Nghiên cứu động đất kích thích xảy ra gần đập thủy điện

Mối liên hệ giữa quá trình hoạt động động đất và sự thay đổi mực nước hồ chứa giai đoạn từ tháng 10/2011 đến tháng 3/2020.

Nhóm các nhà khoa học đã đi tìm câu trả lời về nguyên nhân phát sinh động đất khu vực này.

Nghiên cứu bằng phương pháp thống kê hiện đại

TS Thái Anh Tuấn và nhóm nghiên cứu Viện Vật lý địa cầu phối hợp với nhóm nghiên cứu Viện Phương pháp phân tích môi trường - Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia Italia (CNR) lần đầu tiên áp dụng các phương pháp thống kê hiện đại nghiên cứu động đất kích thích xảy ra gần đập thủy điện Sông Tranh 2. Nhiệm vụ hợp tác quốc tế có tên gọi “Nghiên cứu chi tiết sự biến đổi động lực của động đất kích thích hồ chứa khu vực thủy điện Sông Tranh 2, Việt Nam”.

Theo TS Thái Anh Tuấn, ở Việt Nam, động đất kích thích đã xảy ra ở một số hồ chứa sau khi tích nước như Hòa Bình, Sơn La, Lai Châu. Đặc biệt, tại khu vực thủy điện Sông Tranh 2, động đất có dấu hiệu hoạt động bất thường khi kéo dài từ 2011 đến nay mà chưa có dấu hiệu suy giảm.

Thủy điện Sông Tranh 2 được tích nước vào tháng 11/2010, ngay sau đó động đất bắt đầu xuất hiện ở khu vực gần hồ. Biểu hiện động đất tăng cao từ năm 2011, đặc biệt hai trận động đất có M = 4,6 và 4,7 xảy ra vào các ngày 22/10 và 15/11 năm 2012 làm hư hỏng nhỏ nhà dân trong khu vực huyện Bắc Trà My.

Gần đây nhất là động đất ở huyện Kon Plông, tỉnh Kon Tum với hàng trăm trận mỗi năm. Dù cơ quan chuyên môn đã vào cuộc song chưa có nghiên cứu khoa học chính thống nào khẳng định nguyên nhân cũng như dự báo diễn biến hoạt động của động đất kích thích do đập thủy điện.

Xuất phát từ tình hình thực tế, nhóm đã tiến hành nghiên cứu chi tiết nhằm làm sáng tỏ quá trình động lực do sự biến đổi của mực nước lòng hồ tác động đến hoạt động động đất kích thích khu vực thủy điện Sông Tranh 2.

TS Thái Anh Tuấn cho hay, để giải quyết mục tiêu đề ra, đề tài đã lựa chọn sử dụng tổ hợp các phương pháp nghiên cứu gồm: Phương pháp dải bài toán ngược moment ten sơ địa chấn nghiên cứu cơ cấu chấn tiêu động đất; Phương pháp mô phỏng thay đổi trường ứng suất Coulomb và áp suất lỗ rỗng do quá trình tích nước hồ chứa nhằm nghiên cứu cơ chế phát sinh động đất kích thích; Một số phương pháp thống kê hiện đại như phương pháp lân cận gần nhất; Phương pháp phân tích phổ của chuỗi động đất và thay đổi mực nước hồ nhằm tìm ra chu kỳ chính của hoạt động động đất.

Đề tài đã xác định cơ cấu chấn tiêu của 21 trận động đất có cơ chế thuận kết hợp trượt bằng phải, góc dốc nằm trong khoảng từ 50 độ đến 77 độ. Trục ứng suất nén ép (P) theo phương Tây Bắc - Đông Nam, tách dãn theo phương Đông Bắc - Tây Nam.

Chứng minh tác động của hồ chứa phát sinh động đất

TS Thái Anh Tuấn cho biết, kết quả mô phỏng ứng suất Coulomb cho thấy, phần lớn động đất xảy ra trong vùng có giá trị dương của ∆S, nghĩa là sự tích nước của hồ chứa có ảnh hưởng đến sự xuất hiện của động đất. Kết quả phân tích phổ Schuster đã xác định được chu kỳ hoạt động chính của động đất khu vực thủy điện Sông Tranh 2 là khoảng 390 ngày.

Kết quả này phù hợp với chu kỳ chính của quá trình tích nước. Kết quả nghiên cứu cho phép kết luận rằng chu kỳ tích nước hồ chứa là một yếu tố thúc đẩy hoạt động địa chấn đang diễn ra ở khu vực hồ chứa thủy điện Sông Tranh 2.

Theo TS Thái Anh Tuấn, việc ứng dụng các phương pháp hiện đại nhằm nghiên cứu về cơ chế phát sinh và quy luật xuất hiện động đất có ý nghĩa khoa học và thực tiễn sâu sắc. Đây là lần đầu tiên áp dụng các phương pháp thống kê hiện đại trong nghiên cứu tính địa chấn và quy luật xuất hiện động đất ở Sông Tranh 2 nói riêng và ở Việt Nam nói chung.

Kết quả đề tài sẽ tạo ra hướng mới, cách tiếp cận mới trong nghiên cứu động đất kích thích hồ chứa, là tiền đề để nghiên cứu sâu hơn về động đất kích thích cho các hồ chứa khác tại Việt Nam.

Kết quả của đề tài sẽ được bàn giao cho các đơn vị nghiên cứu, các đơn vị phòng tránh giảm nhẹ thiên tai, Bộ Công Thương, Nhà máy Thủy điện Sông Tranh 2 và các cơ quan có liên quan, góp phần nghiên cứu về cảnh báo và giảm nhẹ thiên tai.

“Đây là lần đầu tiên một nghiên cứu bài bản, chuyên sâu về động đất kích thích được thực hiện ở Việt Nam. Hy vọng thành công này sẽ làm sáng tỏ các vấn đề về động đất kích thích để có các biện pháp phòng ngừa”, TS Thái Anh Tuấn cho hay.

Nhật Phong