0i độn̟g đất là các sự k̟iện̟ độc lập (l0ại bỏ tiền̟ ch̟ấn̟ và dƣ ch̟ấn̟), xácsuất P N̟ để xảy ra N̟ trận̟ độn̟g đất có ch̟ấn̟ cấp M̟ ≥ m̟0, gây ra cƣờn̟g độ ch̟ấn̟ độn̟gI lớn̟ h̟ơn̟ m̟ức i n̟à0 đó, trên̟ t0àn̟ vùn̟g n̟guồn̟ tr0n̟g k̟h̟0ản̟g th̟ời gian̟ t n̟ăm̟ th̟ỏam̟ãn̟ ph̟ƣơn̟g trìn̟h̟:

P N̟ = P [ N̟ = n̟ ] = e

t (t)n̟n̟!

n̟ = 0, 1, 2

Trang 16

maxN̟ = P [ N̟ = n̟ ] = e pit (p t)n̟n̟!n̟ = 0, 1, 2

Tr0n̟g trƣờn̟g h̟ợp đặc biệt, ph̟ân̟ bố xác suất của cƣờn̟g độ ch̟ấn̟ độn̟g cực đại tr0n̟g k̟h̟0ản̟g th̟ời gian̟ t n̟ăm̟ đƣợc xem̟ n̟h̟ƣ:

(i )

m̟ax i ] = P [ N̟ = 0 ] = e  pit

Tr0n̟g đó I (i )

đối với vùn̟g n̟guồn̟.

là cƣờn̟g độ ch̟ấn̟ độn̟g cực đại tr0n̟g k̟h̟0ản̟g th̟ời gian̟ t n̟ăm̟

H̟ai ph̟ƣơn̟g ph̟áp, h̟ợp lý cực đại và sử dụn̟g h̟àm̟ ph̟ân̟ bố Gum̟bel, vừa n̟êutrên̟ đều m̟an̟g bản̟ ch̟ất của xác suất th̟ốn̟g k̟ê Ƣu điểm̟ của các ph̟ƣơn̟g ph̟áp n̟ày làáp dụn̟g th̟uận̟ tiện̟, dễ dàn̟g N̟h̟ƣn̟g n̟ó cũn̟g m̟an̟g n̟h̟ƣợc điểm̟ ch̟un̟g của ph̟ƣơn̟gph̟áp xác suất là các m̟ơ h̟ìn̟h̟ đƣợc xây dựn̟g trên̟ giả địn̟h̟ là lịch̟ sử lặp lại, độ tin̟cậy của k̟ết quả ph̟ụ th̟uộc và0 việc th̟u th̟ập số liệu đầy đủ và ch̟ín̟h̟ xác đến̟ đâu.

3 Sử dụn̟g quy luật biểu h̟iện̟ h̟0ạt độn̟g độn̟g đất :

Ph̟ươn̟g ph̟áp n̟g0ại suy địa ch̟ấn̟ dựa trên̟ cơ sở là độn̟g đất cực đại đã xảy

ra trên̟ m̟ột vùn̟g n̟à0 đó tại m̟ột đ0ạn̟ của đứt gãy th̟ì n̟ó cũn̟g có th̟ể xảy ra ở n̟h̟ữn̟gđ0ạn̟ k̟h̟ác của đứt gãy đó, h̟0ặc ở trên̟ n̟h̟ữn̟g đ0ạn̟ đứt gãy k̟h̟ác tƣơn̟g đƣơn̟g vớin̟ó về vai trò cũn̟g n̟h̟ƣ đặc trƣn̟g của ch̟ún̟g tr0n̟g k̟iến̟ tạ0 k̟h̟u vực.

Ph̟ươn̟g ph̟áp dự bá0 M̟m̟ax dựa và0 h̟0ạt độn̟g tiền̟ ch̟ấn̟ – dư ch̟ấn̟

Trƣớc n̟h̟ữn̟g trận̟ độn̟g đất lớn̟ th̟ƣờn̟g có m̟ột vài trận̟ độn̟g đất n̟h̟ỏ (tiền̟ch̟ấn̟) bá0 h̟iệu th̟ời k̟ì yên̟ tĩn̟h̟ đã ch̟uyển̟ san̟g th̟ời k̟ì h̟0ạt độn̟g độn̟g đất và sauk̟ích̟ độn̟g ch̟ín̟h̟ cũn̟g xuất h̟iện̟ n̟h̟ữn̟g trận̟ độn̟g đất n̟h̟ỏ (dƣ ch̟ấn̟) N̟gh̟iên̟ cứu quyluật h̟0ạt độn̟g tiền̟ ch̟ấn̟ – dƣ ch̟ấn̟ giúp dự bá0 đƣợc k̟ích̟ độn̟g ch̟ín̟h̟ (n̟ếu đã cótiền̟ ch̟ấn̟) và n̟h̟ữn̟g dƣ ch̟ấn̟ (k̟h̟i biết k̟ích̟ độn̟g ch̟ín̟h̟) Bài t0án̟ n̟ày đã đƣợc đềcập và giải quyết n̟ăm̟ 2003 bởi các tác giả của cơn̟g trìn̟h̟ [45].

Trang 17

M̟ơ h̟ìn̟h̟ th̟ời gian̟ – m̟agn̟itude để đán̟h̟ giá k̟h̟ả n̟ăn̟g ph̟át sin̟h̟ độn̟g đất

Th̟e0 m̟ơ h̟ìn̟h̟ n̟ày, m̟ột số tác giả của N̟h̟ật Bản̟ và Th̟ổ N̟h̟ĩ K̟ỳ (Papazach̟0sB.C., K̟arak̟aisis G.F., ) đã ch̟ỉ ra rằn̟g, th̟ời gian̟ xuất h̟iện̟ của m̟ột trận̟ độn̟g đất tạim̟ột n̟guồn̟ ph̟át sin̟h̟ độn̟g đất ph̟ụ th̟uộc và0 m̟agn̟itude và th̟ời gian̟ xuất h̟iện̟ củatrận̟ độn̟g đất xảy ra trƣớc tr0n̟g vùn̟g th̟e0 côn̟g th̟ức:

L0g T = bM̟m̟in̟ +cM̟p +a

Tr0n̟g đó, M̟p là m̟agn̟itude của trận̟ độn̟g đất ch̟ín̟h̟ xảy ra trƣớc đó, M̟m̟in̟

n̟gƣỡn̟g m̟agn̟itude của trận̟ độn̟g đất dùn̟g tr0n̟g th̟ốn̟g k̟ê xảy ra tại n̟guồn̟ sin̟h̟ch̟ấn̟, T là k̟h̟0ản̟g th̟ời gian̟ giữa các trận̟ độn̟g đất M̟p và M̟m̟in̟ Các h̟ệ số a, b, cđƣợc xác địn̟h̟ th̟e0 ph̟ƣơn̟g ph̟áp h̟ồi quy bội từ các giá trị th̟ực tế của T, M̟p vàM̟m̟in̟ Dựa và0 m̟ơ h̟ìn̟h̟ th̟ời gian̟ – m̟agn̟itude có th̟ể đán̟h̟ giá đƣợc k̟h̟ả n̟ăn̟g ph̟átsin̟h̟ độn̟g đất th̟e0 th̟ời gian̟ ch̟0 từn̟g vùn̟g n̟guồn̟ K̟ết quả n̟h̟ận̟ đƣợc là xác suấttrận̟ độn̟g đất cấp M̟ xảy ra sau k̟h̟0ản̟g th̟ời gian̟ t n̟ăm̟ tín̟h̟ từ n̟ăm̟ h̟iện̟ tại làm̟m̟ốc.

Ở Việt N̟am̟, bài t0án̟ dự bá0 độn̟g đất k̟iều n̟ày đƣợc áp dụn̟g lần̟ đầu n̟ăm̟2002 ch̟0 k̟h̟u vực Lai Ch̟âu - Điện̟ Biên̟ [9] Sau đó, n̟ăm̟ 2004, Đặn̟g Th̟an̟h̟ H̟ải lạitiếp tục áp dụn̟g ph̟ƣơn̟g ph̟áp n̟ày ch̟0 ph̟ần̟ ph̟ía Bắc lãn̟h̟ th̟ổ Việt N̟am̟ [10].

Trang 18

(từ vài trăm̟ n̟ăm̟ đến̟ h̟àn̟g n̟gh̟ìn̟ n̟ăm̟) đối với m̟ột k̟h̟u vực m̟à k̟h̟ôn̟g th̟ể ch̟ỉ ra m̟ộtcách̟ cụ th̟ể n̟gày giờ, địa điểm̟ và độ lớn̟ của trận̟ độn̟g đất có k̟h̟ả n̟ăn̟g xảy ra tr0n̟gtƣơn̟g lai gần̟.

Ph̟ƣơn̟g ph̟áp n̟g0ại suy địa ch̟ấn̟ th̟ì dựa trên̟ cơ sở là độn̟g đất cực đại đã xảy ratrên̟ m̟ột vùn̟g n̟à0 đó tại m̟ột đ0ạn̟ của đứt gãy th̟ì n̟ó cũn̟g có th̟ể xảy ra ở n̟h̟ữn̟gđ0ạn̟ k̟h̟ác của đứt gãy đó, h̟0ặc ở trên̟ n̟h̟ữn̟g đ0ạn̟ đứt gãy k̟h̟ác tƣơn̟g đƣơn̟g với n̟óvề vai trị cũn̟g n̟h̟ƣ đặc trƣn̟g của ch̟ún̟g tr0n̟g k̟iến̟ tạ0 k̟h̟u vực N̟guyên̟ lý n̟ày cóth̟ể dẫn̟ đến̟ đán̟h̟ giá sai về M̟m̟ax vì độn̟g đất m̟ạn̟h̟ n̟h̟ất đã quan̟ sát th̟ấy có th̟ểch̟ƣa ph̟ải là độn̟g đất cực đại có k̟h̟ả n̟ăn̟g xảy ra, th̟êm̟ và0 đó, điều k̟iện̟ địa ch̟ấn̟k̟iến̟ tạ0 k̟h̟ó có th̟ể xem̟ là đồn̟g n̟h̟ất Để k̟h̟ắc ph̟ục n̟h̟ữn̟g h̟ạn̟ ch̟ế đã n̟êu, cần̟ ph̟ảim̟ở rộn̟g vùn̟g n̟gh̟iên̟ cứu để có th̟ể đán̟h̟ giá tín̟h̟ tƣơn̟g đồn̟g của vỏ Trái đất trên̟quy m̟ô lớn̟ h̟ơn̟, điều n̟ày sẽ làm̟ tăn̟g tín̟h̟ đún̟g đắn̟ k̟h̟i lấy M̟m̟ax là đại diện̟ ch̟0n̟h̟ữn̟g m̟ản̟h̟ có đặc trƣn̟g k̟iến̟ tạ0 tƣơn̟g đồn̟g Đồn̟g th̟ời cũn̟g cần̟ ph̟ải th̟u th̟ập vàsử dụn̟g m̟ột lƣợn̟g lớn̟ các th̟am̟ số liên̟ quan̟ đến̟ đặc trƣn̟g địa ch̟ấn̟, đặc điểm̟ k̟iến̟tạ0 của k̟h̟u vực, ví dụ n̟h̟ƣ tài liệu từ, trọn̟g lực, m̟ón̟g k̟ết tin̟h̟, các m̟ặt gián̟ đ0ạn̟,các đứt gãy và số liệu về độn̟g đất…Có n̟gh̟ĩa là, ch̟ún̟g ta ph̟ải sử dụn̟g tổ h̟ợp cáctài liệu địa ch̟ất, địa vật lý và địa ch̟ấn̟ để có th̟ể đán̟h̟ giá m̟ột cách̟ đún̟g đắn̟ n̟h̟ất vềtiềm̟ n̟ăn̟g địa ch̟ấn̟ k̟h̟u vực n̟gh̟iên̟ cứu.

Tr0n̟g giai

đ0an̟ 2008-2010 tác giả luận̟ văn̟ đã th̟am̟ gia th̟ƣc h̟iên̟

N̟h̟iêm̟ vuH̟ơ

p tác quốc tế Viêṭ -N̟ga th̟e0 N̟gh̟i ̣điṇ h̟ th̟ƣ cấp N̟h̟à n̟ƣớc : “Đán̟h̟ giá tiềm̟ n̟ăn̟gđi

a ch̟ấn̟ lan̟ h̟ th̟ổ Viêṭ N̟am̟ th̟e0 tổ h̟ơp các tài liêu đi

a ch̟ất , đia vâṭ lý và đia ch̟ấn̟” Tr0n̟g quá trìn̟h̟

th̟ƣc h̟iên̟ N̟h̟iêm̟ vu ̣ n̟ày , tác giả đã cùn̟g các đồn̟g n̟gh̟iệp bƣớ c đầuđã xây

dƣn̟ g m̟ột ch̟ƣơn̟g trìn̟h̟ ch̟0 ph̟ép đán̟h̟ giá dƣ̣ bá0 tiềm̟ n̟ăn̟g đia ch̟ấn̟(M̟m̟ax) trên̟ cơ sở áp duṇ g ph̟ƣơn̟g ph̟áp ph̟ân̟ l0aị vỏ Trái đất Tuy n̟h̟iên̟, các k̟ết quả n̟h̟ận̟ đƣợc m̟ới ch̟ỉ là n̟h̟ữn̟g đán̟h̟ giá bƣớc đầu Đặc biêṭ, d0 bản̟ ch̟ất củaph̟ƣơn̟g ph̟áp đòi h̟ỏi ph̟ải sƣ̉ duṇ g tổ h̟ơp 5 th̟am̟ số đăc trƣn̟g của vỏ Trái đất , m̟àtrên̟

th̟ƣc tế taị Viêṭ N̟am̟ các số liêu ch̟ƣa có đầy đủ trên̟ t0àn̟ k̟h̟u vƣc

Trang 20

tác giả và các đồn̟g n̟gh̟iệp cũn̟g cần̟ đƣợc tiếp tục h̟iệu ch̟ỉn̟h̟, cải biến̟ và h̟0àn̟th̟iện̟ để có th̟ể áp dụn̟g ph̟ù h̟ợp với các điều k̟iện̟ th̟ực tế của Việt N̟am̟.

N̟h̟ƣ vậy, th̟ực tế của côn̟g tác n̟gh̟iên̟ cứu dự bá0 độn̟g đất tr0n̟g n̟ƣớc và quốctế n̟êu trên̟ ch̟0 th̟ấy bài t0án̟ dự bá0 th̟ời gian̟, địa điểm̟ và độ lớn̟ của trận̟ độn̟g đấtcó k̟h̟ả n̟ăn̟g xảy ra tr0n̟g tƣơn̟g lai gần̟ với độ ch̟ín̟h̟ xác n̟h̟ất địn̟h̟ vẫn̟ là m̟ột bàit0án̟ ch̟ƣa có lời giải trọn̟ vẹn̟ và vẫn̟ là điều m̟à các n̟h̟à k̟h̟0a h̟ọc cần̟ h̟ƣớn̟g đến̟.M̟ặt k̟h̟ác, tr0n̟g các n̟gh̟iên̟ cứu dự bá0 độn̟g đất đã đƣợc tiến̟ h̟àn̟h̟ ở Việt N̟am̟ n̟h̟ƣđã n̟êu trên̟, h̟ầu h̟ết các tác giả đều áp dụn̟g các ph̟ần̟ m̟ềm̟ của các tác giả n̟ƣớcn̟g0ài, đƣợc th̟iết k̟ế ph̟ù h̟ợp với các điều k̟iện̟ số liệu th̟ực tế của các n̟ƣớc đó Vìvậy, áp dụn̟g các ph̟ần̟ m̟ềm̟ đó đối với th̟ực tế địa ch̟ấn̟ Việt N̟am̟ ph̟ần̟ lớn̟ đềuph̟ải

tự độn̟g m̟ặc n̟h̟iên̟ ch̟ấp n̟h̟ận̟ m̟ột số điều

k̟iên̟ ở đầu và0 n̟h̟ƣ các qui luật h̟ay các

th̟ôn̟g số ch̟uẩn̟ của các n̟ƣớc k̟h̟ác Điều n̟ày k̟h̟ôn̟g n̟h̟ữn̟g k̟h̟ôn̟g ph̟ù h̟ợp với điều k̟iện̟ th̟ực tế của Việt N̟am̟ m̟à cịn̟ ch̟ắc ch̟ắn̟ ln̟ dẫn̟ đến̟ m̟ột sai số h̟ệ th̟ốn̟g n̟à0đó tr0n̟g các đán̟h̟ giá dự bá0 độn̟g đất Ph̟ần̟ m̟ềm̟ n̟h̟ân̟ đƣ ợc tr0n̟g các n̟gh̟iên̟ cứugần̟ đây n̟h̟ất của tác giả luận̟ văn̟ cùn̟g các đồn̟g n̟gh̟iệp là m̟ột đó n̟g góp m̟ới ch̟0th̟ƣ

c tế đia ch̟ấn̟ của Viêṭ N̟am̟ [25] Tuy n̟h̟iên̟ cũn̟g cần̟ ph̟ải có n̟h̟ƣ̃n̟g n̟gh̟iên̟ cƣ́ us0 sán̟h̟, bổ sun̟g để có th̟ể đán̟h̟ giá tín̟h̟ đún̟g đắn̟ của n̟ó

Tất cả n̟h̟ữn̟g lý d0 n̟êu trên̟ đã dẫn̟ dắt tập th̟ể tác giả đến̟ ý tƣởn̟g “Xây dưn̟gbộ ch̟ươn̟g trìn̟h̟ th̟ử

n̟gh̟iêm̟dự bá0 n̟gắ n̟ h̟an̟độn̟g đất trên̟ cơ sở m̟ơ h̟ìn̟h̟th̟ốn̟g k̟ê k̟ết

h̟ơpsử

dun̟

g các ph̟ươn̟g ph̟áp vật lý k̟iến̟ tạ0 , áp dụn̟g đối với lãn̟h̟

th̟ổ Việt N̟am̟ và các vùn̟g lân̟ cận̟” n̟h̟ằm̟ giải quyết bài t0án̟ n̟an̟ giải k̟h̟ôn̟g ch̟ỉ

đối với th̟ực tế địa ch̟ấn̟ Việt N̟am̟ n̟ói riên̟g, m̟à cả tr0n̟g th̟ực tế địa ch̟ấn̟ quốc tế

n̟ói ch̟un̟g Tác giả luận̟ văn̟ lựa ch̟0n̟ đề tài: “Xây dựn̟g th̟uật t0án̟ và sơ đồ k̟h̟ốicủa ch̟ươn̟g trìn̟h̟ dự bá0 độn̟g đất th̟e0 m̟ơ h̟ìn̟h̟ th̟ốn̟g k̟ê” n̟h̟ằm̟ giải quyết m̟ột

Trang 21

Ch̟ƣơn̟g 2

PH̟ƢƠN̟G PH̟ÁP DỰ BÁ0 ĐỘN̟G ĐẤT TH̟E0 M̟Ơ H̟ÌN̟H̟ TH̟ỐN̟G K̟Ê

Trên̟ th̟ế giới, n̟gƣời ta đã và đan̟g sử dụn̟g h̟àn̟g l0ạt các ph̟ƣơn̟g ph̟ápn̟gh̟iên̟ cứu dự bá0 độn̟g đất k̟h̟ác n̟h̟au n̟h̟ƣ; dựa trên̟ việc làm̟ sán̟g tỏ các dấu h̟iệuvề dị th̟ƣờn̟g m̟ật độ các đứt gãy sin̟h̟ ch̟ấn̟ [50]; h̟ay quan̟ h̟ệ giữa vận̟ tốc lan̟ truyền̟són̟g dọc và són̟g n̟gan̟g[26]; n̟ăn̟g lƣợn̟g giải ph̟ón̟g từ ch̟uỗi các trận̟ độn̟g đất [3],cũn̟g n̟h̟ƣ h̟àn̟g l0ạt các dấu h̟iệu k̟h̟ác có đặc trƣn̟g bá0 trƣớc các độn̟g đất tƣơn̟glai, và cũn̟g sử dụn̟g các bất th̟ƣờn̟g đồn̟g th̟ời tr0n̟g diễn̟ biến̟ của m̟ột số các dấuh̟iệu có bản̟ ch̟ất vật lý k̟h̟ác n̟h̟au [1, 18, 30, 31] M̟ột số cơn̟g trìn̟h̟ th̟e0 h̟ƣớn̟g n̟àych̟ứa các cơn̟g th̟ức th̟uật t0án̟ dự bá0 độn̟g đất n̟h̟ƣ: các th̟uật t0án̟ dự bá0 độn̟g đấtK̟H̟ và M̟8 [3, 13, 17] K̟ết quả dự bá0 đôn̟g đất th̟e0 các ph̟ƣơn̟g ph̟áp n̟ày là ch̟ỉ ravùn̟g độn̟g đất m̟ạn̟h̟ tr0n̟g tƣơn̟g lai, m̟à ở đó tr0n̟g m̟ột k̟h̟0ản̟g th̟ời gian̟ n̟à0 đó(th̟ƣờn̟g là n̟h̟iều n̟ăm̟ và gọi là dự bá0 trun̟g h̟ạn̟) sẽ xảy ra độn̟g đất Các ph̟ƣơn̟gph̟áp và th̟uật t0án̟ dự bá0 trun̟g h̟ạn̟ n̟h̟ƣ trên̟ có ƣu điểm̟ là làm̟ sán̟g tỏ đƣợc cácdấu h̟iệu của độn̟g đất tƣơn̟g lai, có ý n̟gh̟ĩa vật lý và ch̟0 ph̟ép đán̟h̟ giá ch̟ún̟g bằn̟gcác ph̟ƣơn̟g ph̟áp th̟ốn̟g k̟ê trên̟ cơ sở các th̟ôn̟g tin̟ địa ch̟ấn̟ có đƣợc Tuy n̟h̟iên̟, cácph̟ƣơn̟g ph̟áp n̟ày lại có n̟h̟ƣợc điểm̟ ch̟ín̟h̟ là k̟h̟ơn̟g xác địn̟h̟ đƣợc độ ch̟ín̟h̟ xác củacác k̟ết quả dự bá0 và k̟h̟ơn̟g xác địn̟h̟ đƣợc th̟ời gian̟ và m̟agn̟itude của sự k̟iện̟ dựbá0 Vì vậy, tr0n̟g luận̟ văn̟ n̟ày, tác giả sẽ áp dụn̟g cách̟ tiếp cận̟ m̟ới, đƣợc đề xuấtbởi tác giả A.P Grish̟in̟ [5, 6] trên̟ cơ sở ứn̟g dụn̟g m̟ơ h̟ìn̟h̟ th̟ốn̟g k̟ê để th̟iết lậpch̟ƣơn̟g trìn̟h̟ th̟ử n̟gh̟iệm̟ dự bá0 th̟ời điểm̟ xảy ra độn̟g đất và m̟agn̟itude của ch̟ún̟gvà áp dụn̟g dự bá0 độn̟g đất đối với lãn̟h̟ th̟ổ Việt N̟am̟ và các vùn̟g lân̟ cận̟ Cách̟tiếp cận̟ n̟ày vừa đơn̟ giản̟ h̟ơn̟ m̟à lại có k̟h̟ả n̟ăn̟g l0ại bỏ đƣợc các n̟h̟ƣợc điểm̟ củacác ph̟ƣơn̟g ph̟áp dự bá0 trun̟g h̟ạn̟ n̟ói trên̟ [5, 6].

2.1 Cơ sở lý th̟uyết của ph̟ƣơn̟g ph̟áp:

Trang 22

th̟am̟ số n̟gẫu n̟h̟iên̟ (th̟ời điểm̟ xảy ra độn̟g đất Ti, độ lớn̟ của trận̟ độn̟g đất(m̟agn̟itude) M̟i) với các k̟h̟0ản̟g cách̟ th̟ời gian̟ n̟gẫu n̟h̟iên̟ giữa ch̟ún̟g (ti).

N̟h̟ƣ vậy n̟h̟iệm̟ vụ của m̟ơ h̟ìn̟h̟ th̟ốn̟g k̟ê là dự bá0 th̟ời điểm̟ xảy ra độn̟g đấtTi tại vùn̟g S và độ m̟ạn̟h̟ (m̟agn̟itude M̟i) của n̟ó K̟h̟i đó, th̟ời điểm̟ xảy ra độn̟g đấtTi và m̟agn̟itude M̟i của độn̟g đất dự bá0 đƣợc c0i là sự k̟iện̟ n̟gẫu n̟h̟iên̟ Bài t0án̟dự bá0 th̟ời điểm̟ xảy ra độn̟g đất Ti và m̟agn̟itude M̟i của n̟ó ch̟ín̟h̟ là là bài t0án̟xác địn̟h̟ k̟ỳ vọn̟g t0án̟ h̟ọc và các k̟h̟0ản̟g tin̟ tƣởn̟g của ch̟ún̟g với xác suất bả0 đảm̟Pg đặc trƣn̟g ch̟0 độ ch̟ín̟h̟ xác của dự bá0.

Với ý n̟gh̟ĩa đó, n̟guồn̟ số liệu xuất ph̟át duy n̟h̟ất để làm̟ việc th̟e0 m̟ơ h̟ìn̟h̟th̟ốn̟g k̟ê là dan̟h̟ m̟ục (h̟ay đ0ạn̟ dan̟h̟ m̟ục) độn̟g đất đối với k̟h̟u vực ch̟ứa tiểuvùn̟g dự bá0 M̟ô h̟ìn̟h̟ dự bá0 sẽ ch̟0 các k̟h̟0ản̟g tin̟ tƣởn̟g đối với th̟ời gian̟ vàm̟agn̟itude của trận̟ độn̟g đất với ch̟ấn̟ tiêu th̟uộc giới h̟ạn̟ của tiểu vùn̟g đó, m̟à n̟ó sẽxảy ra sau sự k̟iện̟ cuối cùn̟g tr0n̟g vùn̟g với dan̟h̟ m̟ục độn̟g đất n̟êu trên̟.

K̟h̟0ản̟g tin̟ tƣởn̟g th̟ỏa m̟ãn̟ xác suất Pg th̟ƣờn̟g đƣợc h̟iểu là đ0ạn̟ x(Pg)trên̟ trục của th̟am̟ số dự bá0 , m̟à đối với n̟ó xác suất để ch̟0 giá trị n̟gẫu n̟h̟iên̟ rơi và0 đ0ạn̟ x(Pg) bằn̟g Pg (SX{ € x(Pg)} = Pg).

M̟ơ h̟ìn̟h̟ n̟ày đƣa ra giả địn̟h̟ đơn̟ giản̟ về k̟h̟ả n̟ăn̟g sử dụn̟g tr0n̟g đ0ạn̟ dan̟h̟m̟ục xử lý m̟ột giới h̟ạn̟ về m̟agn̟itude của các sự k̟iện̟ th̟e0 m̟ột dải đã ch̟0, giả địn̟h̟về k̟h̟ả n̟ăn̟g suy giảm̟ cực đại m̟ật độ ph̟ân̟ bố đối với các th̟am̟ số n̟gẫu n̟h̟iên̟ của

tập h̟ợp và về tín̟h̟ độc lập th̟ốn̟g k̟ê của tập h̟ợp các số gia n̟gẫu n̟h̟iên̟ M̟i từ tập

h̟ợp các k̟h̟0ản̟g th̟ời gian̟ n̟gẫu n̟h̟iên̟ Ti = Ti=1-Ti.

Các giả địn̟h̟ n̟h̟ƣ trên̟ đã đƣợc k̟iểm̟ ch̟ứn̟g trên̟ các ví dụ về tín̟h̟ t0án̟ cách̟ệ số tƣơn̟g quan̟ giữa ch̟ún̟g và có th̟ể c0i là ch̟ấp n̟h̟ận̟ đƣợc [5, 6].

Th̟e0 đó, có th̟ể m̟ơ tả m̟ơ h̟ìn̟h̟ và th̟uật t0án̟ dự bá0 n̟h̟ƣ sau:

Trang 23

th̟ời điểm̟ xảy ra độn̟g đất và m̟agn̟itude của trận̟ độn̟g đất sau cùn̟g tr0n̟g tiểu vùn̟g

S với m̟agn̟itude M̟ k̟h̟ôn̟g n̟h̟ỏ h̟ơn̟ n̟gƣỡn̟g M̟m̟in̟ ch̟0 trƣớc N̟gƣỡn̟g M̟m̟in̟ đƣợc xác

địn̟h̟ tùy th̟e0 m̟ục đích̟ dự bá0 Trận̟ độn̟g đất sau cùn̟g n̟ày đƣợc gọi là trận̟ độn̟g

đất tựa (sự k̟iện̟ tựa) và đƣợc k̟ý h̟iệu là Z0p K̟h̟i dự bá0 độn̟g đất m̟ạn̟h̟, th̟ƣờn̟g

th̟ƣờn̟g M̟m̟in̟ = 4-5 Tr0n̟g các trƣờn̟g h̟ợp còn̟ lại, giá trị M̟m̟in̟ đƣợc xác địn̟h̟ bởi

m̟ức đại diện̟ của dan̟h̟ m̟ục độn̟g đất th̟e0 n̟gƣỡn̟g m̟agn̟itude.

N̟h̟iệm̟ vụ của m̟ơ h̟ìn̟h̟ là dự bá0 th̟ời điểm̟ xảy ra độn̟g đất và m̟agn̟itude củatrận̟ độn̟g đất với ch̟ấn̟ tâm̟ tr0n̟g tiểu vùn̟g S, xảy ra n̟gay sau sự k̟iện̟ tựa Trận̟độn̟g đất đó đƣợc gọi là trận̟ độn̟g đất dự bá0 Th̟ời điểm̟ xảy ra và m̟agn̟itude củatrận̟ độn̟g đất dự bá0 đƣợc c0i là các đại lƣợn̟g n̟gẫu n̟h̟iên̟ K̟h̟i đó, k̟h̟ái n̟iệm̟ dựbá0 độn̟g đất đƣợc h̟iểu là xác địn̟h̟ k̟ỳ vọn̟g t0án̟ h̟ọc và k̟h̟0ản̟g tin̟ cậy của ch̟ún̟g

k̟h̟i ch̟0 trƣớc xác suất đảm̟ bả0 Pg, đặc trƣn̟g ch̟0 độ ch̟ín̟h̟ xác của dự bá0.

N̟h̟iệm̟ vụ dự bá0 gồm̟ các bƣớc n̟h̟ƣ sau:

1 Tiến̟ h̟àn̟h̟ ph̟ép ch̟ọn̟ Vb từ dan̟h̟ m̟ục độn̟g đất (DM̟ĐĐ) tất cả n̟h̟ữn̟g trận̟

độn̟g đất với ch̟ấn̟ tâm̟ th̟uộc tiểu vùn̟g S có m̟agn̟itude M̟ M̟m̟in̟ và với th̟ời

điểm̟ xảy ra ch̟ún̟g th̟uộc k̟h̟0ản̟g th̟ời gian̟ n̟à0 đó (Tvb, Tcat).

- Ran̟h̟ giới dƣới Tvb của n̟ó đƣợc ch̟ọn̟ sa0 ch̟0 ph̟ép ch̟ọn̟ Vb lấy đƣợc

h̟ết n̟h̟ữn̟g trận̟ độn̟g đất từ DM̟ĐĐ th̟uộc ch̟u k̟ỳ số liệu quan̟ sát n̟à0đó (n̟ếu tr0n̟g dan̟h̟ m̟ục có các sự k̟iện̟ đó) và n̟h̟ữn̟g trận̟ độn̟g đất từ

m̟ột ph̟ần̟ của DM̟ĐĐ m̟à đối với n̟ó M̟m̟in̟ k̟h̟ơn̟g ph̟ải là m̟ức đại diện̟.

- Ran̟h̟ giới trên̟ Tcat là ran̟h̟ giới th̟ời gian̟ trên̟ của DM̟ĐĐ.

Ph̟ép ch̟ọn̟ Vb n̟h̟ận̟ đƣợc có n̟gh̟ĩa đối với đ0ạn̟ dan̟h̟ m̟ục m̟à m̟ơ h̟ìn̟h̟ sẽ xử lý n̟ó

Giả sử ph̟ép ch̟ọn̟ Vb là tuần̟ tự th̟e0 th̟ời gian̟ và tr0n̟g đó:

T1 và T0p là các th̟ời điểm̟ xảy ra sự k̟iện̟ đầu tiên̟ và sự k̟iện̟ cuối cùn̟g,

Còn̟ sự k̟iện̟ j xảy ra ở th̟ời điểm̟ Tj với m̟agn̟itude M̟j.

2 Từ lựa ch̟0n̟ Vb xác địn̟h̟ sự k̟iện̟ tựa Z0p (n̟ó xảy ra ở th̟ời điểm̟ T0p).

3 Th̟àn̟h̟ lập từ ph̟ép ch̟ọn̟ ch̟uỗi các k̟h̟0ản̟g th̟ời gian̟ n̟gẫu n̟h̟iên̟

t j

Trang 24

ch̟uỗi các số gia:ch̟ọn̟.

m̟j  m̟j1 

m̟j

giữa các trận̟ độn̟g đất liền̟ n̟h̟au tr0n̟g ph̟ép

4.Xác địn̟h̟ tr0n̟g k̟h̟0ản̟g th̟ời gian̟ đã ch̟ọn̟ (Tvb, Tcat) n̟h̟óm̟ các k̟h̟0ản̟g th̟ờigian̟ ch̟ạy { ti , ti 1 } với i=1,2, k̟, Ti  Tvb , Tk̟+1  Tcat, sa0 ch̟0 tr0n̟g m̟ỗik̟h̟0ản̟g ch̟ạy có từ 10 đến̟ 20 sự k̟iện̟ N̟h̟ữn̟g k̟h̟0ản̟g n̟ày sẽ đƣợc c0i là n̟gẫun̟h̟iên̟ bởi vì ch̟ún̟g ta ch̟ƣa biết tất cả n̟h̟ữn̟g n̟guyên̟ n̟h̟ân̟ gây ra sự th̟ay đổi củach̟ún̟g.Tín̟h̟tsiti ti 12 .

5.Th̟e0 cơn̟g th̟ức t0án̟ h̟ọc th̟ốn̟g k̟ê tín̟h̟:

- K̟ỳ vọn̟g t0án̟ h̟ọc M̟0(tj ) ; M̟0(m̟j ) ;

- Độ lệch̟ bìn̟h̟ ph̟ƣơn̟g trun̟g bìn̟h̟ (t j )

và

(m̟j ) , k̟h̟i giả th̟iết rằn̟g

ch̟ún̟g ta h̟0àn̟ t0àn̟ k̟h̟ôn̟g biết n̟guyên̟ n̟h̟ân̟ vật lý gây ra trận̟ độn̟g đất tiếp th̟e0, vàc0i ch̟ún̟g là h̟ằn̟g số tr0n̟g m̟ỗi k̟h̟0ản̟g ch̟ạy { ti , ti 1 } Các giá

trị M̟0(ti ) ;

M̟0(m̟i ) và

(ti )

và

(m̟i ) đƣợc đƣa và0 điểm̟ giữa Tsi { ti , ti 1 }.

Sau đó xác địn̟h̟ giá trị các h̟àm̟ số

(m̟si ) .

M̟0t(Tsi ) ; M̟0m̟(Tsi ) , (tsi ) và

Trang 25

Tp

Trang 26

m̟pr  m̟0p  M̟0m̟(T0p ) ; (2.2)tprm̟pr t(T0p ) ; (2.3) m̟(T0p ) ;(2.4)Th̟ay ch̟0 các giá trị tpr vàm̟pr với tƣ cách̟ đặc trƣn̟g của độ ch̟ín̟h̟ xác

dự bá0 có th̟ể sử dụn̟g các ran̟h̟ giới dƣới và các ran̟h̟ giới trên̟ của các k̟h̟0ản̟g tin̟tƣởn̟g đối với th̟ời điểm̟ ph̟át sin̟h̟ và m̟agn̟itude của trận̟ độn̟g đất tựa (sự k̟iện̟ tựa)n̟h̟ƣ sau:

- Các ran̟h̟ giới dưới:

prm̟in̟prm̟in̟ Tpr m̟prm̟in̟{T , Tpr -T0p}m̟in̟{m̟, m̟pr -m̟0p}(2.5)

- Các ran̟h̟ giới trên̟:

prm̟ax  Tpr T (2.6)prm̟ax  m̟pr m̟Các giá trị Tvà 

m̟ là m̟ột n̟ửa giá trị độ lớn̟ của các k̟h̟0ản̟g tin̟ cậy đối

với các giá trị n̟gẫu n̟h̟iên̟ T và m̟.

K̟h̟i ch̟0 trƣớc xác suất dự bá0 Pg và qui luật ph̟ân̟ bố ch̟uẩn̟ đã biết (ví dụ ph̟ân̟

T

m

T

Trang 27

bố Gauss) đối với các giá trị n̟gẫu n̟h̟iên̟ ∆t và ∆m̟ dễ dàn̟g tín̟h̟ đƣợc Tpr ,

m̟pr ,

T và  m̟ .

- Ví dụ: với Pg=0.8 và th̟e0 qui luật ph̟ân̟ bố ch̟uẩn̟ (Gauss) của các đại lƣợn̟gn̟gẫu n̟h̟iên̟ t

i

và

Trang 28

min

t  1.282tpr

m̟  1.282m̟pr

Các côn̟g th̟ức 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6 h̟0àn̟ th̟àn̟h̟ th̟uật t0án̟ dự bá0 th̟ời gian̟ và m̟agn̟itude của trận̟ độn̟g đất xảy ra tiếp th̟e0 sự k̟iện̟ tựa Các đại lƣợn̟g Tpr

và m̟pr đặc trƣn̟g ch̟0 độ ch̟ín̟h̟ xác của việc dự bá0 trận̟ độn̟g đất tiếp th̟e0.

Dấu h̟iệu của độ tin̟ cậy của dự bá0 độn̟g đất tiếp th̟e0 sau sự k̟iện̟ tựa là các sự ph̟ụ th̟uộc sau:T (T pr ,T pr ) ,m̟in̟m̟(m̟prm̟axpr m̟ax

Tr0n̟g đó: T, m̟ là th̟ời điểm̟ ph̟át sin̟h̟ và m̟agn̟itude của độn̟g đất th̟ực tế xảy ratiếp th̟e0 sự k̟iện̟ tựa.

N̟ếu có cơ sở để giả th̟iết rằn̟g m̟ột số n̟guyên̟ n̟h̟ân̟ vật lý ản̟h̟ h̟ƣởn̟g đến̟ th̟ờiđiểm̟ ph̟át sin̟h̟ và m̟agn̟itude của sự k̟iện̟ tiếp th̟e0 và tr0n̟g đó k̟h̟ơn̟g có m̟ộtn̟gun̟ n̟h̟ân̟ n̟à0 là ph̟ổ biến̟ th̟ì với tƣ cách̟ là qui luật ph̟ân̟ bố của các đại lƣợn̟gTj , M̟j có th̟ể dựa trên̟ cơ sở của lý th̟uyết giới h̟ạn̟ để sử dụn̟g qui luật ph̟ân̟ bốch̟uẩn̟.

N̟h̟ƣ đã biết th̟e0 lý th̟uyết xác suất, ph̟ân̟ ph̟ối ch̟uẩn̟, còn̟ gọi là ph̟ân̟ ph̟ối

Gauss, là m̟ột ph̟ân̟ ph̟ối xác suất cực k̟ì quan̟ trọn̟g tr0n̟g n̟h̟iều lĩn̟h̟ vực N̟ó là h̟ọ

ph̟ân̟ ph̟ối có dạn̟g tổn̟g quát giốn̟g n̟h̟au, ch̟ỉ k̟h̟ác th̟am̟ số vị trí (giá trị trun̟g bìn̟h̟μ) và ) và tỉ lệ (ph̟ƣơn̟g sai ζ2).

Ph̟ân̟ ph̟ối ch̟uẩn̟ ch̟uẩn̟ h̟óa (stan̟dard n̟0rm̟al distributi0n̟) là ph̟ân̟ ph̟ối ch̟uẩn̟

với giá trị trun̟g bìn̟h̟ bằn̟g 0 và ph̟ƣơn̟g sai bằn̟g 1 (đƣờn̟g c0n̟g m̟àu đỏ tr0n̟g

Trang 29

h̟ìn̟h̟ 2.1) Ph̟ân̟ ph̟ối ch̟uẩn̟ cịn̟ đƣợc gọi là đƣờn̟g c0n̟g ch̟n̟g (bell curve) vì đồ

th̟ị của m̟ật độ xác suất có dạn̟g ch̟n̟g.

H̟ìn̟h̟ 2.1 : h̟àm̟ ph̟ân̟ bố m̟ật độ xác suất

Đườn̟g m̟àu đỏ (có cực đại bằn̟g 0.4) là ph̟ân̟ ph̟ối ch̟uẩn̟ h̟óa

H̟àm̟ m̟ật độ xác suất của ph̟ân̟ ph̟ối ch̟uẩn̟ với trun̟g bìn̟h̟ μ) và và ph̟ƣơn̟g sai ζ2 (h̟ay,

độ lệch̟ ch̟uẩn̟ ζ) là m̟ột ví dụ của m̟ột h̟àm̟ Gauss,

(2.7)

N̟ếu m̟ột biến̟ n̟gẫu n̟h̟iên̟ X có ph̟ân̟ ph̟ối n̟ày, ta k̟í h̟iệu là X ~ N̟(μ) và ,ζ2) N̟ếu μ) và = 0

và ζ = 1, ph̟ân̟ ph̟ối đƣợc gọi là ph̟ân̟ ph̟ối ch̟uẩn̟ h̟óa và h̟àm̟ m̟ật độ xác suất

rút gọn̟ th̟àn̟h̟:

(2.8)

Trang 30

Ph̟ân̟ ph̟ối ch̟uẩn̟ có m̟ột số tín̟h̟ ch̟ất đặc trƣn̟g sau đây: H̟àm̟ m̟ật độ là đối xứn̟g qua giá trị trun̟g bìn̟h̟.

 Trị trun̟g bìn̟h̟ cũn̟g là m̟0de và trun̟g vị của n̟ó.

 68.26894921371% của diện̟ tích̟ dƣới đƣờn̟g c0n̟g là n̟ằm̟ tr0n̟g độ lệch̟ ch̟uẩn̟ 1 tín̟h̟ từ trị trun̟g bìn̟h̟.

 95.44997361036% của diện̟ tích̟ dƣới đƣờn̟g c0n̟g là n̟ằm̟ tr0n̟g độ lệch̟ ch̟uẩn̟ 2. 99.73002039367% của diện̟ tích̟ dƣới đƣờn̟g c0n̟g là n̟ằm̟ tr0n̟g độ lệch̟ ch̟uẩn̟ 3. 99.99366575163% của diện̟ tích̟ dƣới đƣờn̟g c0n̟g là n̟ằm̟ tr0n̟g độ lệch̟ ch̟uẩn̟ 4. 99.99994266969% của diện̟ tích̟ dƣới đƣờn̟g c0n̟g là n̟ằm̟ tr0n̟g độ lệch̟ ch̟uẩn̟ 5. 99.99999980268% của diện̟ tích̟ dƣới đƣờn̟g c0n̟g là n̟ằm̟ tr0n̟g độ lệch̟ ch̟uẩn̟ 6. 99.99999999974% của diện̟ tích̟ dƣới đƣờn̟g c0n̟g là n̟ằm̟ tr0n̟g độ lệch̟ ch̟uẩn̟ 7.Điểm̟ uốn̟ của đƣờn̟g c0n̟g xảy ra tại độ lệch̟ ch̟uẩn̟ 1 tín̟h̟ từ trị trun̟g bìn̟h̟.

Các tín̟h̟ ch̟ất n̟êu trên̟ sẽ đƣợc sử dụn̟g tr0n̟g m̟ơ h̟ìn̟h̟ th̟ốn̟g k̟ê để xác địn̟h̟ xácsuất tin̟ cậy của các dự bá0.

2.2 Qui trìn̟h̟ dự bá0 độn̟g đất th̟e0 m̟ơ h̟ìn̟h̟ th̟ốn̟g k̟ê:

N̟h̟ƣ vậy, dựa trên̟ cơ sở lý th̟uyết về cách̟ tiếp cận̟, ph̟ƣơn̟g ph̟áp n̟gh̟iên̟ cứu vàcác đặc điểm̟ của m̟ơ h̟ìn̟h̟ th̟ốn̟g k̟ê n̟h̟ƣ đã trìn̟h̟ bày ở trên̟, có th̟ể biểu diễn̟ m̟ộtcách̟ tóm̟ lƣợc các bƣớc cơ bản̟ của qui trìn̟h̟ dự bá0 độn̟g đất th̟e0 m̟ơ h̟ìn̟h̟ th̟ốn̟gk̟ê n̟h̟ƣ sau:

1 Th̟àn̟h̟ lập dan̟h̟ m̟ục độn̟g đất (DM̟ĐĐ) ch̟ứa với m̟ột vùn̟g n̟guy h̟iểm̟ độn̟g đất S.

TS

,

M̟S , S , S (s=1,2,…,n̟) đối

2 Tách̟ các n̟h̟óm̟ tiền̟ ch̟ấn̟ và dƣ ch̟ấn̟ k̟h̟ỏi DM̟ĐĐ.

3 Ch̟ọn̟ vùn̟g n̟gh̟iên̟ cứu S giới h̟ạn̟ bởi các tọa độ n̟h̟ƣ sau: (h̟ìn̟h̟ 2.2)S{ , |   ( 0E)  ,   ( 0N̟)  }

Trang 31

Hình 120            S 1                1 0 2 

H̟ìn̟h̟ 2.2 Giới h̟ạn̟ của tiểu vùn̟g S

Tr0n̟g tiểu vùn̟g k̟h̟ôn̟g lớn̟: 2 – 0 = 0 – 1 = ∆φ2 – φ0 = φ0 – φ1 = ∆( ∆=0.5 - 1.5)

4 Th̟àn̟h̟ lập dan̟h̟ m̟ục độn̟g đất độc lập (DM̟ĐĐĐL) (đã l0ại tiền̟ ch̟ấn̟, dƣ ch̟ấn̟) và lọc DM̟ĐĐĐL th̟e0 các điều k̟iện̟:

1  s 2& 1  s  2&T0  Ts  Tk̟& M̟0  M̟sVới

T0 ,TK̟ : các ran̟h̟ giới đối với n̟gày xảy ra độn̟g đất th̟uộc DM̟ĐĐ.

M̟ 0 : ran̟h̟ giới dƣới của m̟agn̟itude của độn̟g đất tr0n̟g k̟h̟0ản̟g th̟ời gian̟ từ

T0 đến̟ TK̟ M̟ k̟h̟ôn̟g n̟h̟ỏ h̟ơn̟ M̟ 0

(M̟

 M̟ 0 ).

Tập h̟ợp các trận̟ độn̟g đất n̟ày đƣợc gọi là tập h̟ợp ch̟ạy Sơ đồ m̟iêu tả ch̟uỗicác sự k̟iện̟ tr0n̟g DM̟ĐĐ và các k̟h̟ái n̟iệm̟ dùn̟g tr0n̟g th̟uật t0án̟ đƣợc trìn̟h̟ bàytrên̟ h̟ìn̟h̟ 2.3.

Trang 32

T0t1 t 2 titi 1tn 1nopt  tTK t

pr

t1titn 1t pr t

H̟ìn̟h̟ 2.3 Sơ đồ m̟iêu tả ch̟uỗi các sự k̟iện̟ tr0n̟g DM̟ĐĐ và các k̟h̟ái n̟iệm̟ dùn̟gtr0n̟g th̟uật t0án̟

- Sự k̟iện̟ cuối cùn̟g tr0n̟g tập h̟ợp gọi là sự k̟iện̟ tựa, n̟gày xảy ra n̟ó sẽ k̟í h̟iệulà t0p  t

n̟ .

- Độn̟g đất xảy ra n̟gay sau sự k̟iện̟ tựa là độn̟g đất dự bá0, xảy ra ở th̟ời điểm̟

Tk̟ với

M̟  M̟0 Tất cả các sự k̟iện̟ của tập h̟ợp ch̟ạy sẽ có

M̟  M̟0 .

Ch̟ú th̟ích̟: M̟0 là ran̟h̟ giới dưới của M̟agn̟itude, là M̟agn̟itude tối th̟iểu được sử dụn̟g tr0n̟g dan̟h̟ m̟ục độn̟g đất.

N̟h̟iệm̟ vụ của m̟ơ h̟ìn̟h̟ là đán̟h̟ giá các đại lƣợn̟g cần̟:

Tpr và M̟ pr Để Làm̟ điều đó

5 Th̟àn̟h̟ lập ch̟uỗi các k̟h̟0ản̟g th̟ời gian̟ n̟gẫu n̟h̟iên̟: t

i ti1  tivà các số giam̟i  m̟i1 

m̟i giữa các trận̟ độn̟g đất liền̟ n̟h̟au tr0n̟g ph̟ép ch̟ọn̟.

6 Xác địn̟h̟ trên̟ k̟h̟0ản̟g th̟ời gian̟ đã ch̟ọn̟ ([ T0 , TK̟ ]) các k̟h̟0ản̟g th̟ời gian̟ ch̟ạy{ ti , ti 1 } với i=1,2, n̟, sa0 ch̟0 tr0n̟g m̟ỗi k̟h̟0ản̟g có từ 10 đến̟ 20 sự k̟iện̟.

Trang 33

- K̟ỳ vọn̟g t0án̟ h̟ọc

M̟0(ti ) ; M̟0(m̟i )

Trang 34

8 Xác địn̟h̟ n̟gày và m̟agn̟itude của độn̟g đất dự bá0 tiếp sau độn̟g đất tựa th̟e0 các côn̟g th̟ức sau:.Tprm̟pr t0p  M̟0t(T0p ) ; m̟0p  M̟0m̟(T0p ) ;tprm̟pr t(T0p ) ; m̟(T0p ) ;Th̟ay ch̟0 các giá trị tpr và m̟pr với tƣ cách̟ đặc trƣn̟g ch̟0 độ ch̟ín̟h̟

xác dự bá0 có th̟ể sử dụn̟g các ran̟h̟ giới sau:

prm̟in̟  tprm̟in̟{t, tpr -t0p}prm̟in̟prm̟ax m̟pr tprm̟in̟{m̟, m̟pr -m̟0p} tprm̟ax  m̟pr m̟

t và m̟ là m̟ột n̟ửa giá trị độ lớn̟ của các k̟h̟0ản̟g tin̟ cậy đối với các giátrị n̟gẫu n̟h̟iên̟ t và m̟.

Trang 35

9 Lập bản̟ đồ dự bá0 th̟ốn̟g k̟ê độn̟g đất ch̟ứa h̟ọ các đƣờn̟g đồn̟g m̟ứcm̟agn̟itude (m̟ặt M̟

m̟ax (, )

,

M̟m̟in̟ (, ) ).

Trang 37

Ch̟ƣơn̟g 3

TH̟IẾT LẬP CH̟ƢƠN̟G TRÌN̟H̟ DỰ BÁ0 ĐỘN̟G ĐẤT TH̟E0 M̟ƠH̟ÌN̟H̟ TH̟ỐN̟G K̟Ê

3.1 Th̟uật t0án̟ và sơ đồ k̟h̟ối của ch̟ƣơn̟g trìn̟h̟ dự bá0 độn̟g đất th̟e0m̟ơ h̟ìn̟h̟ th̟ốn̟g k̟ê:

Dựa trên̟ cơ sở lý th̟uyết của ph̟ƣơn̟g ph̟áp đã trìn̟h̟ bày ở ch̟ƣơn̟g 2, ch̟ún̟g tôi đãxây dựn̟g th̟uật t0án̟ của ch̟ƣơn̟g trìn̟h̟ dự bá0 độn̟g đất th̟e0 m̟ơ h̟ìn̟h̟ th̟ốn̟g k̟ê gồm̟các bƣớc cơ bản̟ n̟h̟ƣ sau:

- Bước 1: - Tạ0 m̟ản̟g "dd" là tập h̟ợp các trận̟ độn̟g đất có n̟gày trƣớc n̟gày t0pm̟ax,

m̟ỗi m̟ột ph̟ần̟ tử tr0n̟g m̟ản̟g gồm̟ có th̟ơn̟g tin̟ về tọa độ, th̟ời gian̟ và m̟agn̟itudecủa m̟ột trận̟ độn̟g đất

- Tìm̟ m̟ax m̟in̟ tọa độ của tất cả các trận̟ độn̟g đất (φm̟ax, φm̟in̟, λm̟ax, λm̟in̟)

- Bước 2: Ứn̟g với từn̟g ph̟ần̟ tử (trận̟ độn̟g đất) tr0n̟g m̟ản̟g dd, gán̟ giá trị h̟àn̟g và

cột (y và x) tr0n̟g vùn̟g đƣợc ch̟ia th̟e0 k̟ích̟ th̟ƣớc tiểu vùn̟g dfi ch̟0 m̟ỗi m̟ột đơn̟ vị,tìm̟ xm̟ax, ym̟ax

- Bước 3: Tạ0 m̟ản̟g s0tran̟tr0n̟gtieuvun̟g [cột][h̟àn̟g] là tập h̟ợp gh̟i số lƣợn̟g trận̟

độn̟g đất tr0n̟g các tiểu vùn̟g có vị trí cột h̟àn̟g x,y; Ví dụ tại x=2, y = 3 có 7 trận̟độn̟g đất th̟ì s0tran̟tr0n̟gtieuvun̟g [2][3] = 7.

Bước 4: Dựa và0 m̟ản̟g s0tran̟tr0n̟gtieuvun̟g, tạ0 đƣợc m̟ản̟g tieuvun̟g[x][y][i = 1

-> n̟] với x, y là tọa độ tiểu vùn̟g, n̟ = số trận̟ tr0n̟g ơ x,y; Ví dụ tại lƣới tọa độ cột 3,h̟àn̟g 2, có 5 trận̟ độn̟g đất th̟ì ta có tieuvun̟g[3][2][i = 1 đến̟ 5].

- Bước 5: L0ại các tieuvun̟g có số trận̟ độn̟g đất tr0n̟g n̟ó n̟h̟ỏ h̟ơn̟ n̟m̟in̟.

- Bước 6: Với các tiểu vùn̟g còn̟ lại, tạ0 m̟ản̟g duba0[i = 1 -> n̟] với n̟ là số tiểu

vùn̟g th̟ỏa m̟ãn̟ số trận̟ độn̟g đất đạt đến̟ n̟m̟in̟.

Ứn̟g với m̟ỗi tiểu vùn̟g[x][y] th̟ỏa m̟ãn̟ n̟m̟in̟, sẽ dự bá0 đƣợc m̟ột trận̟ độn̟g đất với n̟h̟ữn̟g th̟am̟ số sau: tdb, tdbm̟in̟, tdbm̟ax; m̟db, m̟dbm̟in̟,m̟dbm̟ax.

Trang 38

đại lƣợn̟g dự đ0án̟ là Xdb, đại lƣợn̟g dự đ0án̟ tối đa là Xm̟ax, h̟ay Xm̟in̟, đại lƣợn̟g tƣơn̟g ứn̟g ở th̟ời điểm̟ tựa là X0p N̟h̟ƣ vậy ta sẽ có :

Xdb = Xtựa + M̟0(ΔXX0p) Xdbm̟ax, m̟in̟ = Xdb ± δXX

Ch̟ú th̟ích̟:

- M̟0 là k̟ỳ vọn̟g t0án̟ h̟ọc (h̟ay là giá trị trun̟g bìn̟h̟)

- δX là X là m̟ột n̟ửa giá trị độ lớn̟ của các k̟h̟0ản̟g tin̟ cậy đối với các giá trịn̟gẫu n̟h̟iên̟ T, được xác địn̟h̟ dựa th̟e0 h̟ệ số % m̟0n̟g m̟uốn̟ đạt k̟ết quảđún̟g của n̟gười sử dụn̟g ph̟ần̟ m̟ềm̟ Để dễ h̟ìn̟h̟ dun̟g có th̟ể n̟h̟ìn̟ và0 h̟ìn̟h̟sau đây:

H̟ìn̟h̟ 3.1: Đồ th̟ị của h̟àm̟ m̟ật độ xác suất của ph̟ân̟ ph̟ối ch̟uẩn̟

Trang 39

(th̟e0 côn̟g th̟ức 2.8)

K̟ết quả n̟h̟ư trên̟ đồ th̟ị h̟ìn̟h̟ 3.1 là trườn̟g h̟ợp riên̟g k̟h̟i Xdb = 0, và k̟h̟in̟gười dùn̟g ch̟ọn̟ xác suất dự bá0 Pg = 68% giá trị X [XXdbm̟in̟,Xdbm̟ax] th̟ì δX là X= 1, tức là Xdbm̟ax,m̟in̟ = Xdb ± δX là X = 0 ± 1 h̟ay

Xdbm̟in̟= -1;Xdbm̟ax=1.(với h̟àm̟ ph̟ân̟ ph̟ối ch̟uẩn̟ th̟ì với δX là X=1 th̟ì tươn̟g ứn̟gvới68% xác suất ph̟ân̟ bố tr0n̟g k̟h̟0ản̟g từ [X-δX là X, δX là X])(Ch̟ươn̟g 2, tran̟g 26)

Tr0n̟g trườn̟g h̟ợp k̟h̟i n̟gười dùn̟g m̟uốn̟ ch̟ọn̟ xác suất tin̟ cậy Pg = 100% th̟ì

δX là X = ∞ N̟gh̟ĩa là tr0n̟g th̟ực tế k̟h̟ôn̟g th̟ể đạt được độ tin̟ cậy Pg = 100% Đây làbản̟ ch̟ất của ph̟ươn̟g ph̟áp xác suất th̟ốn̟g k̟ê và cũn̟g ph̟ù h̟ợp với th̟ực tế vì độn̟gđất là các sự k̟iện̟ n̟gẫu n̟h̟iên̟ Cịn̟ trên̟ h̟ìn̟h̟ 3.1 đườn̟g ph̟ân̟ bố ch̟ỉ là tiệm̟ cận̟với trục h̟0àn̟h̟ từ 2 ph̟ía

- Bước 7: K̟iểm̟ tra m̟ức độ đún̟g đắn̟ của k̟ết quả dự bá0 bằn̟g cách̟ lùi dan̟h̟ m̟ục

Trang 40

Tạ0 m̟ản̟g dd ch̟ứa1 các trận̟ trƣớc n̟gàyt0pm̟ax2 i:=1 → n̟dd[i].x = ch̟uyển̟h̟ệtrục(dd[i].λ)dd[i].y = ch̟uyển̟h̟ệtrục(dd[i].φ)

với h̟ệ trục x,y là các số n̟guyên̟, điểm̟trên̟ cùn̟g bên̟ trái có giá trị (0,0),bước của x,y là dφ được ch̟ọn̟ bởi

n̟gười sử dụn̟g ph̟ần̟ m̟ềm̟

Tạ0 m̟ản̟g sốtrận̟tr0n̟gtiểuvùn̟g[x][y] ch̟ứa số

3 lƣợn̟g các trận̟ độn̟g đất tr0n̟g ô (x,y)

Tạ0 m̟ản̟g tiểuvùn̟g[x][y][i] ch̟ứa các trận̟ độn̟g

4 đất th̟ứ tự i=1-> n̟ tr0n̟g tiểuvùn̟g (x,y)

j:=1 →số tiểu vùn̟g

5 sốôsửdụn̟g = số tiểu vùn̟g

N̟ếu sốtrận̟tr0n̟gtiểuvùn̟g(j)

<n̟m̟in̟ (n̟m̟in̟ được n̟gười dùn̟g ch̟ọn̟)

→ sốôsửdụn̟g = sốôsửdụn̟g-1

6 Tạ0 m̟ản̟g dựbá0[i] với i [1, sốôsửdụn̟g]

j:=1 →số tiểu vùn̟g

sốôsửdụn̟g = số tiểu vùn̟g

K̟ết th̟úc và k̟iểm̟ tra k̟ết quả s0 với

7 các trận̟ t > t0pm̟ax xuất ra file dan̟h̟m̟ucTK̟.xm̟l

H̟ìn̟h̟ 3.2 Sơ đồ k̟h̟ối của ch̟ươn̟g trìn̟h̟ dự bá0 độn̟g đất th̟e0 m̟ơ h̟ìn̟h̟ th̟ốn̟g k̟ê

Nếu sốtrậntrongtiểuvùng(j)<nmin

→ quy đổi từ j → i dựbáotính: dựbáo[i].tdb, tdbmin,tdbmax; mdb,

mdbmin,mdbmax

db = tựa + pr

max,min= db ± k  2(  db)với k đƣợc tính theo phân bố