Khu vực nghiờn cứu được lựa chọn nằm sỏt đường bờ biển, bao gồm 11 phường nội thành của thành phố Nha Trang với diện tớch 7,9 km2 và tổng số dõn là 163.885 người (Hỡnh 3.1).
33
Bảng 3.1: Dõn số và diện tớch cỏc phường khu vực nghiờn cứu năm 2009.
STT Tờn Phường Dõn số (người) Diện tớch (km2)
1 Vĩnh Phước 20.662 1,09 2 Vĩnh Thọ 14.823 1,3 3 Vạn Thắng 13.012 0,28 4 Xương Huõn 17.873 0,61 5 Phương Sài 13.284 0,29 6 Phước Tõn 13.103 0,48 7 Phước Tiến 12.680 0,3 8 Phước Hũa 14.461 1,12 9 Tõn Lập 16.242 0,59 10 Lộc Thọ 12.861 1,47 11 Vạn Thạnh 14.884 0,37
3.2. Xõy dựng cơ sở dữ liệu GIS tổng hợp phục vụ đỏnh giỏ rủi ro súng thần.
3.2.1 Cỏc dữ liệu thuộc tớnh
Cỏc dữ liệu thuộc tớnh được sử dụng bao gồm hai loại chớnh là dữ liệu về dõn số và dữ liệu về nhà cửa, trong đú cỏc dữ liệu về dõn số được khai thỏc từ cỏc niờn giỏm thống kờ. Số liệu dõn số chi tiết tới cấp phường được liệt kờ trong bảng 3.1 [11].
Để khảo sỏt và thu thập cỏc dữ liệu thuộc tớnh về nhà cửa, cụng tỏc thực địa được tổ chức quy mụ tại khu vực đụ thị sỏt bờ biển thành phố Nha Trang. Cỏc cỏn bộ khảo sỏt đó tiến hành khảo sỏt cỏc cụng trỡnh xõy dựng trờn toàn bộ cỏc khu phố, cỏc ngừ phố, cỏc cụm dõn cư trờn địa bàn theo mẫu phiếu điều tra đó lập sẵn. Cỏc dữ liệu thuộc tớnh về nhà cửa được nối kết với cỏc dữ liệu khụng gian về nhà cửa, được số húa từ ảnh nền Google ở tỷ lệ 1:2000.
34
Ngụn ngữ lập trỡnh Avenue được sử dụng để xõy dựng cơ sở dữ liệu thành phần mang tờn “Cơ sở dữ liệu khảo sỏt nhà cửa thành phố Nha Trang’’ và đưa vào lưu trữ trong cơ sở dữ liệu GIS tổng hợp. Cơ sở dữ liệu này hoạt động trờn mụi trường GIS của phần mềm ArcView. Cỏc cụng cụ tựy biến được xõy dựng cho phộp nhập cỏc dữ liệu thuộc tớnh từ 1911 phiếu điều tra thu được từ chuyến khảo sỏt nhà cửa tại thành phố Nha Trang vào cơ sở dữ liệu. Đồng thời, cỏc cụng cụ chỉnh sửa, tỡm kiếm và kết xuất dữ liệu cũng được xõy dựng để nõng cao hiệu quả của cụng tỏc quản lý và khai thỏc dữ liệu. Trờn hỡnh 3.2 minh họa giao diện của cơ sở dữ liệu khảo sỏt nhà cửa. Ngoài ra, cỏc cụng cụ nhập, tỡm kiếm và kết xuất dữ liệu cũng được xõy dựng để trợ giỳp cho người sử dụng trong việc khai thỏc cơ sở dữ liệu (cỏc hỡnh 3.3, 3.4).
Hỡnh 3.2. Bảng chọn chớnh của cơ sở dữ liệu khảo sỏt nhà cửa Thành phố Nha Trang.
35
Hỡnh 3.3. Cụng cụ tỡm kiếm dữ liệu.
36
3.2.2 Cỏc dữ liệu khụng gian
Cở sở dữ liệu GIS được bổ sung cỏc dữ liệu khụng gian dưới dạng cỏc bản đồ chuyờn đề chứa cỏc lớp thụng tin đồ họa phục vụ cho cỏc tớnh toỏn và thành lập cỏc bản đồ kết quả. Toàn bộ cỏc bản đồ chuyờn đề và cỏc bản đồ kết quả được lưu trữ trong mụi trường của phần mềm Arcview GIS. Việc xõy dựng cỏc bản đồ chuyờn đề được mụ tả chi tiết trong mục 3.4.1 của chương này.
3.2.3 Cơ sở dữ liệu GIS tổng hợp
Cỏc dữ liệu thuộc tớnh và khụng gian được nối kết trong một cơ sở dữ liệu GIS tổng hợp, phục vụ cho cỏc tớnh toỏn đỏnh giỏ độ rủi ro súng thần cho khu vực nghiờn cứu. Do cơ sở dữ liệu được quản lý bằng phần mềm ArcView, mọi thao tỏc với cơ sở dữ liệu được thực hiện dễ dàng và thuận tiện trong mụi trường của phần mềm này. Người sử dụng cú thể sử dụng cỏc cụng cụ và chức năng ngầm định của ArcView để hiển thị, cập nhật, chỉnh sửa và in cỏc sản phẩm đồ họa từ cơ sở dữ liệu ra mỏy in với độ chớnh xỏc, hỡnh thức đẹp và chất lượng cao.
3.3 Xõy dựng cỏc cụng cụ tớnh toỏn trờn mụi trường GIS.
Việc tớnh toỏn theo cỏc cụng thức đề xuất trong phương phỏp luận chỉ sử dụng cỏc cụng cụ ngầm định của arcview sẽ tốn rất nhiều thời gian và cụng sức. Để thực hiện quy trỡnh đỏnh giỏ độ rủi ro súng thần một cỏch cú hiệu quả, một bộ cụng cụ tớnh toỏn được xõy dựng dưới dạng cỏc chương trỡnh con viết trờn ngụn ngữ Avenue, một ngụn ngữ lập trỡnh mặc định của phần mờm Arcview GIS. Bộ cụng cụ được xõy dựng cho phộp ỏp dụng phương phỏp luận đề xuất cho một khu vực bất kỳ tại Việt Nam.
Cỏc cụng cụ tớnh toỏn được xõy dựng cú lưu ý tới việc sử dụng cỏc dữ liệu đầu vào, bao gồm dữ liệu về nhà cửa và dõn số. Cỏc cụng cụ này cho phộp tự động nhập cỏc tham số đầu vào, thực hiện việc tớnh toỏn theo cỏc
37
cụng thức đề xuất trong phương phỏp luận và hiển thị trờn màn hỡnh cỏc bản đồ kết quả.
Bộ cụng cụ tớnh toỏn bao gồm 20 chương trỡnh được viết trờn ngụn ngữ Avenue, trong đú quan trọng nhất là cỏc chương trỡnh tớnh toỏn được liệt kờ dưới đõy :
- Chương trỡnh tớnh toỏn và lập bản đồ mức độ tổn thương nhà cửa do súng thần gõy ra cho một khu vực đụ thị, sử dụng cụng thức (2.3) trong chương hai.
- Chương trỡnh tớnh toỏn và lập bản đồ dự bỏo mức độ tổn thương về người do súng thần gõy ra cho một khu vực đụ thị, sử dụng cỏc cụng thức (2.4) trong chương hai.
- Chương trỡnh tớnh toỏn và lập bản đồ rủi ro súng thần cho khu vực đụ thị, ỏp dụng cụng thức (2.7) trong chương hai.
3.4 Đỏnh giỏ độ rủi ro súng thần cho khu vực đụ thị thành phố Nha Trang
Như đó trỡnh bày trong chương 2, toàn bộ quy trỡnh đỏnh giỏ rủi ro súng thần cho khu vực đụ thị được thực hiện theo ba bước chớnh, bao gồm : 1) đỏnh giỏ mức độ tổn thương do súng thần (V) ; 2) đỏnh giỏ mức độ nguy hiểm súng thần (H) và 3) đỏnh giỏ độ rủi ro súng thần (R). Nội dung thực hiện cỏc bước của quy trỡnh được mụ tả chi tiết dưới đõy.
3.4.1 Đỏnh giỏ mức mức độ tổn thương đối với nhà cửa và người
3.4.1.1 Xõy dựng cỏc bản đồ chuyờn đề về nhà cửa tại thành phố Nha Trang
Việc đỏnh giỏ mức độ tổn thương đối với nhà cửa dựa trờn kết quả tớnh toỏn và xõy dựng 5 bản đồ chuyờn đề. Cỏc bản đồ chuyờn đề biểu thị phõn bố khụng gian của cỏc tham số được sử dụng để tớnh toỏn và thành lập bản đồ dự bỏo mức độ tổn thương đối với nhà cửa do súng thần. Bản đồ kết quả đỏnh giỏ mức độ tổn thương đối với nhà cửa sẽ được trỡnh bày chi tiết trong mục 3.4.1.3. Dưới đõy mụ tả việc xõy dựng cỏc bản đồ chuyờn đề bằng cụng cụ GIS.
38
Bản đồ phõn bố kết cấu nhà cửa (m)
Bản đồ kết cấu nhà cửa cho khu vực nghiờn cứu được xỏc định căn cứ theo kết cấu nhà cửa và hiện trạng chất lượng của cụng trỡnh theo cỏc số liệu khảo sỏt thực địa. Trờn cơ sở số liệu khảo sỏt nhà cửa thực tế, cú thể phõn loại nhà cửa theo 3 dạng chớnh : nhà gỗ, nhà gạch xõy nề, nhà xõy dựng bờ tụng cốt thộp cú chịu lực (Hỡnh 3.5).
Hỡnh 3.5. Bản đồ phõn bố giỏ trị trọng số (m) theo vật liệu xõy dựng nhà cửa
39
Bản đồ mụ tả chức năng sử dụng tầng trệt (g)
Giỏ trị của g được xỏc định dựa trờn sự kết hợp cỏc thụng tin từ chức năng sử dụng và số tầng của ngụi nhà. Chức năng sử dụng của cỏc ngụi nhà được phõn ra thành 3 nhúm theo số tầng như sau (Hỡnh 3.6):
nhúm 1 chứa cỏc nhà cú số tầng 1, 2, 7, 9; nhúm 2 chứa cỏc nhà cú số tầng là 3, 4, 8; nhúm 3 chứa cỏc nhà cú số tầng là 5, 6.
40
Hỡnh 3.6. Bản đồ phõn bố giỏ trị trọng số (g) theo chức năng sử dụng tầng trệt.
41
Bản đồ phõn bố giỏ trị trọng số (s) của nhà cửa theo số tầng
Giỏ trị của s (số tầng của ngụi nhà) được xỏc định thụng qua số liệu khảo sỏt thực tế (Hỡnh 3.7).
42
Bản đồ phõn bố nhà cửa theo khoảng cỏch tới bờ biển (d)
Trờn cơ sở số liệu nhà cửa được số húa tại khu vực nghiờn cứu, việc xỏc định khỏang cỏch của từng ngụi nhà so với bờ biển được tớnh toỏn trực tiếp trờn mụi trường GIS thụng qua việc xỏc định centroid của từng khối nhà dạng polygon đến đường bờ biển (Hỡnh 3.8).
Bản đồ phõn bố giỏ trị trọng số ( f) nhà cửa theo kết cấu múng nhà.
Giỏ trị f được xỏc định theo số liệu về kết cấu của múng nhà, tuy nhiờn trờn thực tế để thu thập được dữ liệu về kết cấu múng nhà là rất khú khăn. Theo cỏc chuyờn gia xõy dựng cụng trỡnh, kết cấu múng nhà cú thể xỏc định được dựa trờn số liệu về kết cấu của ngụi nhà và số tầng (Hỡnh 3.9).
Bảng 3.2 liệt kờ mối quan hệ phổ biến nhất giữa chức năng sử dụng nhà cửa và số tầng nhà tại khu vực khảo sỏt. Căn cứ vào cỏc tiờu chuẩn đề ra, cỏc yếu tố ảnh hưởng được gỏn cỏc trị số như trỡnh bày trong bảng 3.3.
Cụng thức (3) được ỏp dụng để tớnh giỏ trị mức độ tổn thương cho từng khối nhà trờn bản đồ nhà cửa tại khu vực nghiờn cứu. Cỏc chương trỡnh viết trờn ngụn ngữ Avenue cho phộp thực hiện cỏc tớnh toỏn nhanh chúng và tự động trờn mụi trường GIS. Cỏc giỏ trị VNC nhận được được sử dụng để thành lập bản đồ mức độ tổn thương nhà cửa do súng thần tại khu vực nghiờn cứu ở ba mức độ: cao, thấp và trung bỡnh.
43
Hỡnh 3.8. Bản đồ phõn bố giỏ trị trọng số (d) nhà cửa theo khoảng cỏch tới bờ biển
44
45 Bảng 3.2. Phõn nhúm cỏc chức năng sử dụng nhà cửa Chức năng sử dụng nhà Số tầng Quõn đội 1 Tụn giỏo (Nhà thờ, chựa) 2 Khỏch sạn, khỏch sạn + nhà ở 3 Nhà ở, Nhà ở + cửa hàng 4 Siờu thị, chợ 5 Nhà hàng, Cửa hàng dịch vụ 6
Trường học, viện bảo tàng 7
Cơ quan, văn phũng+nhà ở 8
Bảng 3.3. Gỏn giỏ trị cho cỏc yếu tố ảnh hưởng
Yếu tố ảnh hưởng Giỏ trị đề nghị 1 2 3 4 5 m Bờ tụng cốt thộp chịu lực Gạch, gỗ , bờ tụng khụng cú cốt thộp Gỗ g Mặt tiền mở, khụng cú cỏc đồ vật di động Mặt tiền mở, cú cỏc đồ vật di động Khụng cú mặt tiền mở s 5 tầng 4 tầng 3 tầng 2 tầng 1 tầng
3.4.1.2 Xõy dựng thuật toỏn đỏnh giỏ mức độ tổn thương về người do súng thần tại thành phố Nha Trang
Để đỏnh giỏ mức độ tổn thương cho tham số ôNgườiằ, trong nghiờn cứu này chỉ xột trường hợp súng thần xảy ra trong mựa du lịch. Khi đú cụng thức (2.4) trở thành :
46
VNG = KE.SNĐ.PVC (3.1)
Do trong thực tế thời gian sơ tỏn dõn cú thể vượt quỏ 15 phỳt tớnh từ khi bỏo động nờn cỏc giỏ trị của KE được gỏn bằng 1. Cỏc tiờu chuẩn đỏnh giỏ biểu thị cỏc dạng thiệt hại do súng thần gõy ra trong trường hợp này sẽ bao gồm:
- Thiệt hại do ngập lụt;
- Thiệt hại do cỏc đồ vật trụi dạt gõy ra.
Quỏ trỡnh gỏn trọng số được thực hiện bằng phương phỏp phõn tớch đa tiờu chuẩn theo cỏc bước đó mụ tả trong mục 3. Biểu thức tương quan giữa cỏc yếu tố ảnh hưởng nhận được trong trường hợp này cú dạng:
PVC =0.317 d + 0.317 c + 0.293 g + 0.07126 m (3.2)
Từ (3.1) và (3.2) ta cú:
VNG = KE.SNĐ(0.317 d + 0.317 c + 0.293 g + 0.07126 m) (3.3)
Như vậy, cụng thức tớnh mức độ tổn thương cho tham số dõn cư trong trường hợp súng thần tấn cụng ban ngày là:
VNGN = KE.(VNC /10 + ẵ)(0.317 d + 0.317 c + 0.293 g + 0.07126 m) (3.4)
Và trong trường hợp súng thần tấn cụng ban đờm là:
VNGĐ = KE.(VNC /10 + ẵ)(0.317 d + 0.317 c + 0.293 g + 0.07126 m) (3.5)
Cỏc cụng thức (3.4) và (3.5) được sử dụng để tớnh mức độ tổn thương cho tham số ô Người ằ trong hai thời điểm tấn cụng của súng thần vào ban ngày và ban đờm. Cỏc chương trỡnh tớnh toỏn viết trờn ngụn ngữ Avenue được ỏp dụng cho từng đơn vị tham chiếu tương đương cấp phường tại khu vực nghiờn
47
cứu. Cỏc giỏ trị VNGN và VNGĐ được xếp thành ba mức độ : cao, trung bỡnh, thấp và được thể hiện trờn bản đồ mức độ tổn thương về người do súng thần.
3.4.1.3 Cỏc bản đồ kết quả mức độ tổn thương do súng thần đối với nhà cửa và người
Cỏc bản đồ kết quả được thể hiện trờn mụi trường đồ họa của phần mềm ArcView GIS. Trờn hỡnh 3.10 minh họa bản đồ mứ
3.10, cú thể nhận thấy nguy cơ tổn thương nhà cửa cao nhất tập trung tại khu vực cửa sụng Cỏi, đặc biệt là trờn cự lao Dờ nằm sỏt biển, nơi tập trung nhiều nhà cấp 4 và phải đối mặt với súng thần từ biển ập vào qua một cửa sụng hẹp.
Cỏc bản đồ mức độ tổn thương về người do súng thần gõy ra tại hai thời điểm ngày và đờm được minh họa trờn cỏc hỡnh 3.11a và 3.11b tương ứng. Cỏc bản đồ trờn hỡnh 3.11 cho thấy nguy cơ tổn thương về người tại hai thời điểm trong ngày là khỏc nhau. Khu vực sỏt bờ biển, nơi tập trung nhiều khỏch sạn, nhà cao tầng và được gia cố tốt lại cú mức độ tổn thương thấp hơn so với khu dõn cư thuộc cỏc phường Phước Hũa, Vạn Thanh, … nằm sõu hơn trong lục địa. Qua đú cho thaýa việc thiết kế nhà cửa để phũng chống và giảm nhẹ hậu quả khi thiờn tai xảy là hết sức quan trọng.
48
49
(a)
Hỡnh 29. Bản đồ mức độ tổn thương về người do súng thần gõy ra cho khu vực đụ thị ven biển thành phố Nha Trang cho trường hợp ban ngày
50
(b)
Hỡnh 29. Bản đồ mức độ tổn thương về người do súng thần gõy ra cho khu vực đụ thị ven biển thành phố Nha Trang cho trường ban đờm (b).
51
3.4.2 Đỏnh giỏ độ nguy hiểm súng thần
Như đó trỡnh bày ở trờn, bản đồ ngập lụt do súng thần đối với khu vực thành phố Nha Trang được lấy trực tiếp từ kịch bản số 4 trong cơ sở dữ liệu 25 kịch bản súng thần (Hỡnh 3.12). Từ hỡnh 3.12 cú thể nhận thấy trong khu vực nghiờn cứu một số phường ven biển như Vĩnh Thọ, Xương Huõn, Lộc Thọ chịu mức độ ngập lụt lớn hơn 3m tương ứng với H = 2. Trong khi đú một số khu vực thuộc phường Tõn Lập và Vạn Thạnh chịu tỏc mức độ ngập lụt dưới 2m tương ứng với H =1. Cỏc phường nằm sõu hơn trong phớa đất liền khụng bị ngập lụt [1].
Bảng 3.4 Cỏc thụng số vựng nguồn mỏng sõu Manila
Stt Mụ hinh Tọa độ Độ sõu Chiều dài Chiều rộng Đường phương Gúc dốc Gúc trượt Mw 1 Fault 1 120.00 20.88 20 201.3 154.5 334.46 15 90 8.5
52
Hỡnh 3.12. Bản đồ ngập lụt khu vực đụ thị thành phố Nha Trang (theo[1]).
3.4.3 Đỏnh giỏ độ rủi ro súng thần cho khu vực đụ thị thành phố Nha Trang.
Trờn cơ sở phương phỏp luận và quy trỡnh thực hiờn được trỡnh bày trong chương hai, cỏc kết quả tớnh toỏn mức độ tổn thương súng thần, độ nguy hiểm ngập lụt do súng thần theo kịch bản số 4 trỡnh bày ở trờn, được sử dụng để tớnh toỏn mức độ rủi ro súng thần cho khu vực nghiờn cứu.
53
Từ cụng thức (2.7), mức độ rủi ro do súng thần đối với tham số nhà cửa và người được viết lại thành:
R = (VNCx H)/4 R = (VNxH)/4
Trong đú R là giỏ trị độ rủi ro, VNC, VN là cỏc giỏ trị mức độ tổn thương đối với nhà cửa và người, H giỏ trị độ nguy hiểm ngập lụt.
Cỏc bản đồ kết quả đỏnh giỏ rủi ro do súng thần gõy ra đối với nhà cửa và người.
Kết quả tớnh toỏn mức độ rủi ro súng thần đối với nhà cửa ứng với kịch bản số 4, với magnitude 8.6 độ Rớch te, được thể hiện dưới dạng bản đồ (hỡnh