Nghiên cứu xác định giá trị động đất thiết kế cực đại cho nhà máy điện hạt nhân ninh thuận 2
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.93 MB, 69 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
----------
Bùi Trung Thông
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ ĐỘNG ĐẤT
THIẾT KẾ CỰC ĐẠI CHO NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT
NHÂN NINH THUẬN 2
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội – 2015
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
----------
Bùi Trung Thông
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ ĐỘNG ĐẤT
THIẾT KẾ CỰC ĐẠI CHO NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT
NHÂN NINH THUẬN 2
Chuyên ngành: Vật lý Địa cầu
Mã số: 604401111
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. Phạm Đình Nguyên
Hà Nội – 2015
LỜI CẢM ƠN
Trƣớc hết, tôi xin đƣợc tỏ lòng biết ơn sâu sắc và gửi lời cảm ơn chân
thành đến TS. Phạm Đình Nguyên, ngƣời trực tiếp hƣớng dẫn tôi thực hiện
Luận văn, đã tận tình chỉ bảo và hƣớng dẫn tôi tìm ra hƣớng nghiên cứu, tiếp
cận thực tế, tìm kiếm tài liệu, xử lý và phân tích số liệu, giải quyết vấn đề…
nhờ đó tôi mới có thể hoàn thành luận văn Thạc sỹ của mình.
Ngoài ra, trong quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện đề tài tôi
còn nhận đƣợc nhiều sự quan tâm, góp ý, hỗ trợ quý báu của quý thầy cô,
đồng nghiệp, bạn bè và ngƣời thân. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:
Cha mẹ và những ngƣời thân trong gia đình đã hỗ trợ, tạo điều kiện
thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian qua và đặc biệt trong thời gian tôi
theo học khóa thạc sỹ tại trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên –
ĐHQGHN.
Quý Thầy, Cô là cán bộ thuộc Bộ môn Vật lý địa cầu, và quý Thầy, Cô
công tác tại Khoa Vật lý – Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên –
ĐHQGHN, đã truyền đạt cho tôi những kiến thức bổ ích trong suốt hai
năm học vừa qua.
Các bạn bè, đồng nghiệp tại Cục An toàn bức xạ và hạt nhân – Bộ
Khoa học và Công nghệ, luôn động viên, hỗ trợ tôi trong quá trình học
tập và nghiên cứu.
Tác giả
Bùi Trung Thông
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
1. Lý do chọn đề tài .....................................................................................................1
2. Phƣơng pháp nghiên cứu .........................................................................................2
3. Cấu trúc luận văn .....................................................................................................2
4. Các kết quả thu đƣợc của luận văn ..........................................................................3
CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ ĐỘ NGUY
HIỂM ĐỘNG ĐẤT TẠI KHU VỰC NMĐHN NINH THUẬN 2 ............................4
1.1. Khái niệm .............................................................................................................4
1.2. Khái quát về hoạt động địa chất, kiến tạo lãnh thổ Việt Nam ..............................4
1.3. Hoạt động động đất ở Miền nam Việt Nam và khu vực Ninh Thuận ..................7
1.4. Một số kết quả nghiên cứu, đánh giá độ nguy hiểm động đất đối với địa điểm
NMĐHN Ninh Thuận 2 .........................................................................................12
1.4.1. Các nghiên cứu, đánh giá độ nguy hiểm động đất do nƣớc ngoài thực hiện ..12
1.4.2 Đánh giá đánh giá độ nguy hiểm động đất của các nhà khoa học Việt Nam...15
1.5. Những tồn tại cần đƣợc tiếp tục giải quyết.........................................................20
CHƢƠNG 2 - PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ ĐỘNG ĐẤT THIẾT KẾ
CỰC ĐẠI ..................................................................................................................22
2.1. Phƣơng pháp xác định độ lớn Mmax của động đất cực đại có thể phát sinh tại
mỗi vùng nguồn .....................................................................................................22
2.2. Xác định MDE bằng phƣơng pháp xác suất ......................................................28
2.3. Xác định MDE bằng phƣơng pháp tất định .......................................................31
2.4. Đánh giá việc sử dụng hai phƣơng pháp xác suất và tất định ............................33
CHƢƠNG 3 - XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ ĐỘNG ĐẤT THIẾT KẾ CỰC ĐẠI CHO
NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN NINH THUẬN 2 ..................................................36
3.1 Các vùng nguồn sinh chấn ảnh hƣởng tới an toàn NMĐHN Ninh Thuận 2 .......39
3.1.1 Các vùng nguồn trong bán kính 300km tính từ vị trí nhà máy .................39
3.1.2 Các vùng nguồn trong bán kính 40km tính từ vị trí nhà máy ...................43
3.2. Xác định giá trị độ lớn động đất phục vụ cho thiết kế NMĐHN Ninh Thuận 2 46
3.2.1. Mô hình tắt dần chấn động sử dụng trong tính toán.................................46
3.2.2. Động đất thiết kế cực đại cho NMĐHN Ninh Thuận 2 ...........................49
KẾT LUẬN ........................................................................................................52
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................54
PHỤ LỤC ..................................................................................................................59
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1: Dữ liệu các trận động đất xảy ra sau trận động đất (M6.7) năm 1983 (Zung,
2007) và những trận động đất tại miền Nam Việt Nam gần đây…………………..11
Bảng 2: Giá trị rung động nền cực đại tại địa điểm Ninh Thuận 2 theo phƣơng pháp
xác suất ………………………………..…………………………………..…….....15
Bảng 3: Giá trị rung động nền cực đại tại địa điểm Ninh Thuận 2 theo phƣơng pháp
tất định…….……………………………………………………………………….16
Bảng 4. Một số động đất ghi nhận đƣợc tại khu vực Ninh Thuận……………...….36
Bảng 5: Giá trị rung động nền cực đại tại địa điểm Ninh Thuận 2….…………….49
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Bản đồ kiến tạo khu vực xung quanh lãnh thổ Việt Nam…………………5
Hình 1.2 Bản đồ chấn tâm các trận động đất từng xảy ra tại Việt Nam trong thời
gian từ 1067 đến 2002 ………………………………………………………………6
Hình 1.3 Địa điểm xây dựng dự kiến NMĐHN Ninh Thuận 2……………………...7
Hình 1.4 Cơ cấu chấn tiêu và bản đồ cƣờng độ động đất xảy ra ngày 08/11/2005 tại
miền Nam Việt Nam (USGS) ………………………………………………………9
Hình 1.5 Cơ chế chấn tâm và bản đồ cƣờng độ động đất của trận động đất diễn ra
ngày 26/01/2011 (USGS) ………………………………………………………….10
Hình 1.6 Khu vực NMĐHN Ninh Thuận 2 nằm trong vùng nguy hiểm động đất có
gia tốc rung động nền cực đại từ 200-400 cm/s2…………………………………...12
Hình 1.7 Khu vực NMĐHN Ninh Thuận 2 đƣợc xác định thuộc vùng nền ổn định
Sunda với động đất cực đại có độ lớn M=7,0……………………………………...13
Hình 1.8 Các vùng nguồn chấn động sử dụng trong đánh giá Mmax bằng phƣơng
pháp xác suất……………………………………………………………………….14
Hình 1.9 Kết quả đánh giá rung động nền do động đất theo phổ phản ứng của động
đất đứt đối với đứt gãy núi Bàu. …………………………………………………...18
Hình 2.1. Các bƣớc đánh giá độ nguy hiểm động đất bằng phƣơng pháp xác suất
(Nguồn ENSTTI) ………………………………………………………………….28
Hình 3.1 Sơ đồ phân bố đứt gãy tổng hợp từ tài liệu địa chấn nông phân giải cao và
địa chấn dầu khí trong phạm vi bán kinh 100 km tính từ Phan Rang. (Theo Phan
Trọng Trịnh và nnk., 2013) ………………………………………………………..40
Hình 3.2 Bản đồ địa chấn kiến tạo của địa điểm Ninh Thuận 2 và các vùng lân cận
(Nguyễn Hồng Phƣơng) …………………………………………………………...41
Hình 3.3: Đặc trƣng địa mạo kiến tạo quanh đứt gãy Đông Hòn Gió…………….43
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
ENSTTI (European Nuclear Safety Training & Tutoring Institute): Viện nghiên
cứu đào tạo và thực hành an toàn hạt nhân châu Âu;
GSHAP (Global Seismic Hazard Assessment Program): Chƣơng trình đánh giá độ
nguy hiểm động đất toàn cầu;
IAEA (International Atomic Energy Agency): Cơ quan năng lƣợng nguyên tử quốc
tế;
MCE (Maximum Credible Earthquake): Động đất cực đại có thể xảy ra;
MDE (Maximum Design Earthquake): Động đất thiết kế cực đại;
NMĐHN: Nhà máy điện hạt nhân;
PEER: Trung tâm nghiên cứu kỹ thuật địa chấn Thái Bình Dƣơng;
PGA (Peak Ground Acceleration): gia tốc rung động nền cực đại;
USGS: Cơ quan khảo sát địa chất Hoa Kỳ;
WSSI (World Seismic Safety Initiative): Sáng kiến an toàn địa chấn toàn cầu.
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Dự án các nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận tại Việt Nam, trong đó có
NMĐHN Ninh Thuận 2 là công trình quan trọng cấp quốc gia của Việt Nam. Một
trong các mối nguy hại lớn nhất đối với an toàn của các NMĐHN là các tác động
gây ra bởi động đất tới các cấu trúc, bộ phận và thành phần của NMĐHN. Trong
quá khứ đã có NMĐHN bị hƣ hại nghiêm trọng, phải ngừng hoạt động trong một
thời gian dài sau khi xảy ra động đất nhƣ NMĐHN Kashiwazaki-Kariwa (Japan) nhà máy điện hạt nhân lớn nhất thế giới về sản lƣợng điện, có đến 7 lò phản ứng,
đƣợc xây dựng từ giữa những năm 1990. Do đó việc xác định các giá trị về độ lớn
động đất làm cơ sở để thiết kế NMĐHN Ninh Thuận 2 có vai trò đặc biệt quan
trọng trong đảm bảo an toàn tuyệt đối cho công trình và ngƣời dân khi xây dựng và
đƣa công trình vào vận hành. Bên cạnh đó, một trong các tiêu chí để đánh giá tính
ƣu việt giữa các thế hệ lò phản ứng sử dụng trong các NMĐHN là khả năng chống
động đất của nhà máy điện hạt nhân đó. Do đó việc xác định các giá trị về độ lớn
động đất làm cơ sở để thiết kế NMĐHN Ninh Thuận 2 có vai trò quan trọng trong
lựa chọn công nghệ sẽ sử dụng, cũng nhƣ đạt đƣợc các mục tiêu kinh tế đặt ra khi
quyết định triển khai chƣơng trình điện hạt nhân tại Việt Nam.
Về lý thuyết, việc đánh giá, xác định giá trị động đất thiết kế cực đại cho các
công trình quan trọng đã đƣợc rất nhiều tác giả đề cập (chẳng hạn Cornell, 1968;
McGuire, 1976; Ordaz et. al., 2001; Lee et. al., 2002, 2003; Campbell và Bozorgnia,
2008; Abrahamson và Silva, 2008; Panza et. al., 2011). Tuy nhiên, khu vực lân cân
vị trí dự kiến xây dựng NMĐHN Ninh Thuận 2 có những đặc thù thực tế nhất định
nhƣ điều kiện địa chất kiến tạo phức tạp, các kết quả điều tra, khảo sát trƣớc đây
còn nghèo nàn, hoạt động động đất không đƣợc quan sát đầy đủ, v.v... (Nguyễn
Đình Xuyên và nnk., 1996, 2004). Chính vì vậy, việc đánh giá, xác định giá trị động
đất thiết kế cực đại cho NMĐHN Ninh Thuận 2 là không đơn giản, cần đƣợc nghiên
cứu kỹ để có thể đảm bảo đƣợc đồng thời hai yêu cầu đã nêu: i) Đảm bảo mức an
1
toàn cao nhất cho công trình; ii) Đảm bảo tiết kiệm chi phí đầu tƣ và hiệu quả kinh
tế của công trình.
Chính vì những lý do đã nêu trên đây, tôi lựa chọn đề tài nghiên cứu: “Nghiên
cứu xác định giá trị động đất thiết kế cực đại cho nhà máy điện hạt nhân Ninh
Thuận 2” cho luận văn Thạc sĩ của mình. Luận văn đƣợc đặt ra với mục tiêu xác
định giá trị động đất thiết kế cực đại cho NMĐHN Ninh Thuận 2 trên cơ sở các
thông tin đã có về điều kiện địa chất, kiến tạo, đứt gãy và các quan trắc địa chấn tại
khu vực dự kiến xây dựng NMĐHN Ninh Thuận 2 và lân cận.
2. Phƣơng pháp nghiên cứu
Để xác định giá trị động đất thiết kế cực đại cho công trình xây dựng nói chung
và đối với nhà máy điện hạt nhân nói riêng, các phƣơng pháp phổ biến thƣờng đƣợc
sử dụng là phƣơng pháp xác suất (xem Cornell, 1968; McGuire, 1976; Ordaz et. al.,
2001) và phƣơng pháp tất định (Campbell và Bozorgnia, 2008; Abrahamson và
Silva, 2008; Hermann et. al., 2010; Irikura và Miyake, 2011; Kluegel và Attinger,
2011). Việc lựa chọn phƣơng pháp nào thích hợp để có đƣợc kết quả tin cậy phụ
thuộc vào đặc điểm địa chất, bối cảnh kiến tạo của khu vực nghiên cứu.
Trong luận văn của mình, tôi đã hệ thống lại các phƣơng pháp thƣờng đƣợc sử
dụng trong đánh giá động đất thiết kế cực đại, phân tích các điều kiện thực tế của
khu vực dự kiến xây dựng công trình NMĐHN Ninh Thuận 2, từ đó lựa chọn
phƣơng pháp tất định cho nghiên cứu này nhằm tính toán giá trị động đất thiết kế
cực đại cho địa điểm nghiên cứu: nguồn sinh chấn đƣợc xác định theo mô hình đứt
gãy, sử dụng mô hình tắt dần chấn động của Campbell và Bozorgnia, 2008.
3. Cấu trúc luận văn
Luận văn ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, luận văn gồm
có 3 chƣơng, cụ thể:
Chƣơng 1: Tổng quan về các nghiên cứu, đánh giá độ nguy hiểm động đất tại khu
vực dự kiến xây dựng NMĐHN Ninh Thuận 2.
2
Chƣơng 2: Phƣơng pháp xác định giá trị động đất thiết kế cực đại.
Chƣơng 3: Xác định giá trị động đất thiết kế cực đại cho nhà máy điện hạt nhân
Ninh Thuận 2.
4. Các kết quả thu đƣợc của luận văn
Quá trình thực hiện Luận văn đã đƣa lại một số kết quả chính sau đây:
-
Hệ thống đƣợc đầy đủ các phƣơng pháp xác định giá trị động đất thiết kế cực
đại thƣờng đƣợc sử dụng hiện nay;
-
Xác định đƣợc giá trị động đất thiết kế cực đại cho NMĐHN Ninh Thuận 2
trong các điều kiện thực tế của Việt Nam hiện nay. Kết quả này hoàn toàn có
thể tham khảo trong quá trình thiết kế, xây dựng chống động đất cho
NMĐHN Ninh Thuận 2.
3
CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ ĐỘ NGUY
HIỂM ĐỘNG ĐẤT TẠI KHU VỰC NMĐHN NINH THUẬN 2
1.1.
Khái niệm
Một tham số dao động nền rất quan trọng trong việc đƣa ra giải pháp thiết kế
xây dựng cho công trình chịu động đất nhƣ đập thủy điện lớn, nhà máy điện hạt
nhân, cầu, hoặc nhà cao tầng, v.v… là mức độ nguy hiểm động đất ở địa điểm xây
dựng công trình. Độ nguy hiểm động đất tại một điểm là mức chấn động cực đại của
nền đất (có thể là dịch chuyển, tốc độ, gia tốc hoặc cƣờng độ chấn động) do động
đất gây ra tại điểm đó với xác suất xuất hiện vƣợt quá một ngƣỡng P nào đó trong
một khoảng thời gian cho trƣớc. Để xác định đƣợc yếu tố này cần phải biết 1) Động
đất có thể xảy ra ở đâu, mức độ phát sinh động đất mạnh đến mức nào (vị trí và đặc
trƣng địa chấn của nguồn sinh động đất); 2) Quy luật xuất hiện động đất theo thời
gian ra sao; và 3) Quá trình lan truyền chấn động từ chấn tiêu động đất tới các vị trí
ở vùng quan tâm nhƣ thế nào (đặc điểm môi trƣờng truyền sóng địa chấn) (xem
Phạm Đình Nguyên và nnk., 2015).
Đánh giá đƣợc độ nguy hiểm động đất tại một vị trí sẽ giúp các kỹ sƣ xác định
đƣợc giá trị MDE cho công trình xây dựng tại điểm đó. Giá trị MDE đƣợc xem là
mức dao động nền cực đại dùng cho thiết kế các cấu trúc công trình để nếu chấn
động nhƣ vậy xảy ra, các cấu trúc có thể bị hƣ hại nhất định nhƣng khả năng đảm
bảo an toàn đối với công trình phải đƣợc duy trì. Đối với nhà máy điện hạt nhân, giá
trị MDE đƣợc tính bằng giá trị (gia tốc rung động) của MCE có thể xảy ra tại vị trí
công trình.
1.2. Khái quát về hoạt động địa chất, kiến tạo lãnh thổ Việt Nam
Nƣớc ta nằm giữa hai vành đai động đất lớn trên thế giới là Tây Thái Bình
Dƣơng Himalaya – Sumatra. Đây là phần lãnh thổ có cấu trúc vỏ trái đất phức tạp
do ảnh hƣởng của quá trình biến dạng hình thành từ va chạm giữa các mảng Ấn Độ
- Âu Á (Hình 1.1).
4
Dựa trên việc xem xét điều kiện kiến tạo – địa động lực ở quy mô khu vực ,
ngƣời ta nhận thấy có các lực tác động lên vỏ trái đất theo xu hƣớng đẩy bán đảo
Đông Dƣơng về phía Nam để giải phóng biến dạng do sự va chạm giữa tiểu lục địa
Ấn Độ và mảng Âu - Á. Va chạm này tạo ra một đứt gãy trƣợt bằng, gọi là đứt gãy
Sông Hồng, dài hơn 900km, dọc theo sông Hồng gần Hà Nội, cắt qua miền Bắc
Việt Nam. Một số đới đứt gãy hoạt động và đang tiếp tục phát triển cũng đƣợc tìm
thấy quanh đứt gãy Sông Hồng. Một số trận động đất cỡ trung bình đã xảy ra ở Việt
Nam trƣớc đây, đặc biệt là ở miền Bắc với tâm chấn phân bố dọc theo đứt gãy Sông
Hồng.
Hình 1.1. Bản đồ kiến tạo khu vực xung quanh lãnh thổ Việt Nam
(Tapponnier và các cộng sự, sửa đổi năm 1990)
5
Xét một cách tổng quan, hệ thống các đứt gãy đứt gãy lớn hoạt động và phát
sinh động đất trên lãnh thổ Việt Nam đƣợc thể hiện tại Hình 1.2 dƣới đây.
East
Sea
Hình 1.2: Bản đồ chấn tâm các trận động đất từng xảy ra tại Việt Nam trong
thời gian từ 1067 đến 2002 (Nguyễn Đình Xuyên và Lê Tử Sơn, 2005).
6
1.3. Hoạt động động đất ở Miền nam Việt Nam và khu vực Ninh Thuận
Trên lãnh thổ nƣớc ta, hoạt động động đất phần lớn tập trung ở khu vực miền
Bắc. Theo Viện Vật lý Địa cầu Việt Nam, 90% số trận động đất ở Việt Nam xảy ra
tại khu vực Tây Bắc và độ sâu chấn tâm của các trận động đất này thƣờng không
vƣợt quá 30 km (Nguyễn Đình Xuyên và nnk., 1996; 2004). Nói khác đi, các trận
động đất xảy ra trên lãnh thổ Việt Nam chủ yếu ở trong lớp vỏ Trái đất. Một trong
những trận động đất mạnh nhất trên lãnh thổ Việt Nam với độ lớn M=6.7 đã xảy ra
năm 1983 ở khu vực Tây Bắc Việt Nam (Nguyễn Đình Xuyên và nnk., 1996).
Vị trí dự kiến xây dựng NMĐHN Ninh Thuận 2 là tại xã Vĩnh Hải, huyện
Ninh Hải, tỉnh Ninh Thuận, miền Nam Việt Nam (Hình 1.3). Địa điểm xây dựng
nhà máy theo kế hoạch nằm trong vùng đồng bằng hẹp thuộc khu vực trung tâm xã
Vĩnh Hải, tỉnh Ninh Thuận, miền Nam Việt Nam. Phía Bắc - Tây - Nam của đồng
bằng đƣợc bao quanh bởi dãy núi và phía Đông giáp biển Đông.
Hình 1.3: Địa điểm xây dựng dự kiến NMĐHN Ninh Thuận 2
7
Mặc dù các trận động đất có độ lớn từ 5,5 trở lên chƣa đƣợc ghi nhận ở khu
vực miền Nam nƣớc ta (Zung, 2007) kể từ năm 2001 đến nay, tuy nhiên gần đây đã
xảy ra hai trận động đất với độ lớn Mw 5.3 và Mw 5,0 lần lƣợt vào các ngày
08/11/2005 và 26/01/2011. Vị trí và cơ cấu chấn tiêu của các trận động đất này nhƣ
sau:
(1) Cơ cấu chấn tiêu xác định bởi Đại học Harvard đối với trận động đất xảy
ra ngày 08/11/2005 tại khu vực ngoài khơi biển Vũng Tàu, Việt Nam.
Thời gian: 8/11/2005 Centroid time: 7:54:42.5 GMT;
Vĩ độ=10,12;
Độ sâu=12,0 km
Centroid time minus hypocenter time: 3,5 ;
Mw=5,3 mb=5,1 Ms=5 ,9
Mặt phẳng đứt gãy: phƣơng vị=120 độ chúc=68 độ trƣợt=-171 ;
Kinh độ=108,26;
Centroid time= 1,1
Mô men Tensor: Expo=24 -0,146 -0,794 0,940 -0,298 -0,294 -0,558 ;
Mômen vô hƣớng=1,12e+24 ;
Mặt phẳng đứt gãy: phƣơng vị=27 độ chúc=82 độ trƣợt=-22
8
Hình 1.4: Cơ cấu chấn tiêu và bản đồ cƣờng độ động đất xảy ra ngày
08/11/2005 tại miền Nam Việt Nam (USGS)
(2) Cơ cấu chấn tiêu xác định bởi Đại học Harvard đối với trận động đất xảy ra ngày
26/11/2011. Thời gian: 2011/1/26 Centroid time: 7:24:28.7 GMT
Vĩ độ=9,96
Kinh độ=108,22
Độ sâu=12,0
Centroid time= 0,8
9
Centroid time minus hypocenter: 3,5
Mô-men Ten-xơ: Expo=23 -1,020 1,570 2,590 -0,175 -1,210 -2,840
Mw=5.0 mb= .7 Ms=0.0
Mômen vô hƣớng=3.74e+23;
Mặt phẳng đứt gãy: phƣơng vị=108 độ Mặt phẳng đứt gãy: phƣơng vị=16 độ
chúc=85 độ trƣợt=-21
chúc=69 độ trƣợt=-174
Hình 1.5: Cơ chế chấn tâm và bản đồ cƣờng độ động đất của trận động
đất diễn ra ngày 26/01/2011 (USGS)
10
Đối với việc ghi đo động đất, thông qua mạng lƣới đài trạm quốc gia, đã ghi
lại đƣợc thông tin về các trận động đất xảy ra trong thời gian gần đây trên lãnh thổ
nƣớc ta nhƣ bảng dƣới đây:
Bảng 1: Dữ liệu các trận động đất xảy ra sau trận động đất (M6.7) năm 1983
(Zung, 2007) và những trận động đất tại miền Nam Việt Nam gần đây.
Thời gian động đất
STT
Năm Tháng
Chấn tâm
Ngày
Kinh độ
Vĩ độ
Khoảng
Độ sâu cách chấn
tâm [km]
*
[km]
M
1
1983
6
24 (14:18)
103,40
21,77 23 (18)
1277
6,7
2
1983
6
24 (16:07)
102,58
21,36 49 (33)
1284
5,1
3
1983
6
24 (23:07)
102,59
21,36
49
1283
5,1
4
1983
7
15
103,44
21,76
3 (10)
1274
5,1
5
1983
9
1
103,88
21,39
0 (33)
1217
5,5
6
1985
8
19
102,70
22,20
10
1355
5,3
7
8
9
10
1989
1995
2001
2005
6
4
2
11
17
24
19
8
102,45
102,90
102,85
108,26
20,67
22,73
21,33
10,12
17
20
12
12
1229
1395
1266
196
5,6
5,1
5,3
11
2011
1
26
108,22
9,96
12
214
5.0**
* ( ): Dữ liệu từ dịch vụ thông tin động đất Quốc qia
**: Độ lớn mô men
11
5.3**
1.4. Một số kết quả nghiên cứu, đánh giá độ nguy hiểm động đất đối
với địa điểm NMĐHN Ninh Thuận 2
1.4.1. Các nghiên cứu, đánh giá độ nguy hiểm động đất do nƣớc ngoài thực hiện
Việc nghiên cứu về động đất phục vụ công tác quy hoạch vùng, miền, các đô thị
và thiết kế chống động đất cho các công trình xây dựng nhằm giảm thiểu thiệt hại
mà động đất có thể gây ra đƣợc nhiều nƣớc trên thế giới đặc biệt quan tâm.
UNESCO đã có nhiều chƣơng trình nghiên cứu theo hƣớng này nhƣ Thập kỷ quốc
tế giảm nhẹ thiên tai IDNDR, chƣơng trình GSHAP, chƣơng trình An toàn địa chấn
toàn cầu WSSI, v.v... Theo kết quả nghiên cứu từ GSHAP, khu vực NMĐHN Ninh
Thuận 2 nằm trong vùng nguy hiểm động đất có gia tốc rung động nền cực đại từ
20-40 cm/s2 (Hình 1.6).
12
Hình 1.6 Khu vực NMĐHN Ninh Thuận 2 nằm trong vùng nguy hiểm động
đất có gia tốc rung động nền cực đại thấp (Nguồn: GSHAP)
Sau trận động đất Sumatra M=9.2 ngày 26/12/2004, Cơ quan khảo sát địa chất
Mỹ (USGS) cũng đã tiến hành đánh giá độ nguy hiểm động đất cho khu vực Đông
Nam Á, trong đó có khu vực NMĐHN Ninh Thuận 2 (Petersen et. al., 2007).
13
Hình 1.7 Khu vực NMĐHN Ninh Thuận 2 đƣợc xác định thuộc vùng
nền ổn định Sunda với động đất cực đại có độ lớn M=7,0 (Nguồn: Petersen et.
al., 2007).
Trong dự án nghiên cứu này, khu vực NMĐHN Ninh Thuận 2 đƣợc xác định
thuộc vùng nền ổn định Sunda với động đất cực đại có độ lớn M=7,0. Các mô hình
tắt dần chấn động sau đây đã đƣợc sử dụng trong tính tóan độ nguy hiểm động đất
tại đây: Toro và nnk. (2005; wt. 0.2), Frankel và nnk. (1996; wt. 0.1), Atkinson và
Boore 140 bar stress drop (2006, 2007; wt. 0.1), Atkinson và Boore 200 bar stress
14
drop (2006, 2007; wt .0.1), Somerville và nnk. (2001; wt. 0.2), Campbell (2002; wt.
0.1), Tavakoli và Pezeshk (2005; wt. 0.1), và Silva và nnk, (2005, wt. 0.1).
1.4.2 Đánh giá đánh giá độ nguy hiểm động đất của các nhà khoa học Việt Nam
Trong số các đề tài nghiên cứu đánh giá độ nguy hiểm động đất đối với địa
điểm xây dựng NMĐHN tại khu vực Ninh Thuận, một số đề tài đã đƣợc triển khai
và công bố kết quả, dƣới đây là một số kết quả đã đƣợc thực hiện bởi các nhà khoa
học thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VAST):
-
Kết quả đánh giá rung động nền bằng phƣơng pháp xác suất:
Rung động nền trong khu vực địa điểm xây dựng NMĐHN Ninh Thuận đƣợc
thực hiện bằng phƣơng pháp xác suất, trong đó có xem xét tới tám vùng nguồn nhƣ
hình sau:
1) Thuận Hải –
Minh Hải;
2) Kinh tuyến 1090;
3) Cửu Long – Côn
Sơn;
4) Nha Trang –
Tánh Linh;
5) Tuy Hòa– Củ
Chi;
6) Ba Tơ – Củng
Sơn;
7) Sông Sài Gòn;
8) Sông Vàm Cỏ
Đông.
Hình 1.8: Các vùng nguồn chấn động sử dụng trong
đánh giá Mmax bằng phƣơng pháp xác suất
(Nguyễn Hồng Phƣơng)
Trong tính toán này, các tham số sau đây đã đƣợc ƣớc lƣợng cho mỗi vùng nguồn:
• Độ lớn động đất cực đại dự báo Mmax;
15
• Các tham số a và b trong biểu thức phân bố động đất theo độ lớn của
Gutenberg-Richter và các đại lượng suy diễn tương ứng λ và β. Các tham số
này phản ánh tần suất xảy ra động đất trong vùng;
• Chu kỳ lặp lại dự báo T(M) của các động đất mạnh trong vùng.
Các phƣơng pháp hợp lý cực đại và cực trị đƣợc áp dụng đồng thời để ƣớc
lƣợng các tham số nguy hiểm động đất. Phƣơng trình tắt dần chấn động của
Campbell (1997) đƣợc lựa chọn để áp dụng cho vùng nghiên cứu:
ln(AH) = -3.512 + 0.904 Mw - 1.328ln{R2SEI + [0.149 exp(0.647 Mw)] 2
+[1.125-0.112ln(RSEI) - 0.0957 Mw]F +[0.440-0.171ln(RSEI)]SSR +[0.4050.222ln(RSEI)]SHR + .
Trong đó:
-
AH là gia tốc dao động nền cực đại theo thành phần nằm ngang, đƣợc tính
theo đơn vị g (g = 981 cm/s2);
-
Rseis là khoảng cách gần nhất giữa trạm ghi và lớp hoạt động địa chấn;
-
Mw là độ lớn theo mô men;
-
F là hệ số kiểu đứt gãy (trƣợt bằng khi F = 0, nghịch khi F =1);
-
SSR và SHR là các hệ số nền đất: đất mềm rời SSR = SHR = 0; SSR =1;
SHR =0 đối với đá nửa cứng; SSR=0, SHR= 1 đối với đá gốc và là độ lệch
chuẩn.
Các kết quả tính toán rung động nền cực đại nhƣ sau:
Bảng 2 : Giá trị rung động nền cực đại tại địa điểm Ninh Thuận 2 theo
phƣơng pháp xác suất
Ninh Thuận 2 (Vĩnh Hải)
T (năm)
1000
PGA (g)
Cƣờng độ (MSK-64)
0.029
V
16
2500
0.041
VI
10 000
0.063
VII
Kết quả đánh giá rung động nền bằng phƣơng pháp tất định cho khu vực dự
kiến xây dựng NMĐHN ở Ninh Thuận:
Bảng 3 : Giá trị rung động nền cực đại tại địa điểm Ninh Thuận 2 theo
phƣơng pháp tất định
STT
1
Biểu thức tắt dần
Xiang Jianguang và Gao Dong
Rung động nền
Rung động nền cực
cực đại, PGA (g)
đại I (MSK-64)
Ninh Thuận 2
Ninh Thuận 2
0.05680
VII
0.05415
VI
Chiou và Power (1993)
0.04255
VI
4
Campbell & Bozorgnia (1994)
0.0571
VI
5
Youngs, Chiou, Silva và
0.06543
VII
0.10231
VII
(1994
2
Boore, Joyner & Fumal (1994)
3
Sadigh, Chang, Abrahamson,
Humphrey (1997)
6
Toro, Abrahamson và Shneiner
(1997)
Theo các tính toán của tác giả Nguyễn Hồng Phƣơng đã cho thấy một số kết luận
sau:
17
-
Cƣờng độ rung động nền cực đại tại địa điểm NT2 tính đƣợc từ 6 phƣơng
trình tắt dần chấn động đều không vƣợt quá cƣờng độ cấp VII theo thang MSK-64.
-
Các kết quả tính rung động nền cực đại theo phƣơng pháp khảo sát theo diện
cho thấy trong mọi trƣờng hợp, rung động nền cực đại tại địa điểm NT2 đều do
động đất phát sinh trên đới đứt gãy Thuận Hải – Minh Hải gây ra.
-
Các kết quả áp dụng phƣơng pháp phân tích phản ứng nền tại địa điểm (site
response analysis) cho thấy giá trị gia tốc cực đại nền (PGA) và cƣờng độ chấn
động trên mặt (I) tại địa điểm NT2 cũng không vƣợt quá cấp VII.
1.4.3. Kết quả đánh giá của các Tư vấn tham gia khảo sát, đánh giá địa điểm
NMĐHN Ninh Thuận 2
Theo nhận định của Tƣ vấn Nhật Bản, trong số các đứt gãy hoạt động đƣợc xác
định trong khảo sát cấu trúc địa chất, đứt gãy núi Bàu, Bắc Hòn Ông và đứt gãy bờ
bên phải sông Rừa v.v…là các đứt gãy không thể phủ nhận hoạt động của chúng
trong 10.000 năm qua. Trong số các đứt gãy này, đứt gãy Đông núi Bàu – đứt gãy
đƣợc cho là gây ảnh hƣởng lớn nhất đến địa điểm đã quy hoạch, đã đƣợc lựa chọn
làm đối tƣợng để đánh giá địa điểm.
* Đánh giá rung động nền do động đất theo phổ phản ứng:
Phƣơng pháp Campell và Bozorgnia (2008) đƣợc sử dụng để đánh giá rung động
nền do động đất theo phổ phản ứng với nguồn sinh chấn là đứt gãy núi Bàu.
Hình 1.9 dƣới đây biểu diễn kết quả đánh giá rung động nền do động đất theo
phổ phản ứng của động đất.
18
