VIỆN KHOA HỌCVÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

VIỆN VẬT LÝ ĐỊA CẦU +VIỆN ĐỊA CHẤT

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

BÁO CÁOKẾT QUẢ KHẢO SÁT ĐỘNG ĐẤT THÁNG 9/2012

KHU VỰC THỦY ĐIỆN SÔNG TRANH 2

Thực hiện quyết định ngày 06 tháng 09 năm 2012 của Chủ tịch Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam về việc khảo sát động đất khu vực Bắc Trà My và lân cận, từ ngày 7/9 đến ngày 12/9, đoàn cán bộ của Viện Vật lý địa cầu và Viện Địa chất gồm:

1) TS. Lê Huy Minh, Phó Viện trưởng Viện Vật lý địa cầu, trưởng đoàn

2) TS. Lê Tử Sơn, Viện Vật lý địa cầu3) TS Lê Văn Dũng, Phó trưởng Phòng Địa động lực, Viện VLĐC4) ThS Đinh Quốc Văn, Phó trưởng Phòng Quan sát động đất, Viện

VLĐC5) ThS Nguyễn Thanh Tùng, Phó trưởng Phòng Địa chấn, Viện

VLĐC6) ThS Nguyễn Hữu Tuyên, Phó trưởng Phòng Vật lý kiến tạo, Viện

VLĐC7) TS Trần Tuấn Anh, Viện trưởng Viện Địa chất8) PGS TS Phan Trọng Trịnh, Trưởng Phòng Địa động lực, Viện Địa

chất.Tham gia đoàn còn có TSKH Ngô Thị Lư, cán bộ Viện Vật lý địa cầu, theo quyết định của Viện trưởng Viện Vật lý địa cầu ngày 6/9/2012. Đây là chuyến công tác thứ ba do Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam cử đi nhằm khảo sát, đánh giá về hoạt động động đất cũng như tác động của chúng ở khu vực Bắc Trà My và lân cận. Tháng 11/2011, sau khi hai trận động đất M=3,4 ngày 17/11 và 27/11/2011 xảy ra, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã cử đoàn công tác gồm các cán bộ của Viện Địa chất và Viện Vật lý địa cầu vào tiến hành khảo sát sơ bộ tại khu vực đập thủy điện Sông Tranh 2 và khảo sát chấn động động đất tại các xã thuộc địa bàn huyện Bắc Trà My nhằm xác định nguồn gây động đất và mối liên quan với các đứt gãy hoạt động trong khu vực. Sau chuyến khảo sát này, bản chất của các trận động đất xảy ra ở Bắc Trà My trong thời gian vừa qua bước đầu được đánh giá là động đất kích thích liên quan tới việc tích nước của hồ chứa thủy điện Sông Tranh 2.

Tháng 4/2012, khi xảy ra sự cố nước chảy qua thân đập với khối lượng lớn, Viện Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã cử đoàn công tác gồm các cán bộ của Viện Vật lý địa cầu và Viện Cơ học vào khảo sát tại khu vực đập thủy điện Sông Tranh 2 nhằm xem xét cụ thể hiện trạng đập, tình hình hoạt động động đất khu vực thủy điện Sông Tranh thời gian qua, giải thích rõ về nguyên nhân hoạt động động đất với chính quyền địa phương. Qua xem xét tình hình động đất đoàn đã kết luận, các trận động đất đã xảy ra ở khu vực Bắc Trà My và lân cận gây chấn động cực đại là cấp 6 ở lân cận khu vực đập thủy điện Sông Tranh 2. Mức chấn động như vậy thấp hơn nhiều so với thông số động đất thiết kế đã được kiến nghị cho công trình thủy điện Sông Tranh 2 (gia tốc trên nền đá móng đập là a=150cm/s2 ứng với rung động cấp 8 theo thang MSK-64), do vậy không ảnh hưởng tới sự an toàn của đập nếu công tác xây dựng theo đúng thiết kế kháng chấn như đã đề nghị.

Chuyến công tác thứ ba này được Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam quyết định cử đi sau khi tại khu vực Bắc Trà My đã xảy ra trận động đất có độ lớn M=4,2 độ Richter ngày 3/9/2012, gây chấn động khá mạnh trên diện rộng ở địa bàn 5 huyện của tỉnh Quảng Nam, gây tâm lý hoang mang trong nhân dân và lo ngại cho các cấp chính quyền địa phương. Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam cử đoàn công tác với danh sách nêu trên vào thực địa tại khu vực Bắc Trà My và lân cận. Mục đích của chuyến công tác là:

1) Đánh giá tại chỗ độ rung động gây bởi trận động đất M=4,2 ngày 3/9/2012 ở khu vực huyện Bắc Trà My và lân cận,

2) Khoanh vùng tác động của động đất và đánh giá tác động của động đất đối với đập thủy điện,

3) Làm sáng tỏ hơn bản chất của các trận động đất xảy ra ở khu vực này, định hướng đầy đủ hơn các nghiên cứu sẽ tiến hành trong thời gian tới.

Sau đây là một số kết quả mà đoàn thu nhận được.1. Tình hình hoạt động động đất khu vực Bắc Trà My và lân cậnTheo thống kê của Viện Vật lý địa cầu, từ năm 1715 đến năm 2003

(trước khi có thủy điện Sông Tranh 2) tại khu vực đập thủy điện Sông Tranh 2 và lân cận có 8 trận động đất xảy ra (bảng 1).

Theo số liệu này, ở khu vực Bắc Trà My trước khi có thủy điện Sông Tranh 2, mức độ hoạt động đất là không cao nhưng cũng đã có động đất xảy ra. Trong số này, trận động đất ngày 25/7/1957 có độ lớn M=4,8 độ Richter gây nên chấn động cấp 6 là trận lớn nhất quan sát được.

Hiện nay trong mạng lưới đài trạm địa chấn quốc gia do Viện Vật lý địa cầu – Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam quản lý và vận hành chỉ có trạm Huế và trạm Bình Định cách khu vực Bắc Trà My khoảng 130-150 km có thể ghi nhận được một số trận động đất ở khu vực thủy điện Sông Tranh 2

2

và lân cận có độ lớn (magnitude) xấp xỉ 3 trở lên. Do số lượng trạm ghi được tín hiệu ít như vậy, cộng với khoảng cách từ các trạm Huế và Bình Định tới Bắc Trà My khá xa, nên các tham số động đất (vị trí và độ lớn) xác định sẽ có những sai số nhất định.

STT Thời gian phát sinh động đất Chấn tâm Độ sâu

(km)

Magn.M

Cấp độ

mạnh, I

Năm Tháng Ngày Giờ Phút Giây Vĩ độ Kinh độ

1 1715 3 15,53 108,15 15 4,7 52 1919 11 16 10 5 33 15,00 109,00 33 KXĐ3 1957 7 25 21 14,50 108,50 15 4,8 64 1991 6 11 5 50 38,6 14,73 108,36 2,65 1991 6 25 4 9 33,4 14,92 108,14 2,16 1991 12 5 5 14 0,8 14,75 108,30 2,37 1992 5 26 10 43 14,5 15,68 108,87 3,88 1992 10 7 19 19 53 14,50 108,22 2,7

Bảng 1. Danh mục động đất khu vực thủy điện Sông Tranh 2 và lân cận, trong phạm vi 14o30’-16o00’N và 107o15’-109o00’E (Báo cáo đánh giá độ nguy hiểm động đất ở khu vực công trình thủy điện Sông Tranh 2, phục vụ lập báo cáo nghiên cứu khả thi).

Từ tháng 12/2011 Ban QLDA thủy điện 3 bắt đầu đưa hai máy gia tốc trên mặt đập vào hoạt động (do vậy không có số liệu ghi gia tốc trong các trận động đất tháng 11/2011), từ tháng 4/2012 lắp đặt thêm hai máy gia tốc nữa. Như vậy hiện tại ở khu vực đập có 04 máy gia tốc đi vào hoạt động: 01 máy ở mặt đập (độ cao 180m), 01 máy ở hành lang số 3 (ở độ cao 152 m), 01 máy ở hành lang số 1 (ở độ cao 100m) và 01 máy ở ngoài đập ở độ cao 178m cách thân đập khoảng 1m. Dựa vào số liệu các máy gia tốc này có thể đánh giá vị trí chấn tâm động đất một cách gần đúng nhưng không đánh giá được độ lớn (magnitude) của động đất. Hơn nữa, các máy gia tốc này không ghi nhận được tín hiệu động đất nhỏ do dao động nền chúng gây ra là nhỏ không vượt ngưỡng ghi của máy.

Tổng hợp số liệu ghi được tại các trạm địa chấn quốc gia và các số liệu máy gia tốc đặt ở khu vực đập cho thấy, từ ngày 03/11/2011 đến ngày 7/9/2012 ghi nhận được cả thảy 59 trận động đất ở khu vực Bắc Trà My và lân cận, trong đó, tháng 11/2011 xảy ra 02 trận có độ lớn M=3,4, tháng 3/2012 xảy ra 01 trận có M=3,1 và tháng 9/2012 xảy ra trận M=4,2 lúc 20h46’ ngày 3 và trận M=4,0 xảy ra lúc 9h27 ngày 7; các trận còn lại có độ lớn M<3,0.

Số trận động đất xảy ra ở khu vực Bắc Trà My và lân cận trong thời gian này thực tế là lớn hơn, vì các máy không ghi được đầy đủ như đã nêu trên. Thủy điện Sông Tranh 2 bắt đầu tích nước vào ngày 29/11/2010. Theo

3

chính quyền và người dân ở khu vực Bắc Trà My thì vào khoảng tháng 3/2011 có biểu hiện của hoạt động động đất như có tiếng nổ và rung động nhẹ, mọi người đều nghĩ là do nổ mìn. Chỉ tới tháng 11/2011 khi hai trận động đất M=3,4 độ Richter xảy ra thì các hiện tượng phát nổ và rung động kèm theo ở khu vực bấy lâu nay mới được khẳng định là do động đất gây ra.

Động đất kèm theo tiếng nổ là hiện tượng thường xảy ra đối với những trận động đất có chấn tiêu nông. Những hiện tượng này đã ghi nhận được ở nhiều trận động đất đã xảy ra ở khu vực Điện Biên (2001), Quan Sơn (Thanh Hóa) từ 19/9/2010 đến 29/9/2010; Đô Lương (Nghệ An) và Trùng Khánh (Cao Bằng) năm 2010…

2. Kết quả điều tra động đất khu vực Bắc Trà My và lân cậnĐoàn công tác của Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam vào cuối

tháng 11 đầu tháng 12/2011 đã điều tra tại chỗ mức độ rung động gây bởi 02 trận động đất M=3,4 xảy ra trong tháng 11/2011 và đã xây dựng được sơ đồ đường đẳng chấn cấp 6 theo thang MSK-64 của trận động đất này (hình 1). Vùng chấn động cấp 6 là một vùng nhỏ giữa Bắc Trà My và Nam Trà My có dạng ellip kéo dài theo phương tây bắc-đông nam với độ dài các bán trục khoảng 5-10km.

4

Hình 1. Đường đẳng chấn động cấp 6 trận động đất M=3,4 tháng 11/2011

Trong thời gian từ ngày 8/9/2012 đến ngày 11/9/2012 đoàn đã tiến hành công tác điều tra động đất tại địa bàn 05 huyện: Bắc Trà My, Nam Trà My, Tiên Phước, Hiệp Đức và Phước Sơn. Việc điều tra được tiến hành trên 8 tuyến với tổng cộng 71 điểm như sau:

- Tuyến 1, Bắc Trà My – Nam Trà My: 20 điểm- Tuyến 2, Trà Tân – Trà Sơn: 3 điểm- Tuyến 3, Trà Bồng – Thị trấn Bắc Trà My: 11 điểm- Tuyến 4, Tiên Phước – Hiệp Đức – Phước Sơn: 14 điểm- Tuyến 5, Tam Kỳ - Bắc Trà My: 9 điểm- Tuyến 6, Bắc Trà My – Tiên Lãnh: 4 điểm- Tuyến 7, Thị trấn Bắc Trà My – Trà Bui: 6 điểm- Tuyến 8, Phước Gia – Hiệp Đức: 4 điểm.Điều tra động đất là một phương pháp trong nghiên cứu động đất.

Trên cơ sở các thông tin đã có được từ trước nhờ hệ thống thiết bị quan trắc về vị trí và độ lớn của động đất, việc điều tra được tiến hành tại những vị trí được đánh giá là có ảnh hưởng của động đất. Tại mỗi điểm điều tra, từng người trong đoàn phỏng vấn người dân ở những gia đình khác nhau gần

5

điểm khảo sát, sau đó tổng hợp kết quả điều tra của từng thành viên và thống nhất cấp độ rung động động đất của trận động đất M=4,2 tại vị trí điều tra. Việc điều tra dựa trên các dấu hiệu ảnh hưởng của động đất: mức độ cảm thấy rung động động đất của người dân, biểu hiện rung động của nhà cửa và các đồ vật trong nhà, mức độ hư hại nhà cửa, mức độ hoảng sợ của người dân và các con vật… Kết quả, đã xây dựng được sơ đồ đường đẳng chấn của trận động đất này (hình 2). Vị trí chấn tâm động đất của trận động đất M=4,2 được chỉ ra bằng vị trí ngôi sao, vị trí đập được chỉ ra bằng hình chữ T đậm ngược. Trên sơ đồ đường đẳng chấn phân ra các vùng chấn động cấp 3, 4, 5 và 6 với các biểu hiện điều tra được tóm tắt như sau:

- Vùng chấn động cấp 3: động đất cảm thấy bởi ít người, chỉ có những người ở yên tĩnh trong nhà mới nhận biết được rung động do động đất.

- Vùng chấn động cấp 4: Hầu hết mọi người ở trong nhà đều cảm nhận thấy động đất, nhưng không cảm thấy sợ hãi. Đồ đạc treo trong nhà đung đưa nhẹ.

- Vùng chấn động cấp 5: Mọi người ở trong nhà đều cảm thấy động đất. Một số người chạy ra khỏi nhà. Súc vật nhốn nháo. Đồ vật treo đung đưa mạnh.

- Vùng chấn động cấp 6: Mọi người ở trong nhà hoặc ngoài trời đều cảm thấy động đất. Nhiều người đang ở trong nhà sợ hãi chạy ra khỏi nhà. Một số đồ vật để trên giá như cốc chén bị rơi vỡ. Bàn ghế đồ đạc có thể di chuyển.

Số liệu các máy gia tốc ở khu vực đập ghi nhận được trận động đất này với các gia tốc đỉnh (giá trị gia tốc cực đại) như sau:

- Máy trên mặt đập, độ cao 180m: 0,2910 g, tương ứng rung động cấp 9,

- Máy ở hành lang số 3, độ cao 158m: 0,0787 g, tương ứng rung động cấp 7,

- Máy ở hành lang số 1, độ cao 100m: 0,0336 g, tương ứng rung động cấp 6,

- Máy ở ngoài đập, độ cao 178m: 0,0910 g, tương ứng rung động cấp 7.

6

Hình 2. Sơ đồ đường đẳng chấn động động đất M=4,2 xảy ra lúc 20h46 ngày 03/09/2012 tại khu vực Bắc Trà My, tỉnh Quảng Nam

Số liệu gia tốc của 03 máy trong thân đập cho thấy các máy ở độ cao càng lớn, gia tốc rung động càng mạnh, điều này phù hợp với quy luật giao động của các công trình trong động đất. Máy đặt ở ngoài đập đo được gia tốc đỉnh lớn hơn gia tốc đỉnh ghi được bởi máy đặt ở trong hành lang số 1 và cả ở trong hành lang số 3, điều này là do máy tuy được đặt ở ngoài đập nhưng lại đặt ở quá gần thân đập nên gia tốc giao động không đặc trưng cho gia tốc nền ở khu vực này. Chúng tôi đánh giá mức độ giao động nền cực đại ở khu vực đập trong trận động đất này được phản ánh qua số liệu của máy gia tốc ở hành lang số 1 ghi nhận được, là cấp 6.

7

Hình 2 cho thấy rằng vùng chấn động cấp 6 nằm ở khu vực Bắc Trà My, kéo dài theo phương tây bắc – đông nam với độ dài khoảng 20km, độ rộng khoảng 10km bao hàm cả khu vực đập thủy điện Sông Tranh 2. Vùng chấn động cấp 5 kéo dài khoảng 40km cũng theo phương tây bắc – đông nam, rộng khoảng 20km, bao gồm một số xã thuộc các huyện Bắc Trà My, Tiên Phước và Hiệp Đức. Vùng chấn động cấp 4 bao gồm nhiều xã thuộc 5 huyện Bắc Trà My, Nam Trà My, Tiên Phước, Hiệp Đức và Phước Sơn cũng có xu thế kéo dài theo phương tây bắc – đông nam. Xu thế kéo dài theo phương tây bắc – đông nam của các đường đẳng chấn cho thấy vai trò của hệ thống đứt gãy theo phương này đóng vai trò quan trọng như là nguồn phát sinh động đất, trong đó có thể có đứt gãy chạy cách đập 2,5-3 km về phía tây, cần phải được lưu tâm xem xét nghiên cứu, đánh giá độ nguy hiểm động đất của nó.

So sánh hình 1 và hình 2 cho thấy rằng hai trận động đất M=3,4 tháng 11/2011 và trận động đất M=4,2 ngày 3/9/2012 đều gây nên chấn động cực đại là cấp 6, tuy nhiên trận động đất ngày 3/9 có độ lớn lớn hơn nên vùng chấn động cực đại cấp 6 cũng như các vùng cấp 5 và cấp 4 đều rộng hơn.

Đoàn công tác cũng đã đối sánh số liệu mực nước hồ chứa thủy điện Sông Tranh 2 từ tháng 1/2011 đến 7/9/2012 với số liệu các trận động đất ghi nhận được từng tháng, từ tháng 11/2011 đến nay (hình 3). Từ số liệu mực nước chúng ta thấy rằng mực nước đạt mức cao nhất là 175m trong khoảng thời gian từ tháng 11/2011 đến tháng 3/2012, sau đó mực nước giảm đến mực nước chết là 140m vào tháng 7/2012. Các tháng mức nước ở độ cao cực đại có khá nhiều động đất xảy ra, tuy nhiên tới đầu tháng 9/2012 khi hồ đã ở mực nước chết, nhưng vẫn có khá nhiều động đất xảy ra. Thực tế chuỗi số liệu về hoạt động động đất và độ cao mực nước chưa đủ dài để khẳng định mối liên quan giữa mực nước tích với tần suất và độ lớn của hoạt động động đất.

8

Hình 3. Độ cao mực nước hồ thủy điện Sông Tranh 2 từ 1/1/2011 đến 10/9/2012

Trong thời gian chuyến công tác, đoàn cũng đã tìm kiếm vị trí để lắp đặt 05 máy ghi động đất trong thời gian tới trong khuôn khổ đề tài cấp nhà nước mà Bộ Khoa học và Công nghệ đã phê duyệt chủ trương. Vị trí của 05 trạm như sau (hình 4): Trà Đốc (trạm trung tâm ở khu vực gần đập), Trà Giác, Trà Mai, Trà Bui và Tiên Lãnh, khoảng cách giữa các trạm đến trạm trung tâm khoảng 20 km. Với phân bố trạm như vậy, tham số của các trận động đất xảy ra ở khu vực Bắc Trà My và lân cận sẽ được xác định chính xác.

9

Hình 4. Ví trí 05 trạm ghi động đất khu vực Bắc Trà My và lân cận dự kiến lắp đặt trong thời gian tới

3. Kết luậnTừ những kết quả nêu trên chúng tôi rút ra một số kết luận sau đây:- Các trận động đất xảy ra trong thời gian gần đây ở khu vực Bắc Trà

My được tái khẳng định là động đất kích thích liên quan tới việc tích nước hồ thủy điện Sông Tranh 2.

- Các vùng chấn động cực đại của các trận động đất lớn nhất đã xảy ra trong thời gian gần đây ở khu vực Bắc Trà My đều không vượt quá cấp 6 (thang chấn động MSK64 - thang 12 cấp) và kéo dài theo phương tây bắc – đông nam, bao gồm cả khu vực đập thủy điện.

- Dự báo trong thời gian tới, tại khu vực Bắc Trà My và lân cận, động đất kích thích vẫn tiếp tục xảy ra, thậm chí có thể mạnh hơn, nhưng khó có thể vượt quá giá trị động đất cực đại đã đánh giá M=5,5 độ Richter.

10

4. Kiến nghị- Đề nghị chủ đầu tư (Tập đoàn điện lực Việt Nam) lắp đặt bổ sung

thêm 02 máy gia tốc đặt ở ngoài xa khu vực đập để có số liệu gia tốc nền khu vực đập và phối hợp với Viện Vật lý Địa cầu triển khai ngay việc lắp đặt các trạm quan sát động đất khu vực Bắc Trà My và lân cận.

- Cần thiết phải nghiên cứu chi tiết và toàn diện hơn về quy luật biểu hiện động đất và các điều kiện địa chất kiến tạo khu vực Bắc Trà My và lân cận, đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố này tới ổn định đập thủy điện Sông Tranh 2, làm cơ sở cho việc vận hành an toàn công trình này (Bộ Khoa học và Công nghệ đã phê duyệt Đề tài nghiên cứu và giao cho Viện Vật lý Địa cầu chủ trì thực hiện).

Hà Nội, ngày tháng 9 năm 2012

TM Đoàn công tác

TS Lê Huy Minh

11