Ứng dụng hàm Green trong mô phỏng lan truyền sóng thần khu vực Biển Đông Việt Nam

Header Page 1 of 166.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Mai Xuân Bách

ỨNG DỤNG HÀM GREEN TRONG MÔ PHỎNG LAN
TRUYỀN SÓNG THẦN KHU VỰC BIỂN ĐÔNG VIỆT NAM

Chuyên ngành: Vật lý Địa cầu
Mã số

: 604415

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS CAO ĐÌNH TRIỀU

Hà Nội - 2011

Footer Page 1 of 166.


Luận văn
sĩ khoa học
Header Page
2 thạc
of 166.

Mai Xuân Bách, 2011

Lời cảm ơn
Đƣợc sự đồng ý của khoa Địa chất trƣờng ĐH KHTN, ĐH QGHN dƣới sự
hƣớng dẫn của PGS.TS. Cao Đình Triều (Viện Vật lý Địa cầu,Viện KH&CN Việt
Nam) đề tài luận văn tốt nghiệp của em với tiêu đề: “Ứng dụng hàm Green trong
mô phỏng lan truyền sóng thần khu vực Biển Đông Việt Nam” đến nay đã đƣợc
hoàn thành.
Em xin chân thành cám ơn PGS.TS. Cao Đình Triều, ngƣời đã trực tiếp tận
tình hƣớng dẫn trong quá trình làm luận văn tốt nghiệp. Em xin gửi lời biết ơn sâu
sắc đến các thầy cô giáo trong khoa Vật Lý, Bộ môn Vật lý Địa cầu, đã trang bị cho
em nhƣng kiến thức trong quá trình học tập.
Nhân dịp này tác giả xin gửi lời cám ơn chân thành đối với Ban lãnh đạo
Viện Vật lý Địa cầu, Phòng Sau Đại Học, Trƣờng ĐHKHTN, cán bộ công nhân
viên trong nhà trƣờng, cùng bạn bè và các đồng nghiệp đã tạo điều kiện thuận lợi
giúp đỡ để hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
Mặc dù đã cố gắng để hoàn thiện luận văn, nhƣng do những hạn chế về kiến
thức chuyên môn, kinh nghiệm thực tế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót,
học viên cao học thành thực mong nhận đƣợc những góp ý của thầy, cô giáo và các
bạn đồng nghiệp.
Xin chân thành cám ơn.
Hà nội, năm 2011

Footer Page 2 of 166.
1


Luận văn
sĩ khoa học
Header Page

3 thạc
of 166.

Mai Xuân Bách, 2011

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ……………………………………………………………………...

3

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU SÓNG THẦN Ở VIỆT NAM 5
1.1 Sơ lƣợc về nghiên cứu sóng thần ở Việt Nam …………………………..

5

1.2 Nghiên cứu cổ sóng thần ...........................................................................

8

CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƢƠNG PHÁP LUẬN VỀ XÂY
DỰNG MÔ HÌNH VÀ MÔ PHỎNG LAN TRUYỀN SÓNG THẦN ……….
15
2.1 Kích hoạt sóng thần bởi nguồn động đất, phƣơng pháp mô hình

15

2.1.1

Mô hình nguồn phát sinh sóng thần …………………………….

15

2.1.2

Cơ sở lý thuyết và phương pháp luận ………………………….

21

2.2 Phƣơng pháp hàm Green ………………………………………………..

25

2.2.1

Biểu diễn minh hoạ ……………………………………………..

25

2.2.2

Hàm Green ……………………………………………………...

27

2.2.3

Dịch chuyển của đáy biển dưới tác động của điểm lực trong nửa
không gian đàn hồi ………………………………………...

29

2.2.4

Kích hoạt sóng thần trong lớp nước vô hạn ……………………

31

2.2.5

Hàm kích hoạt và tạo thuỷ triều ………………………………...

34

2.2.6

Kích hoạt sóng thần từ nguồn hữu hạn …………………………

36

2.2.7

Kích hoạt sóng thần trong lớp nước nửa vô hạn (semi- infinite)

37

2.2.8

Mô hình phẳng phức tạp (không đồng nhất) ……………………

43

CHƢƠNG 3: CÁC KỊCH BẢN ÁP DỤNG MÔ PHỎNG TÍNH TOÁN LAN
45
TRUYỀN SÓNG THẦN ĐẾN BỜ BIỂN VÀ HẢI ĐẢO VIỆT NAM ………
Xây dựng các kịch bản lan truyền sóng thần .…………………………..

45

3.2 Ảnh hƣởng của sóng thần đến bờ biển và hải đảo Việt Nam …................

54

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ………………………………………………

57

TÀI LIỆU THAM KHẢO ……………………………………………………

59

3.1

Footer Page 3 of 166.
2


Luận văn
sĩ khoa học
Header Page
4 thạc

of 166.

Mai Xuân Bách, 2011

MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của đề tài:
Nƣớc ta với hơn 3000km bờ biển kéo dài từ bắc đến nam, hơn 20 tỉnh, thành
phố và gần 3000 hải đảo có nguy cơ chịu ảnh hƣởng trực tiếp của sóng thần. Hàng
triệu ngƣời và nhiều công trình kinh tế và an sinh xã hội cũng bị ảnh hƣởng nếu xảy
ra sóng thần ở Biển Đông. Vì vậy việc nghiên cứu động đất gây sóng thần và lan
truyền sóng thần là rất cần thiết nhằm phòng tránh, giảm nhẹ thiệt hại khi có thảm
họa xảy ra.
Mục tiêu của đề tài: Tìm hiểu nguyên lý lan truyền sóng thần và xây dựng một số
kịch mô phỏng lan truyền sóng thần đến bờ biển và hải đảo Việt Nam phục vụ dánh
giá thiệt hại, phòng tránh, giảm nhẹ thiên tai và quy hoạch xây dựng kinh thế xã hội.
Để đạt đƣợc các mục tiêu đề trên, nhiệm vụ của đề tài tập trung giải quyết vấn đề
sau:
- Nghiên cứu đặc trƣng cấu trúc vùng nguồn có thể phát sinh sóng thần
- Nghiên cứu nguyên lý lan truyền sóng thần.
- Mô phỏng và tính toán thử nghiệm cho một số kịch bản sóng thần lan
truyền đến bờ biển và hải đảo Việt Nam.
Cơ sở tài liệu tham khảo sử dụng: Để hoàn thành nhiệm vụ đặt ra, học viên cao
học đã tham khảo các nguồn tài liệu nhƣ sau:
1/ Kết quả nghiên cứu của nhiệm vụ hợp tác về Khoa học và Công nghệ theo
nghị định thƣ Việt Nam - Italy “Nghiên cứu dự báo động đất mạnh khu vực
đông nam châu á có nguy cơ gây sóng thần ảnh hƣởng đến bờ biển và hải đảo
việt nam” do PGS. TS Cao Đình Triều làm chủ nhiệm (có sự tham gia của học viên
cao học).
2/ Kết quả dự án “xây dựng bản đồ cảnh báo nguy cơ sóng thần cho các vùng bờ
biển việt nam”, TS Vũ Thanh Ca chủ nhiệm.

Footer Page 4 of 166.
3


Luận văn
sĩ khoa học
Header Page
5 thạc
of 166.

Mai Xuân Bách, 2011

3/ Kết quả nghiên cứu của đề tài “ Nghiên cứu đánh giá độ nguy hiểm của
động đất và sóng thần ở vùng ven biển và hải đảo Việt Nam và đề xuất giải
pháp phòng tránh, giảm nhẹ hậu quả”, GS. TS Bùi Công Quế chủ nhiệm.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài: Nghiên cứu động đất có nguy cơ phát
sinh sóng thần và nguyên lý lan truyền sóng thần trên biển là một đối tƣợng khoa
học phức tạp, kết quả nghiên cứu theo hƣớng này đòi hỏi phải sử dụng nhiều các dữ
liệu liên nghành nhƣ Địa chấn, Địa chất và Hải dƣơng hoc, vì vậy trong quá trình
thực hiện và hoàn thành luận văn học viên cao học đã nâng cao đƣợc khả năng phân
tích tông hợp tài liệu và trình độ nghiên cứu của mình. Đặc biệt, học viên cao học
đã tự xây dựng đƣợc chƣơng trình tính toán lan truyền sóng thần, trên cơ sở phƣơng
pháp hàm Green, dƣới sự giúp đỡ của các chuyên gia Italy và Việt Nam.
Kết quả nghiên cứu trình bày trong luận văn đã làm rõ đƣợc: cơ sở phƣơng
pháp luận, nguồn động đất sinh sóng thần, nguyên lý lan truyền của sóng thần và
mức độ ảnh hƣởng của sóng thần đến bờ biển va hải đảo Việt Nam. Thông qua đó
luận văn có thể cung cấp cơ sở khoa học và là những tài liệu tham khảo cho các nhà
hoạch định chính sách, các nhà quản lý trong việc quy hoạch phát triển kinh tế vùng
và công tác quy hoạch kháng chấn trong xây dựng phục vụ phát triển bền vững và

quản lý đô thị trong khu vực nói chung.
Cấu trúc luận văn: Luận văn gồm 65 trang đánh máy vi tính với 40 hình và 3 biểu
bảng. Ngoài phần mở đầu, kết luận, phụ lục và tài liệu tham khảo luận văn gồm 3
chƣơng chính:
Chương 1. Tổng quan về nghiên cứu sóng thần ở Việt Nam
Chương 2. Cơ sở lý thuyết và phương pháp luận về xây dựng mô hình và mô
phỏng lan truyền sóng thần .
Chương 3. Các kịch bản áp dụng mô phỏng tính toán lan truyền sóng thần đến
bờ biển và hải đảo việt nam

Footer Page 5 of 166.
4


Luận văn
sĩ khoa học
Header Page
6 thạc
of 166.

Mai Xuân Bách, 2011

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU SÓNG THẦN Ở VIỆT NAM
1.1. Sơ lƣợc về nghiên cứu sóng thần ở Việt Nam
Trƣớc khi xảy ra thảm hoạ sóng thần ngày 26-12-2004 gây ra bởi động đất
Mw=9,0 ở Sumatra, thì nghiên cứu sóng thần ở nƣớc ta chƣa đƣợc chú ý nhiều. Lần
đầu tiên việc khảo sát, đánh giá sóng thần đƣợc tiến hành cho vùng bờ biển Nghệ
An-Hà Tĩnh phục vụ việc xây dựng khu gang thép Thạch Khê (Nguyễn Đình Xuyên
và cộng sự, 1984). Nghiên cứu này đã đƣa ra các kết luận sau:

1/ Ở vùng bờ biển này đã từng và có khả năng xảy ra sóng thần cao tới 3m
nguyên nhân không phải động đất mà có thể là nguồn gốc khí tƣợng, …
2/ Động đất có khả năng phát sinh ở các đứt gãy trên vùng thềm lục địa có thể
gây sóng thần cao không quá 2m ở vùng bờ biển này. Tuy nhiên những nhà nghiên
cứu chƣa chú ý đến các nguồn sóng thần trong vùng Biển Đông. Muộn hơn, vào
những năm 90, vấn đề sóng thần đƣợc một số nhà khoa học quan tâm nghiên cứu.
Phạm Văn Thục (1995, 1998, 2000, 2001, 2007) đã dựa vào các kết quả nghiên cứu
sóng thần trên thế giới, đặc biệt là khu vực Thái Bình Dƣơng, và nghiên cứu hoạt
động động đất trong vùng Biển Đông, đƣa ra một số nhận định về sóng thần trong
vùng Biển Đông và ảnh hƣởng đến vùng bờ biển nƣớc ta: Vùng quần đảo
Philippinne là một vùng có hoạt động động đất rất cao, vùng Biển Đông và dải ven
bờ nƣớc ta có thể chịu ảnh hƣởng của nguồn sóng thần duy nhất từ các động đất
thuộc trũng sâu và vùng chồng gối (đới hút chìm) Manila. Nguyễn Ngọc Thuỷ
(2005) cũng có nhận định định tính, sơ bộ về khả năng sóng thần ở vùng bờ biển
nƣớc ta. Gần đây, sau thảm hoạ sóng thần Sumatra, vấn đề sóng thần đƣợc đặc biệt
chú ý.
Về quan điểm địa chấn thì khu vực Đông Nam Á bị bao bọc bởi 2 vành đai
động đất lớn nhất hành tinh: Ở phía Đông là phần cuối của vành đai Thái Bình
Dƣơng, kéo dài hàng nghìn km từ Đài Loan qua quần đảo Philippin đến Đông
Timo; ở phía Tây và Nam là phần cuối của vành đai Địa Trung Hải-Hymalaya kéo
dài hàng
Footer Page
6 ofnghìn
166.km từ

vịnh Bengal đến Đông Timo, ôm lấy quần đảo Indonesia.

5

Luận văn
sĩ khoa học
Header Page
7 thạc
of 166.

Mai Xuân Bách, 2011

Động đất mạnh và rất mạnh xảy ra thƣờng xuyên trên các vành đai này. Với cơ chế
dịch chuyển chờm nghịch, các đới hút chìm này là nguyên nhân gây ra các thảm hoạ
sóng thần tại khu vực Đông Nam Á (Nguyễn Đình Xuyên và nnk, 2007).
Tuy khu vực Đông Nam Á và quanh vành đai Thái Bình Dƣơng đã xảy ra
nhiều động đất gây sóng thần lớn song nhờ sự che chắn của các cung đảo bao quanh
nên các sóng thần này đã không gây ảnh hƣởng tới bờ biển và hải đảo Việt Nam.
Các nhà địa chấn Việt Nam và thế giới đều khẳng định rằng nguy cơ sóng thần tác
động đến bờ biển và hải đảo Việt Nam chủ yếu là từ đới hút chìm Manila
(Philippin) và các động đất mạnh xảy ra trong phạm vị Biển Đông Việt Nam.
Theo thống kê có đƣợc thì chỉ tính từ năm 1627 đến nay đã có đến 62 trận
sóng thần ghi nhận đƣợc đã xảy ra trong phạm vị Biển Đông Việt Nam và Tây, Tây
Nam Philippin. Đại đa số các sóng thần (cụ thể là 41 sóng thần) đã xuất hiện tại
biển Luzon, Sulu, Celebes và Taal. Số còn lại chủ yếu phân bố tại khu vực phía
Bắc, Đông Bắc và Đông Biển Đông. Chỉ có sóng thần ngày 5/1/1992 là nằm về phía
Tây Bắc Biển Đông (toạ độ: 18,00N; 108,00E).

Hình 1.1: Vị trí xảy ra sóng thần khu vưc Đông nam châu Á

Footer Page 7 of 166.
6

Luận văn
sĩ khoa học
Header Page
8 thạc
of 166.

Mai Xuân Bách, 2011

Hình 1.2: Vị trí chấn tâm động đất khu vực Đông nam châu Á
Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu về sóng thần mới nhất ở Việt Nam cho
thấy:
- Đới hút chìm Manila là nơi có nguy cơ xuất hiện động đất mạnh gây sóng
thần tác động đến bờ biển tiếp giáp với Biển Đông Việt Nam nhƣ bờ biển Nam
Trung Quốc, bờ biển Đông Việt Nam, Brunay và Malaysia. Mức độ ảnh hƣởng của
sóng thần có nguồn Manila đến các điểm trên đƣờng bờ của mỗi nƣớc này sẽ khác
nhau, phụ thuộc vào độ mạnh của động đất gây ra sóng thần và khoảng cách từ chấn
tâm tới đƣờng bờ quan sát sóng thần. Đới hút chìm tây Philippin (đới Manila) có
chiều dài trên 1000 km, có thể gây ra động đất có độ lớn 8,85 độ Richter (theo công
thức Well & Copersmith, 1994). Đây là nguồn xa có nguy cơ xuất hiện động đất
gây sóng thần ảnh hƣởng đến hải đảo và bờ biển Việt Nam.

Footer Page 8 of 166.
7


Luận văn
sĩ khoa học
Header Page
9 thạc
of 166.

Mai Xuân Bách, 2011

- Các nguồn sóng thần đƣợc ghi nhận có toạ độ nằm sát với đƣờng bờ biển
Nam Trung Quốc và đặc biệt là sát với đƣờng bờ biển Việt Nam lại trùng với đới
động đất mạnh thuộc ven bờ Biển Đông Việt Nam và Trung Quốc. Nhƣ vậy, ngoài
yếu tố sóng thần lan truyền tới từ nguồn Manila còn có yếu tố của sóng thần vùng
gần đƣờng bờ tác động đến bờ biển nƣớc ta. Theo các nhà địa chấn Việt Nam thì
nguy cơ xuất hiện động đất gây sóng thần tại các đới phát sinh trong vùng Biển
Đông Việt Nam là: Đới Huyện Nhai - Văn Ninh – Châu Giang – Bắc Hoàng Sa;
Đới đứt gãy kinh tuyến 1100; và Đới Thuận Hải – Minh Hải – Nam Côn Sơn.
1.2. Nghiên cứu cổ sóng thần
1. Tài liệu lịch sử
Theo Đại Nam Thực lục chính biên (37 tập) thì trận động đất năm 1877 đƣợc
ghi nhận nhƣ sau: tháng 9 năm 1877, tại Bình Thuận, “Động đất, từ đấy đến tháng
12 tất cả 3 lần, lần đầu nƣớc sông cuốn lên, nhà ngói cũng rung động, hai lần sau
nhẹ hơn”.
Trận động đất này đƣợc các nhà địa chấn Viện Vật lý Địa cầu đánh giá chỉ có
5,1 độ Richter, tuy vậy theo số liệu của NOAA thì có Ml =7,0 độ Richter, gây sóng
to. Liệu có phải động đất đã gây nên sóng thần địa phƣơng hay không?.
2. Tài liệu điều tra trong nhân dân
Kết quả điều tra sóng thần trong nhân dân dọc ven biển Việt Nam (Nguyễn
Đình Xuyên và nnk…, 2005; lƣu VLĐC) cho thấy ngoài sóng bão, thuỷ triều, nƣớc
dâng, đã phát hiện một số hiện tƣợng sóng lớn? mà các tác giả gọi là sóng thần có
nguồn gốc khác:
- “Năm 1978 sóng thần đã thực sự xuất hiện ở vùng bờ biển Trà Cổ, Móng
Cái. Sóng cao 3-5 m đã tràn vào bờ nhiều đợt, làm nứt tƣờng nhà, đổ các hàng cây
phi lao ven bờ”.
-“Theo ghi chép của TS Armand Krempt năm 1923 sóng thần đã phá hỏng
chuồng ngựa của bác sĩ Alexandre Yersin. Vị trí chuồng ngựa cách bờ biển 5-6m.

Sự cố này liên quan với phun trào núi lửa ở đào Hòn Tro. Vùng biển nam Trung Bộ
và Nam Bộ là vùng hoạt động núi lửa hiện đại. Năm 1923 phun trào núi lửa diễn ra

Footer Page
of 166.
ở đảo9Hòn
Tro trong quần đảo Phú Quý đã gây động đất núi lửa 6,1 độ Richter.
8


Luận văn
khoa học
Header Page
10thạcofsĩ 166.

Mai Xuân Bách, 2011

Năm 1960, 1963 hoạt động núi lửa lại diễn ra nhƣng yếu hơn. Việc phun trào núi
lửa Hòn Tro gây sóng thần cho thấy hoạt động núi lửa cũng là một nguồn sóng thần
đáng chú ý trong vùng biển Đông”.
-“Theo lời kể của những ngƣời cao tuổi, vào cuối thế kỷ 19 hoặc đầu thế kỷ
20, hiện tƣợng sóng thần cũng đã xảy ra ở Diễn Châu (Nghệ An). Sóng cao nhƣ
sóng bão xảy ra ở đây năm 1984” (5-10 m).
-“Một hiện tƣợng đáng chú ý nữa đã xảy ra ở Tuy Hoà, Nha Trang ngày 4/5
năm 1991, trƣớc ngày núi lửa Pinatubo, Philippin, phun trào. Nƣớc biển rút ra xa,
nhiều tàu nhỏ lộ trên bãi cát, mọi ngƣời sợ hãi chạy vào bờ, không hiểu là hiện
tƣợng gì xảy ra. Một lúc sau nƣớc lại trở lại nhƣng do đứng xa nên không rõ cao
hơn hay bằng mực nƣớc ban đầu. Ông Đỗ Minh Tiệp, một ngƣời trong đoàn cán bộ
địa chất khảo sát, đào hố lấy mẫu ở bờ biển, những ngƣời chứng kiến hiện tƣợng,
đánh giá: nƣớc đã rút 2m so với mức bình thƣờng. Nhiều ngƣời dân cũng chứng

kiến hiện tƣợng này và đều tỏ ra sợ hãi. Sáng ngày 5/5 toàn bộ vùng Khánh Hoà bị
bao phủ một lớp tro bụi dày vài mm đến vài cm, đó là tro bụi từ núi lửa Pinatubo”.
Nguyễn Đình Xuyên và các đồng nghiệp (2005) đã lý giải các sự kiện điều
tra đƣợc nhƣ sau:
- “Sự kiện ở Trà Cổ diễn ra trong không gian hẹp, có tính địa phƣơng, không
liên quan với sự cố động đất nào. Phân tích sơ bộ dẫn đến kết luận, đây là hiện
tƣợng sóng thần nguồn gốc khí tƣợng: ở vùng tâm bão hay lốc xoáy, xa vùng biển
Trà Cổ, do áp suất khí quỷên thấp, nƣớc biển dâng cao trên diện rộng. Khi áp suất
khí quyển thay đổi đột ngột vì những nguyên nhân khác nhau, quả đồi nƣớc này xụp
suống bởi trọng lực gây ra sóng trọng lực, tức sóng thần”.
Nghi ngờ có thể đƣợc đặt ra là liệu có thể có một cơn lốc xảy ra trong thời
tiết rất đẹp không? hay là một cơn sóng thần địa phƣơng, gắn với một động đất gần
mà ta chƣa điều tra đƣợc?. Nếu nƣớc biển dâng cao trên diện rộng thì chắc chắn sẽ
gây ngập lụt trên một diện rộng, chí ít cũng sẽ quan sát thấy ở cả khu vực Hải
Phòng, thậm chí có thể ở Thanh Hoá, Nghệ An hay xa hơn nữa về phía Nam.
- Đối với sóng cao ở Diễn Châu các tác giả này cũng cho rằng do nguyên
nhân khí tƣợng song cũng chƣa chứng minh đƣợc rằng đã có hiện tƣợng khí tƣợng

Footer Page 10 of 166.

9


Luận văn
khoa học
Header Page
11thạcofsĩ 166.

Mai Xuân Bách, 2011

nào xảy ra vào lúc bấy giờ. Thế thì liệu có nguyên nhân nào khác nữa, nhƣ sóng
thần chẳng hạn?.
Sự thật là có thể đã xảy ra sóng thần ở Diễn Châu vào khoảng năm 18601865?, vào ngày 18 tháng 8 âm lịch. Đó là một ngày đẹp trời, nƣớc biển tự dƣng
dâng lên cao (có thể đạt 15-20 m), ập vào bờ với vận tốc lớn đã tàn phá một vùng
rộng lớn của huyện Diễn Châu. Số ngƣời và tài sản bị nƣớc cuốn trôi ra biển là vô
kể. Và ngƣời ta cũng tìm đƣợc rất nhiều ngƣời đã chết sau trận sóng, nhờ những
bún tóc cuốn vào ngọn tre nên không bị cuốn đi. Ngày 18 tháng 8 âm lịch hàng năm
là ngày giỗ chung tại rất nhiều xã vùng ven biển Diễn Châu.
3. sóng thần có thể đã tác động đến bờ biển Việt Nam
Bảng 1.1. Danh mục các trận sóng thần gây thiệt hại lớn khu vực Đông Nam Châu Á

Thời gian xảy

Vùng nguồn

Độ cao sóng

Vị trí

thần quan

quan sát

ra sóng thần

Ghi chú

sát thấy (m)
1
27/08/1883

2

3

Hoạt động

4

5

Java

Hơn 36 000 chết

Malang

222 ngƣời chết,

núi lửa
Krakatoa
03/06/1994

Java

11

M=7,2
01/01/1996

Indonesia

5

Sulawesi

9 ngƣời chết,
M=7,7

17/07/1998

26/12/2004

Papua, New

>10

Aitape

khoảng 2 500

Guinea

ngƣời chết, M=7,0

Sumatra

298 000 ngƣời
chết, M=9,0

Footer Page 11 of 166.
10


Luận văn
khoa học
Header Page
12thạcofsĩ 166.

Mai Xuân Bách, 2011

Đã có một số trận động đất rất mạnh gây sóng thần làm thiệt hại lớn về ngƣời
và của tại khu vực Đông Nam Châu Á (Bảng 1). Tuy vậy bờ biển bao quanh biển
đông đã không chịu ảnh hƣởng của các trận sóng thần này vì chúng đã đƣợc che
chắn bởi các vòng cung đảo nhƣ Philippine, Indonesia, Jawa, Thái Lan, Malaysia từ
phía đông, đông nam, nam, tây và tây bắc. Ví dụ: Động đất Chi Lê M9,5 ngày 22/51960 đã gây ra sóng thần rất lớn tràn qua Thái Bình dƣơng, tại Nhật Bản, Hồng
Kông sóng lên cao đến 5m, nhƣng ở ven biển nƣớc ta không thấy sóng thần xuất
hiện. Sóng thần rất lớn ở ấn Độ dƣơng gây ra bởi động đất Sumatra M9,0 ngày
26/12-2004 cũng không tràn vào đƣợc vùng Biển Đông. Nhƣ vậy, dù động đất có
mạnh bao nhiêu và gây sóng thần có độ cao lớn đi chăng nữa, nếu nằm ngoài khu
vực Biển Đông thì cũng không thể tạo ra sóng thần ảnh hƣởng đến bờ biển và hải
đảo nƣớc ta.
Nhƣ vậy rõ ràng rằng tần xuất xuất hiện sóng thần trong khu vực Biển Đông
Việt Nam và tây Philippine là khá lớn. Nguồn động đất gây sóng thần chủ yếu là
đới tây Philippine (đới Manila), đƣợc biết nhƣ là đới hút chìm có biểu hiện hoạt
động động đất mạnh nằm về phía đông Biển Đông. Ngoài ra ta cũng còn thấy một
số sóng thần xuất hiện tại bắc Biển Đông, sát với bờ biển phía nam Trung Quốc.
Hơn nữa, nếu chứng minh đƣợc rằng các dấu tích điều tra của nhóm cán bộ Viện
Vật lý Địa cầu về sóng thần ven biển Việt nam là có thật thì ngoài đới Manila ra,
trong khu vực Biển Đông có thể còn tồn tại các đới động đất khá mạnh khác có thể

gây nên sóng thần địa phƣơng tác động vào bờ biển nam Trung Quốc và Việt Nam.
Bảng 1.2. Danh mục động đất gây sóng thần khu vực Biển Đông và đới tây
Philippine (Nguồn National Geophysical Data Center)
STT

Năm

Tháng

Ngày

φ

λ

M

h

R

m

I

Địa đểm

1

1627

9

14

16.00

121.00

8.0

0.0

0.0

2.5

3.5

Luzon

2

1640

9

16

23.50

116.50

5.8

0.0

0.0

1.0

1.0

S.Ch.sea

3

1645

11

30

14.40

121.00

8.0

0.0

0.0

0.0

0.0

Luzon

4

1661

1

8

23.00

120.00

6.4

0.0

0.0

0.0

1.5

S.Ch.sea

5

1675

3

0

13.40

121.10

0.0

0.0

0.0

0.0

1.0

Sulu Sea

6

1677

12

7

14.50

120.50

0.0

0.0

0.0

1.0

1.0

Luzon

Footer Page 12 of 166.

11


Luận văn
khoa học
Header Page
13thạcofsĩ 166.

Mai Xuân Bách, 2011

7

1716

9

24

14.00

121.00

0.0

0.0

0.0

0.0

1.0

Taal

8

1745

5

13

14.00

121.00

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

Taal

9

1749

8

11

14.00

121.00

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

Taal

10

1749

8

12

13.60

121.10

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

Philippine

11

1765

5

0

23.00

113.00

6.0

0.0

2.0

0.0

0.0

S.Ch.sea

12

1770

12

0

14.20

121.00

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

Luzon

13

1824

10

26

14.20

121.00

0.0

0.0

0.0

0.0

1.0

Luzon

14

1828

11

9

14.20

121.00

7.5

0.0

0.0

0.0

0.5

Luzon

15

1840

3

22

16.00

123.00

6.5

0.0

0.0

1.0

1.0

Sulu Sea

16

1852

9

16

14.00

120.50

7.5

0.0

0.0

0.0

1.5

Luzon

17

1862

6

6

24.00

121.00

7.5

0.0

0.0

0.0

0.0

Philippine

18

1863

6

3

14.50

121.00

6.5

0.0

0.0

1.0

1.0

Luzon

19

1865

10

19

13.30

123.40

6.0

0.0

0.0

0.0

0.0

Sulu Sea

20

1869

8

16

12.30

123.10

7.0

0.0

0.0

0.0

0.0

Sulu Sea

21

1872

1

26

16.00

119.00

6.0

0.0

0.0

0.0

1.0

W.Luzon

22

1880

7

18

15.00

121.50

7.5

0.0

0.0

0.0

0.0

Luzon

23

1889

5

25

13.50

121.00

6.8

0.0

0.0

0.0

3.0

Sulu Sea

24

1889

5

26

13.50

121.00

6.8

0.0

0.0

0.0

3.0

Sulu Sea

25

1897

9

21

6.80

122.50

8.5

0.0

6.0

1.0

2.5

Sulu sea

26

1897

9

21

7.10

122.50

8.6

0.0

6.0

0.0

0.0

Sulu sea

27

1897

10

19

6.50

122.00

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

SE

28

1901

9

10

14.00

122.30

7.0

33.0

1.2

0.0

0.0

E.Luzon

29

1902

8

21

5.00

122.00

0.0

0.0

0.0

0.0

2.0

Celebes

30

1902

8

21

6.30

123.60

7.2

0.0

0.0

0.0

2.0

Celebes

31

1911

1

27

14.00

121.00

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

Taal, Luzon

32

1915

11

19

10.00

119.50

6.4

33.0

0.0

0.0

0.5

W.Luzon

33

1917

5

6

23.20

121.60

5.8

33.0

0.5

0.0

0.5

E.Ch.Sea

34

1924

5

6

16.00

119.00

6.9

33.0

2.0

0.0

0.0

S.Ch.sea

Footer Page 13 of 166.

12


Luận văn
khoa học
Header Page
14thạcofsĩ 166.

Mai Xuân Bách, 2011

35

1924

5

7

16.00

119.00

6.5

0.0

2.0

0.0

0.0

W.Luzon

36

1924

6

2

16.20

119.70

0.0

0.0

0.0

5.0

0.0

W.Luzon

37

1925

5

5

9.30

122.70

6.8

33.0

0.0

0.0

0.5

W.Luzon

38

1925

5

25

12.20

122.50

6.2

0.0

0.7

0.0

0.5

W.Luzon

39

1928

6

15

12.40

120.90

7.0

33.0

1.0

0.0

0.0

S.Ch.sea

40

1934

6

14

17.60

119.00

7.6

33.0

1.0

0.0

0.0

W.Luzon

41

1937

8

20

14.50

121.50

7.5

0.0

1.4

0.0

0.0

W.Luzon

42

1939

5

7

13.50

121.20

6.5

150.0

0.0

0.0

0.5

Sulu Sea

43

1948

1

24

10.50

122.00

8.3

0.0

2.0

0.0

0.0

S.Ch.sea

44

1948

1

25

10.60

122.00

8.2

33.0

0.0

0.0

0.0

Sulu sea

45

1949

9

5

18.60

122.00

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

E.Luzon

46

1949

9

5

17.00

121.50

6.0

0.0

0.0

0.0

4.0

W.Pacific

47

1949

11

5

17.00

121.50

6.0

8.0

0.0

0.0

4.0

Philippine

48

1949

12

29

18.00

121.00

7.2

33.0

0.0

0.0

0.0

E.Luzon

49

1965

9

28

14.00

121.00

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

Taal

50

1965

9

28

14.00

121.00

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

Taal

51

1968

8

1

16.50

122.20

7.3

36.0

0.3

2.0

0.0

E.Luzon

52

1968

8

15

23.00

119.80

7.8

23.0

0.0

0.0

0.0

N.Celebes

53

1970

4

7

15.80

121.70

6.5

0.0

2.0

0.0

0.0

S.Ch.sea

54

1970

9

30

20.60

122.00

5.3

33.0

0.0

0.0

0.5

Philippine

55

1978

6

14

8.20

122.40

6.9

24.0

<0.1

0.1

0.0

Mindanao

56

1978

7

23

22.50

121.80

7.1

17.0

0.1

0.0

1.0

Taiwan

57

1983

8

17

18.20

120.90

6.5

29.0

0.0

0.0

0.0

Luzon

58

1988

6

24

18.60

121.00

5.4

53.0

0.0

0.0

0.0

Hongkong

59

1990

12

13

23.90

121.60

5.9

12.0

0.0

0.0

0.0

Taiwan

60

1990

12

13

23.70

121.60

5.9

10.0

0.0

0.0

0.0

Taiwan

61

1992

1

5

18.00

108.00

3.7

0.0

0.8

0.0

0.0

S.Ch.sea

62

1994

11

14

13.50

121.10

7.1

32.0

7.3

0.0

2.1

Philippine

Footer Page 14 of 166.

13


Luận văn
khoa học
Header Page
15thạcofsĩ 166.

Mai Xuân Bách, 2011

Chú giải: M - Độ lớn động đất; H - độ sâu chấn tiêu; R - độ cao sóng thần so vơi
mực nƣớc bển (0.0 là không xác định đƣợc); m - magnitude sóng thần tính theo
công thức mlog2h
Liệu sóng thần đã đổ bộ vào bờ biển Việt Nam hay chƣa? là một câu hỏi cần
đƣợc làm sáng tỏ. Trên cơ sở việc phát hiện một số điểm có thành tạo địa chất biểu
hiện do nguyên nhân gây nên bởi sóng thần, các hiện tƣợng sóng lớn điều tra đƣợc
trong nhân dân, cộng thêm đó là các bậc thềm đƣợc thành tạo tại ven biển Diễn
Châu cũng nhƣ danh mục sóng thần khu vực Biển Đông và tây Philippine đã chứng
tỏ có khả năng sóng thần đã tấn công vào bờ biển Việt nam. Cơ sở cho nhận định

này là:
1. Các sóng thần đã ghi nhận đƣợc trong khu vực Biển Đông Việt Nam và
tây Philippine (Bảng 2, gồm 62 sóng thần). Danh mục này đã chứng tỏ:
- Đới hút chìm Manila là nơi có nguy cơ xuất hiện động đất mạnh gây sóng
thần tác động đến bờ biển tiếp giáp với Biển Đông Việt Nam nhƣ bờ biển nam
Trung Quốc, bờ biển đông Việt nam, Brunay và Malaysia. Mức độ ảnh hƣởng của
sóng thần có nguồn Manila đến các điểm trên đƣờng bờ của mỗi nƣớc này sẽ khác
nhau, phụ thuộc vào độ mạnh của động đất gây ra sóng thần và khoảng cách từ chấn
tâm tới đƣờng bờ quan sát sóng thần.
- Các nguồn sóng thần đƣợc ghi nhận trong bảng 2 có toạ độ nằm sát với
đƣờng bờ biển nam Trung Quốc và đặc biệt là sát với đƣờng bờ biển Việt Nam lại
trùng với đới động đất mạnh thuộc ven bờ Biển Đông Việt Nam và Trung Quốc.
Nhƣ vậy, ngoài yếu tố sóng thần lan truyền tới từ nguồn Manila còn có yếu tố của
sóng thần vùng gần đƣờng bờ tác động đến bờ biển nƣớc ta.

Footer Page 15 of 166.
14


Luận văn
khoa học
Header Page
16thạcofsĩ 166.

Mai Xuân Bách, 2011

CHƢƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƢƠNG PHÁP LUẬN VỀ XÂY DỰNG MÔ
HÌNH VÀ MÔ PHỎNG LAN TRUYỀN SÓNG THẦN
2.1. Kích hoạt sóng thần bởi nguồn động đất, phƣơng pháp mô hình

2.1.1. Mô hình nguồn phát sinh sóng thần
Mô hình đơn giản của nguồn động đất đƣợc xem nhƣ là một cặp điểm ngẫu
lực. Là tổ hợp của hai cặp lực kép Mij, mỗi cặp gồm hai lực có độ lớn (magnitude) f
tách biệt nhau bởi khoảng cách d dọc theo trục J, chúng chuyển động theo phƣơng
đối lập nhau  i.
Thông thƣờng, nội lực (body forces) tƣơng đƣơng cho nguồn động đất có
hình dạng khác nhau đƣợc biểu diễn bằng moment tensor địa chấn M, tạo lập bởi 9
cặp ngẫu lực thành phần (Hình 2.1).
 M xx

M   M yx
M
 zx

M xy
M yy
M zy

M xz 

M yz 
M zz 

Ví dụ: dịch trƣợt trái theo phƣơng  y của đứt gãy, trong mặt phẳng y-z biểu
diễn tƣơng ứng bằng nội lực (body forces) Mxy + Myx. Trong trƣờng hợp này
monent tensor động đất là ma trận:
 0

M  M0
 0



M0
0
0

0
 0 1 0



0  M 0 1 0 0
 0 0 0
0 



Moment địa chấn vô hƣớng M0 là moment của cặp ngẫu lực đơn, có độ lớn là


tích của độ cứng , vùng đứt gãy A và dịch trƣợt trung bình u :


M0= A u

(2.1)

Moment tensor động đất miêu tả hình thái hình học và moment địa chấn vô
hƣớng là một đơn vị của độ lớn.

Footer Page 16 of 166.
15


Luận văn
khoa học
Header Page
17thạcofsĩ 166.

Mai Xuân Bách, 2011

Trên cơ sở của moment địa chấn Kanamori (1997) đã xác định thang độ lớn
động đất (magnitude scale) gọi là moment magnitude, ký hiệu là M và đƣợc tính
bằng công thức:
log M0= 1,5M+9,1

(2.2)

Trong đó M0 tính bằng N. m.
Thang monent magnitude tiến bộ hơn các thang độ lớn địa chấn khác ở chỗ
nó không bão hoà và có tính đến quá trình của nguồn động đất.
Sự kích hoạt của sóng địa chấn bởi cặp ngẫu lực đƣợc biểu diễn trên hình
2.1.

Hình 2.1. Chín cặp ngẫu lực là những thành phần moment tensor địa chấn.
Mỗi thành phần có hai lực ngược chiều tách ra bởi khoảng cách d (đường đậm nét).

Footer Page 17 of 166.
16

Luận văn
khoa học
Header Page
18thạcofsĩ 166.

Mai Xuân Bách, 2011

Hình 2.2. Thông số nguồn trong tính toán mô hình kích hoạt sóng thần
Hàm lan toả tia  (hs ,  ,  ,  ) (Ben- Menhaem & Harkrider, 1964) có dạng:
 (hs ,  ,  ,  )  d 0  id1 sin   d 2 cos    d 3 sin 2  d 4 cos 2

(2.3)

Trong đó: d 0  Bhs sin  sin 2 ; d1  C hs sin  sin 2 ;
1
2

1
d 2  C hs cos  cos  ; d 3  Ahs cos  sin  ; và d 4   Ahs sin  sin 2 .
2

hs là độ sâu nguồn;  là góc tới, góc giữa phƣơng dịch trƣợt của đứt gãy và đƣờng
thẳng nối chấn tâm với điểm quan sát tính theo chiều ngƣợc kim đồng hồ;  là góc
cắm (dip angle);  góc giữa phƣơng phát triển của đứt gãy và phƣơng dịch chuyển
cách treo của đứt gãy theo chiều ngƣợc chiều kim đồng hồ (rake angle); (Hình 2.3).
Hàm A, B và C đƣợc xác định bởi công thức:
Ahs   ikuhs 

 2 h    

Bhs   ikuhs  3  4 2 s   2
 hs    z


C hs  

u
z

hs


 2 hs  





iku
h
1

2
hs

 2 hs  


(2.4)

 ik hs 

Đối với mô hình phẳng đồng nhất, băng sóng tổng hợp thủy triều đầy đủ U=
(U, W) đƣợc viết dƣới dạng (theo Levish et al., 1989, sử dụng biểu thức tiệm cận
đối với hàm sóng điều hoà):

Footer Page 18 of 166.
17


Luận văn
khoa học
Header Page
19thạcofsĩ 166.

U() =

Mai Xuân Bách, 2011

e

i


4

e

i

8

X
c

e it R  hs ,  u
cv g I1
kX
cv g I1

(2.5)

Ở đây: hs là độ sâu chấn tiêu; X là khoảng cách chấn tâm, u= u(z,

)=u(z,)ex+(z,)ez, R() là hàm ở thời điểm ban đầu; và I1 là hàm số nguyên
năng lƣợng, đƣợc xác định bởi biểu thức (Aki& Richards, 1980):
I1 

H
Hi

1 n1  i * 2
2

i
u
dz


dz 


i
i



2 i 1  0
0


 

(2.6)

Trong trƣờng hợp môi trƣờng cấu trúc đa lớp đồng nhất biểu thức (2.6) có
thể đƣợc viết lại nhƣ sau:
I1 

H
Hi

1 n1  i * 2
2

i
u
dz


dz 


i
i



2 i 1  0
0


 

(2.7)

Theo Levshin et al. (1989), hàm tiệm cận của một hàm sóng điều hoà có
dạng:
e

U

i



e i t   R  hs , 
cv g I1
8
kJ
4

s

u
cv g I1

(2.8)
r

 và J đƣợc tính toán dọc theo đƣờng lan truyền và đƣợc xác định bởi:
X

 
0

J

cx  1  p 2 x c 2 x 

Y
cos  
 0
X

Ở đây:

dx

Y
0

(2.9)

(2.10)

px cx dx
1  p 2 x c 2 x 

Và, nhƣ hình 2.2, X và Y là toạ độ của điểm đến, p là thông số chiếu theo phƣơng
ngang, p= sin/c, đây là một hằng số dọc theo hình chiếu của mô hình đƣờng cong,
và  là góc gữa phƣơng tƣơng ứng với trục x ( = 0 tại x= x0).
Nếu vận tốc thay đổi tuyến tính dọc theo trục x, có nghĩa là: c=c0(1+x), khi
đó ta có x= X:
Footer Page
19 of 166.

18


Luận văn
khoa học
Header Page
20thạcofsĩ 166.

X

Y
0

Mai Xuân Bách, 2011

sin  0 1  x 
1  sin 2  0 (1  x) 2

X

 

dx 

cos  0  cos 
 sin  0
cosh 1 (1/ sin  )  cosh 1/ sin  
c0
1

dx

2
2
0 c0 (1  x) 1  sin  0 (1  x)

J

(2.11)



cos  0  cos 
Y


2
sin  0
 sin  0

(2.12)

(2.13)

Nếu sóng lan truyền dọc theo trục x, có nghĩa là Y=0, cho giới hạn 0 0,

 0, khi đó  và J trở thành:


log(1  x)
c0

 X 
J  1 
X
2 


(2.14)

(2.15)

Nếu c(x) là phƣơng trình tuyến tính từng đoạn, thời gian tới và khoảng không
lan truyền đƣợc xác định bởi hàm:
log(1   i xi )
ci

i 1
n

 
n

J 
i 1

ci  1
x
(1  i i ) xi
c0
2

(2.16)

(2.17)

So sánh (2.5) và (2.8) ta thiết lập biểu thức của yếu tố ảnh hƣởng bề mặt đáy
biển, ta có:


W(X 2 ,0,  )  w(0,  X 2 vI1 X 1  J1

W(X1 ,0,  )  w(0,  X 1 vI1 X 2  J 2



(2.18)

Nếu đáy biển đƣợc cho là cứng và chất lỏng không nén, hàm riêng trở thành:
w( z,  )  w(0,  )

sinh(kH  zH )
sinh(kH )

u ( z,  )  iw(0,  )

cosh(kH  zH )
sinh(kH )

Ở đây H là độ sâu đáy biển (bề dày mực nƣớc biển).

Footer Page 20 of 166.

19

(2.19)


Luận văn
khoa học
Header Page
21thạcofsĩ 166.

Mai Xuân Bách, 2011

Sử dụng biểu thức (2.19), năng lƣợng số nguyên I1 trở thành:
I1 

 2 (0,  ) sinh(2kH )

(2.20)

sinh(kH )2k

Đối với giới hạn sóng dài ta có c vg

gH và biểu thức I1 trở thành:

gw2 (0,  )
I1 
2

(2.21)

và, nếu chúng ta bỏ qua sự thay đổi trong khoảng thời gian tới và khoảng không lan
truyền, công thức (2.18) trở thành:
H
W(X 2 ,0,  )
=4 1
H2
W(X1 ,0,  )

(2.22)

Biểu thức này là dạng đơn giản yếu tố biến động địa hình và đƣợc hiểu nhƣ
là định lý Green.

Hình 2.3. Mô hình mặt phẳng nằm ngang không đồng đều: a) - mặt cắt
phẳng, ngôi sao và tam giác là nguồn và điểm đến tương ứng; b)- mô tả chi tiết
phần cao nhất (Panz, et al., 2000).

Footer Page 21 of 166.
20


Luận văn
khoa học
Header Page
22thạcofsĩ 166.

Mai Xuân Bách, 2011

2.1.2. Cơ sở lý thuyết và phương pháp luận
Đại lƣơng đầu tiên cần tính toán là số hạng kích thích phần tử bị chiếm chỗ
(excitation factor deprived) R(), chúng ta sẽ gọi chúng là hàm kích hoạt:
1 

 hs ,  
cv g I1

1 miêu tả khả năng của nguồn động đất sinh sóng thần lan truyền trong mô hình
cấu trúc đáy biển cho trƣớc.
Hình 2.4 biểu diễn hàm kích hoạt của một đứt gãy dịch trƣợt thẳng đứng 450
và trƣợt bằng - thẳng đứng, tất cả đều trong xu hƣớng bức xạ cực đại (maximum
radition). Momen địa chấn là 1013 Nm. Mô hình cấu trúc đƣợc tạo nên là một lớp
chất lỏng đơn nằm trên một nửa không gian rắn đồng nhất (= 7,15km/s; =
4,1km/s; = 3,1g/cm3,). Nguồn dịch trƣợt thẳng đứng là nguyên nhân chủ yếu phát

sinh sóng thần. Nhƣ vậy, động đất sóng thần nguy hiểm nhất là phá huỷ động đất
mạnh xảy ra trong đới hút chìm.

Hình 2.4. So sánh hàm kích hoạt của một dịch trượt theo phương thẳng đứng
(ds)(dip- slip) và trượt bằng - thẳng đứng (ss) (vertical strike- slip).

Footer Page 22 of 166.
21


Luận văn
khoa học
Header Page
23thạcofsĩ 166.

Mai Xuân Bách, 2011

Hình 2.5. So sánh hàm kích hoạt của một nguồn dịch trượt thẳng đứng dưới
biển vó bề dày lớp nước khác nhau.
Hình 2.5 đƣa ra đối sánh hàm kích hoạt của một nguồn dịch trƣợt thẳng đứng
xảy ra dƣới biển với bề dày lớp nƣớc khác nhau. Mô hình cấu trúc giống nhƣ ở hình
2.4, chấn tiêu động đất khoảng 10km. Biên độ của hàm giảm khi độ sâu mực nƣớc
tăng. So sánh đầy đủ các điều kiện trong công thức (2.5) và mô hình cấu trúc nhƣ
trong hình 2.4 đối với đứt gãy dịch trƣợt thẳng đứng có momen địa chấn 1013Nm,
tại khoảng cách 500km, ta thấy rằng thành phần toả tia của chuyển động lớn hơn
thành phần thẳng đứng khoảng 3 lần, có nghĩa là phần tử chuyển động dạng Elip.
Để xác định hiệu ứng của mô hình cấu trúc đáy biển tới phát sinh sóng thần
chúng ta tính toán cho 3 mô hình đáy biển:
Mô hình 1: Giống nhƣ đƣợc sử dụng trong tính toán cho kết quả ở hình 2.4 (Comer,
1984);

Mô hình 2: Có nửa không gian đồng nhất với đặc tính giống nhƣ mô hình 1, nhƣng
với một lớp trầm tích mịn (soft sedimentary)(= 3,5km/s; =1,0km/s; = 1,5g/cm3)
1km bề dầy trên cùng của chúng; và
Mô hình 3: Sử dụng lớp vỏ (= 5,2 km/s; =3,0km/s; =2,6g/cm3) 12 km bề dầy
trên cùng của nửa không gian (=8,1km/s; =4,7km/s; =3,2g/cm3). Độ sâu nƣớc
biển không đổi là 4km, nguồn là một cặp ngẫu lực dịch trƣợt thẳng đứng (dip- slip
double couple), với momen địa chấn 1013Nm.

Footer Page 23 of 166.
22


Luận văn
khoa học
Header Page
24thạcofsĩ 166.

Mai Xuân Bách, 2011

Hình 2.6. So sánh thành phần thẳng đứng (z) và toả tia (x) của dải biên độ
được tính toán tại khoảng cách chấn tâm 500km, độ sâu của nước biển khoảng từ
4km đến 6km.
Trong hình 2.6 biểu diễn so sánh dải biên đồ đƣợc tính toán tại khoảng cách
chấn tâm 500km cho mô hình 1 và 3. Độ sâu của nguồn khoảng 9- 14km. Chúng ta
biết rằng nguồn trong giới hạn vỏ (mô hình 3) có khả năng kích hoạt gây sóng thần
hơn. Giải biên độ của mô hình 2 hầu nhƣ trùng với tính toán cho mô hình 1 và nhƣ
vậy ta thấy lớp trầm tích có tác động ít lên phát sinh sóng thần.
Trong nghiên cứu tai biến sóng thần thì quan trọng nhất cần quan tâm là biên
độ cực đại và khoảng thời gian của chuỗi thời gian sóng tới.
Trong hình 2.7 biểu hiện kết quả tính toán tổng hợp thuỷ triều đối với mô

hình 1. Nguồn là một đứt gãy dịch trƣợt thẳng đứng, là cặp ngẫu lực (double
couple) ở độ sâu 10km dƣới đáy biển, với momen động đất 1020Nm. Một mặt phẳng
mô hình 1d, với đáy biển sâu 6km, đƣợc so sánh với mô hình 2d (hình 2.7). Tại
khoảng cách gần hình thái (waveform) của sóng là hầu nhƣ đồng dạng, nhƣng ở
khoảng cách xa hơn, ở độ sâu đáy biển lớn, sự khác biệt về hình thái càng rõ nét
(clear diffence):
1) Chuỗi sóng 2d (2d- wavetrain) đến trễ hơn; 2) biên độ của chuỗi sóng 2d là lớn;
3) Chuỗi sóng 1d bị phân tán hơn.

Footer Page 24 of 166.
23


Luận văn
khoa học
Header Page
25thạcofsĩ 166.

Mai Xuân Bách, 2011

Hình 2.7. Phổ biên độ theo phương thẳng đứng của một nguồn dịch trượt
thẳng đứng với momen động đất 1012Nm ứng với mô hình 1 và 3. Độ sâu chấn tâm
9, 14km.

Hình 2.8. So sánh mô hình phẳng (bên trái) với mô hình mấp mô (bên phải).
Thuỷ triều được tính với tăng dần khoảng cách chấn tâm. Nguồn là một cặp ngẫu
lực dịch chuyển thẳng đứng ở độ sâu 10km dưới đáy biển, với momen động đất
1020Nm.

Footer Page 25 of 166.

24