Luận án tiến sĩ nghiên cứu đánh giá rủi ro động đất khu vực đô thị thành phố hà nội

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------

PHẠM THẾ TRUYỀN

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ RỦI RO ĐỘNG ĐẤT
KHU VỰC ĐÔ THỊ THÀNH PHỐ HÀ NỘI

LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ ĐỊA CẦU

Hà Nội – 2020


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------

PHẠM THẾ TRUYỀN

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ RỦI RO ĐỘNG ĐẤT KHU VỰC
ĐÔ THỊ THÀNH PHỐ HÀ NỘI

Chuyên ngành: Vật lý địa cầu
Mã số: 9 44 01 11

LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ ĐỊA CẦU

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1. PGS. TS. NGUYỄN HỒNG PHƯƠNG
2. GS. TS. KUO-LIANG WEN

HÀ NỘI - 2020


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi. Các số liệu trình
bày trong luận án là trung thực. Một số kết quả nghiên cứu đã được tôi công bố riêng
hoặc đồng tác giả, phần cịn lại chưa được ai cơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Tơi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được ghi
nhận và trích dẫn trong luận án này.
Hà Nội, ngày

tháng năm 2020

Tác giả luận án

Phạm Thế Truyền

i

LỜI CẢM ƠN
Trong suốt q trình nghiên cứu và hồn thành luận án, nghiên cứu sinh đã
nhận được rất nhiều sự giúp đỡ nhiệt tình từ các thầy cơ, bạn bè, đồng nghiệp và
người thân.
Trước tiên, nghiên cứu sinh xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS.
Nguyễn Hồng Phương, GS.TS. Kuo-Liang Wen (Trường đại học Trung tâm Trung
ương Đài Bắc, Trung Quốc) – những người thầy trực tiếp hướng dẫn và chỉ bảo cho
nghiên cứu sinh trong suốt q trình học tập và hồn thành luận án.
Nghiên cứu sinh chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Vật lý địa cầu, Ban
lãnh đạo Học viện Khoa học và Công nghệ, Ban lãnh đạo Khoa các Khoa học Trái
đất đã tạo điều kiện để nghiên cứu sinh hoàn thành chương trình học tập.
Nghiên cứu sinh xin cảm ơn các Q thầy/cơ, các cán bộ phịng ban trong và
ngồi cơ sở đào tạo đã hướng dẫn, đóng góp ý kiến trong quá trình thực hiện luận án.
Nghiên cứu sinh xin cám ơn các đồng nghiệp, bạn bè và gia đình đã quan tâm
giúp đỡ và chia sẻ với nghiên cứu sinh trong suốt q trình thực hiện và hồn thành
luận án này.

Phạm Thế Truyền

ii


MỤC LỤC
MỤC LỤC .................................................................................................................III
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT........................................... VI
DANH MỤC CÁC BẢNG ....................................................................................VIII
DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ........................................................................... IX
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU .......................................8
1.1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NGOÀI NƯỚC .............................................8

1.1.1. Nghiên cứu đánh giá độ nguy hiểm động đất.........................................8
1.1.2. Nghiên cứu đánh giá rủi ro động đất...................................................14
1.2. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC ..........................................18
1.2.1. Đánh giá độ nguy hiểm động đất .........................................................18
1.2.2. Đánh giá rủi ro động đất đô thị ở Việt Nam. .......................................26
1.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ........................................................................................28
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP LUẬN, DỮ LIỆU VÀ CÔNG CỤ ĐÁNH
GIÁ RỦI RO ĐỘNG ĐẤT ĐÔ THỊ .........................................................................30
2.1. ĐÁNH GIÁ ĐỘ NGUY HIỂM ĐỘNG ĐẤT .................................................................31
2.1.1. Đánh giá xác suất độ nguy hiểm động đất..........................................31
2.1.2. Đánh giá tất định độ nguy hiểm động đất ..........................................33
2.2. HIỆU CHỈNH GIÁ TRỊ KHUẾCH ĐẠI RUNG ĐỘNG NỀN............................................35
2.2.1. Hiệu chỉnh gián tiếp giá trị khuếch đại rung động nền .......................36
2.2.2. Hiệu chỉnh trực tiếp giá trị khuếch đại rung động nền .......................38
2.3.1. Cơ sở lý thuyết đánh giá thiệt hại nhà cửa do động đất ......................39
2.3.2. Cơ sở lý thuyết ước lượng thiệt hại về người do động đất ..................44
2.4. CƠ SỞ DỮ LIỆU ....................................................................................................51
2.4.1. Dữ liệu về địa chấn kiến tạo khu vực thành phố Hà Nội và lân cận ...51
2.4.2. Dữ liệu động đất ..................................................................................51

iii


2.4.3. Dữ liệu địa chất cơng trình, điểm đo địa chấn thăm dò và vi địa chấn
khu vực Hà Nội ..............................................................................................52
2.4.4. Cơ sở dữ liệu GIS về nhà cửa và dân số ..............................................52
2.5. CÔNG CỤ ĐÁNH GIÁ RỦI RO ĐỘNG ĐẤT ĐƠ THỊ ...................................................59
2.5.1. Mơ đun 1: Xác định vùng nghiên cứu ..................................................60
2.5.2. Mô đun 2: Đánh giá khả năng rung động nền .....................................61
2.5.2.1. Đánh giá khả năng rung động nền bằng phương pháp tất định.......64

2.5.2.2. Đánh giá khả năng rung động nền bằng phương pháp xác suất. .....66
2.5.3. Mô đun 3: Ước lượng tổn thất .............................................................67
2.6. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ...........................................................................................70
CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤN KIẾN TẠO KHU VỰC THÀNH PHỐ HÀ
NỘI VÀ LÂN CẬN ..................................................................................................72
3.1. CÁC ĐỚI ĐỨT GÃY HOẠT ĐỘNG .........................................................................72
3.2. TÍNH ĐỊA CHẤN KHU VỰC THÀNH PHỐ HÀ NỘI VÀ LÂN CẬN .............................75
3.2.1. Tính địa chấn khu vực miền Bắc Việt Nam và lân cận ........................75
3.2.2. Tính địa chấn khu vực đới đứt gãy Sơng Hồng – Sông Chảy ..............81
3.3. KHẢO SÁT QUY LUẬT TỶ LỆ ĐỒNG DẠNG ĐỘNG ĐẤT KHU VỰC MIỀN BẮC VIỆT
NAM VÀ LÂN CẬN. .....................................................................................................83
3.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ........................................................................................88
CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ ĐỘ NGUY HIỂM ĐỘNG ĐẤT CHO KHU VỰC
THÀNH PHỐ HÀ NỘI .............................................................................................90
4.1. MƠ HÌNH NGUỒN CHẤN ĐỘNG ...........................................................................90
4.2. ƯỚC LƯỢNG CÁC THAM SỐ NGUY HIỂM ĐỘNG ĐẤT CHO CÁC VÙNG NGUỒN
CHẤN ĐỘNG

...............................................................................................................92

4.3. MƠ HÌNH TẮT DẦN CHẤN ĐỘNG.........................................................................94
4.4. THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỘ NGUY HIỂM ĐỘNG ĐẤT KHU VỰC THÀNH PHỐ HÀ NỘI 95
4.4.1. Đánh giá xác suất độ nguy hiểm động đất khu vực thành phố Hà Nội95
4.4.2. Đánh giá tất định độ nguy hiểm động đất khu vực thành phố Hà Nội 98
4.5. HIỆU CHỈNH GIÁ TRỊ KHUẾCH ĐẠI RUNG ĐỘNG NỀN ........................................102
4.5.1. Hiệu chỉnh trực tiếp giá trị khuếch đại rung động nền .....................103
iv


4.5.2. Hiệu chỉnh gián tiếp giá trị khuếch đại rung động nền .....................106

4.6. THẢO LUẬN KẾT QUẢ CHƯƠNG 4.....................................................................109
4.7. KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 ........................................................................................112
CHƯƠNG 5: ĐÁNH GIÁ RỦI RO ĐỘNG ĐẤT CHO KHU VỰC ĐÔ THỊ
THÀNH PHỐ HÀ NỘI ...........................................................................................114
5.1. KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ THIỆT HẠI NHÀ CỬA TẠI KHU VỰC ĐÔ THỊ THÀNH PHỐ HÀ
NỘI 114
5.1.1. Kết quả đánh thiệt hại nhà cửa bằng phương xác suất .....................114
5.1.2. Kết quả đánh giá thiệt hại nhà cửa bằng phương pháp tất định .......115
5.1.3. So sánh kết quả đánh giá thiệt hại nhà cửa nhận được từ hai phương
pháp xác suất và tất định .............................................................................117
5.2. KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ THIỆT HẠI NGƯỜI RO ĐỘNG ĐẤT KHU VỰC ĐÔ THỊ THÀNH
PHỐ HÀ NỘI .............................................................................................................120

5.3. THẢO LUẬN KẾT QUẢ CHƯƠNG 5 ......................................................................127
5.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 5 ........................................................................................129
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................131
1.

KẾT LUẬN ........................................................................................................131

2.

KIẾN NGHỊ VỀ NHỮNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO ...............................................133

TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................134

v


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Ký hiệu/ Viết tắt
DEM
DSHA

Tiếng Anh
Digital elevation model
Deterministics seismic
hazard assessment

Tiếng Việt
Mơ hình số độ cao
Đánh giá tất định độ nguy
hiểm động đất

ĐGSH

Đứt gãy Sông Hồng

ĐGSH-SC

Đứt gãy Sông Hồng –
Sông Chảy

ĐNA

Đông Nam Á

EOS
FEMA
GEM

Earth Observatory of
Singapore
Federal
Emergency
Management Agency
Global earthquake model

Trung tâm quan trắc Trái
đất Singapore
Cơ quan Quản lý Khẩn
cấp Liên bang
Mơ hình động đất tồn
cầu
Hệ thống thơng tin địa lý

GIS

Geographic information
system

GMPE

Ground motion
prediction equation

Phương trình tắt dần chấn
động

GSHAP

Global seismic hazard
assessment program

HAZUS

Hazard risk assessment
and loss estimation

HAZUS-MH

Multi-hazard
assessment and
estimation

Chương trình đánh giá độ
nguy hiểm động đất tồn
cầu
Chương trình đánh giá rủi
ro động đất và ước lượng
thiệt hại
Chương trình đánh giá rủi
ro đa thiên tai và ước
lượng thiệt hại
Hợp lý cực đại
Thập kỷ quốc tế giảm nhẹ
thiên tai

HLCD
IDNR

ISC
NCS
NDSHA

risk
loss

International
Decade
for Natural
Disaster Reduction
International
Trung tâm địa chấn quốc
Seismological Center
tế
Nghiên cứu sinh
Neodeterministics
Đánh giá tất định mới độ
seismic hazard
nguy hiểm động đất
assessment

vi


NEIC

National Earthquake
Information Center

Trung tâm thông tin động
đất quốc gia

NHERP

National Earthquake
Hazards Reduction
Program

Chương trình quốc gia
giảm nhẹ thiệt hại động
đất

PGA

Peak ground acceleration

Gia tốc nền cực đại

PSHA

Probabilistics seismic
hazard assessment

Đánh giá xác suất độ
nguy hiểm động đất

RADIUS

Risk assessment tools for Cơng cụ phân tích đánh
diagnosis of urban areas giá rủi ro động đất độ thị
against seismic disasters

RISK-EU

European
RISK-UE Dự án đánh giá rủi ro
project
động đất khu vực Châu âu
Spectra Acceleration
Gia tốc phổ nền
Hợp nhất độ nguy hiểm
Seismic
Hazard địa chấn khu vực Châu âu
Harmonization in Europe

SA
SHARE

TCVN
UNDRO

Tiêu chuẩn Việt Nam
United Nations Disaster Văn phòng điều phối viên
Relief Organization - cứu trợ thiên tai liên hợp
United Nations Disaster quốc
Relief Coordinator

USGS

US Geological Survey

Vs30

vii

Cục khảo sát địa chất
Hoa kỳ
Vận tốc sóng ngang trung
bình trong lớp phủ có độ
dày 30 m tính từ bề mặt


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2. 1. Phân loại nền theo Tiêu chuẩn Quốc gia Việt Nam về thiết kế kháng
chấn cho các cơng trình xây dựng TCVN 9386:2012 [83] ............................. 37
Bảng 2. 2. Hệ số khuếch đại nền theo Tiêu chuẩn Quốc gia Việt Nam TCVN
9386:2012 về thiết kế kháng chấn cho các cơng trình xây dựng [83]. ........... 38
Bảng 2. 3. Thang phân cấp mức độ thương vong do động đất. ...................... 45
Bảng 2. 4. Các công thức mặc định tính phân bố dân cư nội thành thành phố
Hà Nội. ............................................................................................................ 47
Bảng 2. 5. Phân loại nhà cửa theo kết cấu và chiều cao ................................. 53
Bảng 2. 6. Phân loại nhà cửa theo chức năng sử dụng ................................... 55
Bảng 4. 1. Tham số nguy hiểm động đất của các vùng nguồn chấn động khu
vực thành phố Hà Nội và lân cận .................................................................... 93
Bảng 4. 2. Danh mục các kịch bản động đất ................................................. 100
Bảng 4. 3. Hệ số phổ gia tốc phản ứng ......................................................... 106
Bảng 5. 1. Kết quả uớc lượng thiệt hại về người ở bốn mức độ thương vong tại

ba thời điểm trong ngày do kịch bản động đất Sông Hồng .......................... 126

viii


DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1. 1. Bản đồ gia tốc nền cực đại (PGA) ứng với chu kỳ lặp lại 475 năm
trên nền đá, phiên bản năm 2018 [36] ............................................................. 11
Hình 1. 2. Bản đồ gia tốc phổ nền lãnh thổ Hoa Kỳ chu kỳ ngắn 0.2s ứng với
chu kỳ lặp lại 2500 năm trên nền đá loại B phiên bản 2018 [43] ................... 12
Hình 1. 3. Bản đồ gia tốc nền cực đại (PGA) ứng với chu kỳ lặp lại 2475 năm
trên nền đá loại B [8]. ...................................................................................... 13
Hình 1. 4. Bản đồ phân bố giá trị thiệt hại trung bình hàng năm của cơng trình
xây dựng trên đơn vị diện tích [52]. ................................................................ 16
Hình 1. 5. Bản đồ dự báo ước lượng thiệt hại hàng năm do động gây ra theo
đơn vị hành chính trên tồn nước Mỹ [53] ..................................................... 17
Hình 1. 6. Bản đồ phân vùng động đất Việt Nam [66] ................................... 20
Hình 1. 7. Bản đồ phân vùng gia tốc nền cực đại lãnh thổ Việt Nam phiên bản
năm 2004 [2]. .................................................................................................. 22
Hình 2. 1. Quy trình đánh giá rủi ro động đất đơ thị áp dụng cho thành phố Hà
Nội. .................................................................................................................. 31
Hình 2. 2. Quy trình đánh giá độ nguy hiểm động đất bằng phương pháp tất
định theo [26,27] ............................................................................................. 34
Hình 2. 3. Sơ đồ quy trình hiệu chỉnh giá khuếch đại rung động nền ............ 36
Hình 2. 4. Quy trình hiệu chỉnh trực tiếp giá trị khuếch đại rung động nền trong
đánh giá độ nguy hiểm động đất. .................................................................... 39
Hình 2. 5. Đường cong biểu thị các trạng thái phá huỷ nhẹ, trung bình, nặng và
hồn tồn [11]. ................................................................................................ 40
Hình 2. 6. Ví dụ về đồ thị khả năng chịu lực của một tồ nhà [11]. ............... 43

Hình 2. 7. Xác định phản ứng cực đại của một toà nhà bằng các đồ thị khả năng
chịu lực và đồ thị phổ tác động [11] ............................................................... 44
Hình 2. 8. Mơ hình hố thương vong bằng cây sự kiện [11]. ......................... 46

ix


Hình 2. 9. Bản đồ phân loại nhà cửa theo kết cấu tại 5 quận Hồn kiếm, Ba
Đình, Hai Bà Trưng, Đống Đa và Thanh Xuân. ............................................. 57
Hình 2. 10. Bản đồ phân loại nhà cửa theo mục đích sử dụng tại 5 quận Hồn
kiếm, Ba Đình, Hai Bà Trưng, Đống Đa và Thanh Xuân. .............................. 57
Hình 2. 11. Phân bố mật độ dân số theo Phường tại thành phố Hà Nội cập nhật
đến năm 2019 [92]. ......................................................................................... 59
Hình 2. 12. Giao diện đồ họa thực hiện Mô đun xác định vùng nghiên cứu .. 61
Hình 2. 13. Sơ đồ đánh giá khả năng rung động nền theo phương pháp PSHA
và DSHA ......................................................................................................... 63
Hình 2. 14. Cửa sổ chọn nguồn tuyến động đất kịch bản và phương trình tắt dần
chấn động. ....................................................................................................... 65
Hình 2. 15. Cửa sổ cho phép chỉnh sửa các tham số của động đất lịch sử đã
chọn. ................................................................................................................ 65
Hình 2. 16. Cửa sổ cho phép chỉnh sửa các tham số của nguồn tuyến. .......... 66
Hình 2. 17. Cửa sổ cho phép chỉnh sửa các tham số của nguồn điểm tuỳ ý. .. 66
Hình 2. 18. Sơ đồ quy trình đánh giá ước lượng thiệt hại nhà cửa và người.. 67
Hình 3. 1. Bản đồ các đới đứt gãy sinh chấn và chấn tâm động đất khu vực miền
Bắc Việt Nam và lân cận. Danh mục động đất cập nhật từ 1903 - 2019. ....... 72
Hình 3. 2. Bản đồ chấn tâm các trận động đất ghi nhận được trên lãnh thổ và
thềm lục địa Việt Nam thời kỳ 1903-2019: động đất có độ lớn từ M >=1.2 .. 78
Hình 3. 3. Bản đồ chấn tâm động đất ghi nhận được trên lãnh thổ và thềm lục
địa Việt Nam thời kỳ 1903-2019: động đất có độ lớn từ M >=4.0 ................. 79
Hình 3. 4. Đồ thị biểu thị mối quan hệ giữa tần suất và độ lớn động đất khu vực

miền Bắc Việt Nam và lân cận........................................................................ 79
Hình 3. 5. Đồ thị biểu thị mối quan hệ giữa tần suất và độ sâu động đất khu vực
miền Bắc Việt Nam và lân cận........................................................................ 80
Hình 3. 6. Đồ thị biểu thị mối quan hệ giữa số động đất và thời gian khu vực
miền Bắc Việt Nam và lân cận........................................................................ 80

x


Hình 3. 7. Đồ thị biểu thị mối quan hệ giữa độ lớn động đất và thời gian khu
vực miền Bắc Việt Nam và lân cận................................................................. 81
Hình 3. 8. Bản đồ chấn tâm các trận động đất ghi nhận được khu vực Hà Nội
và lân cận Việt Nam thời kỳ 1903-2019 ......................................................... 83
Hình 3. 9. Phân bố PS, L(T) của thời gian chờ T giữa các trận động đất có độ lớn
m >log10S cho khu vực Miền Bắc, Việt Nam ứng với hai trường hợp tính địa
chấn dài hạn (a) và ngắn hạn (b). .................................................................... 86
Hình 3. 10. Dữ liệu trên Hình 3.9 được vẽ lại với x = TS-bLdf và y=TαPS, L(T)
cho trường hợp tính địa chấn dài hạn (a) và ngắn hạn (b). ............................. 87
Hình 4. 1. Bản đồ các vùng nguồn phát sinh động đất khu vực thành phố Hà
Nội và lân cận. Các số trên bản đồ trùng với số thứ tự của các vùng nguồn trong
bảng 4.1. .......................................................................................................... 92
Hình 4. 2. Bản đồ gia tốc phổ nền chu kỳ ngắn 0.3 giây khu vực thành phố Hà
Nội ứng với chu kỳ lặp lại 475 năm, 975 năm, 2475 năm và 9975 năm. ....... 97
Hình 4. 3. Bản đồ gia tốc phổ nền chu kỳ dài 1.0 giây khu vực thành phố Hà
Nội ứng với chu kỳ lặp lại 475 năm, 975 năm, 2475 năm và 9975 năm. ....... 98
Hình 4. 4. Chấn tâm các động đất kịch bản động đất. .................................. 100
Hình 4. 5. Phân bố giá trị rung động nền (PGA) tại khu vực nghiên cứu do động
đất kịch bản Sơng Hồng. ............................................................................... 102
Hình 4. 6. Sơ đồ phân bố giá trị Vs30 khu vực quận Hồn Kiếm, Ba Đình, Hai
Bà Trưng, Đống Đa và Thanh Xuân. ............................................................ 103

Hình 4. 7. Sơ đồ phân bố gia tốc phổ nền (SA) chu kỳ ngắn 0.3 giây có tính đến
hiệu ứng nền ứng với chu kỳ lặp lại 475 năm. .............................................. 105
Hình 4. 8. Sơ đồ phân bố gia tốc phổ nền (SA) chu kỳ dài 1.0 giây có tính đến
hiệu ứng nền ứng với chu kỳ lặp lại 475 năm. .............................................. 105
Hình 4. 9. Sơ đồ phân loại nền đất năm quận nội thành Hà Nội thành lập theo
Tiêu chuẩn TCVN 9386:2012 của Việt Nam. .............................................. 107
Hình 4. 10. Sơ đồ phân bố gia tốc phổ nền (SA) chu kỳ ngắn 0.3 giây có tính
đến hiệu ứng nền theo kịch bản đứt gãy Sông Hồng. ................................... 108
xi


Hình 4. 11. Sơ đồ phân bố gia tốc phổ nền (SA) chu kỳ dài 1.0 giây có tính đến
hiệu ứng nền theo kịch bản đứt gãy Sông Hồng. .......................................... 109
Hình 5. 1. Sơ đồ dự báo thiệt hại nhà cửa mức theo mực độ khác nhau theo
phương pháp xác suất: a) mức nhẹ, b) mức trung bình, c) mức nặng, d) mức
hồn tồn. ...................................................................................................... 115
Hình 5. 2. Sơ đồ dự báo xác suất thiệt hại nhà cửa mức theo mực độ khác nhau
theo phương pháp tất định: a) mức nhẹ, b) mức trung bình, c) mức nặng, d)
mức hồn tồn. .............................................................................................. 116
Hình 5. 3. Tỷ lệ diện tích nhà cửa bị thiệt hại so với tổng diện tích sử dụng (%)
tại 5 quận nội thành Hà Nội ở bốn trạng thái phá hủy: a) Kết quả áp dụng
phương pháp tất định (động đất kịch bản Sông Hồng); và b) Kết quả áp dụng
phương pháp xác suất (bản đồ SA 1.0 giây và SA 0.3 giây ứng với chu kỳ lặp
lại T=475 năm). ............................................................................................. 118
Hình 5. 4 Xác suất thiệt hại nhà cửa theo loại kết cấu (%) tại 5 quận nội thành
Hà Nội ở bốn trạng thái phá hủy: a) Kết quả áp dụng phương pháp tất định
(động đất kịch bản Sông Hồng); và b) Kết quả áp dụng phương pháp xác suất
(bản đồ SA 1.0 giây và SA 0.3 giây ứng với chu kỳ lặp lại T=475 năm). ... 119
Hình 5. 5. Dự báo thiệt hại về người 5 quận Mức 1 tại ứng với kịch bản động
đất Sơng Hồng: a) 02h00; b) 14h00; c) 17h00 ............................................. 122

Hình 5. 6. Dự báo thiệt hại về người 5 quận Mức 2 tại ứng với kịch bản động
đất Sông Hồng: a) 02h00; b) 14h00; c) 17h00 ............................................. 123
Hình 5. 7. Dự báo thiệt hại về người 5 quận Mức 3 tại ứng với kịch bản động
đất Sông Hồng: a) 02h00; b) 14h00; c) 17h00 ............................................. 124
Hình 5. 8. Dự báo thiệt hại về người 5 quận Mức 4 tại ứng với kịch bản động
đất Sông Hồng: a) 02h00; b) 14h00; c) 17h00 ............................................. 125

xii


MỞ ĐẦU
Hà Nội, thủ đô của nước Việt Nam, là trung tâm chính trị, văn hóa, giáo dục
và khoa học kỹ thuật của cả nước. Từ năm 2008, thành phố Hà Nội (Hà Nội) được
mở rộng và trở thành thành phố có diện tích lớn nhất cả nước, đồng thời cũng là địa
phương đứng thứ hai về dân số trong cả nước. Theo số liệu thống kê năm 2019, Hà
Nội có diện tích 3.324,92 km², nằm trong 17 thủ đơ lớn nhất thế giới, với hơn 8 triệu
dân. Mật độ dân số trung bình của Hà Nội là 2.398 người/km2, cao gấp 8.2 lần so với
mật độ trung bình của cả nước [1]. Bên cạnh mật độ dân số lớn, q trình đơ thị hóa
của thủ đơ cũng diễn ra rất nhanh trong những năm gần đây. Hà Nội dường như trở
thành một đại công trường với hàng loạt các dự án phát triển cơ sở hạ tầng và xây
dựng các khu đô thị.
Xét về điều kiện tự nhiên, Hà Nội dễ bị tổn thương trước các tai biến thiên
nhiên. Một trong những hiểm họa thiên nhiên có khả năng đe dọa Hà Nội là động đất.
Theo kết quả nghiên cứu của các nhà địa chấn cho thấy Hà Nội nằm trên đới đứt gãy
Sông Hồng, Sông Chảy, Sông Lô và nằm trong vùng động đất cấp VIII trên bản đồ
phân vùng động đất toàn lãnh thổ Việt Nam trên nền loại B [2–4]. Hơn nữa, Hà Nội
lại nằm trên vùng đất yếu, do đó nếu rung động địa chấn tác động đến khu vực thành
phố Hà Nội sẽ được khuếch đại lên do hiệu ứng nền địa phương, gây ra những thiệt
hại về nhà cửa và người.
Mặc dù Hà Nội nằm trong vùng chịu ảnh hưởng của động đất và có nguy cơ

chịu thiệt hại do động đất gây ra đối với cộng đồng được đánh giá là khá cao [5–7],
tuy nhiên, cho đến nay vấn đề đánh giá rủi ro động đất vẫn chưa được chính thức đặt
ra trong khuôn khổ quản lý nhà nước về quy hoạch và kiến trúc của thành phố.
Trong những năm gần đây phương pháp đánh giá độ nguy hiểm động đất và
đánh giá rủi ro động đất trên thế giới đã có những bước phát triển vượt bậc. Trong đó
có thể kể đến như: sau hàng loạt các thảm họa động đất xảy ra gần đây các phương
trình tắt dần chấn động đất cũng được cập nhật và xây dựng mới phù hợp với các
phân vùng kiến tạo điển hình là dự án NGA-WEST1, NGA-WEST2 và SHARE [8–
10]; các mơ hình đánh giá và ước lượng thiệt hại nhà cửa và người cũng được cập
nhật [11,12].

1


Trên cơ sở những vấn đề đã nêu, nghiên cứu sinh lựa chọn đề tài “Nghiên cứu
đánh giá rủi ro động đất khu vực đô thị thành phố Hà Nội”, nhằm nâng cao năng
lực nghiên cứu chuyên sâu về chủ đề đánh giá rủi ro động đất đô thị. Trên cơ sở kế
thừa các tài liệu từ các nghiên cứu trước đây, kết hợp với các dữ liệu mới được thu
thập và cập nhật, đồng thời áp dụng những tiến bộ mới về phương pháp luận đánh giá
rủi ro động đất trên thế giới và cơng nghệ tính tốn hiện đại được thực hiện trên môi
trường GIS để tiến hành thực hiện đánh giá rủi ro động đất cho khu vực nghiên cứu.
Mục tiêu của luận án:
Trong khuôn khổ luận án này, hai mục tiêu cụ thể được đặt ra như sau:
-Hồn thiện cơng cụ đánh giá rủi ro động đất đô thị ở Việt Nam trên cơ sở
những tiến bộ mới về phương pháp luận và công cụ đánh giá rủi ro động đất trên thế
giới, kết hợp với kế thừa các kết quả nghiên cứu trước đây.
-Xây dựng một bức tranh toàn cảnh về mức độ rủi ro động đất đô thị thành
phố Hà Nội trên cơ sở những cập nhật mới về phương pháp luận đánh giá rủi ro động
đất và cơ sở dữ liệu.
Nhiệm vụ của luận án:

Để đạt được mục tiêu của Luận án, các nhiệm vụ cần được thực hiện gồm có:
- Thu thập, cập nhật và chuẩn hóa dữ liệu về khn dạng GIS. Cụ thể, các số
liệu về địa chấn-kiến tạo khu vực nghiên thành phố Hà Nội và lân cận, các số liệu địa
chất cơng trình, các số liệu Vs30, nhà cửa và dân số từ các nghiên cứu và điều tra khảo
sát. Đặc biệt trong đó, số liệu quan trắc động đất được thu thập từ mạng lưới quan
trắc của Viện Vật lý địa cầu và kết hợp các nguồn số liệu từ các trung tâm dữ liệu
quốc tế (ISC, USGS, NEIC…), cập nhật đến năm 2019.
- Xây dựng, cập nhật và hồn thiện cơng cụ đánh giá rủi ro động đất ở Việt
Nam trên cơ sở những cập nhật mới về cơ sở phương pháp luận đánh giá rủi ro động
đất trên thế giới.
- Đánh giá độ nguy hiểm động đất và rủi ro động đất cho khu vực đô thị thành
phố Hà Nội theo hai cách tiếp cận xác suất và tất định bằng công cụ đánh giá rủi ro
động đất được hoàn thiện.

2


Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của Luận án:
Song song với các nhiệm vụ của luận án được đặt ra, các đối tượng và phạm
vi nghiên cứu cũng được xác định bao gồm:
Đối tượng nghiên cứu:
-

Đánh giá khả năng rung động nền.

-

Đánh giá thiệt hại nhà cửa và ước lượng thiệt hại người.

Phạm vi nghiên cứu:

-

Phạm vi toàn thành phố Hà Nội: Đánh giá khả năng rung động nền do động
đất.

-

Phạm vi 05 quận nội thành là Hoàn Kiếm, Ba Đình, Đống Đa, Hai Bà
Trưng và Thanh Xuân: Đánh giá thiệt hại nhà cửa và ước lượng thiệt hại
người do động đất.

Những điểm mới của luận án:
Trong quá trình thực hiện các nội dung nghiên cứu của Luận án, một số điểm
mới được rút ra như sau:
- Cập nhật và hồn thiện cơng cụ đánh giá rủi ro động đất đơ thị có chức năng
của một Hệ thống hỗ trợ ra quyết định mang tên ArcRisk vận hành trên môi trường
GIS. ArcRisk được xây dựng trên cơ sở kết hợp những ưu điểm của các phương pháp
luận đang được sử dụng rộng rãi nhất trên Thế giới như HAZUS-MH, OpenQuake
và những đổi mới cho phù hợp với các điều kiện áp dụng ở Việt Nam như việc áp
dụng các phương trình tắt dần chấn động được kiểm nghiệm phù hợp theo số liệu gia
tốc nền, sử dụng Tiêu chuẩn Việt Nam trong các cơng đoạn của quy trình thực hiện,
số liệu và cấu trúc dân số theo kết quả điều tra dân số năm 2019.
- Xây dựng tập bản đồ gia tốc phổ nền chu kỳ ngắn 0.3 giây và chu kỳ dài 1.0
giây khu vực thành phố Hà Nội ứng với chu kỳ lặp lại 475, 975, 2475 và 9975 năm.
- Áp dụng kỹ thuật hiệu chỉnh trực tiếp khuếch đại rung động nền theo sơ đồ
phân bố Vs30 phục vụ đánh giá rủi ro động đất.
- Các kết quả đánh giá và ước lượng thiệt hại về nhà cửa và người tại năm
quận đông dân nhất của thành phố Hà Nội được tiến hành đánh giá một cách toàn

3

diện theo hai cách tiếp cận được áp dụng phổ biến trên thế giới là xác suất và tất
định đưa ra một bức tranh hiện thực về hiểm họa động đất đối với cộng đồng
đô thị.
Cơ sở tài liệu và phương pháp:
Cơ sở tài liệu được kế thừa kết quả nghiên cứu từ các đề tài và cơng trình
nghiên cứu trước đây, kết hợp với những cập nhật mới về số liệu quan trắc động đất
của Viện Vật lý địa cầu, dữ liệu điều tra dân số được thực hiện năm 2019 của Tổng
cục thống kê.
Các phương pháp nghiên cứu và kỹ thuật sử dụng trong khuôn khổ luận án có
thể được phân ra thành 3 nhóm phương pháp chính sau:
a. Nhóm các phương pháp nghiên cứu địa chất-địa chấn
b. Nhóm các phương pháp tin học tính tốn-mơ hình hố
c. Nhóm các phương pháp GIS
Để áp dụng các nhóm phương pháp trên, các chương trình phần mềm máy tính
chun dụng và các ngơn ngữ lập trình tính tốn được sử dụng gồm có: Golden Surfer,
ArcGIS, ArcRisk, Crisis2015 (R-Criss), Avenue, Matlab, Python.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án:
 Ý nghĩa khoa học của luận án:
Trong khuôn khổ thực hiện luận án đã tìm hiểu, xây dựng và cập nhật quy
trình đánh giá rủi ro động đất đơ thị ở Việt Nam trên môi trường GIS trên cơ sở
những tiến bộ mới về trong quy trình đánh giá rủi ro động đất trên thế giới, kết hợp
với sự hiệu chỉnh phù hợp với các điều kiện của Việt Nam. Các yếu tố mơ hình tắt
đần chấn động, hiệu chỉnh giá trị rung động nền theo Tiêu chuẩn phân loại nền của
Việt Nam hoặc hiệu chỉnh trực tiếp theo giá trị Vs30, đồng thời các mơ hình ước lượng
thiệt hại nhà cửa và người mới cập nhật trên thế giới được xây dựng tích hợp trong
cơng cụ tính tốn ArcRisk không những phục vụ trong khuôn khổ nghiên cứu luận
án này mà cịn áp dụng cho các khu vực đơ thị khác ở Việt Nam.
 Ý nghĩa thực tiễn của luận án:

4


Kết quả xây dựng và cập nhật một số mô đun dựa trên các tiến bộ mới trên thế
giới về đánh giá rủi ro động đất cho công cụ ArcRisk có ý nghĩa quan trọng trong
nghiên cứu đánh giá rủi ro động đất ở Việt Nam.
Các kết quả ước lượng thiệt hại về nhà cửa và người tại năm quận đơng dân
nhất của thành phố Hà Nội trình bày trong Luận án phản ánh bức tranh hiện thực về
hiểm họa động đất đối với cộng đồng đơ thị. Ngồi việc góp phần cảnh báo và nâng
cao nhận thức của cộng đồng về mức độ nghiêm trọng của những tổn thất mà hiểm
họa động đất có thể gây ra, các kết quả ước lượng thiệt hại sẽ là cơ sở để những người
có thẩm quyền ra các quyết định đúng đắn nhằm:
a) Có kế hoạch phịng tránh, ngăn ngừa và giảm thiểu những thiệt hại cho cộng
đồng nếu có động đất xảy ra;
b) Dự đốn trước bản chất và quy mơ của các hoạt động ứng cứu tại hiện
trường xảy ra động đất;
c) Có kế hoạch cụ thể về việc khơi phục và xây dựng lại sau khi động đất
xảy ra.
Cấu trúc của luận án:
Cấu trúc của luận án ngoài phần mở đầu và kết luận gồm 5 Chương, các nội
dung chính của từng Chương được trình bày khái qt dưới đây.
Chương 1 giới thiệu tổng quan về tình hình nghiên cứu đánh giá độ nguy hiểm
động đất và rủi ro động đất trên thế giới và trong nước, nhằm cung cấp các thông tin
về đối tượng nghiên cứu của luận án, quy trình tiến hành các nhiệm vụ nghiên cứu
đánh giá độ nguy hiểm động đất và rủi ro động đất cho một khu vực nghiên cứu.
Chương 2 giới thiệu chi tiết cơ sở phương pháp luận thực hiện đánh giá độ
nguy hiểm động đất được tiến thành theo hai cách tiếp cận tất định và xác suất. Tiếp
sau đó là giới thiệu việc hiệu chỉnh giá trị khuếch đại nền và phương pháp đánh giá
rủi ro động đất đô thị.

Trong Chương này cũng giới thiệu về nguồn dữ liệu sử dụng trong luận án và
trình bày việc xây dựng và cập nhật các mô đun đánh giá khả năng rung động nền và
đánh giá rủi ro động đất trong chương trình ArcRisk.

5


Chương 3 trình bày chi tiết các đặc điểm của tính địa chấn khu vực miền Bắc
Việt Nam và lân cận, dựa trên các kết quả phân tích khơng gian và phân tích chuỗi
thời gian về hoạt động động đất khu vực nghiên cứu.
Chương 4 trình bày kết quả đánh giá độ nguy hiểm động đất đối với khu vực
thành phố Hà Nội theo hai cách tiếp cận là xác suất và tất định. Trong đó, các kết quả
đánh giá xác suất độ nguy hiểm động đất được thực hiện trên cơ sở các dữ liệu quan
trắc động đất được cập nhật, áp dụng các phương trình tắt dần chấn động được kiểm
nghiệm phù hợp với khu vực nghiên cứu và sử dụng cơng cụ tính tốn đã được kiểm
định. Các bản đồ PGA và SA được thành lập ứng với các chu kỳ lặp lại khác nhau
phục vụ trực tiếp cho việc đánh giá rủi ro động đất.
Bên cạnh các kết quả đánh giá xác suất độ nguy hiểm động đất, các kết quả
đánh giá tất định độ nguy hiểm động đất từ kịch bản động đất hiện thực cũng được
trình bày trong chương này. Các kịch bản động đất giả định được xây dựng trên đới
đứt gãy Sông Hồng, đứt gãy Sông Chảy và đứt gãy Sông Lô theo các tiêu chí cụ thể
để phục vụ đánh giá rủi ro động đất đô thị. Các bản đồ rung động nền được thành lập
là dữ liệu đầu vào để đánh giá rủi ro động đất.
Chương 5 trình bày kết quả nghiên cứu đánh giá định lượng thiệt hại nhà
cửa và người theo phương pháp xác suất và tất định cho khu vực nghiên cứu bao
gồm các quận Hoàn Kiếm, Ba Đình, Đống Đa, Hai Ba Trưng và Thanh Xuân.
Các kết quả đánh giá thiệt hại nhà cửa và người được thực hiện theo phương
pháp xác suất được đánh giá trên cơ sở giá trị phổ gia tốc rung động nền ứng với
chu kỳ lặp lại 475 năm. Trong khi đó, các kết quả đánh giá thiệt hại nhà cửa được
thực hiện dựa trên các động đất kịch bản xây dựng trên đới đứt gãy Sông Hồng,

Sông Chảy và Sông Lô.
Kết quả công bố liên quan đến luận án.
Trong quá trình thực hiện luận án, NCS đã cơng bố được 01 bài báo trên tạp
chí quốc tế uy tín (SCIE) và 05 bài báo trong tạp chí quốc gia. Các thông tin chi tiết
về kết quả công bố được liệt kê dưới đây.

6


a) 01 Bài báo trên tạp chí quốc tế SCIE
1. Hong Phuong Nguyen, The Truyen Pham, Ta Nam Nguyen, 2019.

Investigation of long-term and short-term seismicity in Vietnam. Journal of
Seismology, Doi: 10.1007/s10950-019-09846-x (SCIE)
b) 05 Bài báo trên các tạp chí quốc gia
1. Pham The Truyen, Nguyen Hong Phuong, 2019. Probabilistic seismic hazard

assessment for Hanoi city. Vietnam Journal of Earth Sciences, 41(4), 321-338
2. Bui Thi Nhung, Nguyen Hong Phuong, Pham The Truyen, Nguyen Ta Nam,

2018. Assessment of Earthquake-induced liquefaction hazard in Urban areas of
Hanoi city using LPI-Based method. Vietnam Journal of Earth Sciences, 40(1),
78-96, DOI: 10.15625/0866-7187/40/1/10972
3. Nguyen Hong Phuong, Nguyen Ta Nam, Pham The Truyen, 2018. Development

of a Web-GIS based Decision Support System for earthquake warning service in
Vietnam. Vietnam Journal of Earth Sciences,

40(3), 193-206, DOI:

10.15625/0866-7187/40/3/12638
4. Nguyen Hong Phuong, Pham The Truyen, Nguyen Ta Nam, 2016. Probabilistic

seismic hazard assessment for the Tranh River hydropower plant No2 site, Quang
Nam province. Vietnam Journal of Earth Sciences, 38(2), 188-201, DOI:
10.15625/0866-7187/38/2/8601
5. Nguyễn Hồng Phương, Phạm Thế Truyền, 2015. Tập bản đồ xác suất nguy hiểm

động đất Việt Nam và Biển Đơng. Tạp chí Khoa học và Cơng nghệ biển, tập 15
số 1; 2015: 77-90, DOI: 10.15625/1859-3097/15/1/6083.

7


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
Một trong những chủ đề được thế giới đặc biệt quan tâm là sự tàn phá khốc liệt
do động đất gây ra đối với cộng đồng. Đặc biệt là tại các nước đang phát triển nơi có
mật độ dân cư dày đặc, các cơng trình xây dựng dễ bị tổn thương và sự hiểu biết hạn
chế về mối hiểm họa động đất. Thực tế chỉ trong vòng hơn một thập kỷ trở lại đây
trên thế giới đã trải qua hàng loạt các trận động đất lớn, khiến hàng trăm nghìn người
thiệt mạng và gây thiệt hại hàng tỷ đô la cho các nước sở tại. Điển hình như động đất
Tứ Xuyên, Trung Quốc năm 2008, động đất Haiti năm 2010 và động đất Kathmandu,
Nepal năm 2015 đã khiến hàng chục nghìn người chết và thiệt hại hàng tỷ đô la [13–
15]. Việc nghiên cứu và tiến hành đánh giá rủi ro động đất tại các nước đang phát
triển nhằm đưa ra các kế hoạch ứng phó và giảm nhẹ thiệt hại do động đất gây ra là
vấn đề cấp thiết.
Trong Chương này sẽ giới thiệu tổng quan tình hình nghiên cứu đánh giá nguy
hiểm và rủi ro động đất trên thế giới và ở Việt Nam.
1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu ngồi nước
1.1.1.Nghiên cứu đánh giá độ nguy hiểm động đất

Cho đến nay trên thế giới có hai cách tiếp cận chủ đạo trong đánh giá độ nguy
hiểm động đất: (1) cách tiếp cận xác suất và (2) cách tiếp cận tất định. Tên gọi của
hai cách tiếp cận này được phân biệt theo đặc tính của các mơ hình tốn áp dụng trong
q trình tính tốn độ nguy hiểm động đất.
Trong đó, cách tiếp cận đánh giá độ nguy hiểm động đất theo phương pháp
xác suất (PSHA) được đề xuất đồng thời bởi hai nhà khoa học là Cornell và Esteva
vào năm 1968 [16,17], sau đó được McGuire kế thừa và phát triển [18,19]. Trong
những thập niên gần đây, PSHA đã có những tiến bộ lớn với việc chi tiết hóa và mở
rộng thêm các yếu tố đánh giá như đánh giá phân tách các nguồn nguy cơ địa chấn
[20,21], phân tích điểm phản hồi phi tuyến [22], giá trị véc tơ PSHA [23], hiệu ứng
gần nguồn [24], độ nguy hiểm dư chấn [25]... Đồng thời, tính bất định trong PSHA
cũng được xem xét và áp dụng các giải pháp nhằm giảm thiểu tính bất định đối với
các tham số tính tốn như tần xuất lặp lại động đất, mơ hình nguồn phát sinh, mơ hình
tắt dần chấn động và hiệu ứng nền địa phương. Kết quả PSHA cho một khu vực
8


nghiên cứu được phản ánh thông qua các tham số phổ biến như gia tốc nền cực đại
(PGA), gia tốc phổ nền (SA), và vận tốc dịch chuyển nền (PGV) ứng với các chu kỳ
thời gian lặp lại khác nhau.
Phương pháp tất định đánh giá độ nguy hiểm động đất (DSHA) bắt đầu được
áp dụng trên thế giới từ đầu thế kỷ 20 [26,27]. Cơ sở của DSHA là xây dựng các kịch
bản động đất được xác định bởi độ lớn động đất và khoảng cách ảnh hưởng đến địa
điểm được xem xét. Các kết quả rung động nền tại địa điểm nhận được từ việc tính
tốn dựa trên trận động đất kịch bản và mơ hình tắt dần chấn động. Các kết quả chính
của phương pháp tất định thường được trình bày dưới dạng các bản đồ phân vùng
động đất, được thành lập ở phạm vi quốc gia hay khu vực, biểu diễn ranh giới những
vùng có đặc trưng rung động nền ở các cấp độ khác nhau tại khu vực nghiên cứu.
Bước sang thế kỷ 21, những tiến bộ về khoa học và công nghệ, đặc biệt là các
công nghệ mới như hệ thống thông tin địa lý (GIS), viễn thám, và cơng nghệ tin học

phục vụ tính toán là động lực cho những tiến bộ và cải cách quan trọng trong quy
trình thực hiện và phương pháp luận đánh giá độ nguy hiểm động đất. Việc đánh giá
độ nguy hiểm động đất trở thành một mối quan tâm đa ngành với sự tương tác của
nhiều lĩnh vực nghiên cứu khác nhau như địa chấn học, địa chất, địa vật lý, tốn học,
địa kỹ thuật, xây dựng cơng trình và xã hội học.
Cũng từ khoảng thời gian này, một số các nhà địa chấn có xu hướng áp dụng
trở lại phương pháp tất định để đánh giá độ nguy hiểm động đất. Phương pháp tất
định được cập nhật và nâng cấp, với sự hỗ trợ của các công cụ tính tốn và hiển
thị tiên tiến, đã trở nên khác hẳn so với phương pháp luận tất định áp dụng trong
nửa đầu thế kỷ 20, và vì thế thường được gọi là phương pháp tất định mới
(NDSHA) [28,29]. Trong NDSHA, những thiệt hại do động đất gây ra được xét
một cách toàn diện như là kết quả của sự tương tác giữa hai hệ thống có mối quan
hệ hữu cơ với nhau, bao gồm:
1) Lớp vỏ rắn của Trái Đất, chứa đựng ba đối tượng cơ bản là a) nguồn chấn
động, b) sự truyền sóng địa chấn và c) các đặc trưng hình học và địa động lực của
mơi trường địa chất địa phương;

9


2) Hệ thống các yếu tố chịu rủi ro, trong đó quan trọng nhất là các yếu tố chịu
ảnh hưởng trực tiếp của động đất như nhà cửa, hạ tầng cơ sở, con người, v.v…
Một trong những ứng dụng quan trọng của phương pháp tất định mới là việc
xây dựng các mơ hình tính tốn theo các động đất kịch bản, tức là những trận động
đất có các tham số nguồn cho trước, được xác định dựa trên số liệu động đất đã
quan sát được và theo các tiêu chuẩn địa chấn kiến tạo và địa động lực của khu
vực nghiên cứu.
Theo nhận định của nhiều chuyên gia địa chấn, cả hai cách tiếp cận xác suất
và tất định đều đóng vai trị quan trọng và có tác dụng bổ trợ lẫn nhau trong đánh giá
độ nguy hiểm động đất [30–32]. Hiện nay, việc áp dụng cả hai cách tiếp cận xác suất

và tất định để đánh giá độ nguy hiểm động đất cho một khu vực là khá phổ biến.
Trên phạm vi tồn cầu, năm 1999 trong khn khổ Chương trình đánh giá độ
nguy hiểm động đất tồn cầu (GSHAP) lần đầu tiên công bố bản đồ xác suất độ nguy
hiểm động đất tồn cầu [33]. Trong đó giá trị rung động nền được thể hiện dưới dạng
gia tốc nền cực đại (PGA) ứng với chu kỳ lặp lại 475 năm trên nền đá được minh họa
hình 1.1. Bản đồ này được thành lập trên cơ sở tổng hợp các kết quả độc lập về đánh
giá độ nguy hiểm động đất ứng với các phạm vi khác nhau như từ cấp khu vực, cấp
quốc gia cho đến cấp vùng. Tuy nhiên, không lâu sau khi tập bản đồ này được cơng
bố, tác giả Grunthal đã chỉ ra những khó khăn lớn gặp phải trong quá trình thành lập
bản đồ trên, cụ thể là có rất nhiều các phương án đánh giá độ nguy hiểm địa chấn độc
lập được thực hiện cho các vùng và các triết lý khác nhau trong việc xác định các
vùng nguồn [34]. Hơn nữa, với việc hàng loạt những trận động đất lớn xảy ra tại các
khu vực có hoạt động địa chấn thấp như động đất M = 7.7, năm 2001 Gurajat, India,
động đất M = 9.2, năm 2004 Sumatra, In-đô-nê-xia đã đặt ra câu hỏi về sự tin cậy của
bản đồ GSHAP [35]. Cùng với thời gian sự hiểu biết về cơ chế phát sinh động đất, số
liệu địa chấn được cập nhật và phương pháp luận đánh giá độ nguy hiểm động đất
được hồn thiện. Năm 2013, Mơ hình động đất tồn cầu (GEM) được thành lập với
mục tiêu không những đánh giá độ nguy hiểm động đất tồn cầu mà cịn đánh giá rủi
ro động đất ở nhiều phạm vi cấp độ khác nhau.

10


Hình 1. 1. Bản đồ gia tốc nền cực đại (PGA) ứng với chu kỳ lặp lại 475 năm trên nền đá, phiên bản năm 2018 [36]

11