Đánh giá độ rủi ro động đất và ước lượng thiệt hại về nhà cửa và người cho các Quận 4,7 và Nhà Bè, TP.HCM sử dụng công GIS

Đánh giá độ rủi ro động đất và ước lượng thiệt hại về nhà cửa và người cho các quận 4, 7 và Nhà Bè,
thành phố Hồ Chí Minh sử dụng công nghệ GIS
- i -


Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học và công nghệ cấp thành phố 2010-2012,
Sở KH&CN thành phố Hồ Chí Minh

MỤC LỤC



Trang
Các từ viết tắt
iii
Danh mục các hình ảnh
iv
Danh mục các bảng biểu
viii
Mở đầu
1
Chương I. Các vấn đề chung
5

1. Các khái niệm cơ bản
5

2. Các tai biến tiềm ẩn do khoa học Trái Đất xác định
6

3. Đánh giá độ rủi ro động đất đô thị

7

4. Phương pháp luận đánh giá độ rủi ro động đất đô thị
7

5. Quy trình đánh giá độ rủi ro động đất đô thị
9
Chương II. Xây dựng cơ sở dữ liệu tổng hợp
11

1. Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS
11

2. Công tác khảo sát, đo đạc và thu thập dữ liệu thực địa
15

3. Đưa dữ liệu thực địa vào cơ sở dữ liệu GIS
21

4. Các cơ sở dữ liệu chuyên đề phục vụ đề tài
26
Chương III. Đánh giá khả năng rung động nền và hiệu ứng
khuếch đại rung động nền tại khu vực các quận 4, 7 và huyện
Nhà Bè, thành phố Hồ Chí Minh………………………………


32

1. Đánh giá khả năng rung động nền bằng phương pháp
xác suất

32

2. Đánh giá hiệu ứng khuếch đại rung động nền
49

3. Xây dựng đồ thị phổ phản ứng chuẩn cho các loại nền
đất khu vực thành phố Hồ Chí Minh ……………………….

59
Chương IV. Đánh giá chi tiết khả năng phá huỷ nền tại khu
vực các quận 4, 7 và huyện Nhà Bè, thành phố Hồ Chí Minh

64

1. Đặc điểm địa chất công trình khu vực các quận 4, 7 và
huyện Nhà Bè, thành phố Hồ Chí Minh

64

2. Đặc điểm phân bố mực nước ngầm khu vực các quận 4,

Đánh giá độ rủi ro động đất và ước lượng thiệt hại về nhà cửa và người cho các quận 4, 7 và Nhà Bè,
thành phố Hồ Chí Minh sử dụng công nghệ GIS
- ii -


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
7 và huyện Nhà Bè, thành phố Hồ Chí Minh

87

3. Đánh giá khả năng trượt lở nền khu vực các quận 4, 7
và huyện Nhà Bè, thành phố Hồ Chí Minh

91

4. Đánh giá khả năng hoá lỏng nền đất khu vực các quận
4, 7 và huyện Nhà Bè, thành phố Hồ Chí Minh

97
Chương V. Xây dựng các mô hình nguồn động đất và hệ thống
công cụ đánh giá rủi ro động đất bằng công nghệ GIS ………

109

1. Xây dựng mô hình nguồn tuyến phát sinh động đất ……
109

2. Xây dựng các kịch bản động đất …………………………
114

3. Xây dựng hệ thống hỗ trợ ra quyết định đánh giá rủi ro
động đất cho thành phố Hồ Chí Minh

116
Chương VI. Đánh giá thiệt hại trực tiếp do động đất gây ra đối
với nhà cửa tại các quận 4, 7 và huyện Nhà Bè, thành phố Hồ
Chí Minh

126

1. Cơ sở lý thuyết
126

2. Số liệu về nhà cửa sử dụng
130

3. Đánh giá thiệt hại
138

4. Kết quả đánh giá thiệt hại nhà cửa do động đất
141
Chương VII. Đánh giá thiệt hại về người do động đất gây ra tại
các quận 4, 7 và huyện Nhà Bè, thành phố Hồ Chí Minh

150

1. Cơ sở lý thuyết
150

2. Số liệu về dân số sử dụng
153

3. Đánh giá thiệt hại
155
Chương VIII. Phương án tổng thể quản lý rủi ro động đất cho
thành phố Hồ Chí Minh

162

1. Mở đầu
162

2. Mục tiêu và nhiệm vụ
163

3. Triển khai thực hiện
166
Kết luận và kiến nghị
170
Tài liệu tham khảo
173

Đánh giá độ rủi ro động đất và ước lượng thiệt hại về nhà cửa và người cho các quận 4, 7 và Nhà Bè,
thành phố Hồ Chí Minh sử dụng công nghệ GIS
- iii -


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




CÁC TỪ VIẾT TẮT

GIS
Hệ thống thông tin địa lý

KN&CN
Khoa học và Công nghệ
CSDL
Cơ sở dữ liệu
PGA
Gia tốc cực đại nền
DEM
Mô hình số độ cao
PGV
Vận tốc hạt
SA
Phổ gia tốc
SPT
Thí nghiệm xuyên tiêu chuần

Đánh giá độ rủi ro động đất và ước lượng thiệt hại về nhà cửa và người cho các quận 4, 7 và Nhà Bè,
thành phố Hồ Chí Minh sử dụng công nghệ GIS
- iv -


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

DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH

Trang
Hình 1.1.Quy trình đánh giá độ rủi ro động đất đô thị áp dụng cho
thành phố Hồ Chí Minh.
10
Hình 2.1.Sơ đồ cấu trúc của cơ sở dữ liệu 5 Quận

12
Hình 2.2.Sơ đồ cấu trúc của cơ sở dữ liệu Kịch bản
13
Hình 2.3. Sơ đồ đo sóng địa chấn theo phương pháp địa chấn khúc xạ
16
Hình 2.4. Nguyên lý chồng chập và nhận biết sóng ngang
17
Hình 2.5. Dạng băng ghi sóng ngang tại điểm đo 47 m sau khi chồng
chập

18
Hình 2.6. Mô hình mặt cắt vận tốc thu được sau khi xử lý tài liệu
18
Hình 2.7. Mặt cắt vận tốc được xây dựng bằng các công cụ Pickwin
và MASW1.

19
Hình 2.8. Vị trí các điểm đo địa vật lý được xác định trên Google
Earth

20
Hình 2.9. Hiển thị kết quả đo địa chấn trong cơ sở dữ liệu 5 quận
23
Hình 2.10. Bảng chọn chính của cơ sở dữ liệu khảo sát nhà cửa
Thành phố Hồ Chí Minh

24
Hình 2.11.Cửa sổ “Cơ sở dữ liệu”.
24
Hình 2.12.Cửa sổ nhập dữ liệu

25
Hình 2.13.Lệnh đơn Địa chất
27
Hình 2.14.Lệnh đơn Khả năng rung động nền
27
Hình 2.15.Lệnh đơn Khả năng phá huỷ nền
29
Hình 2.16.Truy cập vào cơ sở dữ liệu khảo sát nhà cửa từ Lệnh đơn
Xây dựng

29
Hình 2.17. Chọn một kịch bản từ cửa sổ Cơ sở dữ liệu Kịch bản
31
Hình 2.18. Xem báo biểu trong cơ sở dữ liệu Kịch bản
31
Đánh giá độ rủi ro động đất và ước lượng thiệt hại về nhà cửa và người cho các quận 4, 7 và Nhà Bè,
thành phố Hồ Chí Minh sử dụng công nghệ GIS
- v -


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 3.1. Bản đồ phân bố các vùng nguồn chấn động khu vực thành
phố Hồ Chí Minh và lân cận.

36
Hình 3.2. Bản đồ phân bố gia tốc cực đại nền PGA dự báo cho chu kỳ
500 năm tại thành phố Hồ Chí Minh

46

Hình 3.3. Bản đồ phân bố gia tốc cực đại nền PGA dự báo cho chu kỳ
1000 năm tại thành phố Hồ Chí Minh

46
Hình 3.4. Bản đồ phân bố gia tốc cực đại nền PGA dự báo cho chu kỳ
500 năm tại khu vực năm quận 1, 3, 4, 7 và huyện Nhà Bè .

47
Hình 3.5. Bản đồ phân bố gia tốc cực đại nền PGA dự báo cho chu kỳ
1000 năm tại khu vực năm quận 1, 3, 4, 7 và huyện Nhà Bè

48
Hình 3.6. Sơ đồ phân bố các điểm đo địa chấn và các hố khoan trên
địa bàn 5 quận nghiên cứu.

52
Hình 3.7. Bản đồ phân loại nền 5 quận nghiên cứu, thành phố Hồ
Chí Minh

54
Hình 3.8. Bản đồ phổ gia tốc nền các quận nghiên cứu, chu kỳ 0,3
giây trong 500 năm.

57
Hình 3.9. Bản đồ phổ gia tốc nền các quận nghiên cứu, chu kỳ 1,0
giây trong 500 năm

58
Hình 3.10. Ví dụ về đồ thị phổ phản ứng chuẩn
60

Hình 3.11. Đồ thị phổ phản ứng xây dựng cho các loại nền B, C, D và
E tại khu vực thành phố Hồ Chí Minh (tính theo Campbell,
1997).


63
Hình 4.1. Bản đồ phân vùng địa chất công trình khu vực quận 4, 7 và
huyện Nhà Bè, thành phố Hồ Chí Minh

85
Hình 4.2. Vùng lập mô hình và cấu trúc không gian của các tầng
chứa nước

88
Hình 4.3. Mực nước các tầng chứa nước QI và QII-III
89
Hình 4.4. Cao độ mực nước các tầng chứa nước QI và QII-III tính
từ mặt đất

90
Hình 4.5. Tương quan giữa Gia tốc tới hạn ac với các đơn vị địa chất
và góc dốc.

92
Hình 4.6. Bản đồ độ nhạy cảm trượt lở nền do động đất cho khu vực
các quận 1, 3, 4, 7 và huyện Nhà Bè, thành phố Hồ Chí
Minh


95

Hình 4.7. Bản đồ xác suất trượt lở nền do động đất cho khu vực các
quận 1, 3, 4, 7 và huyện Nhà Bè, thành phố Hồ Chí Minh

96
Đánh giá độ rủi ro động đất và ước lượng thiệt hại về nhà cửa và người cho các quận 4, 7 và Nhà Bè,
thành phố Hồ Chí Minh sử dụng công nghệ GIS
- vi -


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 4.8. Bản đồ độ nhạy cảm hoá lỏng nền cho khu vực các quận 4,
7 và huyện Nhà Bè, thành phố Hồ Chí Minh

100
Hình 4.9. Bản đồ xác suất hoá lỏng nền cho khu vực các quận 4, 7 và
huyện Nhà Bè, thành phố Hồ Chí Minh

104
Hình 4.10. Tương quan giữa dịch chuyển nền theo chiều ngang do
hoá lỏng và đại lượng (PGA/PGA(t)).

105
Hình 4.11. Bản đồ dịch chuyển ngang do hoá lỏng nền khu vực các
quận 4, 7 và huyện Nhà Bè (gộp với bản đồ cùng tên
thành lập cho các quận 1 và 3), thành phố Hồ Chí Minh


107
Hình 4.12. Bản đồ lún nền do hoá lỏng khu vực các quận 4, 7 và

huyện Nhà Bè (gộp với bản đồ cùng tên thành lập cho các
quận 1 và 3), thành phố Hồ Chí Minh


108
Hình 5.1. Sơ đồ các hệ thống đứt gẫy sinh chấn sử dụng để xây dựng
mô hình nguồn tuyến áp dụng cho thành phố Hồ Chí Minh

112
Hình 5.2. Chấn tâm các động đất kịch bản có độ lớn M=5,5 giả thiết
được phát sinh trên các hệ đứt gẫy Sông Vàm Cỏ Đông và
Sông Sài Gòn (Hình ngũ giác màu đỏ).


116
Hình 5.3. Quy trình đánh giá độ rủi ro động đất đô thị bằng Hệ
thống hỗ trợ ra quyết định

119
Hình 5.4. Giao diện đồ họa thực hiện mô đul xác định vùng nghiên
cứu.

120
Hình 5.5. Cửa sổ chọn nguồn gốc động đất kịch bản và phương trình
tắt dần chấn động

121
Hình 5.6. Cửa sổ cho phép chỉnh sửa các tham số của động đất lịch
sử đã chọn.

122
Hình 5.7. Cửa sổ cho phép chỉnh sửa các tham số của nguồn tuyến
122
Hình 5.8. Cửa sổ cho phép chỉnh sửa các tham số của nguồn điểm tuỳ
ý

123
Hình 6.1. Đường cong biểu thị các trạng thái phá huỷ nhẹ, trung
bình, nặng và hoàn toàn

127
Hình 6.2. Ví dụ về đồ thị khả năng chịu lực của một toà nhà
129
Hình 6.3. Xác định phản ứng cực đại của một toà nhà bằng các đồ thị
khả năng chịu lực và đồ thị phổ tác động

130
Hình 6.4. Ví dụ về xác định phản ứng cực đại cho nhà loại URML
139
Hình 6.5. Đánh giá trạng thái phá huỷ cho nhà loại URML bằng
đường cong trạng thái phá huỷ

140
Đánh giá độ rủi ro động đất và ước lượng thiệt hại về nhà cửa và người cho các quận 4, 7 và Nhà Bè,
thành phố Hồ Chí Minh sử dụng công nghệ GIS
- vii -


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 6.6. Đồ thị biểu diễn xác suất phá huỷ nhà loại URML
141
Hình 6.7. Phân bố giá trị rung động nền (PGA) tại khu vực nghiên
cứu do động đất kịch bản Sông Sài Gòn (a) và động đất
kịch bản Sông Vàm Cỏ Đông (b) gây ra. Cả hai động đất
kịch bản đều có độ lớn 5,5 và độ sâu chấn tiêu là 12 km



142
Hình 6.8. Thiệt hại nhà cửa mức nhẹ (a) và trung bình (b) tại các
quận 4 và 7 do động đất kịch bản Sông Sài Gòn gây ra

148
Hình 6.9. Thiệt hại nhà cửa mức nhẹ (a) và trung bình (b) tại các
quận 4 và 7 do động đất kịch bản Sông Vàm Cỏ Đông gây
ra


149
Hình 7.1. Mô hình hoá thương vong bằng cây sự kiện
152
Hình 7.2. Dự báo thiệt hại về người tại các quận 4,7 và Nhà bè ở mức
1 (a) và 2 (b) vào lúc 2 giờ sáng theo kịch bản Sông Sài
Gòn


158
Hình 7.2. Dự báo thiệt hại về người tại các quận 4,7 và Nhà bè ở mức
1 (c) và 2 (d) vào lúc 14 giờ theo kịch bản Sông Sài Gòn

159
Hình 7.2. Dự báo thiệt hại về người tại các quận 4,7 và Nhà bè ở mức
1 (e) và 2 (f) vào lúc 17 giờ theo kịch bản Sông Sài Gòn

160


















Đánh giá độ rủi ro động đất và ước lượng thiệt hại về nhà cửa và người cho các quận 4, 7 và Nhà Bè,
thành phố Hồ Chí Minh sử dụng công nghệ GIS
- viii -


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



DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Trang
Bảng 3.1. Tham số nguy hiểm động đất của các vùng nguồn phát
sinh động đất khu vực thành phố Hồ Chí Minh và lân cận.

42
Bảng 3.2. Giá trị của các hệ số dùng để tính thành phần nằm ngang
của phổ gia tốc nền SAH

44
Bảng 3.3. Phân loại nền đất địa phương theo tiêu chuẩn NEHRP
1997(Mỹ)

50
Bảng 3.4. Hệ số khuếch đại nền
55
Bảng 4.1. Các chỉ tiêu đặc trưng cho tính chất cơ lý của kiểu thạch
học bùn sét, bùn sét pha và sét thuộc phức hệ thạch học
nguồn gốc sông biển đầm lầy (ambCOQ2)


67
Bảng 4.2. Các chỉ tiêu đặc trưng cho tính chất cơ lý của kiểu thạch
học sét, sét pha (amCMQ1 )

68
Bảng 4.3. Các chỉ tiêu đặc trưng cho tính chất cơ lý của kiểu thạch
học cát, cát pha (amSQ1)

69
Bảng 4.4. Các chỉ tiêu đặc trưng cho tính chất cơ lý của kiểu thạch
học sét, sét pha (amCMQ1)

70
Bảng 4.5. Các chỉ tiêu đặc trưng cho tính chất cơ lý của kiểu thạch
học cát, cát pha (amSQ1)

71
Bảng 4.6. Các chỉ tiêu đặc trưng cho tính chất cơ lý của kiểu thạch
học bùn sét, thuộc phức hệ thạch học nguồn gốc sông
biển đầm lầy (ambCOQ2)


72
Bảng 4.7. Các chỉ tiêu đặc trưng cho tính chất cơ lý của kiểu thạch
học sét, sét pha (amCQ1)

73
Bảng 4.8. Các chỉ tiêu đặc trưng cho tính chất cơ lý của kiểu thạch
học cát, cát pha (amSQ1)

74
Bảng 4.9. Các chỉ tiêu đặc trưng cho tính chất cơ lý của kiểu thạch
học sét, sét pha (amCMQ1)

75
Bảng 4.10. Các chỉ tiêu đặc trưng cho tính chất cơ lý của kiểu thạch
học cát, cát pha (amSQ1)

76
Đánh giá độ rủi ro động đất và ước lượng thiệt hại về nhà cửa và người cho các quận 4, 7 và Nhà Bè,
thành phố Hồ Chí Minh sử dụng công nghệ GIS
- ix -


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
Bảng 4.11. Các chỉ tiêu đặc trưng cho tính chất cơ lý của kiểu thạch
học bùn sét (ambCOQ2)

78
Bảng 4.12. Các chỉ tiêu đặc trưng cho tính chất cơ lý của kiểu thạch
học sét, sét pha (amCMQ1)

78
Bảng 4.13. Các chỉ tiêu đặc trưng cho tính chất cơ lý của kiểu thạch
học cát, cát pha bụi

79
Bảng 4.14. Độ nhạy cảm trượt lở nền trong động đất của các nhóm
địa chất

93
Bảng 4.15. Cận dưới các giá trị góc dốc và gia tốc tới hạn cho khả
năng trượt lở nền

94
Bảng 4.16. Tỉ lệ diện tích vùng có khả năng trượt lở nền đất
94
Bảng 4.17. Mức độ nhạy cảm hoá lỏng nền trong động đất của trầm
tích (theo Youd và Perkins, 1978)

99
Bảng 4.18. Tỷ lệ của đơn vị bản đồ nhạy cảm đối với hoá lỏng nền
101
Bảng 4.19. Mối tương quan giữa xác suất có điều kiện và cấp độ
nhạy cảm hoá lỏng nền

102
Bảng 4.20. Giá trị ngưỡng của gia tốc nền PGA(t) ứng với các giá trị
xác suất hoá lỏng bằng không

105
Bảng 4.21. Biên độ lún nền đặc trưng cho các cấp độ nhạy cảm hoá
lỏng

106
Bảng 5.1: Đặc trưng cơ bản của các đới đứt gãy hoạt động chính
khu vực TP. Hồ Chí Minh và lân cận (theo [5])

111
Bảng 5.2. Các hệ số hồi quy trong biểu thức quan hệ giữa magnitude
và độ dài đoạn đứt gẫy phá huỷ của Wells và Copersmith
(1994)

113
Bảng 5.3. Các phương trình tắt dần chấn động sử dụng cho mô hình
nguồn tuyến của Việt nam

114
Bảng 5.4. Quan hệ giữa gia tốc nền PGA và cấp chấn động I (theo
thang MSK-64)

114
Bảng 5.5. Thông số của các động đất kịch bản theo nguồn tuyến sử
dụng trong tính toán rủi ro cho thành phố Hồ Chí Minh

115
Bảng 6.1. Phân loại nhà theo kết cấu và chiều cao
131
Bảng 6.2. Phân loại nhà theo chức năng sử dụng
137
Đánh giá độ rủi ro động đất và ước lượng thiệt hại về nhà cửa và người cho các quận 4, 7 và Nhà Bè,
thành phố Hồ Chí Minh sử dụng công nghệ GIS
- x -


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
Bảng 6.3. Thiệt hại nhà cửa theo phường tại khu vực các quận 4, 7
và huyện Nhà Bè theo kịch bản động đất Sông Sài Gòn
(M=5,5; h=12 km)

144
Bảng 6.4. Thiệt hại nhà cửa theo phường tại khu vực các quận 4, 7
và huyện Nhà Bè theo kịch bản động đất Sông Vàm Cỏ
Đông (M=5,5; h=12 km)


145
Bảng 6.5. So sánh giá trị cường độ chấn động trên mặt I (thang
MSK-64) gây ra bởi các trận động đất ngoài khơi Vũng Tàu ngày 5-
6/8, 17/10 và 8/11năm 2005 từ các kết quả điều tra thực địa (theo
[4])với các giá trị I tương ứng tính toán theo kịch bản


146
Bảng 7.1. Thang phân cấp mức độ thương vong do động đất
150
Bảng 7.2. Tỷ lệ ngầm định để xác định phân bố dân cư
154
Bảng 7.3. Số người bị thiệt hại theo phường tại các quận 4, 7 và Nhà
Bè, thành phố Hồ Chí Minh theo kịch bản Sông Sài Gòn
(M=5,5; H=12 km).


156
Bảng 7.4. Số người bị thiệt hại theo phường tại các quận 4, 7 và Nhà
Bè, thành phố Hồ Chí Minh theo kịch bản Sông Vàm Cỏ
Đông (M=5,5; H=12 km).


157

Đánh giá độ rủi ro động đất và ước lượng thiệt hại về nhà cửa và người cho các quận 4, 7 và Nhà Bè,
thành phố Hồ Chí Minh sử dụng công nghệ GIS
- 1 -


Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học và công nghệ cấp thành phố 2010-2012,
Sở KH&CN thành phố Hồ Chí Minh

MỞ ĐẦU
Nằm trên lãnh thổ miền Nam Việt Nam, thành phố Hồ Chí Minh từ
lâu nay vẫn được đánh giá là khu vực an toàn về mặt địa chấn. Các số liệu
quan trắc động đất đều cho thấy tính địa chấn không cao tại khu vực thành
phố. Động đất cực đại ghi nhận được năm 1968 là một trận động đất xảy ra
ở ngoài khơi, có chấn tâm nằm cách ranh giới thành phố Hồ Chí Minh
khoảng 15 km về phía nam, với magnitude đạt 4,8 độ Rích ter. Trên địa bàn
thành phố, mạng lưới trạm quan trắc mới bắt đầu hoạt động từ năm 2006 chỉ
ghi nhận được những trận động đất nhỏ có magnitude không vượt quá 3,0 độ
Rích ter.
Song, tính địa chấn thấp không phải là yếu tố duy nhất quyết định sự
an toàn về mặt địa chấn cho một khu vực. Đối với cộng đồng đô thị thành
phố Hồ Chí Minh, rủi ro địa chấn lại có thể đến từ một góc độ khác, đó là sự
lan truyền chấn động địa chấn từ các trận động đất mạnh ở phạm vi khu
vực, và sự khuếch đại rung động nền do các hiệu ứng nền địa phương gây ra
dưới tải trọng của động đất. Trên thực tế, nền đất yếu tại khu vực thành phố
Hồ Chí Minh có thể là một yếu tố góp phần không nhỏ vào sự khuếch đại
rung động địa chấn gây ra bởi các trận động đất ở cả phạm vi khu vực lẫn
địa phương. Những chấn động làm rung chuyển các toà nhà cao tầng tại
thành phố Hồ Chí Minh vào năm 2005 là những bằng chứng rõ ràng nhất về

sự lan truyền chấn động, do chúng được gây ra bởi hai trận động đất có độ
lớn trung bình (M=5,1 và M=5,5) và có chấn tâm nằm trên thềm lục địa,
cách thành phố Hồ Chí Minh khoảng 150 km về phía đông nam. Mặc dù cả
hai trận động đất này đều có độ lớn trung bình, và chấn động mà chúng tác
động tới các khu vực đô thị chỉ lên tới cấp 5 tại Vũng Tàu và cấp 3 tại thành
phố Hồ Chí Minh, nhưng ảnh hưởng của chúng gây ra đối với cộng đồng đô
thị là hoàn toàn không nhỏ. Tại thành phố Hồ Chí Minh, chấn động lan
truyền từ các trận động đất đã làm rung chuyển các toà nhà cao tầng, gây
hoảng loạn trong nhân dân. Rung động của động đất được cảm nhận tại một
khu vực rộng lớn của miền Trung Nam bộ và Nam bộ, cả trên đất liền lẫn
ngoài khơi. Tại huyện đảo Phú Quý, cửa sổ nhiều ngôi nhà bị bật tung, tại
các giàn khoan ở mỏ Bạch hổ, động đất cũng đã làm cho giàn khoan số 6 bị
chao nghiêng.
Như vậy, có thể thấy đối với thành phố Hồ Chí Minh, vấn đề quản lý
rủi ro động đất cần được đặt ra một cách chính thức và cần được triển khai
Đánh giá độ rủi ro động đất và ước lượng thiệt hại về nhà cửa và người cho các quận 4, 7 và Nhà Bè,
thành phố Hồ Chí Minh sử dụng công nghệ GIS
- 2 -


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

rộng rãi. Công việc quan trọng và rất thiết thực này dựa một phần rất lớn vào
các kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt
là trong lĩnh vực các khoa học về Trái Đất.
Đề tài “Đánh giá độ rủi ro động đất và ước lượng thiệt hại về nhà
cửa và người cho các quận 4, 7 và Nhà Bè, thành phố Hồ Chí Minh sử dụng
công nghệ GIS" là sự kế thừa của đề tài đã hoàn thành và được nghiệm thu
năm 2008 nhan đề “Đánh giá độ rủi ro động đất cho thành phố Hồ Chí

Minh trên cơ sở sử dụng GIS và các mô hình toán”, với cùng một phương
pháp luận được áp dụng nhưng ở mức độ chi tiết hơn và với phạm vi nghiên
cứu được mở rộng thêm cho các quận mới là các quận 4, 7 và huyện Nhà Bè.
Kết quả của đề tài sẽ là những mảnh ghép bổ sung cho bức tranh toàn cảnh
về độ rủi ro động đất tại thành phố Hồ chí minh, đóng góp đáng kể trong
việc phòng chống và giảm nhẹ hậu quả do động đất gây ra cho cộng đồng đô
thị, làm cơ sở để lập dự án xây dựng bản đồ phân vùng và quản lý rủi ro
động đất cho toàn bộ thành phố Hồ Chí Minh.
Đề tài “Đánh giá độ rủi ro động đất và ước lượng thiệt hại về nhà
cửa và người cho các quận 4, 7 và Nhà Bè, thành phố Hồ Chí Minh sử dụng
công nghệ GIS" do Viện nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật địa chất và dầu khí,
Tổng hội xây dựng Việt Nam chủ trì, Viện Vật lý địa cầu, Viện Khoa học và
Công nghệ Việt nam phối hợp thực hiện. Đề tài được thực hiện trong thời
gian hơn hai năm, từ giữa năm 2010 đến tháng 11 năm 2012, thu hút sự
tham gia của đông đảo các nhà khoa học và cán bộ của hai cơ quan chính là
Viện nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật địa chất và dầu khí, Tổng hội xây dựng
Việt Nam và Trung tâm báo tin động đất và cảnh báo sóng thần, Viện Vật lý
Địa cầu thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Ngoài ra, đề tài cũng
có sự đóng góp của các cơ quan khác như Khoa kỹ thuật địa chất và dầu khí,
trường Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh, Liên đoàn Bản đồ địa
chất miền Nam, Liên đoàn Địa chất công trình và địa chất thuỷ văn miền
Nam, Công ty khảo sát xây dựng Sài Gòn, Trung tâm GIS Sở Khoa học và
Công nghệ thành phố Hồ Chí Minh và nhiều cá nhân, các chuyên gia, các
nhà khoa học khác.
Báo cáo này tổng kết các kết quả thực hiện đề tài. Ngoài phần Mở đầu
và phần Kết luận và Kiến nghị, các kết quả được trình bày trong 8 chương
với các nội dung chính như sau. Chương I giải thích một số khái niệm cơ sở
sử dụng trong đề tài, đồng thời giới thiệu khái quát nội dung và các bước
thực hiện phương pháp luận đánh giá độ rủi ro động đất trong khuôn khổ đề
tài. Chương II mô tả việc xây dựng cơ sở dữ liệu GIS phục vụ cho đề tài.

Đánh giá độ rủi ro động đất và ước lượng thiệt hại về nhà cửa và người cho các quận 4, 7 và Nhà Bè,
thành phố Hồ Chí Minh sử dụng công nghệ GIS
- 3 -


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

Chương III trình bày các kết quả đánh giá khả năng rung động nền cho khu
vực thành phố Hồ Chí Minh. Chương IV trình bày các kết quả đánh giá chi
tiết khả năng phá huỷ nền do động đất tại các quận 4, 7 và huyện Nhà Bè,
thành phố Hồ Chí Minh. Chương V trình bày việc xây dựng các mô hình và
công cụ tính toán trên môi trường GIS. Các chương VI và VII trình bày
phương pháp luận đánh giá thiệt hại do động đất gây ra đối với nhà cửa và
người tại các quận nghiên cứu. Chương VIII đề xuất một Phương án cụ thể
quản lý rủi ro và giảm nhẹ thiệt hại do động đất cho thành phố Hồ Chí Minh.
Toàn bộ báo cáo tổng kết do PGS.TS. Nguyễn Hồng Phương viết trên cơ sở
tham khảo các báo cáo chuyên đề của đề tài.
Thay mặt ban chủ nhiệm đề tài, chúng tôi xin chân thành cảm ơn các
cán bộ khoa học và chuyên gia đã trực tiếp tham gia thực hiện và có những
đóng góp lớn lao vào thành công của đề tài:
Nhóm chuyên gia tại Viện Vật lý Địa cầu, Viện KH&CN Việt Nam:
CN. Phạm Thế Truyền, Viện Vật lý Địa cầu, Viện KH&CN VN;
KS. Nguyễn Thanh Tùng, Viện Vật lý Địa cầu, Viện KH&CN VN;
Nhóm chuyên gia tại Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh:
Ths. Hoàng Thị Hồng Hạnh, Khoa kỹ thuật Địa chất và Dầu khí;
Ths. Trần Anh Tú, Khoa kỹ thuật Địa chất và Dầu khí;
TS. Nguyễn Đình Tứ, Khoa kỹ thuật Địa chất và Dầu khí;
TS. Nguyễn Minh Trung, Khoa kỹ thuật Địa chất và Dầu khí;
Nhóm chuyên gia tại Liên đoàn bản đồ địa chất miền Nam:

TS. Nguyễn Ngọc Thu;
TS. Đỗ Văn Lĩnh;
Nhóm chuyên gia tại Liên đoàn Địa chất công trình và địa chất thuỷ văn
miền Nam:
TS. Nguyễn Hồng Bàng;
Nhóm chuyên gia tại Công ty khảo sát xây dựng Sài Gòn:
TS. Hoàng Đôn Dũng;
Trong quá trình thực hiện, đề tài thường xuyên được sự quan tâm,
giúp đỡ của Sở khoa học và công nghệ thành phố Hồ Chí Minh. Nhân đây,
Đánh giá độ rủi ro động đất và ước lượng thiệt hại về nhà cửa và người cho các quận 4, 7 và Nhà Bè,
thành phố Hồ Chí Minh sử dụng công nghệ GIS
- 4 -


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

chúng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các đồng chí lãnh đạo, các
chuyên gia và các nhà khoa học đã hỗ trợ và tạo điều kiện tốt cho việc thực
hiện đề tài:
Sở khoa học và công nghệ thành phố Hồ Chí Minh
PGS. TS. Phan Minh Tân, Giám đốc Sở;
ThS. Nguyễn Khắc Thanh, Trung tâm GIS;
ThS. Phạm Trung Chính, chuyên viên.
Cuối cùng, chúng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới tất cả các
đồng nghiệp, các cán bộ các cơ quan ở Trung ương và thành phố Hồ Chí
Minh, những người đã trực tiếp hay gián tiếp đóng góp vào những thành quả
của đề tài này.
Đánh giá độ rủi ro động đất và ước lượng thiệt hại về nhà cửa và người cho các quận 4, 7 và Nhà Bè,
thành phố Hồ Chí Minh sử dụng công nghệ GIS

- 5 -


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


Chƣơng I
CÁC VẤN ĐỀ CHUNG
1. Các khái niệm cơ bản
Cho đến nay, các nguyên lý cơ bản của quy trình đấu tranh với các dạng
thức thiên tai khác nhau đó được hình thành ở hầu khắp các quốc gia trên thế
giới. Trên cơ sở các nguyên lý này, các phương pháp đề ra nhằm giảm nhẹ thiệt
hại của từng loại thiên tai cũng được xây dựng. Trong lĩnh vực nghiên cứu
động đất, việc đánh giá dự báo mức độ rủi ro nhằm giảm nhẹ thiệt hại do động
đất gây ra cho một khu vực đô thị dựa trên ba khái niệm cơ bản và quan trọng
bao gồm Độ nguy hiểm động đất, Khả năng bị tổn thương do động đất và Độ
rủi ro động đất.
Độ nguy hiểm động đất
Độ nguy hiểm động đất là xác suất xuất hiện của một chấn động địa chấn
do động đất gây ra tại một vùng cho trước trong một khoảng thời gian cho
trước. Chấn động địa chấn có thể được đo bằng cường độ theo thang cấp độ
mạnh, biên độ rung động nền hay các tham số khác sử dụng trong thiết kế xây
dựng kháng chấn. Trong đề tài này, hai thông số rung động nền được sử dụng
để biểu thị độ nguy hiểm động đất là gia tốc cực đại nền (PGA) và phổ gia tốc
nền (SA).
Khả năng bị tổn thương do động đất
Khái niệm này còn được gọi là Điểm yếu hay Độ nhạy cảm thiệt hại, là
đại lượng không phụ thuộc vào đơn vị tiền tệ, và thường được xét tương ứng
với mỗi một Yếu tố chịu rủi ro. Ở đây các Yếu tố chịu rủi ro được hiểu là tất

cả các đối tượng có mặt trên khu vực nghiên cứu, bao gồm cả những đối tượng
trực tiếp của động đất như nhà cửa, đê điều và các hệ thống giao thông, thông
tin liên lạc, hay gián tiếp như những tổn thất về kinh tế hay xã hội.
Độ rủi ro động đất
Độ rủi ro động đất là xác suất xảy ra những tổn thất về kinh tế xã hội do
động đất gây ra tại một khu vực cho trước, trong một khoảng thời gian cho
trước.
Đánh giá độ rủi ro động đất và ước lượng thiệt hại về nhà cửa và người cho các quận 4, 7 và Nhà Bè,
thành phố Hồ Chí Minh sử dụng công nghệ GIS
- 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

Độ rủi ro động đất, độ nguy hiểm động đất, khả năng bị tổn thương của
các yếu tố chịu rủi ro liên hệ với nhau bởi biểu thức:
n
i
ii
VEHR
(I.1)
ở đây E là yếu tố chịu rủi ro; V là khả năng bị tổn thương, biểu thị số đo của
những tổn thất thành phần của giá trị; và H là độ nguy hiểm động đất. Ký hiệu i
biểu thị loại yếu tố rủi ro.
Phương pháp luận của đề tài chỉ giới hạn phạm vi nghiên cứu cho hai yếu
tố chịu rủi ro là nhà cửa và người.

2. Các tai biến tiềm ẩn do khoa học Trái Đất xác định
Trong đề tài này, các loại hình tai biến có nguồn gốc từ động đất được

coi là các tác nhân gây ra tổn thất cho cộng đồng được gọi chung là các tai biến
tiềm ẩn do khoa học trái đất xác định. Chúng sẽ được nghiên cứu kỹ từ góc độ
khoa học để có thể áp dụng các công cụ và phương pháp hiệu quả nhằm đánh
giá những rủi ro có thể có, xác định các biện pháp ngăn ngừa và giảm nhẹ thiệt
hại mà các tai biến này có thể gây ra đối với cộng đồng.
Các tai biến tiềm ẩn do khoa học Trái Đất xác định được xét đến trong đề
tài này bao gồm:
1) Các đứt gẫy phá huỷ: là tác nhân gây ra rung động nền, tạo ra trên
mặt đất các đới phá huỷ hẹp chứa các đứt gẫy địa chất có kích thước khác nhau.
2) Hoá lỏng nền đất: là hiện tượng nền đất bị suy giảm độ cứng và lực
gắn kết một cách đột ngột, thường xuất hiện khi nền đất chặt và bão hoà nước
bị rung động rất mạnh, kéo theo sự sụt lún và các chuyển động nền theo chiều
nằm ngang.
3) Trượt lở đất: là sự chuyển động của đất đá dọc theo sườn dốc địa hình
khi bị chấn động mạnh, có tác động phá huỷ đối với mọi đối tượng gặp trên quỹ
đạo chuyển động của mình.
Ngoài các hiện tượng đã nêu ở trên, sóng thần và triều giả tại các
hồ chứa cũng là các tai biến có nguồn gốc động đất. Tuy nhiên, ảnh hưởng của
hai hiện tượng này sẽ không được xét đến trong khuôn khổ của đề tài này.

Đánh giá độ rủi ro động đất và ước lượng thiệt hại về nhà cửa và người cho các quận 4, 7 và Nhà Bè,
thành phố Hồ Chí Minh sử dụng công nghệ GIS
- 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

3. Đánh giá độ rủi ro động đất đô thị
Một khu vực đô thị được hiểu là nơi tập trung nhiều dân cư và các hoạt

động xã hội (chính trị, kinh tế hay công nghiệp, v.v…). Trong một số trường
hợp, khái niệm này không đồng nghĩa với khái niệm về một thành phố, mặc dù
tất cả các thành phố đều được coi là các khu vực đô thị. Từ đây, độ rủi ro động
đất đô thị có thể được định nghĩa như là khả năng bị thiệt hại của các yếu tố
chịu rủi ro, tức là các yếu tố chịu ảnh hưởng của rung động do động đất gây ra
nằm trong khu vực đô thị đang xét.
Đánh giá độ rủi ro động đất cho một khu vực đô thị về bản chất là việc
ước lượng mức độ thiệt hại mà động đất có thể gây ra cho cộng đồng tại khu
vực nghiên cứu. Việc đánh giá độ rủi ro động đất đô thị sẽ cho kết quả đầu ra là
một bức tranh toàn cảnh (dự báo) về những thiệt hại mà một trận động đất có
thể gây ra cho cộng đồng đô thị. Độ tin cậy và tính định lượng của các kết quả
này phụ thuộc rât lớn vào dữ liệu sử dụng ban đầu và phương pháp luận áp
dụng.
4. Phƣơng pháp luận đánh giá độ rủi ro động đất đô thị
Phương pháp luận đánh giá rủi ro động đất cho thành phố Hồ Chí Minh
(dưới đây sẽ được gọi tắt là Phương pháp luận) bao gồm bốn nội dung chính,
được mô tả dưới đây.
4.1. Đánh giá khả năng rung động nền.
Phương pháp luận hướng dẫn quy trình đánh giá khả năng rung
động nền đất khu vực nghiên cứu và được trình bày theo các chuyên đề riêng
biệt sau đây:
Cơ sở về rung động nền do động đất và việc xây dựng các bản đồ nguy
hiểm động đất: căn cứ vào số liệu động đất và các kết quả nghiên cứu về
tính địa chấn của khu vực nghiên cứu cho đến thời điểm hiện tại, phương
pháp luận đưa ra những chuẩn mực để tính toán và thành lập các bản đồ
rung động nền đất cho khu vực nghiên cứu.
Xác định quy luật tắt dần chấn động: phương pháp luận lựa chọn phương
trình tắt dần chấn động biểu thị mối tương quan giữa các thông số dao
động nền đất với magnitude (hay cường độ chấn động) động đất thích
hợp nhất cho một kịch bản cụ thể tại khu vực nghiên cứu. Đối với khu

vực thành phố Hồ Chí Minh, chuyên đề này được thực hiện như một
trong các bước thực hiện của quy trình thành lập bản đồ rung động nền
đất.
Đánh giá độ rủi ro động đất và ước lượng thiệt hại về nhà cửa và người cho các quận 4, 7 và Nhà Bè,
thành phố Hồ Chí Minh sử dụng công nghệ GIS
- 8 -


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

4.2. Đánh giá hiệu ứng nền.
Đánh giá điều kiện nền và các hiệu ứng khuếch đại rung động nền địa
phương: phương pháp luận trình bày cơ sở phân loại nền đất và phương
pháp xác định các hệ số khuếch đại cho các nền đất địa phương, dựa trên
các tiêu chuẩn địa chất công trình và địa chất thuỷ văn.
Xây dựng đồ thị phổ phản ứng chuẩn cho các loại nền: phương pháp
luận mô tả quy trình xác định mối tương quan giữa phổ gia tốc, phổ dịch
chuyển và các chu kỳ dao động nền đặc trưng cho khu vực nghiên cứu.
Đây là các thông số rung động nền quan trọng sẽ được sử dụng trong các
tính toán độ rủi ro động đất.
4.3. Đánh giá khả năng phá huỷ nền.
Đề tài nghiên cứu ba loại phá huỷ nền do động đất gây ra là đứt gẫy phá
huỷ trên mặt, sự trượt lở đất và sự hoá lỏng nền đất. Phương pháp luận trình
bày những lý thuyết cơ sở về các hiện tượng này, đồng thời cũng mô tả các tiêu
chuẩn và phương pháp đánh giá khả năng xảy ra các hiện tượng này tại khu vực
nghiên cứu bằng công nghệ GIS kết hợp với việc sử dụng các tài liệu địa chất
công trình và viễn thám.
4.4. Đánh giá tổn thất trực tiếp do động đất gây ra đối với nhà cửa.
Kết quả đánh giá độ nguy hiểm động đất dưới dạng các thông số dao

động nền như gia tốc cực đại nền, vận tốc hạt cực đại, phổ gia tốc và phổ dịch
chuyển được sử dụng để tính xác suất gây ra thiệt hại đối với nhà cửa tại Hồ
Chí Minh. Sự thiệt hại này được biểu thị qua năm trạng thái phá huỷ là Không
bị phá huỷ, Nhẹ, Trung bình, Nặng và Bị phá huỷ hoàn toàn và được tính toán
bằng các phương pháp xác suất. Để có được các kết quả này với độ tin cậy cao,
vấn đề rất quan trọng là phải xây dựng được một cơ sở dữ liệu về hiện trạng
nhà cửa tại Hồ Chí Minh với độ chi tiết và độ chính xác cao (tỷ lệ từ 1:5000
đến 1:2000), và phải có các xử lý chi tiết đối với các dữ liệu này để phân loại
các công trình xây dựng tại Hồ Chí Minh theo các tiêu chuẩn quốc tế về kết cấu
và chức năng sử dụng. Phương pháp luận mô tả tiêu chuẩn phân loại được sử
dụng cho Hồ Chí Minh và hướng dẫn khảo sát, đối sánh và cập nhật các dữ liệu
hiện tại cho phù hợp với các tiêu chuẩn phân loại đã chọn. Đồng thời, để xác
định cụ thể nguồn gây thiệt hại, vấn đề lựa chọn những “kịch bản”động đất
khác nhau, với những khả năng xuất hiện và mức độ tàn phá khác nhau tại khu
vực nghiên cứu cũng được xem xét.
Đánh giá độ rủi ro động đất và ước lượng thiệt hại về nhà cửa và người cho các quận 4, 7 và Nhà Bè,
thành phố Hồ Chí Minh sử dụng công nghệ GIS
- 9 -


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

4.5. Đánh giá tổn thất về người do động đất.
Phương pháp luận mô tả phương pháp xác định những thiệt hại về người
do một trận động đất gây ra tại khu vực nghiên cứu, với giả thiết rằng con số
thiệt hại và mức độ nghiêm trọng của thiệt hại loại này có liên quan trực tiếp tới
những tổn thất về nhà cửa. Con số thiệt hại về người do nhà đổ sẽ được ước
lượng theo hai yếu tố là: 1) thời điểm xảy ra động đất trong một ngày, căn cứ
vào tiêu chuẩn về chức năng sử dụng của ngôi nhà, và 2) kết cấu của từng loại

nhà. Tuy nhiên, cũng cần nhấn mạnh rằng các dữ liệu về thiệt hại do động đất
gây ra đối với nhà cửa và cộng đồng ở nước ta hiện nay còn rất hạn chế, đặc
biệt là các số liệu về mối tương quan giữa độ mạnh của động đất, kết cấu của
công trình và số lượng người bị thiệt hại, do đó việc xây dựng một phương
pháp luận có tính chuẩn hoá đối với thể loại thiệt hại này sẽ còn phải được tiếp
tục nghiên cứu trong nhiều năm tới.
5. Quy trình đánh giá độ rủi ro động đất đô thị
Trên hình 1.1 minh hoạ quy trình thực hiện phương pháp luận theo các
nội dung đã mô tả ở trên. Đây là quy trình tổng quát, có thể được áp dụng
không chỉ cho thành phố Hồ Chí Minh, mà còn cả các thành phố lớn nằm trong
vùng bị ảnh hưởng động đất trên toàn đất nước.
Từ hình 1.1, có thể thấy quá trình đánh giá độ nguy hiểm động đất bao
gồm hai nội dung chính là: 1a) đánh giá khả năng rung động nền và 1b) đánh
giá khả năng phá huỷ nền cho khu vực nghiên cứu. Còn việc đánh giá độ rủi ro
động đất lại bao gồm hai nội dung chính là: 2a) đánh giá tổn thất trực tiếp do
động đất gây ra đối với nhà cửa và 2b) đánh giá thiệt hại về người do động đất.
Các nội dung chính của quy trình được thực hiện lần lượt, theo trình tự chỉ ra
bằng các mũi tên. Theo quy trình này, có thể thấy giữa các thành phần của toàn
bộ cấu trúc có mối quan hệ nhân quả với nhau, tức là các kết quả của mỗi giai
đoạn có thể được xem như là số liệu đầu vào trực tiếp cho giai đoạn tiếp theo.






Đánh giá độ rủi ro động đất và ước lượng thiệt hại về nhà cửa và người cho các quận 4, 7 và Nhà Bè,
thành phố Hồ Chí Minh sử dụng công nghệ GIS
- 10 -

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 1.1. Quy trình đánh giá độ rủi ro động đất đô thị
áp dụng cho thành phố Hồ Chí Minh.
1. ĐÁNH GIÁ ĐỘ NGUY HIỂM ĐỘNG ĐẤT

Đánh giá
khả năng rung động nền
Đánh giá
khả năng phá huỷ nền

2. ĐÁNH GIÁ ĐỘ RỦI RO ĐỘNG ĐẤT





















Tổn thất trực tiếp
về nhà cửa

Tổn thất trực tiếp
về người
CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS &
PHƢƠNG PHÁP LUẬN

Đánh giá độ rủi ro động đất và ước lượng thiệt hại về nhà cửa và người cho các quận 4, 7 và Nhà Bè,
thành phố Hồ Chí Minh sử dụng công nghệ GIS
- 11 -


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


Chƣơng II
XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU TỔNG HỢP
1. Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS
1.1. Thiết kế cơ sở dữ liệu
Đánh giá rủi ro động đất đô thị là một quy trình phức tạp bao gồm
nhiều bước thực hiện, với nhiều phương pháp nghiên cứu và công cụ khác
nhau được áp dụng. Công việc này đòi hỏi sự đóng góp của nhiều chuyên
gia trong những lĩnh vực rất chuyên sâu như động đất, địa chất kiến tạo, địa
công trình, công nghệ thông tin, GIS, v.v Chính vì vậy, tập hợp các số liệu
thu thập được trong quá trình thực hiện đề tài không chỉ phong phú về thể
loại và khuôn dạng, mà còn rất đồ sộ về khối lượng. Ngoài ra, các kết quả
tính toán thiệt hại do động đất gây ra cũng chiếm thể tích không nhỏ và cần
được đưa vào lưu trữ trong cơ sở dữ liệu.
Do phạm vi nghiên cứu thay đổi theo từng nội dung nghiên cứu,
khuôn khổ các bản đồ chuyên đề trong cơ sở dữ liệu cũng rất khác nhau.
Trong khi việc đánh giá độ nguy hiểm động đất khu vực thành phố Hồ Chí

Minh đòi hỏi một phạm vi nghiên cứu rộng bao trùm cả vùng lãnh thổ và
thềm lục địa miền Nam Việt Nam thì việc đánh giá rủi ro động đất đô thị chỉ
giới hạn trong khuôn khổ các quận 4, quận 7 và huyện Nhà Bè (từ đây trong
báo cáo này sẽ được gọi ngắn gọn là các quận nghiên cứu).
Xuất phát từ yêu cầu chuyên môn và lưu ý tới những đặc điểm nêu
trên, hai cơ sở dữ liệu được thiết kế để phục vụ cho đề tài. Cơ sở dữ liệu thứ
nhất mang tên 5 quận, được thiết kế để lưu trữ toàn bộ các dữ liệu đầu vào
phục vụ cho các tính toán thiệt rủi ro của đề tài. Ngoài các dữ liệu mới thu
thập được cho các quận nghiên cứu trong khuôn khổ đề tài này, toàn bộ các
dữ liệu của quận Một và quận Ba đã thu thập được trong đề tài trước đây
cũng được gộp vào cơ sở dữ liệu. Chính vì thế mà cơ sở dữ liệu được mang
tên là 5 quận. Cơ sở dữ liệu thứ hai có tên gọi là Kịch bản, được thiết kế để
lưu trữ toàn bộ các kết quả đầu ra sau khi tính toán thiệt hại theo các kịch
bản động đất.
Trên hình 2.1 minh hoạ sơ đồ cấu trúc tổng quát của cơ sở dữ liệu 5
quận. Từ giao diện chính của cơ sở dữ liệu, người sử dụng có thể truy cập
tới các nhóm chuyên đề chính, từ đó truy cập tới và làm việc với các bản đồ
Đánh giá độ rủi ro động đất và ước lượng thiệt hại về nhà cửa và người cho các quận 4, 7 và Nhà Bè,
thành phố Hồ Chí Minh sử dụng công nghệ GIS
- 12 -


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

chuyên đề. Giao diện chính của cơ sở dữ liệu được tuỳ biến, với các lệnh
đơn (Menu) được tạo thêm đại diện cho các nhóm chuyên chính. Mỗi lệnh
đơn lại bao gồm một danh sách các mục nhỏ (Item), trong đó mỗi mục của
lệnh đơn ứng với một bản đồ chuyên đề. Các mũi tên trên hình vẽ biểu thị
hướng truy cập từ giao diện chính tới các bản đồ chuyên đề. Cấu trúc này tạo

ra cơ chế mở và cho phép bổ sung vào cơ sở dữ liệu các chuyên đề và các
bản đồ mới trong tương lai (các hình chữ nhật có dấu ba chấm).


Hình 2.1. Sơ đồ cấu trúc của cơ sở dữ liệu 5 Quận

Từ hình 2.1 có thể thấy cấu trúc mềm dẻo của cơ sở dữ liệu 5 Quận
còn cho phép cập nhật các dữ liệu mới cả trong trường hợp phạm vi nghiên
cứu được mở rộng sang các quận khác. Khi đó, phạm vi các bản đồ chuyên
đề cũng được mở rộng theo, và cơ sở dữ liệu có thể mang tên gọi mới, chẳng
hạn 7 Quận, 9 Quận, v.v cho đến khi phạm vi nghiên cứu phủ kín toàn bộ
các quận của thành phố Hồ Chí Minh.
Khởi động
CSDL 5 Quận
Giao diện chính: Bản đồ nền
Menu: Chuyên đề 1
Menu: Chuyên đề 2
Menu: Chuyên đề cuối
…
…
Item: Bản đồ 1
Kết thúc
Item: Bản đồ 2
Item: Bản đồ cuối
…
Item: Bản đồ 1
Item: Bản đồ 2
Item: Bản đồ cuối
…
Item: Bản đồ 1

Item: Bản đồ 2
Item: Bản đồ cuối
Đánh giá độ rủi ro động đất và ước lượng thiệt hại về nhà cửa và người cho các quận 4, 7 và Nhà Bè,
thành phố Hồ Chí Minh sử dụng công nghệ GIS
- 13 -


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

Trên hình 2.2 minh hoạ sơ đồ cấu trúc của cơ sở dữ liệu Kịch bản. Về
cơ bản, cấu trúc của cơ sở dữ liệu này cũng giống như cấu trúc của cơ sở dữ
liệu 5 Quận, trừ hai điểm khác biệt. Khác biệt thứ nhất là trong cơ sở dữ liệu
Kịch bản có hai giao diện đồ hoạ. Giao diện bên ngoài là một bảng chọn
chính chứa danh sách các kịch bản đã tính sẵn. Sau khi đã chọn một kịch
bản, người sử dụng mới truy cập tới giao diện bên trong, từ đây mọi thao tác
diễn ra giống như trong cơ sở dữ liệu 5 Quận. Khác biệt thứ hai là ngoài các
bản đồ chuyên đề, cơ sở dữ liệu Kịch bản còn chứa cả danh sách các Báo
biểu mô tả thiệt hại về nhà cửa và người.

Hình 2.2. Sơ đồ cấu trúc của cơ sở dữ liệu Kịch bản
Khởi động
CSDL Kịch bản
Giao diện chính: Bản đồ rung động nền
Menu: Chuyên đề 1
Menu: Chuyên đề 2
Menu: Chuyên đề cuối
…
Kết thúc
Bảng chọn chính:

Danh sách kịch bản
Chọn kịch bản
…
Item: Bản đồ 1
Item: Bản đồ 2
Item: Bản đồ cuối
…
Item: Bản đồ 1
Item: Bản đồ 2
Item: Bản đồ cuối
…
Item: Báo biểu 1
Item: Báo biểu 2
Item: Báo biểu cuối
Đánh giá độ rủi ro động đất và ước lượng thiệt hại về nhà cửa và người cho các quận 4, 7 và Nhà Bè,
thành phố Hồ Chí Minh sử dụng công nghệ GIS
- 14 -


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

1.2. Các nguồn dữ liệu
Cho đến nay, toàn bộ số liệu của đề tài được thu thập chủ yếu bằng
hai phương thức. Phương thức thứ nhất là khai thác dữ liệu từ những nguồn
hiện có, bao gồm kết quả của các công trình nghiên cứu trước đây cho
Thành phố Hồ Chí Minh trong những lĩnh vực có liên quan như động đất,
địa vật lý, địa chất kiến tạo, địa chất công trình, xây dựng, v.v Phương
thức thứ hai là khảo sát thực địa và đo đạc tại hiện trường khu vực nghiên
cứu.

Về nội dung, toàn bộ số liệu của đề tài có thể được phân thành 8 nhóm
chính, trong đó 5 nhóm đầu chủ yếu được khai thác từ các đề tài trước đây
[5, 9, 16, 17], bao gồm:
1) Số liệu địa chất kiến tạo và địa động lực khu vực thành phố Hồ Chí
Minh và lân cận;
2) Số liệu động đất khu vực thành phố Hồ Chí Minh và lân cận;
3) Số liệu địa chất công trình và địa chất thuỷ văn thành phố Hồ Chí
Minh;
4) Số liệu về hành chính và kinh tế xã hội thành phố Hồ Chí Minh;
5) Số liệu về nhà cửa tại thành phố Hồ Chí Minh.
Ba nhóm số liệu mới được hoàn thành trong khuôn khổ đề tài này bao
gồm [3, 15, 17] :
1) Số liệu đo địa vật lý tại các quận 4, 7 và huyện Nhà Bè, thành phố
Hồ Chí Minh;
2) Số liệu khảo sát hiện trạng nhà cửa và phân loại nhà cửa theo kết
cấu và chức năng sử dụng tại các quận 4, 7 và huyện Nhà Bè,
thành phố Hồ Chí Minh.
3) Số liệu về các kịch bản rủi ro động đất và ước lượng thiệt hại cho
các quận 4, 7 và huyện Nhà Bè, thành phố Hồ Chí Minh.
1.3. Công cụ
Công nghệ Hệ thông tin địa lý được áp dụng để xây dựng các cơ sở dữ
liệu chuyên đề có cấu trúc của các cơ sở dữ liệu GIS tổng hợp, cho phép lưu
trữ nhiều dạng số liệu thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau trong môi trường GIS
và khi cần có thể được sử dụng một cách hiệu quả nhất cho các tính toán
định lượng và công tác nghiên cứu của đề tài.
Đánh giá độ rủi ro động đất và ước lượng thiệt hại về nhà cửa và người cho các quận 4, 7 và Nhà Bè,
thành phố Hồ Chí Minh sử dụng công nghệ GIS
- 15 -

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

Phần mềm ArcView GIS, một phần mềm GIS với nhiều chức năng
mạnh về quản lý và xử lý đồ họa được lựa chọn làm công cụ và môi trường
hiển thị cơ sở dữ liệu và các kết quả ứng dụng trên máy tính. Ngôn ngữ lập
trình Avenue của phần mềm này cũng được sử dụng để viết các chương trình
tạo ra các công cụ xử lý chuyên biệt và tuỳ biến giao diện của cơ sở dữ liệu
tổng hợp. Cơ chế mở của các cơ sở dữ liệu GIS cho phép dễ dàng bổ sung và
cập nhật các dữ liệu mới theo thời gian.
2. Công tác khảo sát, đo đạc và thu thập dữ liệu thực địa
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 (V
S30
). 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