NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ RỦI RO ĐỘNG ĐẤT KHU VỰC ĐÔ THỊ THÀNH PHỐ HÀ NỘI TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ ĐỊA CẦU

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ PHẠM THẾ TRUYỀN NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ RỦI RO ĐỘNG ĐẤT KHU VỰC ĐÔ THỊ THÀNH PHỐ HÀ NỘI Chuyên ngành: Vật lý địa cầu Mã số: 44 01 11 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ ĐỊA CẦU Hà Nội - 2020 Cơng trình hồn thành tại: Viện Vật lý địa cầu - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Người hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS Nguyễn Hồng Phương Người hướng dẫn khoa học 2: GS.TS Wen Kuo-Liang Phản biện 1: … Phản biện 2: … Phản biện 3: … Luận án bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Học viện, họp Học viện Khoa học Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam vào hồi … ’, ngày … tháng … năm 2020 Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Thư viện Học viện Khoa học Công nghệ - Thư viện Viện Vật lý địa cầu DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA NGHIÊN CỨU SINH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Trong trình thực luận án, nghiên cứu sinh công bố 01 bào tạp chí quốc tế uy tín (SCI-E) 05 báo tạp chí quốc gia Thơng tin chi tiết kết công bố liệt kê 1) 01 Bài báo tạp chí quốc tế SCI-E Hong Phuong Nguyen, The Truyen Pham, Ta Nam Nguyen, 2019 Investigation of long-term and short-term seismicity in Vietnam Journal of Seismology, 23(5): 951–966 Doi: 10.1007/s10950-019-09846-x (SCI-E) Nguyen Hong Phuong, Pham The Truyen, Nguyen Tien Hung, Bùi Thị Nhung, Nguyen Thi Mai, Vu Van Phong, 2020 Seismic Risk Assessment and Loss Estimation for Hanoi city Soil Dynamics and Earthquake Engineering - Journal – Elsevier (Hoàn thiện thảo, SCI) 2) 05 Bài báo tạp chí quốc gia Pham The Truyen, Nguyen Hong Phuong, 2019 Probabilistic seismic hazard assessment for Hanoi city Vietnam Journal of Earth Sciences, 41(4), 321-338 Bui Thi Nhung, Nguyen Hong Phuong, Pham The Truyen, Nguyen Ta Nam, 2018 Assessment of Earthquake-induced liquefaction hazard in Urban areas of Hanoi city using LPI-Based method Vietnam Journal of Earth Sciences, 40(1), 78-96, DOI: 10.15625/0866-7187/40/1/10972 Nguyen Hong Phuong, Nguyen Ta Nam, Pham The Truyen, 2018 Development of a Web-GIS based Decision Support System for earthquake warning service in Vietnam Vietnam Journal of Earth Sciences, 40(3), 193-206, DOI: 10.15625/08667187/40/3/12638 Nguyen Hong Phuong, Pham The Truyen, Nguyen Ta Nam, 2016 Probabilistic seismic hazard assessment for the Tranh River hydropower plant No2 site, Quang Nam province Vietnam Journal of Earth Sciences, 38(2), 188-201, DOI: 10.15625/0866-7187/38/2/8601 Nguyễn Hồng Phương, Phạm Thế Truyền, 2015 Tập đồ xác suất nguy hiểm động đất Việt Nam Biển Đông Tạp chí Khoa học Cơng nghệ biển, tập 15 số 1; 2015: 7790, DOI: 10.15625/1859-3097/15/1/6083 MỞ ĐẦU Hà Nội, thủ nước Việt Nam, trung tâm trị, văn hóa, giáo dục khoa học kỹ thuật nước Từ năm 2008, thành phố Hà Nội (Hà Nội) mở rộng trở thành thành phố có diện tích lớn nước, đồng thời địa phương đứng thứ nhì dân số nước Theo số liệu thống kê năm 2019, Hà Nội có diện tích 3.324,92 km², nằm 17 thủ đô lớn giới, với triệu dân Mật độ dân số trung bình Hà Nội 2.398 người/km2, cao gấp 8.2 lần so với mật độ trung bình nước Bên cạnh mật độ dân số lớn, q trình thị hóa thủ diễn nhanh năm gần Hà Nội dường trở thành đại công trường với hàng loạt dự án phát triển sở hạ tầng xây dựng khu đô thị Xét điều kiện tự nhiên, Hà Nội dễ bị tổn thương trước tai biến thiên nhiên Một hiểm họa thiên nhiên có khả đe dọa Hà Nội động đất Theo kết nghiên cứu nhà địa chấn cho thấy Hà Nội nằm đới đứt gãy Sông Hồng, Sông Chảy, Sông Lô nằm vùng động đất cấp VIII đồ phân vùng động đất toàn lãnh thổ Việt Nam loại B Hơn nữa, Hà Nội lại nằm vùng đất yếu, rung động địa chấn tác động đến khu vực thành phố Hà Nội khuếch đại lên hiệu ứng địa phương, gây thiệt hại nhà cửa người Trong năm gần phương pháp đánh giá độ nguy hiểm động đất đánh giá rủi ro động đất giới có bước phát triển vượt bậc Trong kể đến như: sau hàng loạt thảm họa động đất xảy gần phương trình tắt dần chấn động đất cập nhật xây dựng phù hợp với phân vùng kiến tạo điển hình dự án NGA-WEST1, NGA-WEST2 SHARE; mơ hình đánh giá ước lượng thiệt hại nhà cửa người cập nhật giới Trên sở vấn đề nêu, nghiên cứu sinh lựa chọn đề tài “Nghiên cứu đánh giá rủi ro động đất khu vực đô thị thành phố Hà Nội”, nhằm nâng cao lực nghiên cứu chuyên sâu chủ đề đánh giá rủi ro động đất đô thị Trên sở kế thừa tài liệu từ nghiên cứu trước đây, kết hợp với liệu thu thập cập nhật, đồng thời áp dụng tiến phương pháp luận đánh giá rủi ro động đất giới cơng nghệ tính tốn đại thực môi trường GIS để tiến hành thực đánh giá rủi ro động đất cho khu vực nghiên cứu Mục tiêu Luận án: - Hồn thiện cơng cụ đánh giá rủi ro động đất đô thị Việt Nam sở tiến phương pháp luận công cụ đánh giá rủi ro động đất giới, kết hợp với kế thừa kết nghiên cứu trước - Xây dựng tranh toàn cảnh mức độ rủi ro động đất đô thị thành phố Hà Nội sở cập nhật phương pháp luận đánh giá rủi ro động đất sở liệu Nội dung nghiên cứu luận án: - Khảo sát tính địa chấn khu vực thành phố Hà Nội lân cận - Đánh giá độ nguy hiểm động đất khu vực thành phố Hà Nội - Hiệu chỉnh khuếch đại rung động khu vực đô thị thành phố Hà Nội - Đánh giá rủi ro động đất cho khu vực đô thị thành phố Hà Nội theo hai cách tiếp cận xác suất tất định Những điểm luận án: - Cập nhật hồn thiện cơng cụ đánh giá rủi ro động đất thị có chức Hệ thống hỗ trợ định mang tên ArcRisk vận hành môi trường GIS ArcRisk xây dựng sở kết hợp ưu điểm phương pháp luận sử dụng rộng rãi Thế giới HAZUSMH, OpenQuake đổi cho phù hợp với điều kiện áp dụng Việt Nam việc áp dụng phương trình tắt dần chấn động kiểm nghiệm phù hợp với số liệu Việt Nam, áp dụng Tiêu chuẩn Việt Nam cơng đoạn quy trình thực hiện, sử dụng số liệu điều tra dân số cập nhật năm 2019 - Xây dựng tập đồ gia tốc phổ chu kỳ ngắn 0.3 giây chu kỳ dài 1.0 giây khu vực thành phố Hà Nội ứng với chu kỳ lặp lại 475, 975, 2475 9975 năm - Áp dụng kỹ thuật hiệu chỉnh trực tiếp khuếch đại rung động theo sơ đồ phân bố Vs30 phục vụ đánh giá rủi ro động đất - Các kết đánh giá ước lượng thiệt hại nhà cửa người năm quận đông dân thành phố Hà Nội tiến hành cách toàn diện theo hai cách tiếp cận áp dụng phổ biến giới xác suất tất định đưa tranh thực hiểm họa động đất cộng đồng đô thị Cấu trúc luận án: Cấu trúc luận án phần mở đầu kết luận gồm Chương: Chương Tổng quan tình hình nghiên cứu Chương Cơ sở phương pháp luận, liệu công cụ đánh giá rủi ro động đất đô thị Chương Đặc điểm địa chấn kiến tạo khu vực thành phố Hà Nội lân cận Chương Đánh giá độ nguy hiểm động đất cho khu vực thành phố Hà Nội Chương Đánh giá rủi ro động đất cho khu vực đô thị thành phố Hà Nội CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU Trong Chương giới thiệu tổng quan tình hình nghiên cứu đánh giá nguy hiểm rủi ro động đất giới Việt Nam 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu nước 1.1.1 Nghiên cứu đánh giá độ nguy hiểm động đất Cho đến giới có hai cách tiếp cận chủ đạo đánh giá độ nguy hiểm động đất: (1) cách tiếp cận xác suất (PSHA) (2) cách tiếp cận tất định (DHSA) Trong đó, cách tiếp cận đánh giá độ nguy hiểm động đất theo phương pháp xác suất (PSHA) đề xuất đồng thời hai nhà khoa học Cornell Esteva vào năm 1968, sau McGuire (1976, 2004) kế thừa phát triển Trong thập niên gần đây, PSHA có tiến lớn với việc chi tiết hóa mở rộng thêm yếu tố đánh đánh giá phân tách nguồn nguy địa chấn, phân tích điểm phản hồi phi tuyến, giá trị véc tơ PSHA, hiệu ứng gần nguồn, độ nguy hiểm dư chấn Đồng thời, tính bất định PSHA xem xét áp dụng giải pháp nhằm giảm thiểu tính bất định tham số tính tốn tần suất lặp lại động đất, mơ hình nguồn phát sinh, mơ hình tắt dần chấn động hiệu ứng địa phương Phương pháp tất định đánh giá độ nguy hiểm động đất (DSHA) bắt đầu áp dụng giới từ đầu kỷ 20 Cơ sở DSHA xây dựng kịch động đất xác định độ lớn động đất khoảng cách ảnh hưởng đến địa điểm xem xét Các kết rung động địa điểm nhận từ việc tính tốn dựa trận động đất kịch mơ hình tắt dần chấn động Các kết phương pháp tất định thường trình bày dạng đồ phân vùng động đất, thành lập phạm vi quốc gia hay khu vực, biểu diễn ranh giới vùng có đặc trưng rung động cấp độ khác khu vực nghiên cứu 1.1.2 Nghiên cứu đánh giá rủi ro động đất Độ rủi ro động đất định nghĩa xác suất xảy tổn thất người tài sản phụ thuộc vào mức độ phơi nhiễm tính dễ bị tổn thương trước độ nguy hiểm động đất Cho đến nay, có nhiều quốc gia vùng lãnh thổ giới tiến hành đánh giá rủi ro động đất Việc đánh giá rủi ro động đất áp dụng rộng rãi không phân biệt khu vực nghiên cứu có tính địa chấn cao hay thấp Phạm vi nghiên cứu dự án đánh giá rủi ro động đất khác nhau, từ thành phố (RADIUS, 1999; Risk-UE, 2003), đến quốc gia (HAZUS, 1999, 2003, 2017), khu vực (ESRM20, 2020) hay toàn cầu (Open Quake, 2020) 1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu nước 1.2.1 Đánh giá độ nguy hiểm động đất Ở Việt Nam, từ năm 1960 có cơng trình nghiên cứu đánh giá độ nguy hiểm động đất Tuy nhiên phải đến năm 1985, đồ phân vùng động đất lãnh thổ Việt Nam lần cơng bố Phạm Văn Thục Và Nguyễn Đình Xun, đến năm 1989 khn khổ chương trình hợp tác Việt Nam – Liên Xô, đồ cập nhật lại Các nghiên cứu đánh giá độ nguy hiểm động đất phạm vi quốc gia tiếp tục thực công bố năm Nguyễn Hồng Phương (1993), Nguyễn Đình Xuyên (1996), Nguyễn Hồng Phương (1997), Trần Thị Mỹ Thành (2002), Nguyễn Đình Xuyên (2004), Cao Đình Triều (2008), Nguyễn Hồng Phương (2010), Nguyễn Hồng Phương Phạm Thế Truyền (2015) Các kết nghiên cứu đánh giá nguy hiểm động đất Việt Nam phản ánh kịp thời tiến khoa học giới Tuy nhiên, phần lớn kết nghiên cứu thực nhóm nghiên cứu độc lập, đồ nguy hiểm động đất quốc gia gần thành lập năm 2004 sử dụng Tiêu chuẩn TCXDVN 9386:2012 Trong đó, nước giới thường cập nhật đồ nguy hiểm động đất quốc gia theo định kỳ sau trận động đất lớn để làm sở cho việc cập nhật tiêu chuẩn kháng chấn xây dựng 1.2.2 Đánh giá rủi ro động đất đô thị Việt Nam Năm 2001, phương pháp luận đánh giá rủi ro động đất đô thị cho Việt Nam Nguyễn Hồng Phương xây dựng sở phương pháp luận HAZUS99 Mỹ có lưu ý đến điều kiện Việt Nam áp dụng đánh giá rủi ro động đất cho khu vực quận Hồn Kiếm Trên sở thành cơng đạt từ đề tài nghiên cứu trên, Nguyễn Hồng Phương cộng tiến hành đánh giá rủi ro động đất cho số quận trung tâm thành phố Hà Nội thành phố Hồ Chí Minh vào năm 2006, 2008, 2010 2012 Các nghiên cứu đánh giá rủi ro động đất Việt Nam thực từ năm 2000 với phương pháp luận cơng nghệ đại thời điểm Tuy nhiên, để tiếp cận với phát triển nghiên cứu đánh rủi ro động đất giới, số điểm sau cần cập nhật hồn thiện: Thứ nhất, trình bày mục 1.1.1 với việc mơ hình tắt dần chấn động nghiên cứu cập nhật gần giảm thiểu tính bất định đánh giá khả rung động khu vực nghiên cứu Thứ hai, xuyên suốt phương pháp luận đánh giá rủi ro động đất Việt Nam, giá trị rung động tính tốn dựa động đất kịch ứng với đá loại B theo tiêu chuẩn Mỹ Các giá trị hiệu chỉnh dựa đồ phân loại đất theo tiêu chuẩn Mỹ cho khu vực nghiên cứu theo hệ số tương ứng Tuy nhiên, năm 2012 Việt Nam đưa Tiêu chuẩn phân loại hệ số khuếch đại tương ứng phục vụ việc hiệu chỉnh giá trị rung động Thứ ba, nghiên cứu nêu dừng lại việc đánh giá rủi ro động đất dựa kịch động đất mà chưa xem xét đến đánh giá rủi ro động đất theo cách tiếp cận xác suất Thứ tư, kết ước lượng thiệt hại người dựa theo phương pháp luận HAZUS99, việc tính tốn thiệt hại người dừng lại việc xem xét thiệt hại bên khối nhà CHƯƠNG 2: CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP LUẬN, DỮ LIỆU VÀ CÔNG CỤ ĐÁNH GIÁ RỦI RO ĐỘNG ĐẤT ĐÔ THỊ Đánh giá độ rủi ro động đất đô thị chất việc ước lượng mức độ thiệt hại động đất gây cộng đồng khu vực nghiên cứu Quy trình đánh giá độ rủi ro động đất thị mơ tả hình 2.1 Đây quy trình tổng qt, áp dụng khơng cho thành phố Hà Nội, mà thành phố khác nằm vùng bị ảnh hưởng động đất Hình Quy trình đánh giá rủi ro động đất áp dụng cho thành phố Hà Nội 2.1 Đánh giá độ nguy hiểm động đất 2.1.1 Đánh giá xác suất độ nguy hiểm động đất Trên sở thuật toán phương pháp Cornell, năm 1976, R.K McGuire xây dựng chương trình EQRISK làm cơng cụ tính toán vẽ đồ độ nguy hiểm động đất, theo độ nguy hiểm động đất tính công thức [65]: P[ A]   r  P[ A M , r ] f M (m) f R (r )dMdr (2 1) M P ký hiệu xác suất, A biến cố có xác suất cần tìm M, r biến ngẫu nhiên liên tục có ảnh hưởng tới biến cố A Như vậy, coi A giá trị rung động điểm xét, M giá trị độ lớn động đất (hay cường độ chấn động mặt), r khoảng cách từ nguồn tới điểm xét, từ (2.1) ta có xác suất rung động điểm xét đạt giá trị A động đất xảy ra, tính phép lấy tích phân theo M r tích xác suất có điều kiện A (khi cho trước M r) với xác suất độc lập M r Phép tích phân theo độ lớn đưa dạng giải tích, cịn hàm mật độ xác suất khoảng cách fR(r) cho biểu thức lan truyền chấn động nguồn điểm xét (2.1) 2.1.2 Đánh giá tất định độ nguy hiểm động đất Trong đánh giá nguy hiểm động đất, phương pháp tất định truyền thống gọi phương pháp đánh giá độ nguy hiểm động đất sở kịch Phương pháp tất định đánh giá rung động điểm cho trước xét hiệu ứng rung động trận động đất đơn lẻ (còn gọi động đất kịch bản) gây nguồn chấn động xác định khu vực nghiên cứu Bốn bước thực quy trình đánh giá độ nguy hiểm động đất theo cách tiếp cận tất định minh hoạ hình 2.2: Hình 2 Quy trình đánh giá độ nguy hiểm động đất phương pháp tất định 2.2 Hiệu chỉnh giá trị khuếch đại rung động Ở Việt Nam, giá trị rung động thông thường xác định theo PSHA hay DSHA Các giá trị thường tính cho loại A theo Tiêu chuẩn Việt Nam 9386:2012, sau giá trị rung động hiệu chỉnh theo loại tương ứng Đây gọi cách hiệu chỉnh gián tiếp giá trị rung động (Hình 2.3) Hiện giới, việc hiệu chỉnh trực tiếp giá trị rung động thông qua đồ Vs30 áp dụng phổ biến Trên sơ đồ hình 2.3 mơ tả quy trình hiệu chỉnh giá trị rung động Hình Sơ đồ quy trình hiệu chỉnh giá khuếch đại rung động CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤN KIẾN TẠO KHU VỰC THÀNH PHỐ HÀ NỘI VÀ LÂN CẬN Để xây dựng mơ hình nguồn chấn động phục vụ đánh giá độ nguy hiểm địa chấn cho thành phố Hà Nội, phạm vi nghiên cứu mở rộng khu vực miền Bắc Việt Nam để bao gồm tất nguồn chấn động xa lẫn gần có khả gây nguy hiểm địa chấn cho thành phố Trên hình 3.1 minh họa đồ đới đứt gãy cấp I-II chấn tâm động đất khu vực miền Bắc Việt Nam lân cận, thành lập sở tổng hợp kiến thức cập nhật hệ thống đứt gãy sinh chấn liệu động đất quan trắc cập nhật tới hết năm 2019 Hình Bản đồ đới đứt gãy sinh chấn chấn tâm động đất khu vực miền Bắc Việt Nam lân cận 3.1 Các đới đứt gãy hoạt động Trên lãnh thổ Việt Nam, đới đứt gãy Sông Hồng đặc trưng đới biến chất dãy núi Con Voi, kéo dài từ biên giới Việt - Trung tới Việt Trì, coi “tuyến trục” đới, bề rộng chừng 10 km giới hạn đứt gãy Sông Hồng đứt gãy Sông Chảy Theo tài liệu địa vật lý địa chất đứt gãy Sơng Hồng đứt gãy sâu xun Moho, có chiều sâu trung bình đạt 30 km [96] Mặt trượt đứt gãy cắm đơng bắc với góc cắm 78 - 80o giai đoạn đại trượt thuận thuận phải Đứt gãy Sông Chảy xác định đứt gãy sâu xuyên vỏ, chạy dọc theo rìa phía ĐB đới biến chất dãy núi Con Voi, kéo dài thành đường thẳng từ Lào Cai tới Việt Trì, với chiều dài hàng trăm km Phương trượt đới đứt gãy nghiêng phía đơng bắc với góc cắm khác nhau, từ 64-800 Nằm phía đơng bắc chạy gần song song với đứt gãy Sông Chảy đứt gãy Sông Lô Đứt gãy xuất từ Paleozoi sớm có lịch sử phát 10 triển lâu dài, thể chủ yếu đứt gãy thuận cắm tây nam với góc cắm 70-800 3.2 Tính địa chấn khu vực thành phố Hà Nội lân cận Từ hình 3.1, thấy khơng ghi nhận động đất mạnh, hoạt động động đất có độ lớn trung bình diễn với tần suất cao đới ĐGSH Trong khoảng thời gian từ năm 1903 đến 2019, phạm vi đới ĐGSH nằm lãnh thổ Việt Nam có tới 36 trận động đất có độ lớn từ 4.0 trở lên ghi nhận máy Ngoài phải kể đến trận động đất lịch sử xảy vào năm 1277, 1278, 1285 ghi lại sử sách triều vua trị thời kỳ Trận thứ làm đất nứt trượng, trận thứ hai chuỗi ba kích động mạnh xảy vòng ngày, trận thứ ba làm bia đá chùa Báo Thiên (xây năm 1057 địa điểm Nhà Thờ Lớn nay) gãy làm đôi, làm núi Cao sơn bị lở Có thể đánh giá cấp độ mạnh trận động đất tương đương với cấp 7, cấp cấp 7-8 3.3 Khảo sát quy luật tỷ lệ đồng dạng động đất khu vực miền Bắc Việt Nam lân cận Kết khảo sát thời gian chờ hai trận động đất liên quy luật tỷ lệ đồng dạng thống động đất cho miền Bắc Việt Nam thực cho hai trường hợp tính địa chấn dài hạn ngắn hạn Kết phân tích cho thấy, trường hợp tính địa chấn dài hạn, thấy phù hợp tốt trận động đất có cận độ lớn từ 4.0 trở lên đường cong xây dựng cho cận 3, ba đường cong lại xây dựng cho tập liệu với cận độ lớn 4, 4.5 nằm trùng khớp lên Trong trường hợp tính địa chấn ngắn hạn, đường cong xây dựng cho giá trị cận nằm trùng lên với điểm xoắn nằm vị trí x=1 Các yếu tố làm sáng tỏ cho việc lựa chọn giá trị độ lớn tiêu biểu Mmin = 4.0 cho Miền Bắc, Việt Nam nghiên cứu CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ ĐỘ NGUY HIỂM ĐỘNG ĐẤT CHO KHU VỰC THÀNH PHỐ HÀ NỘI Trong Chương trình bày đánh giá độ nguy hiểm động đất cho khu vực thành phố Hà Nội theo hai cách tiếp cận xác suất tất định Quy trình đánh giá độ nguy hiểm động đất thực gồm bước sau: 1) Xác định vùng nguồn chấn động khu vực thành phố Hà Nội lân cận; 2) Ước lượng tham số nguy hiểm động đất cho vùng nguồn chấn động; 3) Thiết lập quy luật tắt dần chấn động cho khu vực nghiên cứu; 4) Tính tốn thành lập đồ độ nguy hiểm động đất 4.1 Mơ hình nguồn chấn động Mơ hình vùng nguồn chấn động cho khu vực thành phố Hà Nội lân cận xác định sở nghiên cứu qui luật hoạt động động đất, cụ thể mối liên quan động đất yếu tố địa chất kiến tạo địa động lực Đầu tiên, ranh giới vùng phát sinh động đất mạnh vạch dọc theo 11 đứt gãy hoạt động liên quan theo nguyên tắc sau: vùng phát sinh động đất coi tổng cộng vùng cực động tất trận động đất cực đại có khả xảy đới phá hủy kiến tạo Tổng cộng có 18 vùng nguồn coi có ảnh hưởng chấn động tới thành phố Hà Nội xác định theo cách tiếp cận (Hình 4.1): 1) Sơn La 10) Sông Hồng-Sông Chảy 2) Sông Mã-Pumaytun 11) Cao Bằng-Tiên Yên 3) Phong Thổ - Thanh 12) Đông Bắc trũng Hà Nội Sơn 13) Sông Lô 4) Mường La – Bắc Yên 14) Thái Nguyên-Bắc Cạn 5) Sông Đà 15) Văn Sơn-Hà Giang 6) Lai Châu-Điện Biên 16) Đơng Triều-ng Bí 7) Mường Tè 17) Cẩm Phả 8) Mường Nhé 18) Quốc Lộ 13a 9) Sơng Hiếu Hình Bản đồ vùng nguồn phát sinh động đất khu vực thành phố Hà Nội lân cận 4.2 Ước lượng tham số nguy hiểm động đất cho vùng nguồn chấn động Đã có nhiều tranh luận việc xác định giá trị độ lớn cận M0 nghiên cứu đánh giá nguy hiểm động đất Việt Nam, giá trị M0 thường sử dụng 4.0 4.5 Việc lựa chọn sử dụng giá trị ảnh hưởng trực tiếp đến kết đánh giá độ nguy hiểm động đất Trong nghiên cứu này, giá trị M0 = 4.0 lựa chọn sở khảo sát quy luật tỷ lệ đồng dạng động đất Để phục vụ tính tốn vẽ đồ độ nguy hiểm động đất, tham số sau ước lượng cho vùng nguồn:  Độ lớn động đất cực đại dự báo Mmax; 12  Các tham số a b biểu thức tương quan độ lớn tần suất động đất (biểu thức Gutenberg - Richter) đại lượng suy diễn tương ứng λ β  Chu kỳ lặp lại dự báo T(M) động đất mạnh vùng Các phương pháp hợp lý cực đại cực trị áp dụng đồng thời để ước lượng tham số nguy hiểm động đất Cơ sở lý thuyết hai phương pháp mô tả chi tiết nhiều cơng trình trước Các nghiên cứu trước cho thấy phương pháp hợp lý cực đại cho kết ước lượng tham số nguy hiểm động đất xác thực so với phương pháp cực trị, đặc biệt giá trị Mmax Vì vậy, nghiên cứu này, phương pháp hợp lý cực đại ưu tiên áp dụng cho vùng nguồn chấn động 4.3 Mơ hình tắt dần chấn động Một thành phần quan trọng đánh giá độ nguy hiểm động đất lựa chọn mơ hình tắt dần chấn động cho khu vực nghiên cứu Việc lựa chọn mơ hình chấn động dựa yếu tố địa chấn kiến tạo khu vực nghiên cứu, độ lớn động đất, đặc điểm mơ hình vận tốc nhiều yếu tố khác Năm 2018, sở nghiên cứu nhóm tác giả Lê Quang Khơi cộng việc lựa chọn mơ hình tắt dần chấn động phù hợp cho Việt Nam, kết tính tốn 25 mơ hình tắt dần chấn động công bố giới so sánh với băng ghi địa chấn dải rộng 39 trận động đất ghi nhận lãnh thổ Việt Nam Do thành phố Hà Nội nằm ranh giới hai vùng địa chấn kiến tạo Đông Bắc Tây Bắc Việt Nam, nghiên cứu này, hai biểu thức tắt dần chấn động Campbell & Bozorgnia (2008) Akkar & cộng (2014) lựa chọn để áp dụng cho việc tính tốn thành lập tập đồ độ nguy hiểm động đất cho thành phố Hà Nội 4.4 Thành lập đồ độ nguy hiểm động đất khu vực thành phố Hà Nội 4.4.1 Đánh giá xác suất độ nguy hiểm động đất khu vực thành phố Hà Nội Các kết đánh giá xác suất độ nguy hiểm động đất cho thành phố Hà Nội thể dạng tập đồ độ nguy hiểm động đất Trên hình 4.2 4.3 minh họa tập đồ xác suất nguy hiểm động đất thành lập cho khu vực thành phố Hà Nội, biểu thị phân bố không gian hai đại lượng SA với xác suất bị vượt 10% 2% vòng 50 năm đá loại A theo TCVN 9386:2012 Từ đồ kết đưa số nhận định sau đây: 1) Trên đồ nguy hiểm động đất thành lập cho thành phố Hà Nội, phân bố không gian của đại lượng SA tập trung đới kéo dài theo phương TB-ĐN, với giá trị rung động lớn nằm trùng lên vị trí ba đứt gãy Sơng Hồng, Sơng Chảy Sông Lô chạy qua địa bàn thành phố Hà Nội 2) Trên toàn thành phố Hà Nội, giá trị SA chu kỳ rung động 0.3 s nằm khoảng 0.09-0.14 g 0.16-0.32 g ứng với chu kỳ lặp lại 13 475 2475 năm Tất quận nội thành có rung động mạnh đạt tới cấp VIII chu kỳ lặp lại 475 năm Đối với chu kỳ lặp lại 2475, quận nội thành có rung động mạnh bao gồm Cầu Giấy, Thanh Xuân Hà Đông phần quận Ba Đình, Đống Đa Hồng Mai Cường độ chấn động bề mặt quận đạt tới cấp X theo thang MSK-64 3) Trên toàn thành phố Hà Nội, giá trị SA chu kỳ rung động 1.0 s nằm khoảng 0.03-0.05 g 0.05-0.08 g ứng với chu kỳ lặp lại 475 2475 năm Như vậy, cường độ chấn động bề mặt toàn thành phố đạt tới cấp VI VII, theo thang MSK-64 Các quận nội thành có rung động mạnh bao gồm Tây Hồ, Hồn Kiếm, Ba Đình, Cầu Giấy, Đống Đa, Hai Bà Trưng, Thanh Xuân Hà Đông Cường độ chấn động bề mặt quận đạt tới cấp VI chu kỳ lặp lại 475 năm, đạt tới cấp VII chu kỳ lặp lại 2,475 năm Hình Bản đồ nguy hiểm động đất thành phố Hà Nội thể phân bố gia tốc phổ (SA) chu kỳ 0.3s với chu kỳ lặp lại 475 năm 2475 Hình Bản đồ nguy hiểm động đất thành phố Hà Nội thể phân bố gia tốc phổ (SA) chu kỳ 1.0s với chu kỳ lặp lại 475 năm 2475 năm 14 4.4.2 Đánh giá tất định độ nguy hiểm động đất khu vực thành phố Hà Nội 4.4.2.1 Kịch động đất Động đất kịch động đất dự báo xảy khu vực nghiên cứu, với thông số ban đầu xác định trước Các động đất kịch xây dựng cho thành phố Hà Nội dựa giả thiết sau: 1) Động đất phát sinh đứt gẫy kiến tạo có khả sinh chấn chạy cắt ngang qua gần địa bàn thành phố 2) Chấn tâm động đất kịch lấy điểm nằm đứt gẫy phát sinh có khoảng cách gần tới địa phận thành phố 3) Ngoài tọa độ chấn tâm, tham số khác động đất kịch xác định theo tham số hình học địa động lực chấn đoạn đứt gẫy phá huỷ phát sinh (chấn tiêu động đất kịch bản) theo ngun tắc mơ hình nguồn đứt gẫy mô tả Trong nghiên cứu này, kịch động đất xây dựng với giả thiết chúng phát sinh đứt gẫy Sông Hồng 4.4.2.2 Tính tốn khả rung động Trên Hình 4.4 minh họa đồ rung động biểu thị phân bố không gian giá trị gia tốc cực đại (PGA) động đất kịch Sông Hồng gây Hồn Kiếm, Ba Đình, Hai Bà Trưng, Đống Đa Thanh Xuân, thành phố Hà Nội Bản đồ cho thấy giá trị PGA phản ánh rõ rệt lan truyền chấn động theo không gian với độ lớn cực đại chấn tâm giảm dần xa chấn tâm Kịch Sông Hồng gây chấn động có gia tốc cực đại (PGA) dao động khoảng từ 0,06g tới 0,18g tương đương với chấn động địa phương đạt tới cấp VI-VIII theo thang MSK-64 Hình 4 Phân bố giá trị rung động (PGA) khu vực nghiên cứu động đất kịch sông Hồng 15 4.5 Hiệu chỉnh giá trị khuếch đại rung động 4.5.1 Hiệu chỉnh trực tiếp giá trị khuếch đại rung động Để phục vụ việc hiệu chỉnh trực tiếp giá trị khuếch đại rung động nền, sơ đồ Vs30 cho khu vực năm quận nội thành Hà Nội xây dựng sở 191 điểm đo địa chấn thăm dò 181 điểm đo vi địa chấn Tại khu vực năm quận, giá trị SA 0.3s có tính đến hiệu ứng nằm khoảng 0.156-0.178 g ứng với chu kỳ lặp lại 475 năm, tương đương VIII theo thang MSK-64 Về phân bố không gian, giá trị SA 0.3s có xu hướng giảm từ hướng Tây sang Đông, cụ thể khu vực quận Thanh Xuân có giá trị SA 0.3s lớn 0.178g nhỏ khu vực quận Hoàn Kiếm 0.156g Điều hồn tồn phù hợp đớt đứt gãy Sơng Hồng – Sơng Chảy nằm bên phía Tây Bắc năm quận quận Thanh Xuân gần với nguồn so với quận cịn lại Bên cạnh đó, giá trị SA phản ánh theo phân bố giá trị Vs30 điều thể rõ khu vực quận Thanh Xuân Trong đó, giá trị SA 1.0s có tính đến hiệu ứng nằm khoảng 0.081-0.091 g ứng với chu kỳ lặp lại 475 năm, tương đương VII theo thang MSK64 Về phân bố không gian, giống trường hợp SA 0.3s, giá trị SA 0.1s lớn khu vực quận Thanh Xuân có giá trị 0.091g Tuy nhiên, giá trị nhỏ lại nằm khu vực phía Tây Bắc quận Ba Đình Đống Đa 0.081g, điều hoàn toàn phù hợp với sơ đồ phân bố giá trị Vs30, khu vực có giá trị Vs30 từ 180 – 360 (m/s) 4.5.2 Hiệu chỉnh gián tiếp giá trị khuếch đại rung động Để phục vụ việc đánh giá rủi ro động đất, gia tốc phổ chu kỳ ngắn (SAS, T=0,3s) thành lập từ đồ PGA, đồng thời đồ gia tốc phổ chu kỳ dài (SAL, T=1,0s) thành lập từ đồ gia tốc phổ chu kỳ ngắn (SAS) sử dụng hệ số phổ gia tốc phản ứng cho đá (nền loại A) Để có tranh thực rung động khu vực nghiên cứu, giá trị rung động cần hiệu chỉnh theo sơ đồ phân loại theo TCVN 9386:2012 Việc phân loại đất cho thành phố Hà Nội thực sở ban đầu đồ phân khu địa chất công trình Hà Nội tỷ lệ 1:25000, kết hợp với giá trị Vs30 xác định 191 điểm đo địa chấn thăm dò 181 điểm đo vi địa chấn địa bàn thành phố sử dụng để phân loại Ngoài ra, số kết phân loại khu vực nội thành Hà Nội theo tiêu chuẩn Mỹ cho khu vực Hà Nội tham khảo Về phân bố không gian, giá trị SA 0.3s SA 1.0s có xu hướng giảm từ Tây sang Đông với giá trị SA cực đại nằm khu vực phía Tây quận Thanh Xuân cực tiểu khu vực phía Đơng quận Hồn Kiếm Các giá trị SA 0.3s lớn quận Thanh Xuân 0.256g tương ứng với cường độ chấn động cấp IX nhỏ 16 khu vực quận Hoàn Kiếm 0.18g tương ứng với cường độ chấn động cấp VIII theo thang MSK-64 Cũng giống trường hợp SA 0.3s, giá trị SA 1.0s lớn khu vực phía Tây quận Thanh Xuân 0.107g có giá trị nhỏ quận Hồn Kiếm 0.067g, tương ứng với cường độ chấn động cấp VII theo thang MSK-64 Các kết nhận hoàn toàn phù hợp, với việc kịch động đất xây dựng đới đứt gãy Sơng Hồng nằm bên phía Tây năm quận quận Thanh Xn có vị trí gần với nguồn so với quận cịn lại Ngồi giá trị SA 0.3s SA 1.0s phản ánh ảnh hưởng hiệu ứng khuếch đại rõ nét khu vực quận Ba Đình Các kết SA 0.3s SA 1.0s làm liệu đầu vào để tính tốn thiệt hại nhà cửa người CHƯƠNG 5: ĐÁNH GIÁ RỦI RO ĐỘNG ĐẤT CHO KHU VỰC ĐÔ THỊ THÀNH PHỐ HÀ NỘI Trong Chương trình bày kết đánh giá rủi ro động đất khu vực đô thị Hà Nội theo hai cách tiếp cận PSHA DSHA chương trình ArcRisk Các yếu tố xem xét đánh giá rủi ro động đất nhà cửa người 5.1 Kết đánh giá thiệt hại nhà cửa khu vực đô thị thành phố Hà Nội Quy trình tính tốn biên tập đồ xây dựng cho phép thực tự động kết hiển thị giao diện phần mềm Arcview GIS Tập đồ rủi ro động đất xây dựng với lớp thông tin thành phần biểu thị xác suất phá huỷ nhà cửa quận Hồn Kiếm, Ba Đình, Hai Bà Trưng, Đống Đa Thanh Xuân bốn mức độ phá huỷ: phá huỷ nhẹ, phá huỷ trung bình, phá huỷ nặng phá huỷ hoàn toàn 5.1.1 Kết đánh thiệt hại nhà cửa phương xác suất Các kết đánh giá xác suất phá huỷ nhà cửa mức độ khác cho quận minh hoạ hình 5.1 Từ kết nhận được, rút vài nhận xét sau: Về mặt không gian, xác suất nhà cửa bị phá huỷ nhà cửa trung bình theo trạng thái nhẹ, trung bình, nặng hồn tồn quận nội thành tương đồng Mức nhẹ dao động từ 13.96-14.65%; mức trung bình từ 6.22-8.10%, mức nặng 1.28 – 1.9% mức hoàn toàn 0.07- 0.15% Các giá trị xác suất minh hoạ tính số ngơi nhà bị ảnh hưởng động đất tổng số nhà nằm khu vực nghiên cứu 17 b) a) c) d) Hình Sơ đồ dự báo thiệt hại nhà cửa mức theo mức độ khác a) mức nhẹ, b) mức trung bình, c) mức nặng, d) mức hoàn toàn 5.1.2 Kết đánh thiệt hại nhà cửa phương pháp tất định Kết đánh giá xác suất phá huỷ nhà cửa trạng thái khác ứng với kịch động đất giả định đới đứt gãy sơng Hồng minh hoạ hình 5.2 Về mặt không gian, số phường nằm khu vực phía Tây quận Ba Đình, Đống Đa Thanh Xuân bị xác suất thiệt hại cao so với khu vực lại, điều phù hợp kịch động đất giả định nằm phía khu vực quận Tuy nhiên, nhìn chung xác suất nhà cửa bị phá huỷ nhà cửa trung bình theo trạng thái nhẹ, trung bình, nặng hồn tồn quận nội thành tương đồng Cụ thể, mức nhẹ dao động 20.0-23.4%; mức trung bình từ 13.8-15.2%, mức nặng 3.9 – 4.9% mức hoàn toàn 0.3- 0.6% Các giá trị xác suất minh hoạ tính số ngơi nhà bị ảnh hưởng động đất tổng số nhà nằm khu vực nghiên cứu 18 a) b) d) c) Hình Sơ đồ dự báo xác suất thiệt hại nhà cửa mức theo mực độ khác nhau: a) mức nhẹ, b) mức trung bình, c) mức nặng, d) mức hoàn toàn 5.2 Kết đánh giá thiệt hại người động đất khu vực đô thị thành phố Hà Nội Trên sở kết đánh giá thiệt hại nhà cửa theo hai cách tiếp cận xác suất tất định, cho thấy thiệt hại nhà cửa lớn động đất kịch sơng Hồng gây Do đó, kết đánh giá thiệt hại nhà cửa từ kịch động đất sông Hồng lựa chọn làm liệu đầu vào để tính tốn ước lượng thiệt hại người Các kết đánh giá thiệt hại người ứng với kịch động đất vào thời điểm ngày (02h00, 14h00 17h00) cho khu vực quận Hoàn Kiếm, Ba Đình, Hai Bà Trưng, Đống Đa Thanh Xuân cụ thể sau: Phân bố thiệt hại người theo không gian phản ánh tác động yếu tố khoảng cách tới nguồn chấn động, loại mật độ dân số khu vực nghiên cứu Ở phạm vi phường, thiệt hại lớn người tập trung phường nằm rìa tây nam quận Đống Đa Thanh Xuân, nơi gần chấn tâm động đất kịch nhất, phường nằm phía đơng nam quận Hai Bà Trưng, nơi có đất yếu Ở phạm vi quận, ba quận có số thương vong nhiều Đống Đa, Thanh Xuân Hai Bà Trưng quận có mật độ dân cư cao thành phố Hà Nội Ngoài ra, thiệt hại người động đất có liên quan tới loại kết cấu chức sử dụng nhà Chẳng hạn, 19 quận Ba Đình Hồn Kiếm, nơi tập trung nhiều cơng sở, di tích lịch sử khu vực giải trí, phân bố thiệt hại người đồng phường Trong đó, quận có nhiều khu nhà dân trường học Đống Đa, Thanh Xuân Hai Bà Trưng, phân bố thương vong phường có tương phản rõ nét Phân bố thiệt hại người theo thời gian thể quy luật chung cho bốn mức độ thương vong, số thương vong giảm dần qua thời điểm từ 02h00 giờ, 14h00 đến 17h00 Cụ thể, số người bị thiệt hại quận mức tương ứng với ba thời điểm thời điểm 5446, 4892, 3408; mức tương ứng với 1472, 1352, 960; mức ứng với giá trị 206, 195, 155; mức ứng với giá trị 407; 366; 259 Điều phù hợp với thực tế thành phố Hà Nội vào ban đêm, số người bị thiệt hại cao tập trung khu nhà dân, vào ban ngày, số người bị thiệt hại cao tập trung khu vực khơng phải nhà dân, cịn vào tan tầm, số lượng lớn người dân di chuyển đường Với việc áp dụng phương pháp phân tích khơng gian môi trường GIS để ước lượng số người có mặt khối nhà có chức sử dụng trạng thái bị thiệt hại khác nhau, việc đánh giá thiệt hại người động đất trở nên độc lập với phương pháp luận HAZUS-MH Thuật tốn phân tích khơng gian coi đổi quan trọng phương pháp luận ước lượng thiệt hại người động đất, áp dụng cho khu vực nghiên cứu không bị ràng buộc khuôn dạng tập liệu dân số a) b) c) Hình Dự báo thiệt hại người quận Mức ứng với kịch động đất sông Hồng: a) 02h00; b) 14h00; c) 17h00 20 5.3 Thảo luận kết chương Các kết đánh giá rủi ro động đất khuôn khổ luận án có ưu điểm sau đây: Thứ nhất, kết đánh giá rung động hiệu chỉnh rung động thực sở tiến phương pháp luận đánh giá độ nguy hiểm động đất giới, liệu động đất cập nhật đến năm 2019 công cụ tính tốn cập nhật Các kết sử dụng trực tiếp đánh giá rủi ro động đất luận án Thứ hai, phương pháp luận đánh giá rủi ro động đất giới có tiến vượt bậc năm gần Cụ thể, sau hàng loạt trận động đất lớn động đất Tứ Xuyên, Trung Quốc năm 2008, động đất Haiti 2010, động đất Katmandu, Nê-pan năm 2015 xảy khoảng thập kỷ trở lại cung cấp số liệu thực tế mức độ thiệt hại động đất gây đối nhà cửa người Do đó, mơ hình đánh giá thiệt hại nhà cửa người cập nhật kiểm nghiệm phù hợp với thực tế hơn, cập nhật phản ánh phương pháp luận HAZUS-MH OpenQuake Trong khuôn khổ luận án cập nhật tiến phương pháp luận vào công cụ đánh giá rủi ro động đất ArcRisk Thứ ba, áp dụng công cụ ArcRisk tiến hành đánh giá rủi ro động đất cho khu vực quận trung tâm thành phố Hà Nội, theo hai cách tiếp cận xác suất tất định Trong đó, việc tiến hành đánh giá rủi ro động đất theo phương pháp xác suất lần đầu áp dụng cho khu vực nghiên cứu Trên sở sử dụng đồ gia tốc phổ hiệu chỉnh khuếch đại trực sơ đồ Vs30, ứng với chu kỳ lặp lại 475 năm cho khu vực quận Các kết đánh giá thiệt hại nhà cửa động đất nhận cách tiếp cận xác suất cho thấy phản ánh tác động giá trị rung động nền, phân loại đất kết cấu cơng trình tới thiệt hại nhà cửa Cụ thể, Xác suất trung bình nhà cửa bị phá huỷ theo trạng thái nhẹ, trung bình, nặng hoàn toàn quận nội thành tương đồng Mức nhẹ dao động từ 13.96-14.65%; mức trung bình từ 6.22-8.10%, mức nặng 1.28 – 1.9% mức hoàn toàn 0.07- 0.15% Các kết đánh giá rủi ro động đất theo phương pháp tất định nhận sở sử dụng đồ gia tốc phổ chu kỳ ngắn 0.3 giây 1.0 giây hiệu chỉnh gián sơ đồ phân loại TCVN 9386:2012 ứng với kịch động đất Sơng Hồng trình bày Chương IV.Trên sở kết đánh giá thiệt hại nhà cửa khu vực quận nội thành Hà Nội đưa số nhận đinh sau Về mặt không gian, kết thiệt hại nhà cửa phản ánh xu tác động rung động kịch động đất gây ra, với việc phường nằm phía Tây quận Thanh Xuân Đống Đa có mức độ thiệt hại lớn hơn, điều hồn tồn phù hợp kịch động đất Sơng Hồng Nằm phía Tây quận Bên cạnh ảnh hưởng rung động nền, loại kết cấu cơng trình khác phân loại đất ảnh hưởng đến mức độ thiệt hại 21 khu vực năm quận Các giá trị thiệt hại quận cụ thể sau: Mức nhẹ dao động từ 20.0-23.4%; mức trung bình từ 13.8-15.2%, mức nặng 3.9 – 4.9% mức hoàn toàn 0.3- 0.6% Trên sở kết đánh giá thiệt hại nhà cửa nhận từ hai phương pháp đưa số nhận định sau: - Các kết đánh giá thiệt hại nhà cửa động đất nhận từ hai cách tiếp cận xác suất tất định cho thấy phản ánh tác động giá trị rung động nền, phân loại đất kết cấu cơng trình tới thiệt hại nhà cửa - Giá trị thiệt hại mức độ (Nhẹ, trung bình, nặng hồn tồn) theo hai cách tiếp cận xác suất tất định khu vực quận khơng có lệch q lớn, dao động khoảng từ 0.08 - 3.4% - Kết đánh giá thiệt hại nhà cửa theo phương pháp tất định theo kịch động đất M = 6.3 đới đứt gãy Sơng Hồng có giá trị lớn so với phương pháp xác suất Điều hoàn toàn phù hợp kịch động đất Sông Hồng gây rung động lớn hơn, cụ thể giá trị cực đại SA 0.3 giây 2.56 g, giá trị cực đại SA 0.3 giây ứng với chu kỳ lại 475 năm 0.178g Thứ tư, liệu dân số phục vụ đánh giá ước lượng thiệt hại người sử dụng nghiên cứu cập nhật năm 2019 theo số liệu điều tra Tổng cục Thống kê Việc xác định số người có mặt khối nhà thời điểm 02h00, 14h00 17h00 thực sở phân tích số liệu khơng gian lập trình tính tốn tự động công nghệ GIS Đây điểm cập nhật quan trọng mơ hình đánh giá ước lượng thiệt hại người động đất gây - Kết đánh giá thiệt hại người nhận theo kịch động đất Sông Hồng phản ánh quy luật chung cho bốn mức độ thương vong, số thương vong giảm dần qua thời điểm từ 02h00 giờ, 14h00 đến 17h00 - Số lượng người thiệt hại thời điểm từ 02h00 giờ, 14h00 đến 17h00 có quy luật chung giảm dần theo mức độ thương vong từ mức 1, mức 2, mức mức Kết hoàn toàn phù hợp với phương pháp luận HAZUS-MH kết công bố nghiên cứu tác giả Jong-Hwa Park, với việc áp dụng phương pháp luận HAZUS-MH cho khu vực Ulsan, Hàn Quốc KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Từ kết luận án này, NCS rút số kết luận sau: 1) Luận án hoàn thiện mức cao công cụ đánh giá rủi ro động đất, sở kết hợp ưu điểm phương pháp luận sử dụng rộng rãi Thế giới HAZUS-MH OpenQuake, kết hợp với đổi phù hợp với điều kiện áp dụng Việt Nam môi trường GIS 22 2) Kết đánh giá khả rung động nhận dựa sở liệu cập nhật, áp dụng tiến phương pháp luận cơng cụ tính tốn Kết đánh giá rung động phản ánh dạng đồ SA khu vực thành phố Hà Nội, kết mới, có giá trị khoa học thực tiễn Giá trị SA chu kỳ ngắn 0.3 giây toàn thành phố Hà Nội nằm khoảng giá trị 0.090.14 g, 0.12-0.20 g, 0.16-0.32 g 0.23-0.48 g, ứng với chu kỳ lặp lại 475, 975, 2475 9975 năm Trong đó, giá trị SA chu kỳ rung động 1.0 giây nằm toàn thành phố Hà Nội khoảng 0.03-0.05 g, 0.04-0.06 g, 0.050.08 g 0.07-0.12 g ứng với chu kỳ lặp lại 475, 975, 2475 9975 năm 3) Hiệu chỉnh giá trị khuếch đại rung động cho khu vực quận Hồn Kiếm, Ba Đình, Hai Bà Trưng, Đống Đa Thanh Xuân thực theo hai cách tiếp cận trực tiếp gián tiếp, cụ thể: - Hiệu chỉnh trực tiếp giá trị khuếch đại theo sơ đồ phân bố Vs30 áp dụng cho trường hợp PSHA Cụ thể, giá trị SA 0.3 giây SA 1.0 giây ứng với chu kỳ lặp lại 475 năm hiệu chỉnh khuếch đại trực sơ đồ Vs30 nhằm phục vụ việc đánh giá xác suất rủi ro động đất khu vực năm quận nội thành Hà Nội - Hiệu chỉnh gián tiếp tiến hành áp dụng trường hợp DSHA ứng với kịch động đất đới đứt gãy Sông Hồng Các giá trị gia tốc phổ ứng với chu kỳ ngắn SA 0.3 giây SA 1.0 giây thành lập từ đồ rung động PGA hiệu chỉnh theo sơ đồ phân loại Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9386:2012 4) Các kết ước lượng thiệt hại nhà cửa người năm quận đông dân thành phố Hà Nội tiến hành đánh giá cách toàn diện theo hai cách tiếp cận áp dụng phổ biến giới xác suất tất định đưa tranh thực hiểm họa động đất cộng đồng đô thị Kết đánh giá rủi ro động đất khu vực quận Hoàn Kiếm, Ba Đình, Hai Bà Trưng, Đống Đa Thanh Xuân xác định bốn mức độ: Nhẹ, trung bình, nặng hoàn toàn - Các kết đánh giá thiệt hại nhà cửa khu vực năm quận cho thấy xác suất nhà cửa bị phá huỷ nhà cửa trung bình theo trạng thái nhẹ, trung bình, nặng hoàn toàn quận nội thành tương đồng theo hai cách tiếp cận xác suất tất định Cụ thể, kết đánh giá theo cách tiếp cận xác suất: Mức nhẹ dao động từ 13.96-14.65%; mức trung bình từ 6.22-8.10%, mức nặng 1.28 – 1.9% mức hồn tồn 0.07- 0.15% Trong đó, kết đánh giá thiệt hại nhà cửa theo cách tiếp cận tất định ứng với kịch động đất Sông Hồng cho thấy giá trị thiệt hại lớn so với phương pháp xác suất Các giá trị mức nhẹ 23 dao động từ 20.0-23.4%; mức trung bình từ 13.8-15.2%, mức nặng 3.9 – 4.9% mức hoàn toàn 0.3- 0.6% - Các kết đánh giá thiệt hại người theo kịch động đất đới đứt gãy Sông Hồng cho thấy phân bố thiệt hại người theo thời gian thể quy luật chung số thương vong giảm dần qua thời điểm từ 02h00 giờ, 14h00 đến 17h00 Cụ thể, số người bị thiệt hại quận mức tương ứng với ba thời điểm thời điểm điểm 5446, 4892 3408; mức tương ứng với 1472, 1352 960; mức ứng với giá trị 206, 195, 155; mức ứng với giá trị 407; 366 259 5) Một số điểm hạn chế Luận án Thứ nhất, kết ước lượng thiệt hại nhà cửa người không kiểm chứng số liệu thiệt hại thực tế sử dụng kịch động đất cực đại xảy đứt gãy Sông Hồng Thứ hai, liệu trạng nhà cửa khu vực năm quận thu thập từ nghiên cứu trước xem xét không thay đổi, nhiên thực tế cơng trình nhà cửa khu vực năm quận liên tục thay đổi Thứ ba, khu vực quận nghiên cứu trung tâm thành phố Hà Nội, lưu lượng người đến làm việc, học tập du lịch ngày lớn khó để thống kê Do đó, việc xác định số lượng người thời điểm 2h00, 14h00 17h00 địa bàn năm quận chứa đựng tính bất định cao Kiến nghị nghiên cứu Luận án xem xét đánh giá rủi ro động đất trực tiếp gây cho hai đối tượng nhà cửa người Tuy nhiên, thực tế động đất xảy tác động đến mặt thành phố Do đó, NCS kiến nghị nghiên cứu sau: - Nghiên cứu đánh giá rủi ro động đất sở hạ tầng huyết mạch thành phố, công trình trọng điểm yếu tố kinh tế xã hội - Nghiên cứu đánh giá thiệt hại động đất gián tiếp gây tượng lún hóa lỏng động đất - Nghiên cứu đánh giá ước lượng thiệt hại kinh tế động đất gây khu vực thành phố Hà Nội Các kết đánh giá nhận giúp nhà quản lý dễ dàng hoạch định đưa sách phù hợp để quản lý rủi ro động đất - Cho đến thời điểm tại, thành phố Hà Nội tiến hành đánh giá rủi ro động đất cho 05 quận, cần mở rộng phạm vi nghiên cứu đánh giá rủi ro động đất cho toàn khu vực thành phố Hà Nội 24