Nghiên cứu đánh giá dao động nền đất cực đại gây ra do động đất khu vực thừa thiên huế

1 Độ lớn động đất cực đại Mmax của các đới đứt gãy lớn có khả năng sinh chấn trong khu vực tỉnh Thừa Thiên Huế và lân cận .... Phương pháp tất định dựa trên cơ sở ban đầu là các mô hình

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

NGUYỄN THỊ HÀ XUYÊN

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ DAO ĐỘNG NỀN ĐẤT CỰC ĐẠI GÂY RA DO ĐỘNG ĐẤT

KHU VỰC THỪA THIÊN HUẾ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

NGUYỄN THỊ HÀ XUYÊN

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ DAO ĐỘNG NỀN ĐẤT CỰC ĐẠI GÂY RA DO ĐỘNG ĐẤT

KHU VỰC THỪA THIÊN HUẾ

Chuyên ngành: Vật lý địa cầu

Mã số: 8440130.06

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS NGUYỄN ÁNH DƯƠNG PGS TS VÕ THANH QUỲNH

Hà Nội - 2019

LỜI CẢM ƠN

Học viên xin bày tỏ lời cảm ơn tới Bộ môn Vật lý Địa cầu, khoa Vật lý, trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội, Phòng Địa chấn, Viện Vật lý Địa cầu đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để Học viên hoàn thành Luận Văn Luận văn được hỗ trợ về số liệu và phương pháp từ Đề tài độc lập cấp Quốc gia “Nghiên cứu đánh giá

độ nguy hiểm động đất phục vụ quy hoạch phát triển vùng lãnh thổ, đảm bảo an toàn công trình thuỷ điện, thuỷ lợi và di tích văn hoá tỉnh Thừa Thiên Huế”, mã số: ĐTĐL.CN.51/16

Học viên xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới hai thầy hướng dẫn: TS Nguyễn Ánh Dương và PGS.TS Võ Thanh Quỳnh đã hướng dẫn, chỉ bảo trong suốt quá trình học viên thực hiện luận văn

Cuối cùng, học viên xin gửi lời cảm ơn trân thành, biết ơn tới gia đình, thầy

cô giáo, bạn bè đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ học viên trong suốt quá trình học tập và hoàn thành Luận văn này

Hà Nội, ngày 30 tháng 5 năm 2019

Học viên

Nguyễn Thị Hà Xuyên

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 4

1.1 Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài 4

1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 6

1.3 Phương pháp tất định 8

CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM NGUỒN PHÁT SINH ĐỘNG ĐẤT 9

2.1 Nguồn phát sinh động đất 9

2.1.1 Đới đứt gãy sông Hồng 11

2.1.2 Đới đứt gãy Trường Sơn 11

2.1.3 Đới đứt gãy Tam Kỳ - Phước Sơn 13

2.1.4 Đới đứt gãy Sông Chảy (cấp II) 14

2.1.5 Đới đứt gãy Đồng Hới – Thuận An (cấp II) 14

2.1.6 Đới đứt gãy Nam Ô- Nam Đông (cấp II) 15

2.1.7 Đới đứt gãy Khe Giữa- Vĩnh Linh (cấp III) 16

2.1.8 Đới đứt gãy Sông Cam Lộ 17

2.1.9 Đới đứt gãy Đakrông- Huế (cấp III) 18

2.1.10 Đới đứt gãy Sông Côn 19

2.2 Đánh giá độ lớn động đất cực đại M max khu vực tỉnh Thừa Thiên Huế 21

2.2.1 Phương pháp ngoại suy địa chất 21

2.2.2 Phương pháp đánh giá Mmax theo quy mô của vùng phát sinh động đất 21

2.2.3 Phương pháp hàm phân bố cực trị Gumbel 23

CHƯƠNG 3 MÔ HÌNH SUY GIẢM CHẤN ĐỘNG VÀ CHƯƠNG TRÌNH

ĐÁNH GIÁ ĐỘ NGUY HIỂM ĐỘNG ĐẤT 30

3.1 Phương trình suy giảm chấn động 31

3.1.1 Phương trình suy giảm chấn động của Toro (2002) 31

3.1.2 Phương trình suy giảm chấn động của Campbell và Borzognia (2008) 32

3.1.3 Phương trình suy giảm chấn động của Chiou và Youngs (2014) 35

3.2 Chương trình đánh giá độ nguy hiểm động đất 39

CHƯƠNG 4 GIA TỐC DAO ĐỘNG NỀN VÀ CƯỜNG ĐỘ CHẤN ĐỘNG CỰC ĐẠI KHU VỰC TỈNH THỪA THIÊN HUẾ 41

KẾT LUẬN 47

TÀI LIỆU THAM KHẢO 48

PHỤ LỤC 51

a) Chương trình đánh giá độ nguy hiểm động đất theo công thức của Toro (2002) 51 b) Chương trình đánh giá độ nguy hiểm động đất theo công thức của Campbell and Bozorgnia (2008) 51

c) Chương trình đánh giá độ nguy hiểm động đất theo công thức của Chiou và Youngs (2014) 54

DANH MỤC HÌNH

Hình 2 1 Sơ đồ đứt gãy khu vực tỉnh Thừa Thiên Huế 10

Hình 2 2 Mối tương quan giữa Ms và Mw (theo Wells & Coppersmith, 1994) 23

Hình 2 3 Phân bố Gumbel III của động đất miền Nam Việt Nam 25

Hình 2 4 Phân bố Gumbel III của động đất khu vực miền Trung Việt Nam 26

Hình 4 1 Sơ đồ phân vùng gia tốc nền và cường độ chấn động cực đại trên nền đá khu vực Thừa Thiên Huế theo phương trình suy giảm chấn động của Toro (2002) 42 Hình 4 2 Sơ đồ phân vùng gia tốc nền và cường độ chấn động cực đại trên nền đá khu vực Thừa Thiên Huế theo phương trình suy giảm chấn động của Campbell và Borzognia (2008) 43

Hình 4 3 Sơ đồ phân vùng gia tốc nền và cường độ chấn động cực đại trên nền đá khu vực Thừa Thiên Huế theo phương trình suy giảm chấn động của Chiou và Youngs (2014) 44

Hình 4 4 Sơ đồ phân vùng gia tốc nền và cường độ chấn động cực đại trên nền đá khu vực Thừa Thiên Huế và lân cận tính toán theo phương trình suy giảm chấn động của Toro (2002), Campbell và Borzognia (2008) và Chiou và Youngs (2014) với trọng số bằng nhau 46

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2 1 Độ lớn động đất cực đại Mmax của các đới đứt gãy lớn có khả năng sinh chấn trong khu vực tỉnh Thừa Thiên Huế và lân cận 26 Bảng 3 1 Các hệ số của phương trình tắt dần chấn động của Toro (2002) 32 Bảng 3 2 Các hệ số của phương trình suy giảm chấn động của Campbell và Borzognia (2008) 34 Bảng 3 3 Các hệ số của phương trình suy giảm chấn động của 36 Bảng 3 4 Các hệ số phản ứng nền đất của phương trình suy giảm chấn động của CY2014 sử dụng tính toán ln(y) 37 Bảng 3 5 Các hệ số của phương trình suy giảm chấn động của CY2014 sử dụng tính toán ln(yref) 38

CÁC TỪ VIẾT TẮT

ĐH – TA : Đồng Hới – Thuận An

ĐR – H : Đăkrông – Huế

GPS : Global Positioning System : Hệ thống định vị toàn cầu

KG – VL : Khe Giữa – Vĩnh Linh

KT – XH : Kinh tế - xã hội

NO – NĐ : Nam Ô – Nam Đông

PGA : Giá trị gia tốc nền cực đại

SCH : Sông Chảy

SCL : Sông Cam Lộ

SH : Sông Hồng

TS : Trường Sơn

TK – PS : Tam Kỳ - Phước Sơn

UBND : Ủy ban nhân dân

UNESCO : United Nations Educational Scientific and Cultural Organization :

Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa Liên Hiệp Quốc

MỞ ĐẦU

Động đất là loại tai biến thiên nhiên đặc biệt nguy hiểm đe dọa đến tính mạng con người, gây ra những thiệt hại lớn về của cải vật chất, các công trình xây dựng, ảnh hưởng đến môi trường, an ninh của nhân loại Do vậy, công tác đánh giá độ nguy hiểm động đất là một trong những công việc hết sức quan trọng cần được tiến hành để giảm nhẹ các hậu quả do động đất gây nên Đánh giá độ nguy hiểm động đất là đưa ra kết quả định lượng về dao động nền tại một vị trí cụ thể gây ra bởi các trận động đất trong tương lai Các đánh giá này nhằm cung cấp thông tin phục vụ cho việc xác định vị trí, thiết kế các dự án mới, cũng như đảm bảo an toàn cho các công trình đã có Việc đánh giá độ nguy hiểm động đất phục vụ cho công tác phòng chống và giảm nhẹ hậu quả động đất như vậy, được chú trọng đặc biệt ở tất cả các nước, nhất là các nước nằm trong vùng động đất Mục đích của công tác này là thiết lập bản đồ dự báo gia tốc dao động và cường độ chấn động của nền đất gây ra do động đất ở các vùng lãnh thổ Bản đồ này là cơ sở cho các tiêu chuẩn và quy phạm kháng chấn của mỗi quốc gia

Thừa Thiên Huế và các tỉnh thành lân cận như Quảng Trị, Đà Nẵng là những tỉnh ven biển nằm ở khu vực Trung bộ Việt Nam có vị trí quan trọng đối với sự phát triển KT-XH và an ninh quốc phòng ở miền Trung nói riêng, nước ta nói chung Nơi đây có điều kiện tự nhiên thuận lợi, tài nguyên khoáng sản phong phú, nền văn hóa đặc sắc và đặc biệt có Quần thể di tích Cố đô Huế đã được UNESCO xếp hạng

là Di sản Văn hóa Thế giới Trong những năm gần đây các tỉnh ven biển Trung bộ quan tâm đẩy mạnh phát triển kinh tế - xã hội gắn với bảo tồn, phát huy các giá trị văn hóa Để đảm bảo cho sự nghiệp phát triển KT-XH bền vững, công tác phòng tránh giảm nhẹ thiệt hại do thiên tai gây ra đã được đặt ra ở các tỉnh ven biển Trung

bộ, đặc biệt ở tỉnh Thừa Thiên Huế nơi lưu giữ nhiều di sản văn hóa Vì vậy, yêu cầu về đánh giá, dự báo nguy hiểm động đất cho khu vực này là rất cấp bách, trong khi đó mức độ đáp ứng những năm trước đây và hiện tại là hoàn toàn chưa đủ cả về phạm vi, độ chi tiết và độ tin cậy

Theo các nghiên cứu trước đây, tỉnh Thừa Thiên Huế là khu vực không có

nhiều động đất mạnh, nhưng tiềm năng phát sinh động đất lại rất tiềm tàng trên các đứt gãy quy mô khu vực như đứt gãy Trường Sơn (Rào Quán - A Lưới), đứt gãy Sông Cam, Đứt gãy ĐăkRông - Huế (Tà Lao - Huế), đứt gãy Nam Ô - Nam Đông (Đà Nẵng - Nam Đông) Các đứt gãy này đã được nghiên cứu và được xếp vào những đứt gãy có biểu hiện hoạt động hiện đại khá tích cực tại Việt Nam Theo tài liệu lịch sử ghi chép lại, vào tháng 11 năm 1829 đã xảy ra động đất ở khu vực Thừa Thiên làm phía Bắc Thành bị sụt và rung động, các quan tâu với Vua là có động đất, trận động đất được đánh giá có cường độ mạnh cấp VII Hoạt động động đất tăng lên từ đầu năm 2014 đến nay Đặc biệt, ngày 15 tháng 5 năm 2014, tại khu vực huyện A Lưới tỉnh Thừa Thiên Huế đã xẩy ra trận động đất có độ lớn M=4,7 Động đất này xảy ra trên đứt gãy A Lưới - Rào Quán (theo Báo cáo "Kết quả khảo sát thực địa điều tra động đất A Lưới ngày 15 tháng 5 năm 2014" số 291/BC-VLĐC của Viện Vật lý Địa cầu ngày 12/6/2014) Mặc dù các trận động đất nói trên chưa gây thiệt hại về người nhưng đã gây nhiều xôn xao dư luận, gây hoang mang đối với nhân dân địa phương không những ở tỉnh Thừa Thiên Huế mà còn ở các huyện lân cận thuộc tỉnh Quảng Trị và thành phố Đà Nẵng Điều này làm cản trở các dự định quy hoạch, xây dựng vùng lãnh thổ

Trong khuôn khổ của luận văn này tôi thực hiện “Nghiên cứu đánh giá dao động nền đất cực đại gây ra do động đất khu vực Thừa Thiên Huế” Phương pháp tất định được trình bày và áp dụng trong nghiên cứu này Phương pháp tất định dựa trên cơ sở ban đầu là các mô hình nguồn động đất có thể gây ra các dao động nền mạnh trong khu vực Thừa Thiên Huế và lân cận; các đặc trưng địa chấn của các vùng nguồn như động đất cực đại có thể xảy ra trên mỗi vùng nguồn và độ sâu đến mặt phá huỷ của nguồn động đất, khoảng cách từ mỗi vùng nguồn đến vị trí cần quan tâm; và quy luật lan truyền chấn động tại khu vực nghiên cứu đã được xác định Từ đó, các giá trị chấn động nền đất cực đại (cường độ chấn động cực đại Imax và gia tốc dao động nền cực đại 𝑎𝑚𝑎𝑥) được tính toán tại các vị trí cần quan tâm trong khu vực nghiên cứu

Cấu trúc của luận văn ngoài phần mở đầu, kết luận, nội dung của luận văn

được trình bày trong 4 chương:

Chương 1: Tổng quan

Chương 2: Đặc điểm nguồn phát sinh động đất

Chương 3: Mô hình suy giảm chấn động và chương trình đánh giá độ nguy hiểm động đất

Chương 4: Gia tốc dao động nền và cường độ chấn động cực đại khu vực tỉnh Thừa Thiên Huế

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài

* Ở Mỹ và Canada

Tiêu chuẩn và quy phạm kháng chấn đầu tiên ở Bắc Mỹ là sự tổng hợp các kinh nghiệm thu được về địa chấn công trình do hậu quả của trận động đất Long Beach, California năm 1933 Trận động đất này như hồi chuông cảnh tỉnh cho các nhà xây dựng là phải đưa các thiết kế kháng chấn vào các công trình xây dựng, khi nhiều ngôi trường đã bị sụp đổ Thiệt hại về người có thể còn nhiều hơn nữa nếu trận động đất này xảy ra vào thời gian học sinh đang học

Trong khoảng những năm 40, 50 của thế kỷ XX, các điều quy định về thiết

kế kháng chấn còn mang tính định tính Sau đó, các bản đồ nguy hiểm động đất định lượng dựa trên các phân tích xác suất mới được thành lập Ở Canada, bản đồ xác suất nguy hiểm động đất quốc gia đầu tiên được đưa ra năm 1970, dựa trên nghiên cứu của Milne và Davenport (1969) về việc xây dựng bản đồ chia lưới các giá trị gia tốc đỉnh (PGA) với xác suất vượt quá hàng năm là 0,01 (chu kỳ lặp lại

100 năm) sử dụng phương pháp thống kê cực trị Với giả sử sự xuất hiện của động đất tuân theo luật phân bố Poisson, họ đã đưa ra biểu thức về độ lớn chấn động lớn nhất trong một năm tại một vị trí, biểu thức này có dạng như phân bố cực trị Gumbel loại II [15] Ngoài ra, họ còn phát triển phương pháp lặp lại độ lớn tương quan dựa trên tổng số vượt quá hàng năm của một giá trị gia tốc nào đó tại một vị trí

* Ở Nhật Bản

Nhật Bản là quốc gia có mức độ hoạt động động đất rất cao, tuy nhiên cũng

có những vùng có hoạt động động đất thấp Trước đây, người Nhật cho rằng vùng Kobe - Osaka là vùng bị ảnh hưởng do động đất thấp Do đó, thiết kế cầu và nhà không bị bắt buộc phải có tiêu chuẩn cao như những vùng bị ảnh hưởng lớn bởi động đất (vùng Tokyo) Hơn nữa, có nhiều công trình được xây dựng từ những năm

60, trước khi có tiêu chuẩn thiết kế mới rút ra từ động đất San Fernando năm 1971 Trước trận động đất Kobe năm 1995, người Nhật khi nói về sự phá huỷ của động

đất thường liên tưởng đến trận động đất Kanto năm 1923 Họ luôn luôn nghĩ rằng khi sức bền của các công trình xây dựng tăng lên và nỗ lực chuẩn bị được cải thiện, thì thảm hoạ như động đất Kanto sẽ không bao giờ xảy ra Tuy nhiên, khi phải đối mặt với thảm hoạ Kobe năm 1999 làm hơn 6000 người bị chết, hàng nghìn ngôi nhà

gỗ kiểu truyền thống bị phá huỷ hoàn toàn, nhiều ngôi nhà và cầu bê-tông cốt thép xây dựng theo tiêu chuẩn cũ bị sụp đổ, họ bắt đầu nhận ra rằng cấu trúc xây dựng chống động đất là nhân tố quan trọng trong phòng chống giảm nhẹ rủi ro động đất ở Nhật Bản Sau trận động đất Kobe, chiến lược giảm nhẹ thảm hoạ động đất của Nhật Bản có sự thay đổi lớn cả về nghiên cứu lẫn thực hành Nhật Bản đầu tư rất lớn cho việc lắp đặt hệ thống dày đặc các máy đo địa chấn và GPS (các máy đo cách nhau khoảng 25 km) Bên cạnh đó, 98 đới đứt gãy hoạt động lớn ở Nhật Bản

đã được khảo sát kỹ nhằm đánh giá tiềm năng sinh chấn của chúng Kết quả, các bản đồ nguy hiểm động đất toàn quốc được đưa ra năm 2005 [14] Các bản đồ này được cập nhật làm mới hàng năm nhằm đánh giá dao động nền mạnh gây ra bởi các trận động đất có thể xuất hiện trong tương lai và được đưa lên website của Viện nghiên cứu quốc gia về khoa học Trái Đất và ngăn ngừa thiên tai (NIED) của Nhật Bản (http://www.j-shis.bosai.go.jp/en/shm)

* Ở Đài Loan

Động đất Chi-Chi Đài Loan ngày 21/9/1999 là trận động đất lớn nhất (Mw=7,6) trên đất liền xảy ra ở Đài Loan trong thế kỷ 20 Trận động đất này và chuỗi dư chấn của nó đã làm 2435 người thiệt mạng và tổng thiệt hại được đánh giá lên tới 4 tỷ đô la Mỹ [21] Thảm hoạ này dù sao cũng có một vài yếu tố may mắn, nếu không con số thiệt hại sẽ khủng khiếp hơn Trận động đất này xảy ra lúc 1giờ

47 phút sáng (giờ địa phương) làm hàng trăm ngôi trường bị xụp đổ Thật may mắn lúc đó các trường học chưa mở cửa Về mặt khoa học, Đài Loan chuẩn bị tốt khi lắp đặt hơn 650 máy ghi dao động nền mạnh năm 1997 và hệ thống đo GPS có trước đó

10 năm Công tác ứng phó khẩn cấp đã được chuẩn bị tốt trước đó với việc hoàn thành một Hệ thống báo tin động đất vào năm 1995 Hệ thống báo tin động đất này nhanh cỡ vài phút sau khi có động đất Thông tin về chấn động chính của động đất

Chi-Chi, gồm thời gian, vị trí và độ lớn, đã được xác định trong 2 phút (chính xác là

102 giây) Ngoài ra, số liệu về gia tốc cùng với đường cong suy giảm PGA (gia tốc dao động nền cực đại) đã được sử dụng để đưa bản đồ đẳng chấn chi tiết hơn trong vòng 3 phút sau khi động đất chính xảy ra Các vùng có dao động nền mạnh nhất được xác định nhanh, từ đó các tổ chức cứu nạn của Chính phủ triển khai ngay lập tức tại các vùng này Bản đồ này tương đối chính xác so với bản đồ xây dựng từ số liệu thực tế thu thập được sau đó 1 tháng Điều này chỉ ra rằng, các đánh giá nhanh, chính xác cho phép nhiệm vụ cứu nạn hiệu quả và nhanh chóng Để làm được điều

đó, Đài Loan đã đầu tư trang thiết bị cũng như các nghiên cứu chi tiết về nguy hiểm động đất và phân loại nền cho các vùng có nguy cơ xảy ra động đất cao, đông dân

cư, có các công trình quan trọng Tuy nhiên, do không đánh giá được đứt gãy kiến tạo Chelungpu đang hoạt động, nên trước đó đã xây dựng đập Shigan cắt qua đứt gãy này Kết quả, thân đập Shigan bị vỡ (dịch chuyển thẳng đứng bề mặt khoảng 9,8m cắt qua thân đập) sau động đất Chi-Chi [20]

Năm 2007, Cheng và các cộng sự đã xây dựng lại các bản đồ nguy hiểm động đất cho Đài Loan sau trận động đất Chi-Chi; để làm mới các bản đồ này các tác giả đã kết hợp số liệu mới về các đứt gãy hoạt động địa phương và đới hút chìm,

sử dụng phương trình suy giảm chấn động mới Các bản đồ gia tốc dao động nền mới chỉ ra vùng Tai-chung, nơi động đất Chi-Chi đã xảy ra, có mức độ nguy hiểm địa chấn cao hơn so với đánh giá từ các bản đồ cũ thành lập trước đó

1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

Việc đánh giá độ nguy hiểm động đất ở nước ta được tiến hành từ những năm 60 của thế kỷ trước Kết quả nghiên cứu trước đây được tập hợp và thành lập bản đồ phân vùng động đất miền bắc Việt Nam tỷ lệ 1:1.000.000 bởi Nha khí tượng tại Hà Nội năm 1968 [8] Mức độ nguy hiểm động đất ở các vùng khác nhau trên bản đồ được đánh giá một cách đơn giản và đơn trị bằng cấp động đất theo thang MSK-64 Việc phân vùng động đất dựa vào phân bố chấn tâm của các trận động đất thu thập được cùng với bản đồ đứt gãy kiến tạo Từ đó, cấp động đất ở từng vùng được đánh giá theo các trận động đất mạnh nhất đã xảy ra ở đó Bên cạnh các vùng

động đất mạnh là các vùng chịu ảnh hưởng chấn động có cường độ thấp hơn một cấp, mặc dù chưa xảy ra trận động đất mạnh tới cấp đó Tuy nhiên, phạm vi nghiên cứu của công trình này giới hạn đến khu vực Quảng Bình

Năm 1980, Lê Minh Triết và các cộng sự đã tiến hành nghiên cứu phân vùng động đất miền Nam Việt Nam, vẫn với nguyên tắc đã sử dụng trong công trình nêu trên Các tác giả đã vạch ra một vùng phát sinh động đất cấp VII khá rộng từ Đăk-Lắc xuống đến Vũng Tàu Các vùng còn lại bao gồm cả tỉnh Thừa Thiên Huế được đánh giá có thể phát sinh động đất cấp VI Nhưng vì các quy luật phân bố động đất mạnh và các dấu hiệu địa chất liên quan đến động đất chưa được nêu ra cụ thể và chính xác, nên ranh giới vùng cũng thiếu tin cậy

Năm 1985 bản đồ phân vùng động đất lãnh thổ Việt Nam tỷ lệ 1:2.000.000 được thành lập do Phạm Văn Thục và Nguyễn Đình Xuyên chủ biên, nhằm dự báo các vùng phát sinh động đất và cấp động đất cực đại trên lãnh thổ Việt Nam Sau đó bản đồ này được đưa vào Atlas Quốc gia năm 1990 như là tài liệu tham khảo cho các tiêu chuẩn xây dựng ở nước ta Công trình nghiên cứu là sự kế thừa và hoàn thiện các sơ đồ phân vùng động đất tồn tại trước đó Cường độ chấn động động đất theo thang MSK-64, magnitude động đất cực đại và độ sâu chấn tiêu của mỗi vùng nguồn phát sinh động đất được đưa ra Kết quả chỉ ra khu vực Tây Bắc Việt Nam có thể phát sinh động đất mạnh nhất 6,8 độ Richter gây chấn động cực đại cấp VIII-IX

ở vùng chấn tâm, và độ sâu chấn tiêu có thể lên tới 30 km Phần miền Nam Việt Nam không có cải thiện gì hơn so với các công trình nghiên cứu trước đây, do hạn chế về tập hợp số liệu động đất

Tập hợp đầy đủ nhất các kết quả nghiên cứu đến năm 1996 là công trình nghiên cứu "Cơ sở dữ li ệu cho các giải pháp giảm nhe ̣ h ậu quả đ ộng đất ở Vi ệt Nam" trong khuôn khổ Đề tài độc lập cấp nhà nước do Nguyễn Đình Xuyên và Nguyễn Ngọc Thuỷ đồng chủ nhiệm Trong công trình này đã trình bày thông tin về các trận động đất mạnh và cảm thấy đã xảy ra ở Việt Nam (gồm 970 trận có Ms  6,8); các quy luật biểu hiện hoạt động động đất; và các đặc trưng cơ bản của chế độ địa chấn Việt Nam Đề tài đã thực hiện thu thập, xử lý số liệu động đất, khảo sát địa

chất kiến tạo và đo địa vật lý trên các vùng lãnh thổ Việt Nam, phục vụ cho việc nghiên cứu điều kiện địa chấn kiến tạo, quy luật biểu hiện động đất mạnh trên lãnh thổ Việt Nam, dự báo các đới phát sinh động đất mạnh và đánh giá các đặc trưng địa chấn cơ bản của các đới Từ đó, xây dựng bản đồ phân vùng chấn động cực đại Imax lãnh thổ Việt Nam trên cơ sở bản đồ các vùng phát sinh động đất (vùng nguồn) sử dụng phương trình suy giảm trường chấn động (phương pháp tất định)

1.3 Phương pháp tất định

Phương pháp tất định dựa trên cơ sở ban đầu là các mô hình nguồn chấn động và các đặc trưng địa chấn của chúng và quy luật lan truyền chấn động tại khu vực nghiên cứu đã được xác định Từ đó, chúng ta tính toán các giá trị chấn động nền đất cực đại (cường độ chấn động cực đại Imax và gia tốc dao động nền cực đại

amax) tại các vị trí cần quan tâm trong khu vực nghiên cứu, theo đúng quy trình đánh giá độ nguy hiểm động đất Quy trình đánh giá độ nguy hiểm động đất sử dụng phương pháp tất định được mô tả tóm tắt như sau:

a) Vùng nguồn: xác định được tất cả các nguồn động đất có thể gây ra các dao động nền mạnh trong khu vực nghiên cứu

b) Đặc điểm vùng nguồn: Xác định động đất cực đại có thể xảy ra trên mỗi vùng nguồn và khoảng cách ngắn nhất từ mỗi vùng nguồn đến vị trí cần quan tâm

c) Phương trình suy giảm chấn động động đất: Xác định phương trình suy giảm chấn động trong khu vực nghiên cứu

d) Đánh giá độ nguy hiểm động đất: Tính toán dao động nền tại vị trí quan tâm gây ra bởi động đất cực đại xảy ra trên các vùng nguồn tại khoảng cách ngắn nhất Lựa chọn giá trị dao động nền mạnh nhất tại ví trí quan tâm

CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM NGUỒN PHÁT SINH ĐỘNG ĐẤT

2.1 Nguồn phát sinh động đất

Động đất mạnh chỉ xảy ra trong các đới đứt gãy sâu hoạt động, đã và đang đóng vai trò ranh giới giữa các miền kiến tạo và giữa các đơn vị kiến tạo chính trong các miền Ở đây bề mặt phá hủy trong chấn tiêu động đất thường trùng hợp với mặt đứt gãy về vị trí và hướng dịch chuyển Điều đó chứng tỏ rằng động đất mạnh trên lãnh thổ Việt Nam phát sinh do kết quả dịch chuyển theo các đứt gãy đã tồn tại lâu dài và nay vẫn là ranh giới giữa các khối có chuyển động khác nhau về hướng hoặc về vận tốc Đây chính là nguyên nhân dẫn tới hiện tượng tập trung động đất mạnh trong những đới hẹp trùng với các đới phá huỷ kiến tạo mà trước đây Nguyễn Khắc Mão và nnk (1968) gọi là tính địa đới của hoạt động động đất trên lãnh thổ Việt Nam Đây không phải là đặc điểm riêng của tính địa chấn trên lãnh thổ Việt Nam mà là một quy luật phổ biến Động đất mạnh thường xảy ra trên những đứt gãy đã tồn tại lâu dài, nay đang hoạt động, hiếm hơn ở những nơi đang hình thành đứt gãy và không xảy ra ở những nơi không có những điều kiện như vậy

Vùng có khả năng phát sinh động đất mạnh là các đới đứt gãy sâu hoạt động,

ở đó đã từng xảy ra động đất mạnh quan sát được, hoặc ở đó tuy chưa quan sát thấy động đất mạnh, nhưng xét về các đặc trưng kiến tạo có thể xếp tương đương với các đới trong đó đã xảy ra động đất mạnh Các kết quả nghiên cứu về đứt gãy kiến tạo ở khu vực tỉnh Thừa Thiên Huế và lân cận trong khuôn khổ đề tài độc lập cấp quốc gia mã số ĐTĐL.CN.51/16 được tóm tắt như sau:

- Đứt gãy cấp I: đới đứt gãy Sông Hồng, đới đứt gãy Trường Sơn, đới đứt gãy Tam Kỳ Phước Sơn

- Đứt gãy cấp II: đứt gãy Nam Ô - Nam Đông, đứt gãy Đồng Hới – Thuận An, đứt gãy Sông Chảy

- Đứt gãy cấp III: đứt gãy Khe Giữa – Vĩnh Linh, đứt gãy Sông Cam Lộ, đứt gãy Đakrông - Huế, đứt gãy sông Côn

Hỡnh 2 1 Sơ đồ đứt góy khu vực tỉnh Thừa Thiờn Huế

Trờn đõy là những đới đứt góy sõu hoạt động, nơi đó từng phỏt sinh cỏc trận động đất mạnh và cảm thấy, vớ dụ như đới đứt góy Trường Sơn, đứt góy Tam Kỳ Phước Sơn, đứt góy Nam ễ – Nam Đụng, … Tuy nhiờn, khụng phải động đất đó xảy ra ở tất cả cỏc đới đứt góy, càng khụng phải ở mọi phần của đứt góy Nhưng theo nguyờn tắc ngoại suy địa chất thỡ cần phải dự bỏo chỳng cú thể xảy ra ở cả những đứt góy cú dấu hiệu hoạt động hoặc những đoạn đứt góy mà chỳng ta chưa cú thụng tin về động đất mạnh Mức độ phỏt động đất ở mỗi đoạn đứt góy cũng khỏc

H Sơn Tr à ( H Sơn Chà)

phá

t ia ng

n g

hồ Quao Hòa M ỹ

t r ằm Bàu Bàng Thi ền

n

ue H

u

g

Hà T

a g

Phú lộc

Nam Đông Bình Điền

Húc Nghì

B Xạ Len N-a

Xan San

A Bung Tan Ha Lai

Tà Nua Cô

An Ca Lang

Cây Tăm Chà Lỳ

17º 16' 52"

Đ-ờng biên giới quốc gia

Quỹ đạo trục nén của tr-ờng ứng suất kiến tạo tr-ợt bằng trong giai đoạn Pliocen-Đệ tứ

Hoà Bắc

Chú giải

Đứt gãy nghịch Thế nằm đứt gãy

Đ S

n

Đ S

g H

ữu T ch

Đ Cồ

Đ S

g M

Đ S

g Bồ

70-80

60

60-80

75-90

70-9085

75

nhau và quyết định độ lớn cực đại của động đất xảy ra ở đây

2.1.1 Đới đứt gãy sông Hồng

Đới đứt gãy Sông Hồng trong khu vực nghiên cứu có phương Tây Bắc – Đông Nam Đới đứt gãy được phát hiện và định vị bằng tài liệu trong lực và từ Đặc trưng phân miền trường dị thường trọng lực và trường từ ở hai bên cánh của đứt gãy

là rất rõ nét [2], hệ đứt gãy Sông Hồng có phạm vi hoạt động rất lớn và đứt gãy chính có góc cắm nghiêng thoải về phía Đông Bắc

Đới đứt gãy Sông Hồng phát triển ở rìa Tây Nam bể trầm tích Kainozoi Sông Hồng và đóng vai trò ranh giới giữa khối khối Rìa Tây Nam Bể Sông Hồng ở cánh Đông Bắc với khối Rìa Đông Trường Sơn Bắc ở cánh Tây Nam Cũng theo tài liệu trọng lực và từ, mặt trượt đứt gãy có thế nằm nghiêng 60-80o về phía Đông Bắc [1] Trong phạm vi nghiên cứu, đới đứt gãy được chia ra hai đoạn SH01 và SH02, trong

đó đoạn SH01 có phương 313o – 133o, chiều dài 83.87 km; đoạn SH02 có phương

318o – 138o, chiều dài 57.85 km

2.1.2 Đới đứt gãy Trường Sơn

Đới đứt gãy Trường Sơn có phương chủ đạo là Tây Bắc - Đông Nam, bắt đầu từ khu vực Phou Khoun thuộc tỉnh Xiengkhuang, Lào, nơi bị đới đứt gãy phương Bắc Đông Bắc - Nam Tây Nam Xanamkhan - Ban Done Khoun chặn lại, rồi chạy về Đông Nam, đi qua Pak Kading thuộc tỉnh Borikhamxay, Thakhek (Thà Khẹt) thuộc tỉnh Khammuane (Lào), A Lưới thuộc tỉnh Thừa Thiên Huế và kết thúc

ở khu vực thị trấn Khâm Đức thuộc huyện Phước Sơn, tỉnh Quảng Nam, nơi gặp đới đứt gãy kinh tuyến Sông Pô Cô và đới đứt gãy Tam Kỳ- Phuớc Sơn Đới đứt gãy Trường Sơn có chiều dài chừng 750 km

Dựa vào những khác biệt của trường trọng lực dọc đường phương, có thể

chia đứt gãy ra 08 đoạn (Hình 2.1) Theo thứ tự từ Tây Bắc xuống Đông Nam, đặc

điểm của các đoạn lần lượt như sau:

Đoạn 1 (TS01) chạy dọc thung lũng nậm Sê Sạ Mỷ, đoạn chảy qua Chênh Vênh (xã Hướng Phùng, huyện Hướng Hóa, tỉnh Quảng Trị), biên giới Việt Nam – Lào, bản Phương, B Xạ Đun, trên đất Lào, rồi chạy dọc thung lũng suối Sa Non,

xuống gặp sông Rào Quán ở khu vực làng Miệt thuộc xã Hướng Linh, huyện Hướng Hóa, tỉnh Quảng Trị, rồi vào thung lũng khe Trua và kết thúc ở khu vực Vùng Kho thuộc xã Đakrông, huyện Đakrông, tỉnh Quảng Trị Đoạn có chiều dài 35.22 km, có phương tây Tây Bắc - Đông Đông Nam, nhưng hơi uốn cong, lồi về bắc Đông Bắc, do đường phương thay đổi từ 290o- 110o, ở phần Tây Bắc, sang

Đoạn 3 của đới đứt gãy Trường Sơn (TS03) có phương Tây Bắc- Đông Nam (315o- 135o), có chiều dài 22.89 km, bắt đầu từ khu vực Đông Nam Húc Nghì 7 km đến thôn Lệ Triêng 2 thuộc xã Hồng Trung, huyện A Lưới, tỉnh Thừa Thiên Huế

Đoạn 4 của đới đứt gãy Trường Sơn (TS04) có phương Tây Bắc- Đông Nam, nhưng hơi gãy khúc ở Phú Lộc, thuộc xã Sơn Thủy, huyện A Lưới, tỉnh Thừa Thiên Huế, trong đó phần Tây Bắc có phương 312o- 118o, còn phần Đông Nam chuyển sang phương 325o- 145o Đoạn TS04 có tổng chiều dài 21.05 km, bắt đầu từ Lệ Triêng 2, dọc thung lũng sông Tà Rình, qua Phú Lộc, Phú Vinh, dọc thung lũng sông A Sáp và kết thúc Hương Phú (thuộc xã Hương Phong, huyện A Lưới, tỉnh Thừa Thiên Huế Đây là đoạn đứt gãy chạy trùng chân vách sườn phía đông trũng A Lưới

Đoạn 5 của đới đứt gãy Trường Sơn (TS05) có dang hơi uốn cong lồi về tây nam do phần Tây Bắc có phương 325o – 145o, còn phần Đông Nam chuyển sang phương 315o – 135o, có chiều dài 26.27 km, bắt đầu từ Hương Phú xuống đến thượng nguồn suối B Riêng Giống, thuộc xã A Nông, huyện Tây Giang, tỉnh Quảng Nam Đây là đoạn đứt gãy chạy trùng thung lũng sông A Sáp, đoạn từ Hương Phú đến A Tin (thuộc xã A Đớt, huyện A Lưới, tỉnh Thừa Thiên Huế), các

đoạn dòng chảy phương Tây Bắc- Đông Nam ở thượng nguồn huổi Tam Lang, huổi Tam Ka Ta thuộc lãnh thổ Lào

Đoạn 6 của đới đứt gãy Trường Sơn (TS06) có dạng uốn cong do đường phương chuyển từ Bắc Tây Bắc - Nam Đông Nam (335o – 155o) sang á kinh tuyến (340 - 350o – 160 - 170o) rồi kinh tuyến, chiều dài 26.57 km Từ Bắc xuống Nam, đoạn đứt gãy TS06 chạy dọc các đoạn thung lũng có phương dòng chảy Bắc Tây Bắc - Nam Đông Nam của các suối B Riêng Giống, A Sò, Bờ E Danh, rồi các đoạn sông A Vương có dòng chảy từ nam lên bắc trong đia phận xã A Tiêng, huyện Tây Giang, tỉnh Quảng Nam, tiếp theo là dọc các đoạn thung lũng suối A Kia có phương kinh tuyến

Đoạn 7 của đới đứt gãy Trường Sơn (TS07) có phương Tây Bắc - Đông Nam (315o - 135o), có quan hệ gấp khúc với đoạn TS06 Đoạn này dài 17.47 km, từ điểm cách ngã ba, nơi suối A Kia hội lưu vào sông Vinh, 3 km, về hướng 3300, đến ngã

ba, nơi khe Nước Trong hội lưu vào suối Trà Vinh, thuộc địa phận xã Tà B'Hing, huyện Nam Giang, tỉnh Quảng Nam Đoạn đứt gãy này chạy trùng với thung lũng sông Vinh

Đoạn 8 của đới đứt gãy Trường Sơn (TS08) có phương Tây Bắc- Đông Nam (315o - 135o), chạy trùng các phụ lưu của lưu sông Thanh có dòng chảy phương Tây Bắc- Đông Nam, thuộc địa phận xã Tà B'Hing và thị trấn Khâm Đức, huyện Phước Sơn, tỉnh Quảng Nam Đoạn TS08 có chiều dài 25.87 km

Đới đứt gãy Trường Sơn đóng vai trò là ranh giới phía Đông Bắc địa khối Inđosini Trong khu vực nghiên cứu, đới đứt gãy Trường Sơn đóng vai trò là đường ranh giới phân chia khối tảng Trường Sơn Bắc ở phía Đông Bắc với khối tảng Sê Kông ở phía Tây Nam

2.1.3 Đới đứt gãy Tam Kỳ - Phước Sơn

Đới đứt gãy Tam Kỳ - Phước Sơn, trong phạm vi nghiên cứu, có phương thay đổi từ Đông Bắc- tây nam, ở phần phía tây, sang đông Đông Bắc, ở phần đông

và được chia thành hai đoạn dựa vào những khác biệt của trường trọng lực dọc đường phương Đặc điểm của các đoạn như sau:

Đoạn 1 của đới đứt gãy Tam Kỳ - Phước Sơn (TK-PS01) có phương Đông Bắc – tây nam (225o - 45o), kéo chiều dài 16.74 km dọc sông Trường, đoạn từ thôn

9, xã Phước Hiệp, huyện Phước Sơn, tỉnh Quảng Nam đến điểm đứt gãy Tam Kỳ- Phước Sơn cắt sông Thu Bồn, ở khu vực cách ngã ba sông Trường hội lưu vào sông Thu Bồn 1300 m về phía đông Đông Nam

Đoạn 2 của đới đứt gãy Tam Kỳ - Phước Sơn (TK-PS02) có phương đông Đông Bắc - tây tây nam (252o - 72o), kéo chiều dài 27.09 km từ điểm đứt gãy Tam Kỳ- Phước Sơn cắt sông Thu Bồn, ở khu vực cách ngã ba sông Trường hội lưu vào sông Thu Bồn 1300 m về phía đông Đông Nam, đến khu vực thôn 9, xã Bình Lâm, huyện Hiệp Đức, tỉnh Quảng Nam (biên phía đông của khu vực nghiên cứu) Đoạn TK-PS02 chạy qua thị trấn Tân An, huyện Hiệp Đức, tỉnh Quảng Nam và trùng dọc sông Trào, đoạn chảy từ đông Đông Bắc về tây tây nam, sông Bình Chánh, đoạn chảy từ tây tây nam lên đông Đông Bắc

2.1.4 Đới đứt gãy Sông Chảy (cấp II)

Đới đứt gãy Sông Chảy có phương Tây Bắc – Đông Nam Đới đứt gãy được phát hiện và định vị bằng tài liệu trong lực và từ Đặc trưng phân miền trường dị thường trọng lực và trường từ ở hai bên cánh của đứt gãy là rất rõ nét [2] Cũng theo Cao Đình Triều, Phạm Huy Long (2002), đứt gãy Sông Chảy có phạm vi hoạt động lớn, có góc cắm nghiêng thoải về phía Đông Bắc

Trong phạm vi nghiên cứu, đới đứt gãy được chia ra hai đoạn SCH01 và SHC02, trong đó đoạn SCH01 có phương 313o – 133o, chiều dài 41.24 km; đoạn SHC02 có phương 316o – 136o, chiều dài 48.41 km

2.1.5 Đới đứt gãy Đồng Hới – Thuận An (cấp II)

Đới đứt gãy Đồng Hới – Thuận An có phương Tây Bắc – Đông Nam, chiều dài khoảng 230 - 240 km, phát triển ở rìa đông đới Trường Sơn Bắc và chạy dọc bờ biển, đoạn từ cửa sông Gianh, qua Lý Hòa, Đồng Hới, cửa Việt, cửa Thuận An, tới hòn Sơn Chà Đới đứt gãy Đồng Hới – Thuận An đóng vai trò ranh giới giữa khối Rìa Đông Trường Sơn Bắc (cánh Đông Bắc) với khối Lệ Thủy-Nam Đông (cánh tây nam) Cũng theo tài liệu trọng lực và từ, mặt trượt đứt gãy có thế nằm nghiêng 70-

80o về phía Đông Bắc [1] và trong phạm vi nghiên cứu, đới đứt gãy được chia ra năm đoạn ĐH-TA01, ĐH-TA02, ĐH-TA03, ĐH-TA04 và ĐH-TA05, trong đó đoạn ĐH-TA 01 có phương 315o – 135o, chiều dài 30.32 km; đoạn ĐH-TA02 có phương

310o – 130o, chiều dài 51.96 km, đoạn ĐH-TA03 có phương 305o – 125o, chiều dài 47.71 km, đoạn ĐH-TA04 có phương 300o – 120o, chiều dài 41.27 km và đoạn ĐH-TA05 có phương 303o – 123o, chiều dài 36.72 km

2.1.6 Đới đứt gãy Nam Ô - Nam Đông (cấp II)

Đới đứt gãy Nam Ô - Nam Đông có phương á vĩ tuyến và có quan hệ dạng cánh gà đối với đới đứt gãy Trường Sơn Mút phía tây của đứt gãy tựa vào đứt gãy Trường Sơn ở khu vực trung tâm xã Hồng Kim, huyện A Lưới, Tỉnh Thừa Thiên Huế

và mút phía đông ở nam bán đảo Sơn Trà, nơi gặp ranh giới phía đông của khu vực nghiên cứu Trong khu vực nghiên cứu, chiều dài của đới đứt gãy là 90 km Dựa vào những khác biệt của trường trọng lực dọc đường phương có thể chia đứt gãy Nam Ô

- Nam Đông thành 05 đoạn Từ tây sang đông, phân bố của các đoạn đứt gãy của đới đứt gãy Nam Ô - Nam Đông lần lượt như sau:

Đoạn 1 của đới đứt gãy Nam Ô - Nam Đông (NO-NĐ01) có phương tây Tây Bắc - đông Đông Nam, hơi uốn cong lồi về tây nam, điểm uốn ở khu vực ngã ba, nơi suối Ta Li hội lưu vào sông Bồ Phần tây của đoạn bắt đầu từ trung tâm xã Hồng Kim

và thẳng theo phương 295o – 115o đến khu vực ngã ba suối Ta Li; phần đông của đoạn NO-NĐ01có phương 290o – 110o, từ khu vực ngã ba suối Ta Li đến khu vực ngã ba giữa phụ lưu có dòng chảy từ tây sang đông với sông Dòng Chiều dài đoạn NO-NDD là 20.86 km

Đoạn 2 của đới đứt gãy Nam Ô - Nam Đông (NO-NĐ02) có đường phương từ

á vĩ tuyến (275o - 95o), chiều dài 30.8 km, từ ngã ba giữa phụ lưu có dòng chảy từ tây sang đông với sông Dòng đến khu vực cách trung tâm thị trấn Khe Tre (huyện Nam Đông, tỉnh Thừa Thiên Huế) 5.35 km về phía 1150

Đoạn 3 của đới đứt gãy Nam Ô - Nam Đông (NO-NĐ03) có đường phương vĩ tuyến (270o - 90o) Đoạn NO-NĐ03 có chiều dài 13.62 km, chạy trùng thung lũng sông Ba Ran (sông Tả Trạch) thuộc địa phận xã Hương Lộc (huyện Nam Đông, tỉnh

Thừa Thiên Huế) và khe Đá Mài thuộc địa phận xã Hòa Bắc (huyện Hòa Vang, tp

Đà Nẵng)

Đoạn 4 của đới đứt gãy Nam Ô - Nam Đông (NO-NĐ04) có đường phương vĩ tuyến (270o - 90o), có chiều dài 9.4 km, phát triển trong địa phận xã Hòa Bắc

Đoạn 5 của đới đứt gãy Nam Ô - Nam Đông (NO-NĐ05) có đường phương á

vĩ tuyến (275o - 95o), có chiều dài 15.18 km, bắt đầu từ khu vực ngã ba, nơi khe Mun hợp lưu vào sông Cu Đê, đứt gãy chạy về đông đi qua trung tâm xã Hòa Bắc, huyện Hòa Vang, cầu Nam Ô và kết thúc ở khu vực cửa Nam Ô

Đoạn 6 của đới đứt gãy Nam Ô - Nam Đông (NO - NĐ06) được vạch dự đoán, tiếp nối đoạn NO - NĐ05, từ khu vực cửa Nam Ô qua vụng Đà Nẵng và đến mũi Bãi Nam thuộc bán đảo Sơn Trà Theo đó, đoạn NO - NĐ06 có phương á vĩ tuyến (280o -

100o) và có chiều dài 20.11 km

2.1.7 Đới đứt gãy Khe Giữa - Vĩnh Linh (cấp III)

Đới đứt gãy Khe Giữa - Vĩnh Linh có phương tây Tây Bắc- đông Đông Nam,

có mút phía tây nằm trên lãnh thổ Lào, có tổng chiều dài 112 km Phần đứt gãy trong khu vực nghiên cứu có chiều dài 58.81 km, được chia thành 4 đoạn dựa vào những khác biệt của trường trọng lực dọc đường phương Các đoạn được đánh số

lần lượt từ tây sang đông Đặc Điểm của các đoạn lần lượt như sau:

Đoạn 1 của đứt gãy Khe Giữa - Vĩnh Linh (KG-VL01) có phương á vĩ tuyến (85o- 265o), chiều dài 11 km, từ ranh giới phía tây vùng nghiên cứu đến Khe Giữa Đoạn đứt gãy này đã chạy trùng các suối nhánh có phương á vĩ tuyến của sông Long Đại, thuộc xã Ngân Thủy, huyện Lệ Thủy, tỉnh Quảng Bình

Đoạn 2 của đứt gãy Khe Giữa- Vĩnh Linh (KG - VL 02) có phương tây Tây Bắc – đông Đông Nam (280o- 100o), kéo dài 19.15 km từ Khe Giữa (thuộc xã Ngân Thủy, huyện Lệ Thủy, tỉnh Quảng Bình) tới bản Chuôn, thuộc xã Kim Thủy, huyện

Lệ Thủy, tỉnh Quảng Bình Đoạn KG – VL 02 đã chạy dọc thung lũng suối Chu Ke

Đoạn 3 của đứt gãy Khe Giữa - Vĩnh Linh (KG - VL 03) cũng có phương tây Tây Bắc – đông Đông Nam (280o- 100o), kéo dài 15.97 km từ bản Chuôn tới khu vực trung tâm hồ Bảo Đài, thuộc địa phận xã Vĩnh Chấp, huyện Vĩnh Linh, tỉnh

Quảng Trị Đoạn KG - VL 03 trùng với các đoạn dòng chảy phương Tây Tây Bắc – Đông Đông Nam

Đoạn 4 của đứt gãy Khe Giữa- Vĩnh Linh (KG- VL 04) cũng có phương tây Tây Bắc- đông Đông Nam (285o- 105o), kéo dài 12.69 km từ trung tâm hồ Bảo Đài đến khu vực thôn Đơn Thạch thuộc địa phận xã Vĩnh Hòa, huyện Vĩnh Linh, tỉnh Quảng Trị Đoạn KG - VL 04 chạy dọc hồ Bảo Đài cũng như các đoạn dòng chảy phương tây Tây Bắc- đông Đông Nam của suối Sa Lung

2.1.8 Đới đứt gãy Sông Cam Lộ

Trong phạm vi nghiên cứu, đới đứt gãy Sông Cam Lộ có chiều dài 82.34 km Dựa vào đặc điểm đường phương và những khác biệt của trường trọng lực dọc đường phương có thể chia phần đới đứt gãy này thành 4 đoạn Từ tây sang đông, đặc điểm của các đoạn lần lượt như sau:

Đoạn 1 của đứt gãy Sông Cam Lộ (SCL01) có phương tây Tây Bắc- đông Đông Nam (290o- 110o), có chiều dài 33.06 km, bắt đầu từ ranh giới phía tây khu vực nghiên cứu rồi chạy về đông Đông Nam, cắt biên giới Việt – Lào, ở khu vực bản Ta Pọng, đi qua Chà Lỳ, thôn Tri (xã Hướng Lập, huyện Hướng Hóa, tỉnh Quảng Trị), vào thung lũng sông Cam Lộ và kết thúc ở khu vực bản R Leng xã Hướng Sơn, huyện Hướng Hóa, tỉnh Quảng Trị

Đoạn 2 của đứt gãy Sông Cam Lộ (SCL02) chạy dọc sông Cam Lộ, có phương tây Tây Bắc- đông Đông Nam (290o- 110o), chiều dài 13.52 km, bắt đầu từ khu vực bản R Leng và kết thúc ở khu vực Tây Bắc cầu Đầu Mầu (thuộc địa phận

xã Cam Thành, huyện Cam Lộ, tỉnh Quảng Trị) 0.5 km

Đoạn 3 của đứt gãy Sông Cam Lộ (SCL03) có dạng uốn cong lồi về Đông Nam, được tạo bởi phần phía tây của đoạn có phương 85o- 265o và phần phía đông của đoạn có phương 68o- 248o, điểm uốn ở khu vực Tân Trúc, xã Cam Hiếu, huyện Cam Lộ, tỉnh Quảng Trị Đoạn SCL03 trải dài 24.91 km, dọc thung lũng sông Cam

Lộ, đoạn dòng chảy từ tây tây nam lên đông dông bắc, đi qua Cam Lộ; có mút tây tây nam ở khu vực Tây Bắc cầu Đầu Mầu 0.5 km và đông Đông Bắc ở khu vực xóm Sau, phường Đông Giang, thành phố Đông Hà, tỉnh Quảng Trị

Đoạn 4 (SCL04) của đứt gãy Sông Cam Lộ có phương Đông Bắc – tây nam (55o- 235o), dài 10.85 km, từ khu vực xóm Sau, phường Đông Giang đến khu vực Trung Nam thuộc xã Triệu An, huyện Triệu Phong, tỉnh Quảng Trị, nơi bị chặn bởi đứt gãy Đồng Hớ i- Thuận An

2.1.9 Đới đứt gãy Đakrông - Huế (cấp III)

Đới đứt gẫy Đakrông - Huế phân bố dạng cánh gà đối với đới đứt gãy Trường Sơn, trong đó phần phía tây của đới đứt gẫy Đakrông - Huế có phương tây Tây Bắc- đông Đông Nam và tạo với đứt gãy Trường Sơn một góc nhọn khoảng 15o, còn ở phần phía đông có phương á vĩ tuyến và mút phía đông bị chặn bởi đứt gãy Đồng Hới – Thuận An ở ngay cửa Thuận An Đới đứt gẫy Đakrông - Huế được chia thành 4 đoạn dựa vào đặc điểm chuyển phương và những khác biệt của trường trọng lực dọc đường phương Từ tây sang đông, đặc điểm của các đoạn này như sau:

Đoạn 1 của đới đứt gẫy Đakrông - Huế (ĐR-H01) có phương tây Tây Bắc- đông Đông Nam (293o- 113o), chiều dài 18.29 km, có mút phía tây bắt đầu từ bản

Ta Lềng, xã Đakrông, huyện Đakrông, tỉnh Quảng Trị Từ đây đứt gãy chạy về đông Đông Nam, trùng với các khe hẻm, vách bậc ở sườn núi, rồi trùng thung lũng đắk Rông, đoạn chảy qua thôn Vôi thuộc xã Tà Long, huyện Đakrông, tỉnh Quảng Trị, trung tâm hành chính (UBND) xã Tà Long, rồi chạy trùng thung lũng suối Tà Long (phụ lưu của đăk Rông) Cách trung tâm hành chính xã Tà Long về phía đông Đông Nam 6 km, đã xẩy ra dãn cách trên đường phương của đứt gãy Đakrông- Huế, trong đó mút phía đông Đông Nam của đoạn ĐR-H01 nằm phía Đông Bắc, phân bố sole và cách mút phía tây Tây Bắc của đoạn 2 là 250m

Đoạn 2 của đứt gãy Đakrông- Huế (ĐR-H02) cũng có phương tây Tây Bắc- đông Đông Nam (290o- 110o), chiều dài 16.02 km Đoạn ĐR-H02 tiếp tục chạy theo thung lũng suối Tà Long trước khi vượt qua yên ngựa trên đường phân thủy giữa suối Tà Long ở phía tây với sông Mỹ Chánh ở phía đông, rồi chạy trùng thung lũng sông Mỹ Chánh, vượt qua yên ngựa phân thủy giữa sông Mỹ Chánh với sông Ô Lâu

để vào ngọn sông Ô Lâu Từ đây đứt gãy Đakrông- Huế chuyển từ phương tây Tây Bắc- đông Đông Nam sang á vĩ tuyến, đánh dấu điểm kết thúc đoạn ĐR-H2 và bắt

đầu đoạn 3 của đứt gãy Đakrông- Huế, đồng thời tạo nên gấp khúc trên đường phương của nó

Đoạn 3 của đứt gãy Đakrông- Huế (ĐR-H03) có phương á vĩ tuyến (255o-

75o) và vĩ tuyến (270o- 90o), chiều dài 11.07 km, được bắt đầu từ ngọn sông Ô Lâu

và chạy theo phương á vĩ tuyến và trùng với thung lũng sông Ô Lâu, đoạn chảy từ tây sang đông, đến khu vực ngã ba, nơi suối Ra La hội lưu với sông Ô Lâu (khu vực Khe Trăng, xã Phong Mỹ, huyện Phong Điền)

Đoạn 4 của đứt gãy Đakrông- Huế (ĐR-H04) được vạch dưa theo tài liệu địa chất, địa mạo và ảnh vệ tinh Đoạn này có phương á vĩ tuyến (280o- 100o), chiều dài 27.98 km, được bắt đầu từ khu vực ngã ba, nơi suối Ra La hội với sông Ô Lâu, đứt gãy Đakrông- Huế phát triển về phía đông Đông Nam, đi qua khu vực Tân Mỹ, xã Phong Mỹ, huyện Phong Điền; Công Thành, xã Phong Sơn, huyện Phong Điền, rồi cắt sông Bồ ở khu vực Cổ Bi và kết thúc ở khu vực An Lưu, xã Hương An, huyện Hương Trà, nơi đứt gãy Sông Tả Trạch bị đứt gãy Đakrông- Huế chặn lại

Đoạn 5 của đứt gãy Đakrông- Huế (ĐR-H05) cũng được vạch dự đoán dựa theo đặc điểm hệ thống sông suối và ảnh vệ tinh Đoạn này có phương á vĩ tuyến (280o- 100o), chiều dài 35.48 km, được bắt đầu từ khu vực An Lưu, xã Hương An, rồi phát triển về phía đông, đi qua khu vực cửa Ngọ Môn và kết thúc ở bờ biển khu

An Bằng thuộc xã Vinh An, huyện Phú Vang

Đoạn đứt gãy Đakrông- Huế ngoài biển Đông (ĐR-H06) cũng được vạch dự đoán dựa trên tài liệu trọng lực và từ Đoạn này cũng có phương á vĩ tuyến (280o-

100o), chiều dài 45.91 km kể từ bờ biển khu An Bằng thuộc xã Vinh An đến điểm bị đứt gãy Sông Hồng chặn

2.1.10 Đới đứt gãy Sông Côn

Trên bản đồ dị thường trọng lực Bouguer, đới đứt gãy Sông Côn thể hiện là một ranh giới phân chia đới cấu trúc trường dị thường, trong đó phía Nam là giá trị

dương, còn phía Bắc là giá trị âm và đạt -30 mGal Gradient ngang dị thường trọng lực trùng đứt gãy có giá trị trung bình khoảng 2,0  5,0 mGal/km Trên bản đồ dị

thường từ hàng không, thành phần Ta, đới đứt gãy Sông Côn cũng có biểu hiện là ranh giới đới cấu trúc trường rõ nét Trong đó,.dương tương đối ở phía Bắc, với giá trị

trường trong giới hạn -25  40 nT, còn giá trị này tại cánh Nam là -60  -95 nT Đứt

gãy trùng với đới gradient ngang dị thường từ hàng không cường độ trung bình

khoảng 4  7 nT/km [1]

Đới đứt gãy Sông Côn được giới hạn phía tây bởi đứt gãy Trường Sơn và phía đông bởi đứt gãy Sông Hồng Về tổng thể đứt gãy Sông Côn có phương á vĩ tuyến, phát triển dọc thung lũng sông Côn và phụ lưu của nó Đi vào chi tiết có thể thấy đứt gãy có dạng uốn lượn hình “sin” với các đoạn ngắn có phương á vĩ tuyến, tây tây nam - đông Đông Bắc, vĩ tuyến, tây Tây Bắc- đông Đông Nam Dựa vào những khác nhau về phương và những khác biệt của trường trọng lực dọc đường phương có thể phân chia đứt gãy Sông Côn thành 04 đoạn Thông số của các đoạn

được tổng hợp ở Bảng 2.1 và được diễn đạt dưới đây:

Đoạn 1 của đứt gãy Sông Côn (SC01) có dạng cánh cung lồi về Đông Nam, được tạo bởi phần tây có phương á vĩ tuyến (260o- 80o) và phần đông có phương đông Đông Bắc- tây tây nam (235o- 55o), chiều dài 21.29 km Mút phía tây của đoạn bắt đầu từ khu vực cách ngã ba suối A Kia hội lưu với sông Lăng 796m về phía nam Đông Nam, nơi bị đứt gãy Trường Sơn chặn lại Từ đây đoạn đứt gãy phát triển về phía đông hướng tới thung lũng suối A Xúp, rồi chạy dọc thung lũng suối A Xúp, sông A Vương và suối A Đên

Đoạn 2 của đứt gãy Sông Côn (SC02) có phương đông Đông Bắc- tây tây nam (248o- 68o), chiều dài 09.39 km, chạy trùng suối Bêu Liên, thung lũng suối A Rằng

Đoạn 3 của đứt gãy Sông Côn (SC03) có phương vĩ tuyến (270o- 90o) ở phần tây và 195o – 105o ở phân đông, chiều dài 20.85 km Đoạn SC03 chạy trùng thung lũng suối A Rằng, đoạn chảy từ tây sang đông qua khu vực trung tâm hành chính xã

Cà Dăng, huyện Đông Giang, tỉnh Quảng Nam, rồi dọc thung lũng sông Côn, đoạn chảy qua địa phận xã Đại Lãnh, huyện Đại Lộc, tỉnh Quảng Nam

Đoạn 4 của đứt gãy Sông Côn (SC04) được vạch theo các tài liệu địa mạo, trong lực và từ Đoạn SC04 có phương á vĩ tuyến (260o- 80o), chiều dài 35.91 km,

phát triển dọc thung lũng sông Vu Gia và sông Thu Bồn, từ Côn, đoạn từ thôn Hà Thanh, xã Đại Đồng, huyện Đại Lộc, tỉnh Quảng Nam đến thôn Hà My Đông 3, xã Điện Dương, huyện Điện Bàn, tỉnh Quảng Nam

2.2 Đánh giá độ lớn động đất cực đại M max khu vực tỉnh Thừa Thiên Huế

Động đất cực đại trong các đới đứt gãy được đánh giá theo tập hợp các phương pháp: Ngoại suy địa chất, quy mô đứt gãy và hàm phân bố cực trị Gumbel

2.2.1 Phương pháp ngoại suy địa chất

Động đất cực đại trong mỗi vùng là động đất mạnh nhất đã xảy ra ở một phần nào đó của vùng ấy hoặc những vùng có điều kiện địa chất kiến tạo tương đương Nguyên lý này thường dẫn đến đánh giá sai về Mmax vì động đất mạnh nhất

đã quan sát thấy có thể chưa phải là động đất cực đại có khả năng xảy ra, và vì điều kiện địa chất - kiến tạo khó có thể xem là đồng nhất thậm chí trong phạm vi một vùng kiến tạo kéo dài

Trước hết, chấn tiêu của trận động đất cực đại phải nằm trọn vẹn trong tầng hoạt động, cho nên chiều cao Lz(Msmax) của nó không lớn hơn bề dày H của tầng hoạt động [3], [4]:

Sự phân bố động đất theo độ sâu giúp chúng ta xác định được tầng sinh chấn

và bề dày của nó trong từng vùng phát sinh động đất Điều đó cần thiết cho việc đánh giá Msmax của động đất cực đại và độ sâu chấn tiêu của nó Vùng phát sinh động đất liên quan với các đới đứt gãy kiến tạo hoạt động, nhưng số liệu động đất còn chưa đủ

để xem xét sự phân bố động đất theo độ sâu riêng cho từng đứt gãy Vì vậy sự phân

bố động đất theo độ sâu mới chỉ được xem xét cho cả vùng nghiên cứu Theo Nguyễn Đình Xuyên (1996, 2004) [5] [6],Nguyễn Đình Xuyên và Lê Tử Sơn (2008) [7] trong đới Trường Sơn có H = 15 – 25 km - H’ (H’=1-3km) Theo kết quả nghiên cứu phân bố cấu trúc, đứt gãy sử dụng tài liê ̣u tro ̣ng lực, bề dầy trầm tích ở khu vực nghiên cứu nằm trong khoảng 3km (H’=3km) Khu vực nghiên cứu nằm tro ng đới Trường Sơn,

do đó H=12-22km Tầng sinh chấn (phát sinh động đất kiến tạo) của khu vực nghiên cứu có bề dày trung bình cỡ 17 km Vậy động đất cực đại Msmax ≤ 5,4

Kích thước của vùng chuẩn bị động đất cực đại không thể lớn hơn kích thước của vùng phát sinh, hay chính xác hơn là kích thước của địa khối dịch chuyển toàn bộ theo đứt gãy, đó chính là kích thước của đoạn đứt gãy bị chia cắt ra bởi hai đứt gãy liên tiếp khác phương có bậc cao hơn hay cùng bậc với đứt gãy bị chia cắt Theo các kết quả nghiên cứu vùng chuẩn bị động đất mạnh thì chiều dài của vùng chuẩn bị động đất thường ít nhất lớn gấp 3 lần chiều dài chấn tiêu hay là chiều dài phá hủy trên mặt [17] [19] [24] Cho nên trên đoạn đứt gãy nguyên vẹn chiều dài L chỉ có thể xảy

ra động đất có chấn tiêu với chiều dài:

sử dụng là Ms, trong khi đó các công thức tính toán độ nguy hiểm động đất chủ yếu sử dụng theo Mw Do đó ở đây dường như có sự không đồng nhất giữa các thang độ lớn động đất Tuy nhiên, theo Kanamori (1983), Ms và Mw có độ lớn xấp xỉ bằng nhau trong phạm vi Ms = 5,0-7,5 Tương tự, trong nghiên cứu của Wells & Coppersmith (1994), kết quả tập hợp từ 176 trận động đất cũng cho thấy không có sự khác biệt giữa

Ms và Mw trong phạm vi Mw =5,5 - 8,0 (Hình II.2) Như vậy có thể coi Mwmax tương đươc với Msmax và từ đây ta ký hiệu chung độ lớn của động đất (magnitude) là M

Hình 2 2 Mối tương quan giữa Ms và Mw (theo Wells & Coppersmith, 1994)

Trong luận văn này, học viên áp dụng công thức tính độ lớn động đất cực đại

Mmax theo chiều dài vùng phá hủy trên mặt của Wells & Coppersmith (1994) Mối tương quan giữa độ lớn động đất và chiều dài vùng phá hủy trên mặt được Wells

&Coppersmith xây dựng năm 1994 từ tính toán thực nghiệm với tập số liệu động đất toàn cầu có độ lớn M=4,0–8,5 Do cơ chế dịch trượt các đới đứt gãy trong khu vực nghiên cứu chủ yếu là trượt bằng, nên học viên sẽ sử dụng công thức xây dựng cho đới đứt gãy kiểu trượt bằng của Wells & Coppersmith:

M = 5,16 + 1,12 log (SRL), SRL-chiều dài vùng phá hủy trên mặt

Như đã đề cập ở trên, chiều dài vùng phá hủy trên mặt được lấy bằng 1/3 chiều dài đoạn đứt gãy xác định Khi đó Mmax của các đới đứt gãy lớn có khả năng sinh chấn gây chấn động tại khu vực tỉnh Thừa Thiên Huế được tính theo công thức

của Wells & Coppersmith (1994) [25] và kết quả trình bày trong Bảng 2.1

2.2.3 Phương pháp hàm phân bố cực trị Gumbel

Lý thuyết cực trị của Gumbel dựa trên những giả thuyết cơ sở như sau [15]: