Xây dựng thuật toán và sơ đồ khối của chương trình dự báo động đất theo mô hình thống kê

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Trần Việt Phƣơng

XÂY DỰNG THUẬT TOÁN VÀ SƠ ĐỒ KHỐI CỦA CHƢƠNG
TRÌNH DỰ BÁO ĐỘNG ĐẤT THEO MÔ HÌNH THỐNG KÊ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2012


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Trần Việt Phƣơng

XÂY DỰNG THUẬT TOÁN VÀ SƠ ĐỒ KHỐI CỦA CHƢƠNG
TRÌNH DỰ BÁO ĐỘNG ĐẤT THEO MÔ HÌNH THỐNG KÊ
Chuyên ngành : Vật Lý Địa Cầu
Mã số

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:

TSKH Ngô Thị Lƣ

Hà Nội - Năm 2012


Luận văn Thạc sĩ

môc lôc
MỞ ĐẦU...................................................................................................................................... 6
Chƣơng 1: TỔNG QUAN.................................................................................................................... 9
1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu dự báo động đất trên thế giới.......................... 9
1.2. Tình hình nghiên cứu dự báo động đất ở Việt Nam............................................. .11
Chƣơng 2: PHƢƠNG PHÁP DỰ BÁO ĐỘNG ĐẤT THEO MÔ HÌNH THỐNG
KÊ

19

2.1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp................................................................................ 19
2.2. Qui trình dự báo động đất theo mô hình thống kê................................................. 26
Chƣơng 3: THIẾT LẬP CHƢƠNG TRÌNH DỰ BÁO ĐỘNG ĐẤT THEO MÔ
HÌNH THỐNG KÊ............................................................................................................................... 31
3.1. Thuật toán và sơ đồ khối của chƣơng trình dự báo động đất theo mô hình
thống kê:................................................................................................................................................... 31
3.2. Ngôn ngữ lập trình............................................................................................................. 35
3.3. Chƣơng trình........................................................................................................................ 36
3.4. Hƣớng dẫn sử dụng phần mềm..................................................................................... 37
3.5. Các giao diện của chƣơng trình.................................................................................... 40
3.6. Code chƣơng trình............................................................................................................. 41
Chƣơng 4: ÁP DỤNG CHƢƠNG TRÌNH DỰ BÁO ĐỘNG ĐẤT THEO MÔ
HÌNH THỐNG KÊ THỬ NGHIỆM DỰ BÁO CHO CÁC KHU VỰC CỤ
THỂ........................................................................................................................................ ..45
4.1. Các tài liệu sử dụng........................................................................................................... 45

4.2. Áp dụng thử nghiệm chƣơng trình đối với khu vực tây bắc việt nam...........45
4.3. Áp dụng thử nghiệm dự báo đối với danh mục động đất đông nam á...........50
4.4. So sánh kết quả dự báo trong 2 trƣờng hợp khi lựa chọn xác xuất tin cậy
của dự báo khác nhau

53

4.5. Nhận xét................................................................................................................................. 55
KẾT LUẬN............................................................................................................................................. 56

Trần Việt Phương

3


TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................................
PHỤ LỤC 1 .................................................................................................................
PHỤ LỤC 2 .................................................................................................................

Bảng ký hiệu các chữ viết tắt
DMĐĐ

Danh mục động đất

DMĐĐĐL

Trần Việt Phương

Danh mục động đất độc lập

4


Luận văn Thạc
sĩ

Các công trình đã công bố
Trong quá trình học tập và làm việc tại viện Vật lý địa cầu để hoàn thành luận
văn, tác giả luận văn đã tham gia và là đồng tác giả của các công trình đã đƣợc công
bố dƣới đây:
1. Ngô Thị Lƣ, Trần Việt Phƣơng (2009), “Tách các nhóm tiền chấn, dƣ chấn từ

danh mục động đất khu vực Đông Nam Á (chu kỳ 1278-2008) bằng phƣơng
pháp cửa sổ không gian thời gian” Các khoa học về Trái đất 31(1), Hà Nội,
2009.Tr. 35- 43.
2. Burmin V.Yu., Ngô Thị Lƣ, Trần Việt Phƣơng (2009), “Đánh giá tính hiệu quả

của hệ thống trạm địa chấn hiện có của Việt Nam” Các thiết bị địa chấn, Viện
Hàn lâm khoa học Nga, 45(1), Moscow, 2009. Tr. 44-61. (Tiếng Nga).
3. Rodkin M.V.*, Ngo Thi Lu **, Pisarenko V.F.*, Tran Viet Phuong** and Vu Thi

Hoan **(2010), “Change in the regime of growth of cumulative seismic energy
th

with time: examination from the regional catalogue of Vietnam”, 8 General
Assembly of Asian Seismological Commision (ASC 2010). (*-International
Institute of Earthquake Prediction Theory and Mathematical Geophysics Russian
Academy of Sciences (IIEPT RAS); **- Institute of Geophysics VAST (Vietnam
Academy of Science and Technology).
4. V.Yu. Burmin*, Ngo Thi Lu**, Tran Viet Phuong**(2010), “Design of an

th

optimal network of seismic stations in North Vietnam” 8 General Assembly of
Asian Seismological Commision (ASC 2010). *Schmidt Institute of Physics of
the Earth, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia; **Institute of
Geophysics of Vietnamese Academy of Science and technology, Hanoi.
5. Ngo Thi Lu, Nguyen Anh Quan, Tran Viet Phuong (2010), “Establishing a

computer program for earthquake prediction on the vietnamese territory and
adjacent regions by zoning of Earth’s crust types” Journal of Geology, series
B(35-36/2010). tr. 111-130).

Trần Việt Phương

5


Luận văn Thạc
sĩ

6. Ngô Thị Lƣ, Trần Việt Phƣơng (2012) “Thiết lập chƣơng trình dự báo động đất

theo mô hình thống kê”, Địa chất, Số 331-332; 5-8/2012, tr. 40-49. ISSN 08667381.
7. Ngô Thị Lƣ, Trần Việt Phƣơng (2012) “Cải biên thuật toán và xây dựng sơ đồ

khối của chƣơng trình dự báo động đất cực đại bằng phƣơng pháp vật lý kiến
tạo”, Tc Địa chất 331-332; 5-8/2012, tr. 50-58. ISSN 0866-7381.
8. Ngô Thị Lƣ, Trần Việt Phƣơng (2012) “Về một cách tiếp cận mới đề xây dựng

thuật toán và quy trình dự báo động đất theo mô hình thống kê”, Các khoa học

về Trái đất 34(3), Hà Nội, 2012, tr. 3-7.
9. Ngô Thị Lƣ (Chủ nhiệm đề tài), Trần Việt Phƣơng, Phùng Thị Thu Hằng,

Nguyễn Hữu Tuyên và nnk (2011) Đánh giá tiềm năng địa chấn lãnh thổ Việt
Nam theo tổ hợp các tài liệu địa chất-địa vật lý và địa chấn, Nhiệm vụ hợp tác
khoa học quốc tế giữa hai viện Hàn lâm Khoa học Việt Nam và viện HLKH Liên
bang Nga theo Nghị định thƣ cấp Nhà nƣớc (giai đoạn 2008-2010). Hà Nội,
2011. Báo cáo tổng kết đề tài. 163tr.

Trần Việt Phương

6


Luận văn Thạc
sĩ

MỞ ĐẦU
Những năm gần đây, thảm hoạ động đất, sóng thần trên toàn cầu ngày một gia
tăng, nhất là đối với khu vực Đông Nam Á. Do có vị trí địa lý nằm tại nơi tiếp giáp
giữa 2 vành đai hoạt động địa chấn lớn liên quan với 2 vành đai phá huỷ kiến tạo
chính hoạt động mạnh mẽ nhất trên hành tinh, nên Đông Nam Á không những chịu
ảnh hƣởng của hoạt động phá huỷ kiến tạo mạnh mà còn chịu độ nguy hiểm động
đất và sóng thần rất cao. Đặc biệt, thảm hoạ động đất sóng thần Sumatra ngày
26.12.2004, thảm hoạ do động đất Tứ Xuyên (12.05.2008) và động đất (4.2010)
(Trung Quốc), thảm họa động đất Tōhoku (Nhật Bản) vào ngày 11 tháng 3 năm
2011 đã gây tổn thất vô cùng nghiêm trọng về ngƣời, về của và cả về sự phá huỷ
môi trƣờng. Gần đây nhất, hiện tƣợng động đất liên tục xảy ra tại khu vực đập thủy
điện sông Tranh 2 gây hoang mang trong dƣ luận cả nƣớc nói chung và tỉnh Quảng
Nam nói riêng. Tình hình thực tế nêu trên làm cho vấn đề dự báo động đất, sóng

thần, vốn là vấn đề nan giải và luôn mang tính thời sự trên qui mô toàn cầu, càng trở
nên cấp thiết hơn và đang đƣợc các nhà khoa học vô cùng quan tâm. Lãnh thổ VN
tham gia vào thành phần của ĐNA, nên ít nhiều chịu ảnh hƣởng của vùng hoạt
động kiến tạo và vùng nguy hiểm địa chấn, đƣợc đặc trƣng bởi tính địa chấn và
hoạt động kiến tạo tích cực nhƣ vậy. Do đó, nghiên cứu dự báo động đất đối với
lãnh thổ Việt Nam và các vùng lân cận không những là vấn đề có ý nghĩa khoa học
và thực tiễn cao mà còn là một nhiệm vụ có tính cấp thiết đối với thực tế địa chấn
Việt Nam. Để giải quyết vấn đề mang tính thời sự nhƣ vậy đối với một lãnh thổ bất
kỳ, một trong những nhiệm vụ quan trọng hàng đầu là cần xây dựng và thiết lập một
chƣơng trình, cho phép dự báo thời gian, địa điểm và độ mạnh của trận động đất có
thể xảy ra trong tƣơng lai gần nhằm xây dựng các biện pháp phòng tránh, giảm
thiểu tối đa thiệt hại có thể. Nhiệm vụ nhƣ vậy càng có ý nghĩa hơn trong bối cảnh
Viện VLĐC đang thực hiện Dự án tăng cƣờng trang thiết bị trạm, phục vụ báo tin
động đất và cảnh báo sóng thần.
Để giải quyết vấn đề nêu trên, một trong những nhiệm vụ có tính cấp thiết là
cần tiến hành là “Xây dựng thuật toán và sơ đồ khối của chương trình dự báo động

Trần Việt Phương

7


Luận văn Thạc
sĩ

đất theo mô hình thống kê”. Đó chính là lý do mà tác giả luận văn đã chọn tên đề tài
nghiên cứu này.
Mục tiêu của luận văn
1.

Xây dựng thuật toán mới và thiết lập chƣơng trình dự báo động đất theo

mô hình thống kê.
2.

Áp dụng thử nghiệm chƣơng trình đƣợc thiết lập đối với khu vực Tây Bắc

Việt Nam và khu vực Đông Nam Á để so sánh kết quả dự báo với với các sự kiện
đã xảy ra trong thực tế nhằm kiểm tra tính đúng đắn của chƣơng trình.
Nhiệm vụ của luận văn
1. Tìm hiểu phƣơng pháp dự báo động đất theo mô hình thống kê trên cơ sở tổ

hợp các tài liệu địa vật lý và địa chấn.
2. Thu thập các tài liệu địa vật lý và địa chấn cho khu vực nghiên cứu, phân

tích, lựa chọn và chỉnh lý số liệu phục vụ hƣớng nghiên cứu.
3. Xây dựng thuật toán, sơ đồ khối, lựa chọn ngôn ngữ lập trình phù hợp và

thiết lập chƣơng trình phân loại vỏ Trái đất trên máy tính.
4. Áp dụng thử nghiệm chƣơng trình đã đƣợc thiết lập đối với các khu vực khác

nhau, nhận xét và đánh giá khả năng ứng dụng của chƣơng trình.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn
2.

Đã chuyển giao, áp dụng một cách sáng tạo phƣơng pháp dự báo bằng mô

hình thống kê, góp phần giải quyết nhiệm vụ dự báo đƣợc thời gian, tọa độ và
magnitude của động đất ở Việt Nam và lân cận.
2.

Thời gian gần đây có rất nhiều các trận động đất mạnh xảy ra, gây nên

những tổn thất vô cùng nặng nề về ngƣời và của. Vì vậy, xây dựng một phần mềm
có khả năng dự báo trƣớc đƣợc động đất là một yêu cầu vô cùng cấp thiết có ý
nghĩa khoa học và có ý nghĩa thực tiễn.

Trần Việt Phương

8


Luận văn Thạc
sĩ

3.

Những nội dung đã đƣợc thực hiện trong luận văn này góp phần thiết thực

vào việc giải quyết một trong nhiệm vụ của Đề tài độc lập cấp Viện khoa học Việt
Nam, mã số: VAST.ĐL.09/11-12: “Xây dựng bộ chương trình thử nghiệm dự báo
ngắn hạn động đất trên cơ sở mô hình thống kê kết hợp sử dụng các phương pháp
Vật lý kiến tạo, áp dụng đối với lãnh thổ Việt Nam và các cùng lân cận”.
Cấu trúc của luận văn
Luận văn gồm phần mở đầu, 4 chƣơng, kết luận, tài liệu tham khảo và 2 phụ
lục. Toàn bộ các nội dung nêu trên đƣợc trình bày trên 76 trang đánh máy khổ A4,
với 10 hình vẽ và 4 bảng biểu minh họa (không kể phần phụ lục).
Phần mở đầu gồm 4 trang trình bày tính cấp thiết và lý do chọn đề tài:

“Xây

dựng thuật toán và sơ đồ khối của chương trình dự báo động đất theo mô hình
thống kê”. Trong phần này còn trình bày mục tiêu , nhiệm vụ, các kết quả nhận
đƣợc, các điểm mới, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn.
Chƣơng 1: gồm 10 trang, giới thiệu tổng quan về tình hình nghiên cứu dự báo
động đất trên thế giới và ở Việt Nam, các phƣơng pháp xác định magnutide cực đại
của động đất và vùng phát sinh động đất mạnh.
Chƣơng 2: gồm 12 trang với 3 hình vẽ trình bày cơ sở lý thuyết của phƣơng
pháp và quy trình dự báo động đất.
Chƣơng 3: gồm 14 trang với 4 hình vẽ. Nội dung chƣơng này trình bày thuật
toán, sơ đồ khối, giới thiệu về ngôn ngữ lập trình đƣợc sử dụng, các giao diện của
chƣơng trình và hƣớng dẫn sử dụng chƣơng trình.
Chƣơng 4: gồm 11 trang với 3 hình vẽ và 4 bảng biểu trình bày kết quả áp dụng
thử nghiệm chƣơng trình đã lập để dự báo động đất cho khu vực Tây Bắc Việt Nam
và khu vực Đông Nam Á. Trên cơ sở các kết quả này tác giả đã đƣa ra những nhận
xét và đánh giá về khả năng áp dụng và các ƣu điểm của chƣơng trình đã lập.

Trần Việt Phương

9


Luận văn Thạc sĩ

Chƣơng 1
TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu dự báo động đất trên thế giới:
Từ lâu các nhà khoa học đã thống kê và tổng kết đƣợc những nguyên nhân
chính gây ra động đất, nơi nào thƣờng xuyên xảy ra động đất và tính toán đƣợc
những tham số cơ bản của một trận động đất khi nó diễn ra. Tuy nhiên, vấn đề dự

báo sớm động đất sẽ xảy ra ở đâu, khi nào và có độ lớn bao nhiêu là điều mà các
nhà khoa học hƣớng đến thì vẫn là một bài toán chƣa có lời giải trọn vẹn.
Qua nhiều thế kỷ, ngƣời ta đã dựa trên những cơ sở khác nhau, từ các hoạt
động khác thƣờng của một số loài vật tới những hình thù kỳ lạ của các đám mây, sự
biến đổi đột ngột của mực nƣớc giếng, hay sự thay đổi hàm lƣợng radon hoặc
hydro trong đất đá để tìm cách dự báo động đất. Một trong những lần ngƣời ta đã
dự báo đƣợc chính xác là trận động đất tại Haicheng, Trung Quốc, năm 1975. Lệnh
di tản đã đƣợc phát đi một ngày trƣớc khi trận động đất mạnh 7,3 độ Richter tàn
phá thành phố. Trong nhiều tháng trƣớc đó, ngƣời ta đã ghi đƣợc hàng loạt những
trận động đất nhỏ, cùng với nó là sự thay đổi mực nƣớc ngầm và sự dâng lên của bề
mặt địa hình. Tuy nhiên, rất ít trận động đất có những dấu hiệu tiền báo nhƣ thế.
Sau thành công ở Haicheng, cũng chính các nhà địa chấn học Trung Quốc đã không
thể dự báo một trận động đất với sức hủy diệt còn lớn hơn tại Tangshan năm 1976.
Với cƣờng độ 7,6 độ Richter, trận động đất này đã cƣớp đi sinh mạng của 250
nghìn ngƣời.
Ngày nay, với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, công nghệ dự báo thiên tai ngày
càng đƣợc hoàn thiện hơn. Các trận động đất thƣờng là kết quả chuyển động của
các bộ phận đứt gãy trên vỏ Trái đất, cấu tạo chủ yếu từ chất rắn. Tuy rất chậm
nhƣng mặt đất vẫn luôn chuyển động và động đất xảy ra khi ứng suất (nội lực phát
sinh trong vật thể biến dạng do các tác nhân bên ngoài tác dụng) cao hơn sức chịu
đựng của đất đá. Các nhà khoa học nhận thấy rằng việc đo những sự thay đổi trong
các đoạn đứt gãy khó hơn nhiều so với việc đo biến thiên ứng suất, đặc biệt là các

Trần Việt Phương

10


Luận văn Thạc sĩ

đứt đoạn nằm sâu bên trong thạch quyển. Gần đây, các chuyên gia khoa học của
Viện nghiên cứu Carnegie - Mỹ đã tìm ra cách để kiểm tra và giám sát chiều dài của
các đoạn đứt gãy, cũng nhƣ sự dịch chuyển của chúng trên vỏ Trái đất. Phát hiện
này có thể là một phƣơng pháp mới đầy hữu ích, giúp cho việc dự báo các trận
động đất bằng cách định vị chính xác các đứt gãy có khả năng làm rung chuyển mặt
đất và gây ra các trận động đất. Trong khi đó, các chuyên gia của Viện Nghiên cứu
vũ trụ thuộc Viện Hàn lâm khoa học Nga lại tiếp cận việc dự báo động đất sớm từ
vũ trụ bằng việc lắp đặt thiết bị dự báo động đất trên trạm không gian quốc tế. Thiết
bị này có thể ghi nhận những biến đổi của các dòng điện tử và proton có năng
lƣợng trung bình trong khoảng không gian gần Trái đất. Các nhà khoa học cho rằng
những thay đổi của các dòng điện tử và proton này có liên quan tới các quá trình địa
vật lý trên Trái đất nhƣ dông tố, động đất, vv… Do vậy, khi ghi nhận đƣợc những
thay đổi này, chúng ta có thể dự báo động đất với độ chính xác cao.
Ngoài ra, ngƣời ta đã và đang sử dụng hàng loạt các phƣơng pháp nghiên cứu
dự báo động đất khác dựa trên việc làm sáng tỏ các dấu hiệu khác nhau nhƣ:
-

Các dấu hiệu về sự phát triển của vùng nguồn (dị thƣờng về mật độ các đứt
gãy sinh chấn),

-

Quan hệ giữa vận tốc lan truyền sóng dọc và sóng ngang,

-

Năng lƣợng giải phóng trong các chuỗi động đất, và hàng loạt các dấu hiệu
khác có đặc trƣng báo trƣớc các động đất tƣơng lai (các động đất sẽ xảy
ra).

Trong một loạt các phƣơng pháp khác ngƣời ta lại sử dụng các bất thƣờng đồng thời
trong diễn biến của một số các dấu hiệu có bản chất vật lý khác nhau. Một số công trình
theo hƣớng này chứa các công thức thuật toán dự báo động đất. Đó là các thuật toán dự
báo động đất CN và M8. Kết quả dự báo động đất theo kiểu nhƣ vậy là chỉ ra vùng
động đất mạnh trong tƣơng lai, mà ở đó trong một khoảng thời gian nào đó (thƣờng là
nhiều năm và gọi là dự báo trung hạn) sẽ xảy ra động đất.
Ƣu điểm của hệ phƣơng pháp và các thuật toán dự báo trung hạn nhƣ trên là làm
sáng tỏ đƣợc các dấu hiệu của động đất tƣơng lai, có ý nghĩa vật lý và cho phép

Trần Việt Phương

11


Luận văn Thạc sĩ

đánh giá chúng bằng các phƣơng pháp thống kê. Tuy nhiên, tính không xác định
của độ chính xác dự báo động đất trung hạn có thể coi là nhƣợc điểm cơ bản của
các phƣơng pháp này. Vì vậy, trong luận văn này, tác giả sẽ ứng dụng mô hình
thống kê để thiết lập chƣơng trình thƣƣ̉ nghiêṃ dự báo ngắn haṇ động đất và
magnitude của chúng, áp dụng đối với lãnh thổ Việt Nam và các vùng lân cận .
Cách tiếp cận mới này vừa đơn giản hơn mà lại có khả năng loại bỏ đƣợc các
nhƣợc điểm của các phƣơng pháp nêu trên.
1.2. Tình hình nghiên cứu dự báo động đất ở Việt Nam: Nghiên cứu dự báo
động đất ở Việt Nam chủ yếu đƣợc tiến hành theo hai nhóm phƣơng pháp chính
nhƣ sau:


Dự báo động đất cực đại trên cơ sở các tài liệu địa chất – địa vật lý.



Dự báo động đất cực đại trên cơ sở phân tích thống kê địa chấn.

* Dự báo động đất cực đại trên cơ sở tài liệu địa chất – địa vật lý bao gồm một số

phương pháp như sau:
1.2.1. Phương pháp tính Mmax theo quy mô vùng phát sinh động đất: Theo
phƣơng pháp này, ngƣời ta dựa vào sự liên hệ giữa kích thƣớc của đoạn đứt gãy
sinh chấn (L) cũng nhƣ bề dày tầng sinh chấn (H) với M max động đất [37, 38, 43,
44]:
Mmax ≤ 2lg L(km) + 1.77
Mmax ≤ 4lg H(km) + 0.48
Độ chính xác của phƣơng pháp phụ thuộc vào việc chúng ta xác định kích thƣớc
của đoạn đứt gãy sinh chấn và bề dày tầng sinh chấn nhƣ thế nào. Phƣơng pháp
này áp dụng tốt cho vùng có đứt gãy hoạt động nhƣng đồng thời nó lại không thể
dự báo đƣợc Mmax cho những vùng khác không có đứt gãy hoạt động.
1.2.2. Phương pháp kiến tạo vật lý: Theo phƣơng pháp này cho rằng, vị trí,
năng lƣợng của động đất mạnh cực đại của mỗi vùng phụ thuộc vào gradient vận
tốc chuyển động kiến tạo thẳng đứng trong thời kì tân kiến tạo. Trong đó nếu

Trần Việt Phương

12


Luận văn Thạc sĩ

-8

2

gradient vận tốc lớn hơn 10 / năm thì trên diện tích 1000 km có thể xảy ra động
đất cấp 7 một lần trong 1000 năm. Sau đó gradient vận tốc cứ tăng lên 3 lần thì độ
mạnh động đất tăng lên 1-2 cấp. Song cần lƣu ý rằng, động đất trƣớc hết là hệ quả
của các chuyển động hiện đại mà gradient vận tốc trung bình trong cả chu kỳ tân
kiến tạo có thể không phản ánh đƣợc, do đó có thể gradient của vận tốc ấy không
phản ánh mức độ nguy hiểm động đất hiện nay. Thêm nữa động đất mạnh không chỉ
là hệ quả của chuyển động thẳng đứng mà thƣờng là hệ quả của các chuyển động
ngang. Trong từng trƣờng hợp đó gradient vận tốc chuyển động thẳng đứng không
nói lên điều quan trọng nhất.
1.2.3. Phương pháp đánh giá chuyên gia
Cơ sở chính của phƣơng pháp này là việc xác định mức độ phản ánh của các lớp
đối tƣợng địa chất – địa vật lý về đặc trƣng hoạt động động đất. Mức độ phản ánh
này đƣợc biểu diễn qua trọng số của từng tham số. Sau khi phân loại đối tƣợng,
gán trọng số cho đối tƣợng, chúng ta tổng hợp ảnh hƣởng của các đối tƣợng để dự
báo khu vực có khả năng phát sinh động đất mạnh cũng nhƣ thành lập bản đồ dự
báo chấn động cực đại [42].
1.2.4. Sử dụng kết hợp các tài liệu địa chất – địa vật lý: Các phƣơng pháp
này bƣớc đầu đã đƣợc áp dụng ở Việt Nam trong một số công trình trên cơ sở sử
dụng các đặc trƣng cấu trúc vỏ [8, 39, 40]. Ngoài ra, các tác giả của công trình [27]
cũng sử dụng một số đặc trƣng cấu trúc vỏ Trái đất để áp dụng thử nghiệm dự báo
động đất theo vecto dấu hiệu nhiều chiều. Tuy nhiên, các kết quả nhận đựơc trong
những công trình nêu trên còn hết sức sơ lƣợc. Mặt khác cũng chƣa có tác giả nào
xây dựng đƣợc thuật toán và thiết lập đƣợc chƣơng trình dự báo động đất phù hợp
với điều kiện thực tế Việt Nam trên cơ sở các phƣơng pháp áp dụng.
* Các phương pháp dự báo động đất cực đại trên cơ sở phân tích thống kê địa

chấn đã và đang được sử dụng ở Việt Nam chủ yếu là:
1.

Bài toán phân bố cực trị Gumbel:

Trần Việt Phương

13


Luận văn Thạc
sĩ

Cơ sở lý thuyết các hàm phân bố cực trị của Gumbel đã đƣợc trình bày trong
nhiều công trình nghiên cứu ở Việt Nam và thế giới [52, 53, 10, 27, 28, 34].
Nếu ta coi X là các biến ngẫu nhiên có hàm phân bố là F(X)
F(X) = P{X ≤ x} thì xác suất để cho x là lớn nhất trong n mẫu độc lập từ
cùng phân bố F(X) sẽ là:
G(x) = P{ X1 ≤ x, X2 ≤ x,..., Xn ≤ x } = Fn (x)
Đó chính là hàm phân bố của các cực trị. Nếu nhƣ ta biết đƣợc hàm phân bố
ban đầu F(X) thì sẽ rất đơn giản để nhận đƣợc chính xác phân bố của các cực trị.
Nhƣng thông thƣờng ta không biết đƣợc hàm phân bố ban đầu, nên cần phải xem
đến dạng đƣờng tiệm cận của sự phân bố các cực trị. Khi áp dụng lý thuyết phân bố
cực trị Gumbel vào trong dự báo động đất luôn phải tuân thủ 2 giả thiết, đó là [10]:
- Các cực trị quan sát đƣợc trong một khoảng thời gian cho trƣớc độc lập đối với

nhau.
- Các điều kiện đã xảy ra trong quá khứ vẫn có thể xảy ra trong tƣơng lai.

Gumbel đã xây dựng đƣợc 3 loại hàm phân bố tiệm cận các cực trị, trong đó
hàm phân bố cực trị loại I có dạng:
G1 (x) = exp[−e−β ( x−u ) ]

với β > 0

ở đây: u - là đặc trƣng các cực trị, β- là hàm cƣờng độ cực trị ; u và β là các

tham số cần xác định.
Phân bố loại II có dạng:
Trong đó k – là đại lƣợng hình dạng, ε – là giá trị cận dƣới của các cực trị, u
– đặc trƣng các cực trị, u, k, ε là các tham số cần xác định.
Phân bố loại III có dạng:
Trong đó, w – là giá trị cận trên của các cực trị, u, k, w là các tham số cần xác định.


Trần Việt Phương

14


Luận văn Thạc
sĩ

Từ 3 hàm phân bố tiệm cận trên ta thấy phân bố tiệm cận loại II có tồn tại giá
trị cận dƣới ε nên chúng không đƣợc sử dụng để đánh giá chấn cấp cực đại động
đất. Thông thƣờng chúng ta chỉ dùng 2 hàm còn lại để giải quyết nhiệm vụ trên.
Nguyễn Kim Lạp và Nguyễn Duy Nuôi [19] đã sử dụng hàm phân bố tiệm
cận loại I của Gumbel để tính độ nguy hiểm động đất cho các vùng ở khu vực Đông
Nam Á với chu kỳ khoảng số liệu cực trị là 6 tháng và 1 năm. Nguyễn Hồng
Phƣơng [28] sử dụng hàm phân bố loại III của Gumbel kết hợp với hợp lý cực đại
và phân bố β để tính cho các vùng nhỏ trên lãnh thổ Việt Nam. Nguyễn Đình Xuyên
và Nguyễn Ngọc Thủy sử dụng hàm Gumbel loại I cải tiến để tính cho các vùng

thuộc khu vực thủy điện Sơn La [43]. Trần Thị Mỹ Thành đã tính Mmax cho 23 vùng
nguồn dựa theo hàm Gumbel III [34]…
2. Phương pháp hợp lý cực đại có thể tính đƣợc giới hạn chặn hai phía của

dãy những trận động đất chính và hoạt động địa chấn theo luật phân bố Poisson và
biểu thức Gutenberg-Richter. Phƣơng trình biểu diễn quan hệ giữa tần suất xuất
hiện động đất NM và chấn cấp M là phƣơng trình nổi tiếng Gutenberg-Richter [53]:
lg NM = a - bM
Quy luật xuất hiện động đất tuân theo quy luật phân bố Poisson. Trong mỗi
vùng nguồn, coi động đất là các sự kiện độc lập (loại bỏ tiền chấn và dƣ chấn), xác
suất P N để xảy ra N trận động đất có chấn cấp M ≥ m 0, gây ra cƣờng độ chấn động
I lớn hơn mức i nào đó, trên toàn vùng nguồn trong khoảng thời gian t năm thỏa
mãn phƣơng trình:
−νt
n
P N = P [ N = n ] = e (νt)

n!

n = 0, 1, 2 ...
trong đó ν là vận tốc trung bình xuất hiện động đất có chấn cấp M ≥ m 0. Nếu
xem pi là xác suất xuất hiện một trận động đất có chấn cấp M ≥ m 0, thì xác suất để
xuất hiện N trận động đất sẽ là:

Trần Việt Phương

15


Luận văn Thạc

sĩ

N = P [N= n ] =

e− piνt ( p νt) n
i

n!

n = 0, 1, 2 ...
Trong trƣờng hợp đặc biệt, phân bố xác suất của cƣờng độ chấn động cực
đại trong khoảng thời gian t năm đƣợc xem nhƣ:

P [ I (maxi) ≤ i ] = P [ N = 0 ] = e − p νt
i

Trong đó I (maxi) là cƣờng độ chấn động cực đại trong khoảng thời gian t năm
đối với vùng nguồn.
Hai phƣơng pháp, hợp lý cực đại và sử dụng hàm phân bố Gumbel, vừa nêu
trên đều mang bản chất của xác suất thống kê. Ƣu điểm của các phƣơng pháp này là áp
dụng thuận tiện, dễ dàng. Nhƣng nó cũng mang nhƣợc điểm chung của phƣơng pháp
xác suất là các mô hình đƣợc xây dựng trên giả định là lịch sử lặp lại, độ tin cậy của
kết quả phụ thuộc vào việc thu thập số liệu đầy đủ và chính xác đến đâu.
3. Sử dụng quy luật biểu hiện hoạt động động đất :

Phương pháp ngoại suy địa chấn dựa trên cơ sở là động đất cực đại đã xảy
ra trên một vùng nào đó tại một đoạn của đứt gãy thì nó cũng có thể xảy ra ở những
đoạn khác của đứt gãy đó, hoặc ở trên những đoạn đứt gãy khác tƣơng đƣơng với
nó về vai trò cũng nhƣ đặc trƣng của chúng trong kiến tạo khu vực.
Phương pháp dự báo Mmax dựa vào hoạt động tiền chấn – dư chấn

Trƣớc những trận động đất lớn thƣờng có một vài trận động đất nhỏ (tiền
chấn) báo hiệu thời kì yên tĩnh đã chuyển sang thời kì hoạt động động đất và sau
kích động chính cũng xuất hiện những trận động đất nhỏ (dƣ chấn). Nghiên cứu quy
luật hoạt động tiền chấn – dƣ chấn giúp dự báo đƣợc kích động chính (nếu đã có
tiền chấn) và những dƣ chấn (khi biết kích động chính). Bài toán này đã đƣợc đề
cập và giải quyết năm 2003 bởi các tác giả của công trình [45].

Trần Việt Phương

16


Luận văn Thạc
sĩ

Mô hình thời gian – magnitude để đánh giá khả năng phát sinh động đất
Theo mô hình này, một số tác giả của Nhật Bản và Thổ Nhĩ Kỳ (Papazachos
B.C., Karakaisis G.F.,..) đã chỉ ra rằng, thời gian xuất hiện của một trận động đất tại
một nguồn phát sinh động đất phụ thuộc vào magnitude và thời gian xuất hiện của
trận động đất xảy ra trƣớc trong vùng theo công thức:
Log T = bMmin +cMp +a
Trong đó, Mp là magnitude của trận động đất chính xảy ra trƣớc đó, M min
ngƣỡng magnitude của trận động đất dùng trong thống kê xảy ra tại nguồn sinh
chấn, T là khoảng thời gian giữa các trận động đất M p và Mmin. Các hệ số a, b, c
đƣợc xác định theo phƣơng pháp hồi quy bội từ các giá trị thực tế của T, M p và
Mmin. Dựa vào mô hình thời gian – magnitude có thể đánh giá đƣợc khả năng phát
sinh động đất theo thời gian cho từng vùng nguồn. Kết quả nhận đƣợc là xác suất
trận động đất cấp M xảy ra sau khoảng thời gian ∆t năm tính từ năm hiện tại làm
mốc.
Ở Việt Nam, bài toán dự báo động đất kiều này đƣợc áp dụng lần đầu năm

2002 cho khu vực Lai Châu - Điện Biên [9]. Sau đó, năm 2004, Đặng Thanh Hải lại
tiếp tục áp dụng phƣơng pháp này cho phần phía Bắc lãnh thổ Việt Nam [10].

Tóm lại, dự báo thời gian phát sinh động đất ở Việt Nam chủ yếu mới chỉ là dự
báo trung hạn và dài hạn dựa trên các quy luật phát sinh động đất thông qua thuật
toán thông kê, nhƣ dự báo tần suất lặp lại động đất, mô hình thời gian – magnitud,
quy luật hoạt động tiền chấn… Các phƣơng pháp: hợp lý cực đại và sử dụng hàm
phân bố Gumbel nêu trên đều mang bản chất của xác suất thống kê. Ƣu điểm của
các phƣơng pháp này là áp dụng thuận tiện, dễ dàng. Nhƣng nó cũng mang nhƣợc
điểm chung của các phƣơng pháp xác suất là các mô hình đƣợc xây dựng trên giả
định rằng lịch sử lặp lại, độ tin cậy của kết quả phụ thuộc vào tính đầy đủ và độ
chính xác của số liệu sử dụng. Thêm nữa, kết quả của việc áp dụng các phƣơng
pháp thống kê kiểu này chỉ cho phép nhận đƣợc những đánh giá rất sơ lƣợc về qui
luật phân bố động đất và tần suất lặp lại động đất (thƣờng là trung hạn và dài hạn

Trần Việt Phương

17


Luận văn Thạc sĩ

(từ vài trăm năm đến hàng nghìn năm) đối với một khu vực mà không thể chỉ ra
một cách cụ thể ngày giờ, địa điểm và độ lớn của trận động đất có khả năng xảy ra
trong tƣơng lai gần.
Phƣơng pháp ngoại suy địa chấn thì dựa trên cơ sở là động đất cực đại đã xảy
ra trên một vùng nào đó tại một đoạn của đứt gãy thì nó cũng có thể xảy ra ở những
đoạn khác của đứt gãy đó, hoặc ở trên những đoạn đứt gãy khác tƣơng đƣơng với
nó về vai trò cũng nhƣ đặc trƣng của chúng trong kiến tạo khu vực. Nguyên lý này

có thể dẫn đến đánh giá sai về Mmax vì động đất mạnh nhất đã quan sát thấy có thể
chƣa phải là động đất cực đại có khả năng xảy ra, thêm vào đó, điều kiện địa chấn
kiến tạo khó có thể xem là đồng nhất. Để khắc phục những hạn chế đã nêu, cần phải
mở rộng vùng nghiên cứu để có thể đánh giá tính tƣơng đồng của vỏ Trái đất trên
quy mô lớn hơn, điều này sẽ làm tăng tính đúng đắn khi lấy M max là đại diện cho
những mảnh có đặc trƣng kiến tạo tƣơng đồng. Đồng thời cũng cần phải thu thập
và sử dụng một lƣợng lớn các tham số liên quan đến đặc trƣng địa chấn, đặc điểm
kiến tạo của khu vực, ví dụ nhƣ tài liệu từ, trọng lực, móng kết tinh, các mặt gián
đoạn, các đứt gãy và số liệu về động đất…Có nghĩa là, chúng ta phải sử dụng tổ hợp
các tài liệu địa chất, địa vật lý và địa chấn để có thể đánh giá một cách đúng đắn
nhất về tiềm năng địa chấn khu vực nghiên cứu.
Trong giai đoaṇ 2008-2010 tác giả luận văn đa ̃tham gia thƣcc̣ hiêṇ Nhiêṃ vu c̣
Hơpc̣ tác quốc tếViêṭ-Nga theo Nghi địnḥ thƣ cấp Nhànƣớc : “Đánh giátiềm năng
điạ chấn lanh thổViêṭNam theo tổhơpc̣ cac tai liêụ điạ chất , điạ vâṭly va điạ chấn” .
̃
Trong qua trinh thƣcc̣ hiêṇ Nhiêṃ vu c̣nay ,
́
đa xây dƣngc̣
̃
(Mmax) trên cơ sơ ap dungc̣ phƣơng phap phân loaịvo Trai đất . Tuy nhiên, các kết
quả nhận đƣợc mới chỉ là những đánh giá bƣớc đầu
phƣơng phap đoi hoi phai sƣ dungc̣ tổhơpc̣ 5 tham sốđăcc̣ trƣng cua vo Trai đất
́ ̀
trên thƣcc̣ tếtaịViêṭNam các sốliêụ chƣa cóđầy đủtrên toàn khu vƣcc̣ nghiên cƣ́u ,
nhất làsốliêụ vềmâṭđô dc̣ òng nhiêṭQ . Bản thân chƣơng trình đƣợc xây dựng bởi

Trần Việt Phương

18

̀


Luận văn Thạc sĩ

tác giả và các đồng nghiệp cũng cần đƣợc tiếp tục hiệu chỉnh , cải biến và hoàn
thiện để có thể áp dụng phù hợp với các điều kiện thực tế của Việt Nam .
Nhƣ vậy, thực tế của công tác nghiên cứu dự báo động đất trong nƣớc và
quốc tế nêu trên cho thấy bài toán dự báo thời gian, địa điểm và độ lớn của trận
động đất có khả năng xảy ra trong tƣơng lai gần với độ chính xác nhất định vẫn là
một bài toán chƣa có lời giải trọn vẹn và vẫn là điều mà các nhà khoa học cần
hƣớng đến. Mặt khác, trong các nghiên cứu dự báo động đất đã đƣợc tiến hành ở
Việt Nam nhƣ đã nêu trên, hầu hết các tác giả đều áp dụng các phần mềm của các
tác giả nƣớc ngoài, đƣợc thiết kế phù hợp với các điều kiện số liệu thực tế của các
nƣớc đó . Vì vậy, áp dụng các phần mềm đó đối với thực tế địa chấn Việt Nam
phần lớn đều phải tự động mặc nhiên chấp nhận một số điều kiêṇ ởđầu vào nhƣ các
qui luật hay các thông số chuẩn của các nƣớc khác. Điều này không những không
phù hợp với điều kiện thực tế của Việt Nam mà còn chắc chắn luôn dẫn đến một sai
số hệ thống nào đó trong các đánh giá dự báo động đất. Phần mềm nhâṇ đƣ ợc
trong các nghiên cứu gần đây nhất của tác giả luận văn cùng các đồng nghiệp là
một đó ng góp mới cho thƣcc̣ tếđiạ chấn của ViêṭNam [25]. Tuy nhiên cũng cần phải
cónhƣ ̃ng nghiên cƣ́u so sánh, bổsung đểcóthểđánh giátinh́ đúng đắn của nó.
Tất cả những lý do nêu trên đã dẫn dắt tập thể tác giả đến ý tƣởng “Xây dưngg
bộ chương trình thửnghiêṃ dự báo ngắn haṇ động đất trên cơ sởmô hình thống
kê kết hơpg sửdungg các phương pháp vật lý kiến tạo , áp dụng đối với lãnh
thổ Việt Nam và các vùng lân cận” nhằm giải quyết bài toán nan giải không chỉ
đối với thực tế địa chấn Việt Nam nói riêng, mà cả trong thực tế địa chấn quốc tế
nói chung. Tác giả luận văn lựa chon đề tài: “Xây dựng thuật toán và sơ đồ khối
của chương trình dự báo động đất theo mô hình thống kê” nhằm giải quyết một
trong những nội dung của ý tƣởng nêu trên.

Trần Việt Phương

19


Luận văn Thạc
sĩ

Chƣơng 2

PHƢƠNG PHÁP DỰ BÁO ĐỘNG ĐẤT THEO MÔ HÌNH THỐNG KÊ
Trên thế giới, ngƣời ta đã và đang sử dụng hàng loạt các phƣơng pháp
nghiên cứu dự báo động đất khác nhau nhƣ; dựa trên việc làm sáng tỏ các dấu hiệu
về dị thƣờng mật độ các đứt gãy sinh chấn [50]; hay quan hệ giữa vận tốc lan
truyền sóng dọc và sóng ngang[26]; năng lƣợng giải phóng từ chuỗi các trận động
đất [3], cũng nhƣ hàng loạt các dấu hiệu khác có đặc trƣng báo trƣớc các động đất
tƣơng lai, và cũng sử dụng các bất thƣờng đồng thời trong diễn biến của một số các
dấu hiệu có bản chất vật lý khác nhau [1, 18, 30, 31]. Một số công trình theo hƣớng
này chứa các công thức thuật toán dự báo động đất nhƣ: các thuật toán dự báo động
đất KH và M8 [3, 13, 17]. Kết quả dự báo đông đất theo các phƣơng pháp này là
chỉ ra vùng động đất mạnh trong tƣơng lai, mà ở đó trong một khoảng thời gian nào
đó (thƣờng là nhiều năm và gọi là dự báo trung hạn) sẽ xảy ra động đất. Các
phƣơng pháp và thuật toán dự báo trung hạn nhƣ trên có ƣu điểm là làm sáng tỏ
đƣợc các dấu hiệu của động đất tƣơng lai, có ý nghĩa vật lý và cho phép đánh giá
chúng bằng các phƣơng pháp thống kê trên cơ sở các thông tin địa chấn có đƣợc.
Tuy nhiên, các phƣơng pháp này lại có nhƣợc điểm chính là không xác định đƣợc
độ chính xác của các kết quả dự báo và không xác định đƣợc thời gian và
magnitude của sự kiện dự báo. Vì vậy, trong luận văn này, tác giả sẽ áp dụng cách
tiếp cận mới, đƣợc đề xuất bởi tác giả A.P. Grishin [5, 6] trên cơ sở ứng dụng mô

hình thống kê để thiết lập chƣơng trình thử nghiệm dự báo thời điểm xảy ra động
đất và magnitude của chúng và áp dụng dự báo động đất đối với lãnh thổ Việt Nam
và các vùng lân cận. Cách tiếp cận này vừa đơn giản hơn mà lại có khả năng loại bỏ
đƣợc các nhƣợc điểm của các phƣơng pháp dự báo trung hạn nói trên [5, 6].
2.1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp:
Bản chất của phƣơng pháp là dựa trên ý tƣởng về khái niệm tập hợp các trận
động đất với chấn tiêu trong một tiểu vùng S nào đó ở dạng chuỗi thời gian của các

Trần Việt Phương

20


Luận văn Thạc
sĩ

tham số ngẫu nhiên (thời điểm xảy ra động đất Ti, độ lớn của trận động đất
(magnitude) Mi) với các khoảng cách thời gian ngẫu nhiên giữa chúng (∆ti).
Nhƣ vậy nhiệm vụ của mô hình thống kê là dự báo thời điểm xảy ra động đất
Ti tại vùng S và độ mạnh (magnitude Mi) của nó. Khi đó, thời điểm xảy ra động đất
Ti và magnitude Mi của động đất dự báo đƣợc coi là sự kiện ngẫu nhiên. Bài toán
dự báo thời điểm xảy ra động đất Ti và magnitude Mi của nó chính là là bài toán xác
định kỳ vọng toán học và các khoảng tin tƣởng của chúng với xác suất bảo đảm Pg
đặc trƣng cho độ chính xác của dự báo.
Với ý nghĩa đó, nguồn số liệu xuất phát duy nhất để làm việc theo mô hình
thống kê là danh mục (hay đoạn danh mục) động đất đối với khu vực chứa tiểu
vùng dự báo. Mô hình dự báo sẽ cho các khoảng tin tƣởng đối với thời gian và
magnitude của trận động đất với chấn tiêu thuộc giới hạn của tiểu vùng đó, mà nó
sẽ xảy ra sau sự kiện cuối cùng trong vùng với danh mục động đất nêu trên.
Khoảng tin tƣởng thỏa mãn xác suất Pg thƣờng đƣợc hiểu là đoạn ∆x(Pg)

trên trục của tham số dự báo ξ, mà đối với nó xác suất để cho giá trị ngẫu nhiên ξ
rơi vào đoạn ∆x(Pg) bằng Pg (SX{ξ € ∆x(Pg)} = Pg).
Mô hình này đƣa ra giả định đơn giản về khả năng sử dụng trong đoạn
danh mục xử lý một giới hạn về magnitude của các sự kiện theo một dải đã cho, giả
định về khả năng suy giảm cực đại mật độ phân bố đối với các tham số ngẫu nhiên
của tập hợp và về tính độc lập thống kê của tập hợp các số gia ngẫu nhiên ∆Mi từ
tập hợp các khoảng thời gian ngẫu nhiên ∆Ti = Ti=1-Ti.
Các giả định nhƣ trên đã đƣợc kiểm chứng trên các ví dụ về tính toán các
hệ số tƣơng quan giữa chúng và có thể coi là chấp nhận đƣợc [5, 6].
Theo đó, có thể mô tả mô hình và thuật toán dự báo nhƣ sau:
Giả sử có một tiểu vùng S trong khu vực nguy hiểm địa chấn có danh mục
động đất độc lập (đã đƣợc loại bỏ khỏi các tiền chấn và dƣ chấn). Giả sử đã biết

Trần Việt Phương

21


Luận văn Thạc sĩ

thời điểm xảy ra động đất và magnitude của trận động đất sau cùng trong tiểu vùng
S với magnitude M không nhỏ hơn ngƣỡng Mmin cho trƣớc. Ngƣỡng Mmin đƣợc
xác định tùy theo mục đích dự báo. Trận động đất sau cùng này đƣợc gọi là trận
động đất tựa (sự kiện tựa) và đƣợc ký hiệu là Zop. Khi dự báo động đất mạnh,
thƣờng thƣờng Mmin = 4-5. Trong các trƣờng hợp còn lại, giá trị Mmin đƣợc xác
định bởi mức đại diện của danh mục động đất theo ngƣỡng magnitude.
Nhiệm vụ của mô hình là dự báo thời điểm xảy ra động đất và magnitude của
trận động đất với chấn tâm trong tiểu vùng S, xảy ra ngay sau sự kiện tựa. Trận
động đất đó đƣợc gọi là trận động đất dự báo. Thời điểm xảy ra và magnitude của
trận động đất dự báo đƣợc coi là các đại lƣợng ngẫu nhiên. Khi đó, khái niệm dự

báo động đất đƣợc hiểu là xác định kỳ vọng toán học và khoảng tin cậy của chúng
khi cho trƣớc xác suất đảm bảo Pg, đặc trƣng cho độ chính xác của dự báo.
Nhiệm vụ dự báo gồm các bƣớc nhƣ sau:
1. Tiến hành phép chọn Vb từ danh mục động đất (DMĐĐ) tất cả những trận

động đất với chấn tâm thuộc tiểu vùng S có magnitude M≥ Mmin và với thời
điểm xảy ra chúng thuộc khoảng thời gian nào đó (Tvb, Tcat).
-

Ranh giới dƣới Tvb của nó đƣợc chọn sao cho phép chọn Vb lấy đƣợc
hết những trận động đất từ DMĐĐ thuộc chu kỳ số liệu quan sát nào
đó (nếu trong danh mục có các sự kiện đó) và những trận động đất từ
một phần của DMĐĐ mà đối với nó Mmin không phải là mức đại diện.

-

Ranh giới trên Tcat là ranh giới thời gian trên của DMĐĐ.

Phép chọn Vb nhận đƣợc có nghĩa đối với đoạn danh mục mà mô hình sẽ xử lý nó.
Giả sử phép chọn Vb là tuần tự theo thời gian và trong đó:
T1 và Top là các thời điểm xảy ra sự kiện đầu tiên và sự kiện cuối
cùng, Còn sự kiện j xảy ra ở thời điểm Tj với magnitude Mj.
2. Từ lựa chon Vb xác định sự kiện tựa Zop (nó xảy ra ở thời điểm Top).
3. Thành lập từ phép chọn chuỗi các khoảng thời gian ngẫu nhiên

∆t j = t j +1 −t j và

Trần Việt Phương

22

Luận văn Thạc
sĩ

chuỗi các số gia: ∆m j = m j +1 − mj giữa các trận động đất liền nhau trong phép
chọn.
4. Xác định trong khoảng thời gian đã chọn (Tvb, Tcat) nhóm các khoảng thời

gian chạy { ti , ti +1 } với i=1,2,..k, Ti ≥ Tvb , Tk+1 ≤ Tcat, sao cho trong mỗi khoảng
chạy có từ 10 đến 20 sự kiện. Những khoảng này sẽ đƣợc coi là ngẫu nhiên bởi vì
chúng ta chƣa biết tất cả những nguyên nhân gây ra sự thay đổi của chúng.
=

Tính t

ti + ti +1

si

.

2

5. Theo công thức toán học thống kê tính:

- Kỳ vọng toán học MO ( ∆t j ) ; MO ( ∆mj ) ;

- Độ lệch bình phƣơng trung bình

( t )

σ ∆

j

và

σ ( ∆mj ) , khi giả thiết rằng

chúng ta hoàn toàn không biết nguyên nhân vật lý gây ra trận động đất tiếp theo, và
coi chúng là hằng số trong mỗi khoảng chạy { ti , ti +1 }. Các giá trị MO ( ∆ti ) ;

MO ( ∆mi ) và

σ ( ∆ti ) và σ ( ∆mi ) đƣợc đƣa vào điểm giữa Tsi

Sau đó xác định giá trị các hàm số

MO∆t (Tsi ) ;
,



∈{ ti , ti +1 }.

MO∆m(Tsi )

σ ( ∆tsi ) và

( ∆msi ) .
6. Xác định các giá trị trung bình và độ lệch bình phƣơng trung bình đối với thời

gian phát sinh và magnitude của trận động đất tiếp theo (động đất dự báo), xảy ra
tiếp theo sau sự kiện tựa, mà các số liệu của nó chƣa có trong danh mục động đất
ban đầu, theo các công thức sau:

T
pr

=

t

op

+

MO t (T )
∆

op

;


Trần Việt Phương

23