intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Nguy hại sóng thần trong khảo sát địa điểm nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận

Chia sẻ: Cao Quốc Trí | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

34
lượt xem
0
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết này trình bày kết quả áp dụng mô hình COMCOT để mô phỏng kịch bản động đất cực đại gây sóng thần phát sinh trên vùng nguồn Máng biển sâu Manila và đánh giá độ nguy hiểm sóng thần do kịch bản này gây ra đối với vùng bờ biển Ninh Thuận của Việt Nam. Các kết quả đánh giá độ nguy hiểm sóng thần sẽ cung cấp những thông tin bổ ích, có cơ sở khoa học vững chắc cho các quyết định của Chính phủ trong công tác thẩm định và lựa chọn các địa điểm xây dựng các nhà máy điện hạt nhân tại Ninh Thuận.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Nguy hại sóng thần trong khảo sát địa điểm nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận

  1. Nguy hại sóng thần trong khảo sát địa điểm nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận Nguyễn Hồng Phương Viện Vật lý Địa cầu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt nam 1. Mở đầu Theo Tiêu chuẩn về “An toàn hạt nhân – Khảo sát, đánh giá khí tượng, thủy văn trong đánh giá địa điểm đối với nhà máy điện hạt nhân” của Việt Nam ban hành năm 2012, “... đối với động đất gây ra sóng thần, nên sử dụng phương pháp phân tích tất định hoặc phương pháp phân tích xác suất hoặc tốt nhất là cả hai phương pháp để đánh giá hiểm họa sóng thần. Việc lựa chọn cách tiếp cận sẽ phụ thuộc vào một số các nhân tố”. Hai địa điểm dự kiến xây dựng nhà máy điện hạt nhân đầu tiên của Việt Nam nằm trên địa bàn các xã Phước Dinh, huyện Ninh Phước, và xã Vĩnh Hải, huyện Ninh Hải thuộc tỉnh Ninh Thuận. Do vị trí của cả hai địa điểm này (dưới đây sẽ gọi tắt là NT1 và NT2) đều nằm ngay sát bờ biển, nên để đảm bảo an toàn cho các nhà máy trong tương lai, cần thiết phải đánh giá độ nguy hiểm sóng thần cho các địa điểm này ngay trong quá trình khảo sát địa điểm và chọn lựa phương án thiết kế sao cho nhà máy được an toàn ngay cả trong điều kiện phải chịu sóng thần nguy hiểm nhất. Mặc dù từ trước tới nay chưa có một tài liệu chính thức nào được công bố về thiệt hại do sóng thần gây ra đối với các vùng bờ biển và hải đảo của Việt Nam trong quá khứ, các chuyên gia vẫn không loại trừ khả năng hiểm họa sóng thần có thể đến từ ngay bên trong khu vực Biển Đông. Trên cơ sở nghiên cứu các đặc trưng kiến tạo địa động lực khu vực Đông Nam Á, chín vùng nguồn sóng thần có khả năng gây thiệt hại tới các vùng bờ biển Việt Nam được xác định trên khu vực Biển Đông và các vùng biển lân cận (Hình 1). Trong số các vùng nguồn sóng thần nêu trên, vùng nguồn Máng biển sâu Manila được coi là nguy hiểm nhất đối với bờ biển Việt Nam [1]. Ở Việt Nam, cũng do không có đầy đủ số liệu về các trận sóng thần lịch sử nên việc đánh giá độ nguy hiểm sóng thần phục vụ cảnh báo cho tới nay vẫn dựa chủ yếu vào cách tiếp cận tất định. Cách tiếp cận này sử dụng các mô hình số trị để mô phỏng các kịch bản sóng thần phát sinh trên khu vực Biển Đông và đánh giá tác động của những kịch bản sóng thần này tới các vùng bờ biển và hải đảo của Việt Nam. Bài viết này trình bày kết quả áp dụng mô hình COMCOT để mô phỏng kịch bản động đất cực đại gây sóng thần phát sinh trên vùng nguồn Máng biển sâu Manila và đánh giá độ nguy hiểm sóng thần do kịch bản này gây ra đối với vùng bờ biển Ninh Thuận của Việt Nam. Các kết quả đánh giá độ nguy hiểm sóng thần sẽ cung cấp những thông tin bổ ích, có cơ sở khoa học vững chắc cho các quyết định của Chính phủ trong công tác thẩm định và lựa chọn các địa điểm xây dựng các nhà máy điện hạt nhân tại Ninh Thuận. 2. Các đặc trưng địa chấn kiến tạo và địa động lực của đới hút chìm Máng biển sâu Manila Cho đến nay đã có nhiều công trình nghiên cứu về hoạt động kiến tạo và tính địa chấn của đới siêu đứt gẫy Máng biển sâu Manila. Máng biển sâu Manila là một đới hút chìm có chiều dài khoảng 1200 km chạy dọc theo thềm lục địa phía tây quần đảo Phi-líp-pin với góc cắm về phía đông. Trên hình 2 minh họa vị trí của đới siêu đứt gẫy Máng biển sâu Manila trên Biển Đông (các hệ thống đứt gẫy khác không được đưa lên bản đồ). Hình 2 cũng minh họa phân bố các trận sóng thần, núi lửa và động đất đã ghi nhận được trên toàn khu vực Biển Đông. Các số liệu động đất được 54 Tập san Thông tin pháp quy hạt nhân số 3/2014| VARANS
  2. lấy từ Trung tâm thông tin động đất quốc gia của Tổng cục địa chất Hoa Kỳ (NEIC), được ghi nhận trong khoảng thời gian từ 1975 đến nay và có độ lớn từ 5,0 trở lên. Thang màu biểu thị độ sâu chấn tiêu. Có thể thấy rõ từ bản đồ này toàn bộ đới hút chìm Máng biển sâu Manila là cả một vùng nguồn động đất gây sóng thần lớn, bởi nó chính là một phần của một trong hai vành đai động đất lớn nhất hành tinh còn được biết đến dưới tên gọi là Vành đai lửa Thái Bình Dương. Hình 1. Sơ đồ các vùng nguồn sóng thần trên khu vực Biển Đông (theo [1]). Tên các vùng nguồn đánh số trên bản đồ: 1 - vùng nguồn biển Đài Loan, 2 - vùng nguồn Máng biển sâu Manila, 3 - vùng nguồn Biển Sulu, 4 - vùng nguồn Biển Selebes, 5 - vùng nguồn Biển Ban đa bắc, 6 - vùng nguồn Biển Ban đa nam, 8 - vùng nguồn Bắc Biển Đông, 9 - vùng nguồn Pa la oan, 10 - vùng nguồn Tây Biển Đông (Kinh tuyến 1090). 55 Tập san Thông tin pháp quy hạt nhân số 3/2014| VARANS
  3. Hình 2. Vị trí đới siêu đứt gẫy Máng biển sâu Manila trên Biển Đông. Các đặc điểm về địa chấn kiến tạo và địa động lực của đới hút chìm Máng biển sâu Manila đã được nghiên cứu để xây dựng mô hình nguồn động đất phát sinh sóng thần có khả năng gây thiệt hại tới bờ biển Việt Nam. Mô hình nguồn động đất cực đại trên đới hút chìm Máng biển sâu Manila được xây dựng tại Viện Vật lý Địa cầu trên cơ sở tham khảo và kết hợp những ưu điểm của các mô hình đã công bố trước đây [2, 3, 4]. Toàn bộ siêu đứt gẫy nguồn gây sóng thần cực đại được giả thiết là có khả năng phát sinh động đất có độ lớn 9,3 theo thang mô men và bao gồm 6 đoạn đứt gẫy thành phần, với các tham số hình học của mỗi đoạn được liệt kê trong bảng 1. Bảng 1. Tham số nguồn của siêu đứt gẫy Máng biển sâu Manila (theo [2]) Dài Rộng Dịch Sâu Phương Cắm Trượt Đoạn Kinh Vĩ (km) (km) chuyển (m) (km) vị (độ) (độ) (độ) 1 120.5 20.2 190 120 25 30 354 10 90 2 119.8 18.7 250 160 40 30 22 20 90 3 119.3 17.0 220 160 40 30 2 28 90 4 119.2 15.1 170 90 28 30 356 20 90 5 119.6 13.7 140 110 12 30 344 22 90 56 Tập san Thông tin pháp quy hạt nhân số 3/2014| VARANS
  4. 6 120.5 12.9 95 80 5 30 331 26 90 3. Mô phỏng kịch bản sóng thần cực đại phát sinh trên vùng nguồn Máng biển sâu Manila bằng mô hình COMCOT Mô hình COMCOT được sử dụng để mô phỏng kịch bản sóng thần cực đại phát sinh trên vùng nguồn Máng biển sâu Manila [5]. COMCOT sử dụng phương trình tuyến tính và phi tuyến nước nông trong cả hệ tọa độ Cầu và hệ tọa độ Đề Các. Trong hệ tọa độ cầu, hệ phương trình tuyến tính nước nông có tính đến lực Coriolis có dạng:  1  P     cosQ   h (1) t R cos     t P gh    fQ  0 (2) t R cos  Q gh    fP  0 (3) t R  ở đây η là độ cao mặt nước; (P, Q) biểu thị các thông lượng theo hướng X (Đông - Tây) và Y (Nam - Bắc), tương ứng (φ, ψ) biểu thị các vĩ độ và kinh độ của Trái đất; R là bán kính của Trái Đất; g là gia tốc trọng trường và h là độ sâu. Thành phần -∂h/∂t phản ánh hiệu ứng của chuyển động tức thời dưới đáy biển có thể áp dụng cho trường hợp trượt lở đất tạo ra sóng thần. Hệ số lực Coriolis f do tác động quay của Trái Đất được tính theo công thức: f  sin (4) với Ω là vận tốc quay của Trái Đất. Các phương trình phi tuyến nước nông có tính đến lực ma sát đáy có dạng:  1  P P  h    (cosQ )   (5) t R cos      t P 1   P 2  1   PQ  gH        fQ  Fx  0 (6) t R cos    H  R   H  R cos   Q 1   PQ  1   Q 2  gH        fP  Fy  0 (7) t R cos    H  R   H  R  trong đó, H là tổng chiều sâu của nước và H = η + h; Fx và Fy là ma sát đáy của hướng X và Y tương ứng. Hệ số nhám n được tính theo công thức của Manning : gn 2 Fx  7 / 3 P( P 2  Q 2 )1 / 2 (8) H gn 2 Fx  7 / 3 Q ( P 2  Q 2 ) 1 / 2 (9) H 57 Tập san Thông tin pháp quy hạt nhân số 3/2014| VARANS
  5. Các kết quả mô phỏng kịch bản sóng thần cực đại phát sinh trên đới siêu đứt gẫy Máng biển sâu Manila được thể hiện dưới dạng các bản đồ độ cao sóng ở những khu vực và với độ chi tiết khác nhau trên toàn dải ven biển Việt Nam. Các bản đồ độ cao sóng cho thấy độ nguy hiểm sóng thần tập trung chủ yếu dọc theo dải ven biển miền Trung Việt Nam (đoạn từ tỉnh Quảng Ngãi đến tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu), với độ cao sóng lớn nhất đạt tới trên 18 m tại địa phận tỉnh Quảng Ngãi (Hình 3). Hình 3. Độ cao sóng thần cực đại trên khu vực Biển Đông Việt Nam (theo kịch bản động đất cực đại phát sinh trên vùng nguồn Máng biển sâu Manila, Mw=9,3). Trên hình 4 minh họa bản đồ độ cao sóng thần cực đại tại vùng biển lân cận hai địa điểm Phước Dinh (NT1) và Vĩnh Hải (NT2) theo kịch bản động đất cực đại phát sinh trên vùng nguồn Máng biển sâu Manila với độ lớn Mw=9,3. Các kết quả tính toán từ kịch bản này cho thấy độ cao sóng thần cực đại tại bờ biển lân cận địa điểm NT1có thể đạt tới trên 7 m, trong khi tại bờ biển lân cận địa điểm NT2 độ cao sóng thần cực đại có thể đạt tới trên 8 m. Đồ thị biến trình mực nước biển minh họa trên hình 5 cũng cho thấy đợt sóng thần đầu tiên sẽ tấn công vào bờ biển lân cận các địa điểm NT1 và NT2 sau khoảng 3 giờ đồng hồ kể từ sóng thần bắt đầu lan truyền từ nguồn. Trên hình 6 minh họa bản đồ ngập lụt thành lập cho khu vực lân cận địa điểm các NMĐHN. 58 Tập san Thông tin pháp quy hạt nhân số 3/2014| VARANS
  6. Hình 4. Độ cao sóng thần cực đại tại vùng biển lân cận hai địa điểm Phước Dinh và Vĩnh Hải (theo kịch bản động đất cực đại phát sinh trên vùng nguồn Máng biển sâu Manila, Mw=9,3). Hình 5. Độ cao sóng thần cực đại tại vùng biển lân cận hai địa điểm Phước Dinh và Vĩnh Hải (theo kịch bản động đất cực đại phát sinh trên vùng nguồn Máng biển sâu Manila, Mw=9,3). 59 Tập san Thông tin pháp quy hạt nhân số 3/2014| VARANS
  7. Hình 4 . Bản đồ ngập lụt khu vực lân cận hai địa điểm Phước Dinh và Vĩnh Hải theo kịch bản động đất cực đại phát sinh trên vùng nguồn Máng biển sâu Manila, Mw=9,3. 4. Kết luận Trong nghiên cứu này, mô hình COMCOT được áp dụng để mô phỏng kịch bản sóng thần cực đại phát sinh trên đới siêu đứt gẫy Máng biển sâu Manila và đánh giá tác động của trận sóng thần này tới khu vực ven biển tỉnh Ninh Thuận. Mô hình nguồn động đất gây sóng thần cực đại được xây dựng trên cơ sở nghiên cứu các đặc trưng địa chấn kiến tạo và địa động lực của siêu đứt gẫy Máng biển sâu Manila. Kịch bản sóng thần được giả thiết là gây ra bởi động đất cực đại phát sinh trên đới phần phía bắc của siêu đứt gẫy Máng biển sâu Manila với độ lớn tương đương Mw=9,3. Các kết quả mô phỏng cho thấy độ cao sóng thần cực đại có thể đạt tới 7 m tại lân cận địa điểm NT1 và 8 m tại lân cận địa điểm NT2. Các kết quả này cần được cộng thêm số gia nếu lưu ý tới khả năng mực nước biển dâng 1m khi tính toán, thiết kế an toàn cho các nhà máy điện hạt nhân. Các kết quả nhận được cho thấy vị trí của hai địa điểm NT1 và NT2 nằm ở độ cao an toàn đối với khả năng bị sóng thần tấn công. Ngoài ra, vì khả năng xảy ra động đất có độ lớn Mw > 8,8 tại đới đứt gẫy Manila là rất nhỏ nên việc tính toán rất kỹ lực tác động của sóng thần cũng như xói chân công trình khi thiết kế chỉ nên áp dụng đối với các hạng mục công trình quan trọng mà sự ổn định của nó có tiềm năng ảnh hưởng tới sự vận hành an toàn của nhà máy. Với các hạng mục công trình khác, cần tính toán rất kỹ chi phí, lợi ích. Tài liệu tham khảo 60 Tập san Thông tin pháp quy hạt nhân số 3/2014| VARANS
  8. 1. Phuong Hong Nguyen, Que Cong Bui, Xuyen Dinh Nguyen. Investigation of tsunami sources, capable of affecting the Vietnamese coast. Natural Hazards, 64(1) pp 311-327. DOI: 10.1007/s11069-012-0240-3, October 2012. 2. Wu T-R., Huang H-C., 2009. Modeling tsunami hazards from Manila trench to Taiwan. Journal of Asian Earth Sciences 36, 21–28. 3. Megawati, K., Shaw, F., Sieh, K., Huang, Z., Wu, T.-R., Lin, Y., Tan, S. K. and Pan, T.-C. , 2009. Tsunami hazard from the subduction megathrust of the South China Sea Part I. Source characterization and the resulting tsunami. JEAS 36, 13–20. 4. Vũ Thanh Ca (chủ nhiệm), 2009. Xây dựng bản đồ cảnh báo nguy cơ sóng thần cho các vùng bờ biển Việt Nam, Báo cáo tổng kết Đề tài cấp Bộ TNMT năm 2006-2008. 5. Liu Philip L. –F., Seung-Buhm Woo and Yong-Sik Cho, 1998. Computer Program for Tsunami Propagation and Inundation. School of Civil and Environmental Engineering, Cornell University, Ithaca, NY 14853, USA. 61 Tập san Thông tin pháp quy hạt nhân số 3/2014| VARANS
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2