Khu vực nghiờn cứu đƣợc lựa chọn nằm sỏt đƣờng bờ biển, bao gồm 11 phƣờng nội thành của thành phố Nha Trang với diện tớch 7,9 km2 và tổng số dõn là 163.885 ngƣời (Hỡnh 3.1).
33
Bảng 3.1: Dõn số và diện tớch cỏc phường khu vực nghiờn cứu năm 2009.
STT Tờn Phƣờng Dõn số (ngƣời) Diện tớch (km2) 1 Vĩnh Phƣớc 20.662 1,09 2 Vĩnh Thọ 14.823 1,3 3 Vạn Thắng 13.012 0,28 4 Xƣơng Huõn 17.873 0,61 5 Phƣơng Sài 13.284 0,29 6 Phƣớc Tõn 13.103 0,48 7 Phƣớc Tiến 12.680 0,3 8 Phƣớc 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 đƣợc 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 đƣợc khai thỏc từ cỏc niờn giỏm thống kờ. Số liệu dõn số chi tiết tới cấp phƣờng đƣợc 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 đƣợc 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 cƣ trờn địa bàn theo mẫu phiếu điều tra đó lập sẵn. Cỏc dữ liệu thuộc tớnh về nhà cửa đƣợc nối kết với cỏc dữ liệu khụng gian về nhà cửa, đƣợc số húa từ ảnh nền Google ở tỷ lệ 1:2000.
34
Ngụn ngữ lập trỡnh Avenue đƣợc 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 đƣa vào lƣu trữ trong cơ sở dữ liệu GIS tổng hợp. Cơ sở dữ liệu này hoạt động trờn mụi trƣờng GIS của phần mềm ArcView. Cỏc cụng cụ tựy biến đƣợc xõy dựng cho phộp nhập cỏc dữ liệu thuộc tớnh từ 1911 phiếu điều tra thu đƣợc 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 đƣợc 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 đƣợc xõy dựng để trợ giỳp cho ngƣời sử dụng trong việc khai thỏc cơ sở dữ liệu (cỏc hỡnh 3.3, 3.4).
Hỡnh 3.2. Bảng chọn chớnh của cơsở 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 đƣợc bổ sung cỏc dữ liệu khụng gian dƣới 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 đƣợc lƣu trữ trong mụi trƣờng của phần mềm Arcview GIS. Việc xõy dựng cỏc bản đồ chuyờn đề đƣợc mụ tả chi tiết trong mục 3.4.1 của chƣơng này.
3.2.3 Cơ sở dữ liệu GIS tổng hợp
Cỏc dữ liệu thuộc tớnh và khụng gian đƣợc 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 đƣợc quản lý bằng phần mềm ArcView, mọi thao tỏc với cơ sở dữ liệu đƣợc thực hiện dễ dàng và thuận tiện trong mụi trƣờng của phần mềm này. Ngƣời 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 lƣợng cao.
3.3 Xõy dựng cỏc cụng cụ tớnh toỏn trờn mụi trƣờng GIS.
Việc tớnh toỏn theo cỏc cụng thức đề xuất trong phƣơng 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 đƣợc xõy dựng dƣới dạng cỏc chƣơng trỡnh con viết trờn ngụn ngữ Avenue, một ngụn ngữ lập trỡnh mặc định của phần mờm Arcview GIS. Bộ cụng cụ đƣợc xõy dựng cho phộp ỏp dụng phƣơng phỏp luận đề xuất cho một khu vực bất kỳ tại Việt Nam.
Cỏc cụng cụ tớnh toỏn đƣợc xõy dựng cú lƣu 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 phƣơng phỏp luận và hiển thị trờn màn hỡnh cỏc bản đồ kết quả.
Bộ cụng cụ tớnh toỏn bao gồm 20 chƣơng trỡnh đƣợc viết trờn ngụn ngữ Avenue, trong đú quan trọng nhất là cỏc chƣơng trỡnh tớnh toỏn đƣợc liệt kờ dƣới đõy :
- Chƣơng trỡnh tớnh toỏn và lập bản đồ mức độ tổn thƣơng nhà cửa do súng thần gõy ra cho một khu vực đụ thị, sử dụng cụng thức (2.3) trong chƣơng 2.
- Chƣơng trỡnh tớnh toỏn và lập bản đồ dự bỏo mức độ tổn thƣơng về ngƣời do súng thần gõy ra cho một khu vực đụ thị, sử dụng cỏc cụng thức (2.4) trong chƣơng 2.
- Chƣơng trỡnh tớnh toỏn và lập bản đồ rủi ro súng thần cho khu vực đụ thị, ỏp dụng cụng thức (2.7) trong chƣơng 2.
3.4 Đỏnh giỏ độ rủi ro súng thần cho khu vực đụ thị thành phố Nha Trang
Nhƣ đó trỡnh bày trong chƣơng 2, toàn bộ quy trỡnh đỏnh giỏ rủi ro súng thần cho khu vực đụ thị đƣợc thực hiện theo ba bƣớc chớnh, bao gồm : 1) đỏnh giỏ mức độ tổn thƣơng 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 bƣớc của quy trỡnh đƣợc mụ tả chi tiết dƣới 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 thƣơng 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 đƣợc sử dụng để tớnh toỏn và thành lập bản đồ dự bỏo mức độ tổn thƣơng đối với nhà cửa do súng thần. Bản đồ kết quả đỏnh giỏ mức độ tổn thƣơng đối với nhà cửa sẽ đƣợc trỡnh bày chi tiết trong mục 3.4.1.3. Dƣới 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 đƣợc xỏc định căn cứ theo kết cấu nhà cửa và hiện trạng chất lƣợng 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 đƣợc 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 đƣợc phõn ra thành 3 nhúm theo số tầng nhƣ 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) đƣợc 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 đƣợc số húa tại khu vực nghiờn cứu, việc xỏc định khỏang cỏch của từng ngụi nhà so với bờ biển đƣợc tớnh toỏn trực tiếp trờn mụi trƣờng GIS thụng qua việc xỏc định centroid của từng khối nhà dạng polygon đến đƣờng bờ biển (Hỡnh 3.8).
Bản đồ phõn bố giỏ trị trọng số ( f) nhà cửa theo kết cấu múng nhà.
Giỏ trị f đƣợc xỏc định theo số liệu về kết cấu của múng nhà, tuy nhiờn trờn thực tế để thu thập đƣợc 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 đƣợc 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 hƣởng đƣợc gỏn cỏc trị số nhƣ trỡnh bày trong bảng 3.3.
Cụng thức (3) đƣợc ỏp dụng để tớnh giỏ trị mức độ tổn thƣơng cho từng khối nhà trờn bản đồ nhà cửa tại khu vực nghiờn cứu. Cỏc chƣơng trỡnh viết trờn ngụn ngữ Avenue cho phộp thực hiện cỏc tớnh toỏn nhanh chúng và tự động trờn mụi trƣờng GIS. Cỏc giỏ trị VNC nhận đƣợc đƣợc sử dụng để thành lập bản đồ mức độ tổn thƣơng 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 Trƣờng 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 hƣởng 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 thƣơng cho tham số ôNgƣờiằ, trong nghiờn cứu này chỉ xột trƣờng 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 vƣợt quỏ 15 phỳt tớnh từ khi bỏo động nờn cỏc giỏ trị của KE đƣợc gỏn bằng 1. Cỏc tiờu chuẩn đỏnh giỏ biểu thị cỏc dạng thiệt hại do súng thần gõy ra trong trƣờng 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 đƣợc thực hiện bằng phƣơng phỏp phõn tớch đa tiờu chuẩn theo cỏc bƣớc đó mụ tả trong mục 3. Biểu thức tƣơng quan giữa cỏc yếu tố ảnh hƣởng nhận đƣợc trong trƣờng 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)
Nhƣ vậy, cụng thức tớnh mức độ tổn thƣơng cho tham số dõn cƣ trong trƣờng 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 trƣờng 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) đƣợc sử dụng để tớnh mức độ tổn thƣơng cho tham số ô Ngƣời ằ trong hai thời điểm tấn cụng của súng thần vào ban ngày và ban đờm. Cỏc chƣơng trỡnh tớnh toỏn viết trờn ngụn ngữ Avenue đƣợc ỏp dụng cho từng đơn vị tham chiếu tƣơng đƣơng cấp phƣờng tại khu vực nghiờn
47
cứu. Cỏc giỏ trị VNGN và VNGĐ đƣợc xếp thành ba mức độ : cao, trung bỡnh, thấp và đƣợc thể hiện trờn bản đồ mức độ tổn thƣơng về ngƣời 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 đƣợc thể hiện trờn mụi trƣờng đồ họa của phần mềm ArcView GIS. Trờn hỡnh 3.10 minh họa bản đồ mức độ tổn thƣơng nhà cửa do súng thần gõy ra tại khu vực đụ thị ven biển thành phố Nha Trang . Từ h́nh 3.10, cú thể nhận thấy nguy cơ tổn thƣơng 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 thƣơng về ngƣời do súng thần gõy ra tại hai thời điểm ngày và đờm đƣợc minh họa trờn cỏc hỡnh 3.11a và 3.11b tƣơng ứng. Cỏc bản đồ trờn hỡnh 3.11 cho thấy nguy cơ tổn thƣơng về ngƣời tại hai thời điểm trong ngày là khỏc nhau. Khu vực sỏt bờ biển, nơi tập trung nhiều khỏch sạn, nhà cao tầng và đƣợc gia cố tốt lại cú mức độ tổn thƣơng thấp hơn so với khu dõn cƣ thuộc cỏc phƣờng Phƣớc 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
Nhƣ đó trỡnh bày ở trờn, bản đồ ngập lụt do súng thần đối với khu vực thành phố Nha Trang đƣợc 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 phƣờng ven biển nhƣ Vĩnh Thọ, Xƣơng Huõn, Lộc Thọ chịu mức độ ngập lụt lớn hơn 3m tƣơng ứng với H = 2. Trong khi đú một số khu vực thuộc phƣờng Tõn Lập và Vạn Thạnh chịu tỏc mức độ ngập lụt dƣới 2m tƣơng ứng với H =1. Cỏc phƣờng 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 Đƣờng phƣơng Gúc dốc Gúc trƣợt 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 phƣơng phỏp luận và quy trỡnh thực hiờn đƣợc trỡnh bày trong chƣơng 2, cỏc kết quả tớnh toỏn mức độ tổn thƣơng súng thần, độ nguy hiểm ngập lụt do súng thần theo kịch bản số 4 trỡnh bày ở trờn, đƣợc 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 ngƣời đƣợc 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 thƣơng đối với nhà cửa và ngƣời, 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.