Trong khuôn khổ đề tài, công tác thực địa được tổ chức với hai nội dung khác nhau.
Trong nội dung thứ nhất, để phục vụ cho các đánh giá định lượng về khả năng phá huỷ nền đất, phương pháp địa vật lý thăm dò được áp dụng với độ chi tiết cao tại các quận 4, 7 và huyện Nhà Bè để dùng máy đo xác định các giá trị vận tốc sóng ngang nằm trong các lớp đất nền trong khoảng 30 m từ trên mặt xuống (VS30). Các giá trị này sẽ là một trong những tham số quan trọng cho phép phân loại nền đất theo các độ cứng khác nhau, từ đó đánh giá các hiệu ứng nền địa phương và phản ứng của nền đất trước tác động của động đất.
Trong nội dung thứ hai, lưu ý tới sự thay đổi hiện trạng nhà cửa do tốc độ xây dựng hiện nay tại thành phố Hồ Chí Minh, công tác thực địa được tổ chức quy mô tại các quận 4, 7 và huyện Nhà Bè để khảo sát, đối sánh và cập nhật những biến động về dữ liệu nhà cửa. Đây là hình thức khảo sát thực địa dưới dạng "dạo trên hè phố" (sidewalk), đòi hỏi nhiều thời gian, sự kiên nhẫn của cán bộ khảo sát và sự hợp tác của các cơ quan và chủ nhà. Các dữ liệu về nhà cửa được đưa vào cơ sở dữ liệu, được khai thác để tính toán thiệt hại do động đất và sẽ được cập nhật thường xuyên để đảm bảo độ tin cậy cho các kết quả đánh giá rủi ro trong tương lai.
Đo đạc và xử lý các dữ liệu địa vật lý
Trong khuôn khổ đề tài, hai phương pháp địa vật lý thăm dò là phương pháp địa chấn khúc xạ và phưong pháp vi địa chấn khúc xạ được áp dụng để xác định vận tốc sóng ngang trong các lớp trầm tích phân bố từ trên mặt đất tới độ sâu 30 m [15].
a. Phương pháp địa chấn khúc xạ
Phương pháp địa chấn khúc xạ dựa trên việc tạo dao động, thu nhận và phân tích sóng đàn hồi truyền trực tiếp từ nguồn rung động và sóng khúc
Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học và công nghệ cấp thành phố 2010-2012, Sở Khoa học và Công nghệ thành phố Hồ Chí Minh
xạ từ các ranh giới phân chia vận tốc tới các máy thu. Hình 2.3 biểu diễn nguyên lý của phương pháp địa chấn khúc xạ.
Hình 2.3. Sơ đồ đo sóng địa chấn theo phương pháp địa chấn khúc xạ
Để tạo rung động có sóng ngang, người ta sử dụng một thanh gỗ rộng bản tương đối dài và tác động lên nó một tải trọng lớn bằng cách dùng búa tạ đập vào hai đầu của thanh gỗ tạo nguồn kích động rung động ngang. Trong khi đó, trục nhậy của máy thu chấn sẽ được thiết kế sao cho có thể thu rung động theo phương nằm ngang và được đặt song song với chiều của thanh gỗ làm cho chúng ghi ưu tiên dao động ngang kích động tại đầu thanh gỗ. Để khẳng định lại rung động nhận được là sóng ngang, chuyển sang đầu bên kia của thanh gỗ kích động theo chiều ngược lại. Rung động nhận được lúc này sẽ ngược pha với rung động nhận được lúc trước. Sóng ngang nhận được khi đập ở một đầu thanh gỗ sẽ ngược pha với sóng ngang nhận được khi đập ở phía đối diện. Đây là tiêu chuẩn để xác định rung động của sóng ngang S. Phương pháp này cho phép sử dụng nhiều máy thu chấn và xử lý số liệu hoàn toàn giống như trong phương pháp địa chấn phản xạ thông thường. Nói chung,
Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học và công nghệ cấp thành phố 2010-2012, Sở Khoa học và Công nghệ thành phố Hồ Chí Minh
bằng phương pháp như vậy, bức tranh sóng sẽ đơn giản hơn do trên băng ghi sẽ không có các sóng phản xạ nhiều lần. Hình 2.4 minh hoạ dao dộng sóng S nhận được bằng phương pháp đã nêu.
Hình 2.4. Nguyên lý chồng chập và nhận biết sóng ngang
Phương pháp phân tích số liệu dựa trên việc xây dựng các biểu đồ thời khoảng của các sóng S thu nhậntại khu vực nghiên cứu. Từ các băng ghi sóng thu nhận từ thực địa trên cùng một tuyến, chương trình xử lý PikWin
cho phép xây dựng một băng ghi chồng chập của hai băng sóng đơn lẻ ghi được khi đập ở hai phía thanh gỗ để dễ dàng nhận biết sóng ngang và đánh dấu các thời điểm tới đầu tiên của sóng, thiết lập nên biểu đồ thời khoảng cho điểm đó (hình 2.5). Bằng cách làm tương tự đối với các điểm nổ khác nhau trên tuyến, một biểu đồ thời khoảng chung cho toàn tuyến đo được xây dựng. Qua chương trình xử lý PLOTRA, bức tranh về mặt cắt vận tốc khu vực nghiên cứu sẽ được tạo nên (hình 2.6).
Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học và công nghệ cấp thành phố 2010-2012, Sở Khoa học và Công nghệ thành phố Hồ Chí Minh
Hình 2.5. Dạng băng ghi sóng ngang tại điểm đo 47 m sau khi chồng chập.
Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học và công nghệ cấp thành phố 2010-2012, Sở Khoa học và Công nghệ thành phố Hồ Chí Minh
b. Phương pháp vi địa chấn khúc xạ
Phương pháp vi địa chấn khúc xạ ReMi (Reffrection microtremor Method) dựa trên hai giả thiết ban đầu cơ bản. Thứ nhất là thiết bị ghi địa chấn khúc xạ thông thường được thiết lập giống như trong phương pháp địa chấn thăm dò nông đối với sóng dọc P có thể ghi được một cách hiệu quả các sóng mặt tại các tần số thấp. Thư hai là sự biến đổi tần số trong mô hình 2 chiều đơn giản của đường ghi vi địa chấn có thể tách các sóng Rayleigh khỏi các sóng địa chấn đến khác và cho phép nhận biết vận tốc pha ngược với các vận tốc biểu kiến. Ưu điểm của phương pháp này là nó cho phép làm việc tốt trong trường hợp có nhiễu địa chấn tại các khu công nghiệp, đô thị. Các phương tiện giao thông và các xe vận tải, và thậm chí cả gió tác động đến cây cối, nhà cửa và các nguồn gây sóng mặt khác đều ít có ảnh hưởng đến các kết quả đo trong phương pháp này.
Nguồn số liệu sử dụng để tính mặt cắt vận tốc cho các điểm đo cũng chính là nguồn số liệu thu nhận qua các băng ghi địa chấn đã tiến hành trong phương pháp địa chấn khúc xạ đã mô tả ở trên. Để áp dụng phương pháp ReMi, chỉ có các băng ghi tại các điểm kích động bố trí tại các điểm 0 và 48 m được sử dụng. Qua các phần mềm xử lý Pickwin và MASW1 mặt cắt vận tốc tại các điểm khảo sát tại khu vực nghiên cứu được xây dựng (hình 2.7).
Hình 2.7. Mặt cắt vận tốc được xây dựng bằng các công cụPickwin và MASW1.
Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học và công nghệ cấp thành phố 2010-2012, Sở Khoa học và Công nghệ thành phố Hồ Chí Minh
c. Công tác thực địa và kết quả xử lý dữ liệu
Trên cơ sở các tài liệu địa chất công trình có được, dựa trên tình hình thực tế ngoài hiện trường đã tiến hành đo đạc địa chấn thăm dò tại các quận 4, quận 7 và huyện Nhà Bè thành phố Hồ Chí Minh. Các điểm đo này ngoài yêu cầu về mặt bằng (phải đủ rộng dài khoảng 200 m), phải cách xa các đường giao thông, các khu công nghiệp gây nhiễu ảnh hưởng đến các kết quả đo. Do khu vực nghiên cứu vừa nằm trong khu vực đô thị lại là vùng trước kia có hệ thống kênh rạch phân bố nhiều nên những vị trí có thể thực hiện được công tác địa chấn thăm dò gặp nhiều khó khăn nhất là tại khu vực quận 4. Số tuyến thực hiện được tại khu vực nghiên cứu là 30 tuyến, trong đó Quận 4 có 2 tuyến, quận 7 thực hiện 15 tuyến và huyện Nhà Bè 13 tuyến. Trên hình 2.8 minh họa vị trí các tuyến đo và toạ độ các điểm đo được xác định trước trên Google Earth tại quận 7.
Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học và công nghệ cấp thành phố 2010-2012, Sở Khoa học và Công nghệ thành phố Hồ Chí Minh
Kết quả xử lý dưới dạng mặt cắt vận tốc tại từng điểm và trên các tuyến đo tại khu vực nghiên cứu được trình bày trong phần phụ lục của báo cáo. Các kết quả xử lý dữ liệu bằng cả hai phương pháp địa chấn khúc xạ và vi địa chấn khúc xạ cho thấy các mặt cắt thu được tại mỗi địa điểm đo tương đối phù hợp nhau. Sự kết hợp hai phương pháp này sẽ cho một kết quả tốt nhất về mặt cắt vận tốc thu được từ mỗi điểm đo. Các kết quả này sẽ được sử dụng trực tiếp vào việc phân loại nền đất tại khu vực nghiên cứu theo các tiêu chuẩn đã xác định trong phương pháp luận.
Khảo sát và thu thập các dữ liệu về hiện trạng nhà cửa
Trên cơ sở bản đồ về hiện trạng nhà cửa, cơ sở hạ tầng được số hoá ở tỷ lệ 1:2000 do Trung tâm GIS của Sở Khoa học và Công nghệ thành phố Hồ Chí Minh cung cấp, các cuộc khảo sát thực địa đã được tiến hành nhằm đối sánh, bổ sung và phân loại nhà cửa tại các quận 4, 7 và huyện Nhà Bè, thành phố Hồ Chí Minh [3, 17].
Đoàn khảo sát được chia thành nhiều tổ dưới sự kiểm tra hướng dẫn của các chuyên gia. Các cán bộ khảo sát đã tiến hành khảo sát các công trình xây dựng trên toàn bộ các khu phố, các ngõ phố, các cụm dân cư trên địa bàn theo mẫu phiếu điều tra đã lập sẵn. Khi đến địa bàn, các tiêu chuẩn trong phiếu điều tra được các cán bộ tham gia ghi lên phiếu và đồng thời thể hiện trực tiếp lên trên bản đồ. Các phiếu thực địa được tập hợp và đóng thành quyển báo cáo thực địa và được giao nộp như sản phẩm của đề tài. Các dữ liệu về nhà cửa tại khu vực nghiên cứu được trình bày chi tiết trong chương VI của báo cáo này. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3. Đƣa dữ liệu thực địa vào cơ sở dữ liệu GIS
Trong khuôn khổ đề tài, một khối lượng lớn các dữ liệu mới được thu thập từ các chuyến khảo sát thực địa đã được xử lý và đưa vào lưu trữ trong cơ sở dữ liệu 5 quận. Dưới đây mô tả việc nối kết các dữ liệu đo địa vật lý và khảo sát phân loại nhà cửa tại các quận 4, 7 và Huyện Nhà Bè , thành phố Hồ Chí Minh vào môi trường GIS và xây dựng các công cụ hỗ trợ cho công tác quản lý và xử lý các cơ sở dữ liệu thành phần.
3.1. Nối kết các kết quả khảo sát địa vật lý vào cơ sở dữ liệu 5 quận
Các dữ liệu gốc nhận được từ các phép đo địa vật lý được đưa vào lưu trữ trong cơ sở dữ liệu GIS tổng hợp của đề tài. Ngôn ngữ Avenue được sử dụng để viết các chương trình cho phép tuỳ biến giao diện và chạy các phần mềm chuyên dụng để hiển thị và xử lý các dữ liệu gốc ngay trong môi
Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học và công nghệ cấp thành phố 2010-2012, Sở Khoa học và Công nghệ thành phố Hồ Chí Minh
trường phần mềm Arcview GIS, là môi trường chung của cơ sở dữ liệu 5 quận.
Toàn bộ các dữ liệu đo địa vật lý được đưa lên bản đồ địa chất công trình trong mục Địa chất của cơ sở dữ liệu GIS tổng hợp. Để truy cập vào các dữ liệu đo địa vật lý, người sử dụng cần kích hoạt lớp thông tin Điểm đo địa chấn của bản đồ này, sau đó chọn công cụ Hot Link và kích tiếp trỏ chuột vào một điểm đo bất kỳ trên bản đồ. Lúc đó một cửa sổ sẽ được mở ra hiển thị các kết quả đo và mặt cắt vận tốc tại điểm đo vừa chọn (hình 2.9).
3.2. Xây dựng công cụ nhập, quản lý và tra vấn các dữ liệu về nhà cửa
Công cụ nhập, quản lý và tra vấn các dữ liệu về nhà cửa của đề tài được xây dựng bằng các chương trình viết trên ngôn ngữ Avenue cho phép thực hiện các thao tác ngay trên môi trường của cơ sở dữ liệu 5 quận.
3.2.1. Truy cập vào cơ sở dữ liệu
Để truy cập vào Cơ sở dữ liệu khảo sát nhà cửa, người sử dụng cần chọn lệnh đơn Xây dựng rồi chọn “Cơ sở dữ liệu khảo sát hiện trạng nhà cửa“. Thao tác này sẽ mở ra bảng chọn chính của cơ sở dữ liệu, bao gồm ba lựa chọn chính là: truy cập vào cơ sở dữ liệu, tra vấn dữ liệu và thoát khỏi cơ sở dữ liệu (hình 2.10).
Để mở cơ sở dữ liệu khảo sát nhà cửa, người sử dụng chỉ cần nhắp chuột vào nút “Cơ sở dữ liệu nhà cửa” trong bảng chọn chính. Khi đó cửa sổ “Cơ sở dữ liệu“ sẽ hiện ra như minh hoạ trên hình 2.11.
3.2.2. Nhập/chỉnh sửa dữ liệu
Cửa sổ cơ sở dữ liệu hiển thị một bảng chứa toàn bộ cơ sở dữ liệu khảo sát nhà cửa, với các trường được xây dựng từ các mục của phiếu điều tra. Người sử dụng có thể xem dữ liệu chứa trong bảng bằng cách sử dụng các thanh cuộn nằm ở phía dưới và bên phải màn hình. Cũng từ đây, người sử dụng có thể chọn nút “Start edit“ để thực hiện một trong các thao tác sau đây:
a) xoá một bản ghi đã đánh dấu từ cơ sở dữ liệu. Để làm việc này, người sử dụng chỉ cần nhắp chuột vào thanh ghi định xoá rồi nhấn phím “Delete”; b) nhập một thanh ghi mới vào cơ sở dữ liệu.
Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học và công nghệ cấp thành phố 2010-2012, Sở Khoa học và Công nghệ thành phố Hồ Chí Minh
Để thực hiện bước thao tác b), trước hết người sử dụng cần nhắp chuột vào phím ”Input” để truy cập vào cửa sổ nhập liệu. Tại đây, người sử dụng có thể thực hiện các thao tác nhập dữ liệu theo các mục của phiếu điều tra thực địa. Các hộp danh sách sổ với các giá trị ngầm định giúp cho người nhập dữ liệu có thể thao tác nhanh và dễ dàng chỉ bằng thao tác nhấn chuột, đồng thời tránh được những nhầm lẫn và sai sót của thao tác gõ ký tự. Trên hình 2.12 minh hoạ một trong những hộp danh sách được thành lập theo tiêu chuẩn của phương pháp luận, cho phép chọn một chuỗi ký tự để nhập vào cơ sở dữ liệu thay vì gõ vào.
Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học và công nghệ cấp thành phố 2010-2012, Sở Khoa học và Công nghệ thành phố Hồ Chí Minh
Hình 2.10. Bảng chọn chính của cơ sở dữ liệu khảo sát nhà cửa Thành phố Hồ Chí Minh.
Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học và công nghệ cấp thành phố 2010-2012, Sở Khoa học và Công nghệ thành phố Hồ Chí Minh
Hình 2.12. Cửa sổ nhập dữ liệu 3.2.3. Tra vấn dữ liệu
Chức năng tra vấn dữ liệu cho phép người sử dụng tìm kiếm các dữ liệu có cùng thuộc tính theo một tiêu chí (từ khoá) nào đó và kết xuất ra một tập dữ liệu mới. Công cụ tra vấn cho phép chọn cùng một lúc một vài tiêu chí để thực hiện kết xuất dữ liệu. Chức năng tra vấn dữ liệu được thực hiện bằng cách nhấn nút “Tìm kiếm dữ liệu” trên bảng chọn chính (hình 2.10).
Do cơ sở dữ liệu được quản lý bằng phần mềm ArcView, mọi thao tác với cơ sở dữ liệu được thực hiện dễ dàng và thuận tiện trong môi trường của phần mềm này. Người sử dụng có thể sử dụng các công cụ và chức năng ngầm định của ArcView để hiển thị, cập nhật, chỉnh sửa và in các sản phẩm