Đánh giá khả năng sóng thần ảnh hưởng đến vùng bờ biển việt nam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

NGUYỄN THỊ MINH LÝ

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SÓNG THẦN ẢNH HƯỞNG
ĐẾN VÙNG BỜ BIỂN VIỆT NAM
Chun ngành: Xây dựng cơng trình biển

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2013


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS. NGUYỄN DANH THẢO

Cán bộ chấm nhận xét 1 : PGS. TS LÊ VĂN DỰC

Cán bộ chấm nhận xét 2 : GVC. TS TRƯƠNG NGỌC TƯỜNG

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM
ngày 15 tháng 01 năm 2014
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. PSG. TS LÊ SONG GIANG
2. PSG. TS LÊ VĂN DỰC
3. GVC. TS TRƯƠNG NGỌC TƯỜNG
4. TS. PHẠM NGỌC

5. TS. NGUYỄN DANH THẢO
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên
ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TRƯỞNG KHOA


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC

Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc
Tp.HCM, ngày 02 tháng 12 năm 2013

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên: NGUYỄN THỊ MINH LÝ

Phái: Nữ

Ngày, tháng, năm sinh: 31 / 07 / 1989

Nơi sinh: An Giang

Chun ngành: Cơng Trình Biển

MSHV: 12020445

I- TÊN ĐỀ TÀI: ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SÓNG THẦN ẢNH HƯỞNG ĐẾN VÙNG BỜ
BIỂN VIỆT NAM.
II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
-

Nghiên cứu lý thuyết thành tạo và lan truyền sóng thần.

-

Áp dụng tính tốn cho 13 kịch bản động đất gây sóng thần của Bộ Tài ngun và Mơi
trường cho vùng bờ biển Việt Nam.

-

Khảo sát thực trạng phòng tránh sóng thần ở Việt Nam.

III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 24/06/2013
IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 22/11/2013
V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS. NGUYỄN DANH THẢO

Nội dung và đề cương Luận Văn Thạc Sĩ đã được hội đồng Chuyên Ngành thông qua.

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN
QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

TS. NGUYỄN DANH THẢO

TS. TRẦN THU TÂM

LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình làm luận văn, được sự hướng dẫn nhiệt tình và chu đáo của thầy Nguyễn
Danh Thảo em đã hoàn thành luận văn tốt nhất trong khả năng của mình.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Danh Thảo đã tạo điều kiện thuận lợi nhất để em
hoàn thành tốt luận văn.Với những kinh nghiệm và kiến thức quý báo mà thầy đã truyền đạt cho
em sẽ là hành trang cho em sau khi tốt nghiệp.
Em rất cảm ơn đến thầy Trần Thu Tâm và tồn thể thầy cơ trong ngành Cảng – Cơng trình
biển và khoa Kỹ thuật Xây dựng – trường Đại học Bách Khoa TP.Hồ Chí Minh, tuy khơng trực
tiếp hướng dẫn em trong luận văn nhưng đã tận tình dạy bảo, hướng dẫn, giúp đỡ em trong q
trình học tập. Đó là những đóng góp khơng nhỏ giúp em hồn thành tốt luận văn.
Ngoài ra, em cũng gửi lời cảm ơn đến các bạn đã cùng sát cánh với em, giúp đỡ, động viên,
góp ý kiến để em hồn chỉnh luận văn.
Đặc biệt, con xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến ba mẹ đã ủng hộ, giúp đỡ, động viên, quan
tâm và nuôi dưỡng con trong suốt thời gian đi học.
Mặc dù đã cố gắng nhiều nhưng do thời gian làm luận văn tương đối ngắn, kiến thức còn hạn
chế nên luận văn của em không tránh khỏi sai sót, mong q thầy cơ chỉ dẫn thêm.
Cuối cùng, em xin chúc cho nhà trường luôn gặt hái nhiều thành công, xứng danh là một
ngôi trường lớn của cả nước, là một ngôi trường mà tất cả các học sinh đều mơ ước. Em kính
chúc ba mẹ, q thầy cơ, và bạn bè lời chúc sức khỏe, thành công.
Em xin chân thành cảm ơn!

TP.Hồ Chí Minh, ngày 02 tháng 12 năm 2013
Học viên thực hiện

NGUYỄN THỊ MINH LÝ


LVThS - Đánh giá khả năng sóng thần ảnh hưởng đến vùng bờ biển Việt Nam

MỤC LỤC
TÓM TẮT…………………………………………………………………………………………i
DANH MỤC BẢNG BIỂU……………………………………………………………………….ii
DANH MỤC HÌNH……………………………………………………………………………….ii
KÝ HIỆU SỬ DỤNG……………………………………………………………………………..v
CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI..............................................................................................1
1.1

ĐẶT VẤN ĐỀ: .......................................................................................................... .1

1.2

MỤC ĐÍCH VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU: ............................................................ 2

1.2.1

Mục đích nghiên cứu: ......................................................................................... 2

1.2.2

Phạm vi nghiên cứu: ........................................................................................... 2

CHƢƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI.....................................................................................4
2.1

TỔNG QUAN SĨNG THẦN: ................................................................................... 4

2.1.1

Khái niệm sóng thần: .......................................................................................... 4

2.1.2

Ngun nhân hình thành sóng thần: ................................................................... 4

2.1.3

Đặc điểm của sóng thần: ..................................................................................... 6

2.1.4

Một số trận sóng thần trong lịch sử thế giới: ...................................................... 7

2.2

CÁC NGUỒN ĐỘNG ĐẤT CÓ KHẢ NĂNG GÂY SĨNG THẦN TRÊN BIỂN
ĐƠNG:.... ....................................................................................................................8

2.2.1

Các đới hút chìm trên vùng rìa phía đơng và đơng nam Biển Đơng: ............... 11

2.2.2

Các đới đứt gãy trên các vùng rìa Tây và Tây bắc Biển Đơng: ........................ 13

2.2.3

Đới đứt gãy trên rìa Đơng Nam Biển Đơng: ..................................................... 14

2.3

TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU SĨNG THẦN TRONG NƢỚC VÀ THẾ GIỚI: ...... 15

2.3.1

Một số nghiên cứu trong nƣớc về sóng thần:.................................................... 15

2.3.2

Một số nghiên cứu thế giới về sóng thần: ......................................................... 21

Mục Lục
HVTH: Nguyễn Thị Minh Lý - MSHV: 12020445


LVThS - Đánh giá khả năng sóng thần ảnh hưởng đến vùng bờ biển Việt Nam
CHƢƠNG 3. LÝ THUYẾT VÀ PHƢƠNG PHÁP TÍNH TỐN ............................................. 24
3.1

LÝ THUYẾT ĐỘNG ĐẤT: ..................................................................................... 24

3.2

LÝ THUYẾT SÓNG: ............................................................................................... 29

3.3

PHƢƠNG PHÁP SAI PHÂN LEAP-FROG: .......................................................... 32

3.3.1

Công thức sai phân theo Taylor: ....................................................................... 32

3.3.2

Công thức sai phân leap – frog: ........................................................................ 33

3.3.3

Công thức vi phân đƣợc thiết lập theo phƣơng pháp sai phân leap – frog: ...... 39

3.4

ĐIỀU KIỆN BAN ĐẦU VÀ ĐIỀU KIỆN BIÊN: ................................................... 41

3.4.1

Điều kiện ban đầu: ............................................................................................ 41

3.4.2

Điều kiện biên: .................................................................................................. 42

CHƢƠNG 4. CHƢƠNG TRÌNH MƠ PHỎNG SỰ PHÁT SINH VÀ LAN TRUYỀN SĨNG
THẦN .................................................................................................................... 44
4.1

SƠ ĐỒ MƠ PHỎNG SĨNG THẦN: ....................................................................... 44

4.2

SỐ LIỆU ĐỊA HÌNH:............................................................................................... 45

4.2.1

Phạm vi tính tốn lan truyền sóng thần ở biển Đơng Việt Nam: ...................... 45

4.2.2

Xử lý số liệu địa hình: ....................................................................................... 46

4.3

MƠ HÌNH DỊCH CHUYỂN PHAY: ....................................................................... 48

4.3.1

Số liệu đầu vào:................................................................................................. 48

4.3.2

Chức năng chƣơng trình con (subroutine): ....................................................... 48

4.3.3

Sơ đồ tính dịch chuyển phay: ............................................................................ 49

4.3.4

Kết quả tính tốn: .............................................................................................. 50

4.4

MƠ PHỎNG LAN TRUYỀN SĨNG THẦN: ......................................................... 50

4.4.1

Số liệu đầu vào:................................................................................................. 50

4.4.2

Chức năng các chƣơng trình con (subroutine): ................................................. 50

4.4.3

Chƣơng trình mơ phỏng cho 1 khu vực lớn với bƣớc lƣới không đổi: ............. 51

Mục Lục
HVTH: Nguyễn Thị Minh Lý - MSHV: 12020445


LVThS - Đánh giá khả năng sóng thần ảnh hưởng đến vùng bờ biển Việt Nam
CHƢƠNG 5. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN.......................................................................................52
5.1

KẾT QUẢ ĐỘNG ĐẤT DO DỊCH CHUYỂN PHAY:........................................... 52

5.1.1

Đới hút chìm Manila: ........................................................................................ 52

5.1.2

Đới hút chìm RyuKyu:...................................................................................... 53

5.1.3

Đứt gãy Nam Trung Bộ: ................................................................................... 55

5.1.4

Đứt gãy Hải Nam: ............................................................................................. 55

5.2

KẾT QUẢ LAN TRUYỀN SÓNG THẦN: ............................................................. 56

5.2.1

Kịch bản 4: ........................................................................................................ 56

5.2.2

Kịch bản 5: ........................................................................................................ 61

5.2.3

Kịch bản 10: ...................................................................................................... 69

5.2.4

Kịch bản 11: ...................................................................................................... 79

5.2.5

Kịch bản 13: ...................................................................................................... 81

5.2.6

Thời gian lan truyền từ nguồn đến bờ ứng với 13 kịch bản động đất:.............. 87

5.2.7

Chiều cao sóng lớn nhất đến bờ ứng với 13 kịch bản động đất: ....................... 89

CHƢƠNG 6. THỰC TRẠNG PHÒNG CHỐNG SÓNG THẦN Ở VIỆT NAM ....................... 91
6.1

HỆ THỐNG CẢNH BÁO SỚM SĨNG THẦN: ..................................................... 91

6.2

DIỄN TẬP PHỊNG CHỐNG SĨNG THẦN: ......................................................... 96

CHƢƠNG 7. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................... 99
7.1 KẾT LUẬN: .............................................................................................................. 99
7.2 KIẾN NGHỊ: ........................................................................................................... 100
TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………………………...101

PHỤ LỤC………………………………………………………………………………………104

Mục Lục
HVTH: Nguyễn Thị Minh Lý - MSHV: 12020445


LVThS - Đánh giá khả năng sóng thần ảnh hưởng đến vùng bờ biển Việt Nam

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Trong những năm gần đây, thảm họa tự nhiên xuất hiện ngày càng tăng trên thế giới. Một
trong những thảm họa gây nguy hiểm đến khu vực ven bờ biển là sóng thần. Nằm giáp biển
Đơng, bờ biển Việt Nam có nguy cơ tiềm tàng gánh chịu thảm họa sóng thần, vì vậy cần có sự
quan tâm của các cơ quan chức năng Nhà nước. Mục tiêu của Luận Văn là đánh giá khả năng
sóng thần ảnh hưởng đến bờ biển Việt Nam từ kết quả mơ phỏng sự hình thành và lan truyền
sóng thần trên đại dương đến bờ biển nước ta theo các kịch bản động đất gây sóng thần và sử
dụng lý thuyết nước nông vận dụng phương pháp sai phân nhảy cóc. Kết quả phân bố chiều cao
sóng và thời gian lan truyền đến bờ biển cho thấy rằng hiểm họa sóng thần tại Việt Nam là đáng
lưu ý và cần có thêm nhiều nghiên cứu cụ thể hơn.

ABSTRACT

The number of natural disasters around the world has trended to increase in recent years. In
coast area, tsunami is one among the main natural disasters. Facing the East Sea, the Vietnam
coast has been recognized to have the potential to generate devastating tsunami, thus it requires a
consideration of government. This thesis aims to evaluate possibilities of tsunami occurrence at
Vietnam coast according to the results of the simulation computation of generation and
propagation of tsunami in the East Sea under tsunami source scenarios using numerical model
which is based on shallow water equation with leap-frog scheme to compute propagation wave.
The numerical results show the distribution of the maximum tsunami height and arrival time

along the Vietnam coast. The results reveal that tsunami hazards in Vietnam are significant and it
is necessary to have more careful researches in detail.

Tóm tắt luận văn
HVTH: Nguyễn Thị Minh Lý - MSHV: 12020445

i


LVThS - Đánh giá khả năng sóng thần ảnh hưởng đến vùng bờ biển Việt Nam

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Các thơng số động đất sóng thần theo các kịch bản....................................................3
Bảng 2.1 Tóm tắt kết quả sóng thần 13 kịch bản........................................................................18
Bảng 5.1 Thời gian lan truyền sóng thần đến ven bờ biển Việt Nam theo 13 kịch bản..............87

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Vị trí động đất của 13 kịch bản động đất gây sóng thần cho biển Đơng Việt Nam......2
Hình 2.1 Bản đồ các mảng kiến tạo của trái đất ........................................................................... 4
Hình 2.2 Các kiểu ranh giới mảng................................................................................................ 5
Hình 2.3 Q trình lan truyền sóng thần từ nguồn tới bờ (minh họa) .......................................... 6
Hình 2.4 Bản đồ kiến tạo khu vực Đơng Nam Á ......................................................................... 9
Hình 2.5 Các nguồn động đất có khả năng gây sóng thần Biển Đơng Việt Nam ...................... 10
Hình 2.6 Đới hút chìm RyuKyu (Nam Đài Loan) và Tây Đài Loan .......................................... 11
Hình 2.7 Phân bố động đất theo độ sâu nguồn Sulu................................................................... 12
Hình 2.8 Đới hút chìm Manila ................................................................................................... 12
Hình 2.9 Vùng nguồn Bắc Biển Đơng ....................................................................................... 13
Hình 2.10 Vùng nguồn Tây Biển Đơng ....................................................................................... 14
Hình 2.11 Phân bố động đất theo độ sâu của đới Palawan........................................................... 14
Hình 2.12 Sự dịch chuyển phay gây ra sóng thần (minh họa, nguồn USGS) .............................. 21

Hình 2.13 Bản đồ phân bố thảm họa sóng thần trên thế giới........................................................23
Hình 3.1 Hình học phay và hệ tọa độ ......................................................................................... 25
Hình 3.2 Tọa độ phay và tọa độ ảnh phay .................................................................................. 26
Hình 3.3 Sai phân trung tâm ....................................................................................................... 32
Hình 3.4 Sự sắp xếp các điểm tính tốn trong phương pháp sai phân ....................................... 33
Hình 3.5 Sự sắp xếp điểm cho thơng số đối lưu ......................................................................... 35
Danh mục bảng - hình
HVTH: Nguyễn Thị Minh Lý - MSHV: 12020445

ii


LVThS - Đánh giá khả năng sóng thần ảnh hưởng đến vùng bờ biển Việt Nam
Hình 4.1 Khu vực tính tốn lan truyền sóng thần.......................................................................45
Hình 4.2 Hình minh họa vị trí phay trên vùng tính tốn ............................................................ 48
Hình 5.1 Biến dạng mặt biển khi phay dịch chuyển ứng với kịch bản tại vùng nguồn Manila
...……………………………………………………………………………………..53
Hình 5.2 Biến dạng mặt biển khi phay dịch chuyển ứng với kịch bản tại vùng nguồn RyuKyu
..................................................................................................................................... 54
Hình 5.3 Biến dạng mặt biển khi phay dịch chuyển ứng với kịch bản tại vùng nguồn Nam
Trung Bộ...................................................................................................................... 55
Hình 5.4 Biến dạng mặt biển khi phay dịch chuyển ứng với kịch bản tại vùng nguồn Hải Nam
..................................................................................................................................... 55
Hình 5.5 Kết quả thời gian lan truyền sóng thần ứng với kịch bản 4 ......................................... 58
Hình 5.6 Dao động mực nước ven bờ tại một số địa danh theo kịch bản 4 ............................... 60
Hình 5.7 Kết quả thời gian lan truyền sóng thần ứng với kịch bản 5 ......................................... 63
Hình 5.8 Dao động mực nước ven bờ tại một số địa danh theo kịch bản 5 ............................... 65
Hình 5.9 Dao động mực nước tại Phú Yên ứng với kịch bản 1-5 .............................................. 68
Hình 5.10 Kết quả thời gian lan truyền sóng thần ứng với kịch bản 10 ....................................... 71
Hình 5.11 Dao động mực nước ven bờ tại một số địa danh theo kịch bản 10 ............................. 73

Hình 5.12 Dao động mực nước tại Phú Yên ứng với kịch bản 6-10 ............................................ 75
Hình 5.13 Kết quả thời gian lan truyền sóng thần ứng với kịch bản 11 ....................................... 78
Hình 5.14 Dao động mực nước ven bờ tại một số địa danh theo kịch bản 11 ............................. 80
Hình 5.15 Kết quả thời gian lan truyền sóng thần ứng với kịch bản 13 ....................................... 83
Hình 5.16 Dao động mực nước ven bờ tại một số địa danh theo kịch bản 13 ............................. 85
Hình 5.17 Dao động mực nước tại Phú Yên ứng với kịch bản 12-13 .......................................... 86
Hình 5.18 Chiều cao sóng thần lớn nhất khi đến ven bờ ứng với 13 kịch bản............................. 89
Hình 6.1 Vị trí 2 trạm cảnh báo sóng thần đầu tiên ở Việt Nam tại TP Đà Nẵng chụp từ Google
Earth. ........................................................................................................................... 93

Danh mục bảng - hình
HVTH: Nguyễn Thị Minh Lý - MSHV: 12020445

iii


LVThS - Đánh giá khả năng sóng thần ảnh hưởng đến vùng bờ biển Việt Nam
Hình 6.2 Vị trí trạm cảnh báo sóng thần đầu tiên tại Việt Nam đặt tại Mân Thái tỉnh Đà Nẵng
(tọa độ: 16,094 N và 108,251 E) ................................................................................. 93
Hình 6.3 Hình ảnh trạm cảnh báo sóng thần Mân Thái ............................................................. 94
Hình 6.4 Vị trí trạm cảnh báo sóng thần thứ 2 tại Việt Nam đặt tại Xuân Thiều tỉnh Đà Nẵng
(tọa độ: 16,098 N và 108,140 E) ................................................................................. 94
Hình 6.5 Hình ảnh trạm cảnh báo sóng thần Xn Thiều .......................................................... 95
Hình 6.6 Hình ảnh diễn tập ứng phó sóng thần ở Đà Nẵng ....................................................... 96
Hình 6.7 Hình ảnh diễn tập ứng phó sóng thần ở Quãng Ngãi .................................................. 97
Hình 6.8 Hình ảnh diễn tập ứng phó sóng thần ở Bình Định ..................................................... 98

Danh mục bảng - hình
HVTH: Nguyễn Thị Minh Lý - MSHV: 12020445

iv


LVThS - Đánh giá khả năng sóng thần ảnh hưởng đến vùng bờ biển Việt Nam

CÁC KÝ HIỆU TẮT
STT

Ý nghĩa

Ký hiệu

1

UNESCO

United Nations Education Scientific and
Cultural Organization

2

IOC

Intergovernmental Oceanographic
Commission

3

L(km)

Chiều dài phay

4

W(km)

Chiều rộng phay

5

h(km)

Độ sâu chấn tiêu động đất

6

δ(o)

Góc dốc (dip)

7

λ(o)

Góc trượt (slip)

8

θ(o)

Góc phương vị (strike)

9

uo

Độ dài trượt trung bình

10

θ(o)

Góc dốc (dip)

11

U1

Dịch chuyển phẳng theo phương
phương vị (strike)

12

U

Dịch chuyển theo độ dốc (dip)

13

u3

Dịch chuyển đứng tại 1 điểm do phay
chuyển dịch

14

t

Thời gian (s)

15

h

Độ sâu nước tĩnh (m)

16

η

Đường mặt sóng trên mực nước tĩnh
(m)

17

M

Thơng lượng theo trục x (m3/s)

Các ký hiệu tắt

HVTH: Nguyễn Thị Minh Lý – MSHV:12020445

Ghi chú

Bảng 1.1

Lý thuyết phay

Lý thuyết sóng

v


LVThS - Đánh giá khả năng sóng thần ảnh hưởng đến vùng bờ biển Việt Nam

18

N

Thông lượng theo trục y (m3/s)

19

D=h+η

Độ sâu tổng cộng (m)

20

g = 9,8

Gia tốc trọng trường (m/s2)

21

k

Chỉ số theo thời gian

22

i,j

Chỉ số theo không gian x, y

23

KB1M7 Manila

Kịch bản 1 tại vùng nguồn Manila với
cấp động đất 7 richter

24

KB6M7 RyuKyu

Kịch bản 6 tại vùng nguồn RyuKyu
với cấp động đất 7 richter

25

KB11M7 NTB

Kịch bản 11 tại vùng nguồn Nam
Trung Bộ với cấp động đất 7 richter

26

KB12M7 HaiNam

Kịch bản 12 tại vùng nguồn Hải Nam
với cấp động đất 7 richter

Các ký hiệu tắt
HVTH: Nguyễn Thị Minh Lý – MSHV:12020445

Sai phân

vi


LVThS - Đánh giá khả năng sóng thần ảnh hưởng đến vùng bờ biển Việt Nam

CHƯƠNG 1.

GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ:
Trong cuộc sống hàng ngày con người phải chịu nhiều tác động bất lợi của tự nhiên như
động đất, núi lửa phun trào, lở đất, lũ lụt, sóng thần, bão, hạn hán,… được gọi là thảm họa tự

nhiên hay thiên tai. Trong thời gian gần đây, biến đổi khí hậu tồn cầu đã làm cho thảm họa tự
nhiên xuất hiện trên thế giới ngày càng tăng và diễn biến ngày càng phức tạp gây ra sự khó khăn
trong việc dự báo và phòng tránh. Một trong những thảm họa đáng chú ý nhất trong 10 năm trở
lại đây là sóng thần, nó đã gây ra thiệt hại vơ cùng to lớn về con người, cơ sở vật chất, kinh tế,
xã hội và tác động xấu đến môi trường. Điều đó đặt ra yêu cầu cấp bách cho các nhà lãnh đạo và
nhà khoa học ở các quốc gia trên thế giới có khả năng chịu ảnh hưởng của sóng thần đưa ra các
biện pháp cụ thể để phịng tránh, ứng phó thảm họa. Tổ chức Giáo Dục, Khoa Học và Văn Hóa
Liên Hiệp Quốc (Unesco - United Nations Educational Scientific and Cultural Organization)
cùng Ủy Ban Hải Dương Học Quốc Tế (IOC - Intergovernmental Oceanographic Commission)
đưa ra việc xây dựng hệ thống cảnh báo sóng thần và giảm nhẹ thiên tai sóng thần.
Hiện nay, việc thành lập hệ thống bản đồ cảnh báo nguy cơ sóng thần đã và đang được các
quốc gia có khả năng chịu tổn thương do sóng thần thực hiện như Thái Lan, Indonesia, Nhật
Bản, Philipines, Samoa,...
Nước ta với đặc điểm về địa lý phía đông - đông nam giáp với biển đã tạo nên điều kiện
thuận lợi phát triển tiềm năng kinh tế biển nhưng cũng là thách thức cho nước ta hàng năm phải
chịu nhiều rủi ro về thiên tai như sạt lở đất, nước biển dâng, bão, ... . Ngày càng có nhiều cơng
trình trọng điểm quan trọng được xây dựng gần vùng ven biển và hiện tại có rất nhiều người dân
sinh sống dọc bờ biển điều đó đặt ra yêu cầu cho nước ta cần có các biện pháp phịng tránh và
giảm nhẹ thiên tai có thể xảy ra, đặc biệt là hiểm họa gần đây nhất của thế giới là sóng thần. Từ
sau trận sóng thần xảy ra trên Ấn Độ Dương 2004, Chính Phủ đã yêu cầu các bộ ban ngành tiến
hành các công tác nghiên cứu đánh giá tác động sóng thần đến bờ biển nước ta và xây dựng hệ
thống bản đồ cảnh báo sóng thần để từ đó Nước ta có kế hoạch quy hoạch hợp lý nhất vùng ven
biển . Điều này rất quan trọng đối với mục tiêu phát triển bền vững nền kinh tế biển nước ta đã
đặt ra để phát triển đời sống, kinh tế xã hội vùng ven biển Nước ta nói riêng và cả Nước nói
chung.

Chương 1: Giới thiệu đề tài
HVTH: Nguyễn Thị Minh Lý - MSHV: 12020445

1

LVThS - Đánh giá khả năng sóng thần ảnh hưởng đến vùng bờ biển Việt Nam
1.2 MỤC ĐÍCH VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU:
1.2.1 Mục đích nghiên cứu:
-

Tính tốn chiều cao sóng thần lan truyền từ nguồn đến ven bờ biển Việt Nam.

-

Tính thời gian lan truyền sóng thần từ nguồn đến bờ.

-

Đánh giá khả năng, ảnh hưởng của sóng thần đối với nước ta và xem như là một trong
những số liệu tham khảo để “ Xây dựng bản đồ cảnh báo sóng thần cho các vùng bờ biển
Việt Nam”.

1.2.2 Phạm vi nghiên cứu:
-

Tính tốn sóng thần gây ra do nguyên nhân động đất và sử dụng số liệu từ 13 kịch bản
động đất gây sóng thần của Bộ Tài Nguyên và Môi Trường đưa ra (Bảng 1.1) trong bài
báo nghiên cứu của Vũ Thanh Ca và cộng sự (2008).

-

Dựa vào tập hướng dẫn tính tốn sóng thần của Ủy Ban Hải Dương Học Quốc Tế (IOC,
1997) và bộ chương trình tính sóng thần đảo Samoa để tính tốn sóng thần cho khu vực

vùng biển của Việt Nam.

Hình 1.1 Vị trí động đất của 13 kịch bản động đất gây sóng thần cho biển Đơng Việt Nam
Chương 1: Giới thiệu đề tài
HVTH: Nguyễn Thị Minh Lý - MSHV: 12020445

2


LVThS - Đánh giá khả năng sóng thần ảnh hưởng đến vùng bờ biển Việt Nam

Bảng 1.1 Các thông số động đất sóng thần theo các kịch bảng

Kịch
bản

Cấp
động
đất

Kinh
độ
nguồn
(độ)

Vĩ độ
nguồn
(độ)

L

W

(km)

(km)

h

δ

(km) (độ)

λ

θ

u0

Ghi

(độ)

(độ)

(m)

chú

1

7,0

119,10

17,50

35

21

5

15

90

177

1,6

2

7,5

119,10

17,50

73

31

8

15

90

177

2,9

3

8,0

119,10

17,50

151

47

12

15

90

177

5,28

4

8,5

119,10

17,50

313

70

18

15

90

177

9,61

5

9,0

119,10

17,50

646

105

27

15

90

177

17,49

6

7,0

121,80

23,53

35

21

5

15

90

87

1,6

Đới hút
chìm
Manila

Đới hút
7

7,5

121,80

23,53

73

31

8

15

90

87

2,9

8

8,0

121,80

23,53

151

47

12

15

90

87

5,28

9

8,5

121,80

23,53

313

70

18

15

90

87

9,61

10

9,0

121,80

23,53

646

105

27

15

90

87

17,49

chìm
Ryukyu
, Nam
Đài
Loan

Nam
11

7,0

109,75

12,00

50

14

10

90

-45

180

1,67

trung
bộ

12

7,0

110,46

18,13

50

14

10

78

-45

57

1,67

13

7,5

110,46

18,13

89

25

17

78

-45

57

2,97

Hải
Nam

Với: L : chiều dài đới đứt gẫy; W: chiều rộng đới đứt gẫy; h: độ sâu chấn tiêu động đất; δ:
góc dốc (dip); λ: góc trượt (slip); θ: góc phương vị (strike) và u0: độ dài trượt trung bình.

Chương 1: Giới thiệu đề tài
HVTH: Nguyễn Thị Minh Lý - MSHV: 12020445

3


LVThS - Đánh giá khả năng sóng thần ảnh hưởng đến vùng bờ biển Việt Nam

CHƯƠNG 2.

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

2.1 GIỚI THIỆU SĨNG THẦN
2.1.1 Khái niệm sóng thần:
Sóng thần là loạt các đợt sóng được tạo nên khi một thể tích nước lớn trong đại dương bị dịch
chuyển chớp nhống trên một quy mơ lớn. Sóng thần có tên gọi quốc tế là Tsunami.
2.1.2 Ngun nhân hình thành sóng thần:
Sóng thần được sinh ra do nhiều nguyên nhân khác nhau:

a. Do cộng hưởng liên quan đến địa chấn dưới đáy đại dương:
Đáy biển đột ngột bị biến dạng dọc của vỏ Trái đất tại các rìa mảng lục địa, hoặc những trận
động đất do va chạm mảng lục địa với mảng đại dương (Hình 2.1).

Hình 2.1

Bản đồ các mảng kiến tạo của trái đất (nguồn từ Wikipedia Kiến tạo mảng)

Chương 2: Tổng quan về đề tài
HVTH: Nguyễn Thị Minh Lý - MSHV: 12020445

4


LVThS - Đánh giá khả năng sóng thần ảnh hưởng đến vùng bờ biển Việt Nam
Có 3 kiểu ranh giới tạo mảng đặc trưng (Hình 2.2): (1) ranh giới chuyển dạng xuất hiện khi
các mảng trượt tương đối theo mặt phẳng nằm ngang dọc theo các đứt gãy (trượt phẳng), (2)
ranh giới mảng phân kỳ xuất hiện ở nơi mà hai mảng di chuyển xa ra nhau, (3) ranh giới mảng
hội tụ xuất hiện khi hai mảng trượt về phía nhau tạo thành đới hút chìm (nếu một mảng chui
xuống dưới mảng kia) hoặc va chạm lục địa (nếu hai mảng đều là vỏ lục địa) .
Ví dụ: năm 2004 trận động đất Ấn Độ Dương (Mw 9.2) và 2011 trận động đất Tohoku
(Mw9.0) tạo ra sóng thần có khả năng vượt đại dương tiến đế bờ biển gây ra sức tàn phá khủng
khiếp.

Hình 2.2

Các kiểu ranh giới mảng (nguồn từ Wikipedia Kiến tạo mảng)

1-Quyển mềm; 2-Thạch quyển; 3-Điểm nóng; 4-Vỏ đại dương; 5-Mảng hút chìm; 6-Vỏ lục
địa; 7-Đới tách giản trên lục địa; 8-Ranh giới mảng hội tụ; 9-Ranh giới mảng phân kỳ; 10-Ranh
giới mảng chuyển dạng; 11-Núi lửa dạng khiên; 12-Sống núi giữa đại dương; 13-Ranh giới mảng
hội tụ; 14-Núi lửa dạng tầng; 15-Cung đảo núi lửa; 16-Mảng; 17-Quyển mềm; 18-Rãnh đại
dương.

Chương 2: Tổng quan về đề tài

HVTH: Nguyễn Thị Minh Lý - MSHV: 12020445

5


LVThS - Đánh giá khả năng sóng thần ảnh hưởng đến vùng bờ biển Việt Nam

b. Các trường hợp khác:
Trượt lở đất đá ngầm hoặc trên bờ một lượng đất đá lớn rơi xuống biển (sóng tạo ra được gọi
là megatsunami), phun trào núi lửa ngầm. Hay các hoạt động thủy văn tác động ở đại dương
(sóng tạo ra được gọi meteotsunami), các vụ nổ hạt nhân ngầm, khối thiên thạch lớn rơi xuống
biển cũng tạo nên sóng thần nhưng sóng được tạo ra từ các nguyên nhân này khác với nguyên
nhân do động đất gây ra, thường nhanh chóng tan rã và ít khi lan truyền đến bờ, phạm vi ảnh
hưởng nhỏ nhưng cũng cần phải chú ý.
Ví dụ: năm 1958 vụ lở đất ở Vịnh Lituya tạo ra một sóng nước ước tính tới 50–150 m và tràn
tới độ cao 524 m trên các ngọn núi ở đó (nguồn Wikipedia Tsunami).
2.1.3 Đặc điểm của sóng thần:
-

Sóng thần khơng là cơn sóng đơn lẽ mà là loạt sóng liên tiếp (chuỗi sóng), có nguồn năng
lượng cực lớn nên nó có thể vượt qua khoảng cách hàng nghìn km đại dương từ điểm
phát sinh đến gần bờ gây thiệt hại.

-

Ngoài khơi, sóng thần có biên độ khá nhỏ (nhỏ hơn 1m), nên khi nó di chuyển giữa đại
dương khó có thể nhận ra, chiều dài sóng tới hàng trăm km, chu kỳ sóng rất dài từ nhiều
phút đến nhiều giờ, tốc độ di chuyển sóng thần rất lớn (khoảng 800km/h) nên nó lan
truyền rất nhanh trên đại dương từ nguồn đến bờ trong thời gian rất ngắn.

-

Khi sóng thần di chuyển gần bờ dưới ảnh hưởng địa hình đáy biển chiều cao, vận tốc,
chiều dài sóng thay đổi và khi tới độ sâu nhất định xảy ra hiện tượng sóng vỡ tạo ra
những con sóng có chiều cao rất lớn có thể đạt chiều cao một tịa nhà sáu tầng có khi cao
hơn tạo ra sức tàn phá vơ cùng lớn trên đường đi, và gây ra hiện tượng ngập cho một khu
vực khá lớn, do thời gian giữa các đợt sóng ngắn nên nó gây ra ngập nhanh hơn so với
thủy triều và nước dâng do bão.

Hình 2.3

Quá trình lan truyền sóng thần từ nguồn tới bờ (minh họa)

Chương 2: Tổng quan về đề tài
HVTH: Nguyễn Thị Minh Lý - MSHV: 12020445

6


LVThS - Đánh giá khả năng sóng thần ảnh hưởng đến vùng bờ biển Việt Nam
2.1.4 Một số trận sóng thần trong lịch sử thế giới:
Trong lịch sử thế giới, hiểm họa sóng thần khơng phải chỉ mới xuất hiện gần đây mà đã có
từng rất lâu và được lịch sử ghi lại:
-

Ngày 13/8/1868, sóng thần hủy diệt ở Chile cướp đi sinh mạng của hơn 25.000 người;

-

27/8/1883, khi núi lửa Krakatau phun trào tại eo biển Sunda gần Java gây ra sóng thần

làm hơn 36.000 người thiệt mạng;

-

1906 động đất mạnh 8,8 độ richter xảy ra ngoài khơi vùng biển Colombia và Ecuador ảnh
hưởng tới cả bờ tây của Mỹ và Nhật Bản đã tạo ra một trận sóng thần cướp đi sinh mạng
của khoảng 1.500 người;

-

3/2/1923, tại vùng Kamchatka đã ghi nhận trận động đất mạnh 8,5 độ richter, gây ra sóng
thần ảnh hưởng tới khu vực này đặc biệt là thiệt hại lớn tại đảo Hawaii;

-

Ngày 4/11/1952 ngoài khơi bán đảo Kamchatka ghi nhận một trận động đất mạnh tới 9,0
độ richter. Sóng thần xuất hiện sau đó đã khiến Hawaii tổn thất tài sản lên tới 1 triệu đơ
la. Ngày 5/11, 3 đợt sóng thần cao 15-18m đã tàn phá thị trấn và các ngôi làng ở Sakhlin,
Kamchatka (Nga) cùng khu vực lân cận và giết chết 2.336 người;

-

22/5/1960, trận động đất lớn 8,6 Richter xảy ra ở bờ biển miền trung Chile, sóng thần
xuất hiện phá hủy cục bộ Chile và khắp Thái Bình Dương. Số người thiệt mạng ở Chile
khoảng 2.300 người, cũng làm hư hỏng bến cảng ở Hilo, Hawaii 61 người chết;

-

28/3/1964: trận động đất mạnh 8,4 độ richter tại Alaska đã gây ra sóng thần tại đơng nam
Alaska, đảo Vancouver và các bang Washington, California, Hawaii đã làm hơn 120

người chết;

-

16/8/1976, trận động đất 7,8 độ richter xảy ra ở đảo Mindanoa (Philippine) đã tạo cơn
sóng thần tàn phá hơn 700km bờ biển quanh Vịnh Moro ở phía bắc Celebes. Ước tính
khoảng 5.000 người chết, 2.200 người mất tích, hơn 9.500 người bị thương và tổng cộng
93.500 người mất nhà;

-

Ngày 12/12/1992, động đất mạnh 6,8 độ richter phá huỷ phần lớn đảo Flores và Bali của
Indonesia và kích hoạt trận sóng thần với chiều cao của sóng lên tới 26m sát hại 2.200
người;

-

Ngày 26/12/2004 sóng thần xuất hiện ở vùng biển Đại Ấn Độ Dương cướp đi sinh mạng
ít nhất 230.000 người thuộc 11 quốc gia (Indonesia, Sri Lanka, Ấn độ, Thái Lan,…) được
xem là lớn nhất trong hơn một thế kỷ qua và có thể là trong cả lịch sử hiện đại;

Chương 2: Tổng quan về đề tài
HVTH: Nguyễn Thị Minh Lý - MSHV: 12020445

7


LVThS - Đánh giá khả năng sóng thần ảnh hưởng đến vùng bờ biển Việt Nam
-

17/7/2006, sóng thần đã tấn cơng phía nam đảo Java của Indonesia, ước tính thảm họa đã
cướp đi sinh mạng của khoảng 650 người, 120 người mất tích. Khoảng 1.800 người dân
bị thương. Đến nay, nó vẫn khiến 47.000 người ở tình trạng khơng nhà cửa. Tại thị trấn
nghỉ mát Pangandaran nó phá hủy hầu hết các khách sạn nằm trên bờ biển;

-

Ngày 29/9/2009 sóng thần xuất hiện ở Nam Thái Bình Dương khi động đất 8,3 độ
Richter nó cướp đi sinh mạng 140 người ở American Samoa và Tây Samoa;

-

27/2/2010, trận động đất ở Chile với cường độ 8,8 độ Richter gần thành phố Concepcion
cách thủ đơ Santiago 500km về phía nam đã gây ra những trận sóng thần tàn phá nhiều
thành phố dọc bờ biển Chile và những sóng thần nhỏ ở Hawai và Nhật Bản;
Và gần đây nhất trận sóng thần xuất hiện ở bờ biển phía đơng bán đảo Oshika của
Nhật Bản 11/3/2011 gây ra thảm hỏa khủng khiếp không những về con người, cơ sở vật
chất khi sóng thần đến mà cịn để lại hiểm họa hạt nhân khi nó đi qua.

2.2 CÁC NGUỒN ĐỘNG ĐẤT CÓ KHẢ NĂNG GÂY SĨNG THẦN TRÊN BIỂN
ĐƠNG:
Khu vực Đơng Nam Á nói chung và Biển Đơng Việt Nam nói riêng có cấu trúc kiến tạo và
lịch sử phát triển địa động lực học rất độc đáo và phức tạp (Liu, 2007). Đây là vùng chuyển tiếp
giữa một bên là lục địa Âu – Á một bên là lục địa Châu Úc, mặt khác Biển Đơng cịn đóng vai
trị vùng ngăn cách Đại Tây Dương và Thái Bình Dương. Cấu trúc kiến tạo cơ bản của khu vực
này (Hình 2.4 ):
-

Các siêu đới hút chìm: đới hút chìm màng biển Sumatra kéo dài đến 8.000km (từ phía tây
bắc của Đơng Nam Á tới phía đơng đảo Timor), đới hút chìm máng biển Philippine kéo

dài trên 3.000km, ngồi ra cịn các đới hút chìm có quy mơ nhỏ hơn như đới hút chìm
máng biển Manila dài 1.150km, đới hút chìm rìa đơng biển Sulu dài 650km.

-

Các biển rìa hình thành do tách giãn sau cùng ( biển Celebes, biển Đông Việt Nam, biển
Sulu, biển Molucca, biển Banda, biển Makassar, biển Andaman).

-

Các đứt gãy trượt bằng lớn: đứt gãy phương á tuyến Sagaing trượt phải trong giai đoạn
hiện nay, đứt gãy phương tây bắc - đông nam Sông Hồng - Ailao trượt phải trong giai
đoạn hiện tại, đứt gãy phương tây bắc – đông nam Sumatra trượt phải, đứt gãy phương á
kinh tuyến Philippines trượt trái.

Chương 2: Tổng quan về đề tài
HVTH: Nguyễn Thị Minh Lý - MSHV: 12020445

8


LVThS - Đánh giá khả năng sóng thần ảnh hưởng đến vùng bờ biển Việt Nam
-

Sự tồn tại kiểu cặp đơi các đới hút chìm lớn và các đới đứt gãy trượt bằng: cặp hút chìm trượt bằng cùng tên Sumatra, cặp hút chìm – trượt bằng cùng tên Philippines, cặp hút
chìm Timor ( đoạn phía đơng của đới hút chìm Sumatra) – trượt bằng Sorong.

Hình 2.4

Bản đồ kiến tạo khu vực Đơng Nam Á (Nguyễn Đình Xun và cộng sự,2005)

Chương 2: Tổng quan về đề tài
HVTH: Nguyễn Thị Minh Lý - MSHV: 12020445

9


LVThS - Đánh giá khả năng sóng thần ảnh hưởng đến vùng bờ biển Việt Nam
Trong các vùng nguồn gây động đất ở Đơng Nam Á như nêu trên thì các nguồn có khả năng
động đất gây ra sóng thần ở Biển Đơng Việt Nam là:

RK

Hình 2.5

Các nguồn động đất có khả năng gây sóng thần Biển Đơng Việt Nam (nguồn Trần
Thị Mỹ Thành và cộng sự, 2011)

Chú thích: BBĐ - Vùng nguồn Bắc Biển Đông, TBĐ - Vùng nguồn Tây Biển Đông, MNL Vùng nguồn Manila, PLW - Vùng nguồn Palawan, SL - Vùng nguồn Sulu, CLB - Vùng nguồn
Celebes, RK - Vùng nguồn RyuKyu.

Chương 2: Tổng quan về đề tài
HVTH: Nguyễn Thị Minh Lý - MSHV: 12020445

10


LVThS - Đánh giá khả năng sóng thần ảnh hưởng đến vùng bờ biển Việt Nam
2.2.1 Các đới hút chìm trên vùng rìa phía đơng và đơng nam Biển Đơng:
Do các chuyển động từ từ của mảng Thái Bình Dương và các tiểu mảng khu vực về phía tây

và tây bắc làm cho khối lục địa chờm trượt lên các mảng vỏ đại dương tạo nên các đới hút chìm:
Manila, Sulu, Selebes, Markasat, Banda Bắc, biển Banda Nam. Các đới này đều đang hoạt động
và phát sinh động đất, nhiều trận kèm theo sóng thần.

a. Các đới Tây Nam, Đơng Nam Đài Loan và Bắc Luzon:
Hiện tại, các nhà nghiên cứu chưa xác định được độ lớn động đất cực đại tại đới hút chìm tây
Đài Loan, nhưng theo Chen và nnk (2007) thì với động đất Ms=7,9 có khả năng xảy ra 30 năm 1
lần với xác suất 88%. Đới hút chìm RyuKyu (nam Đài Loan) được xem là có động đất cực đại
đạt tới Mw=8,5. Nhưng để tính tốn sóng thần các nhà nghiên cứu giả thiết tại đới hút chìm tây
Đài Loan động đất cực đại có độ lớn Mw= 8,2 ; cịn đới hút chìm RyuKyu (nam Đài Loan) động
đất từ Mw từ 6,5 – 9 (hình 2.6 ).

Hình 2.6

Đới hút chìm RyuKyu (Nam Đài Loan) và Tây Đài Loan (nguồn Vũ Thanh Ca, 2008)

Chương 2: Tổng quan về đề tài
HVTH: Nguyễn Thị Minh Lý - MSHV: 12020445

11


LVThS - Đánh giá khả năng sóng thần ảnh hưởng đến vùng bờ biển Việt Nam

b. Đới hút chìm Sulu:
Gồm 2 đoạn với chiều dài
368km và 642km.

Hình 2.7

Phân bố động đất theo độ sâu nguồn Sulu (nguồn Bùi Công Quế, 2010)

c. Đới hút chìm Manila:
Đây là đới nguồn động đất có thể gây sóng thần
lớn nhất cho vùng biển Việt Nam, với các trận động
đất cực đại có thể đạt tới 8,5 độ Richter. Để tính tốn
sóng thần các nhà nghiên cứu giả thiết rằng động đất
tại đới này có độ lớn từ Mw=6,5 đến Mw=9. (hình 2.8)

Hình 2.8

Đới hút chìm Manila (nguồn Vũ Thanh
Ca, 2008)

Chương 2: Tổng quan về đề tài
HVTH: Nguyễn Thị Minh Lý - MSHV: 12020445

12