công trình và thiết bị thủy sản

Yêu cầu các kỹ sư ngành thủy sản phải biết được những kiến thức cơ bản về xây dựng công trình như: Đo đạc và khảo sát mặt bằng, những tính chất lý hóa và sinh học của đất, tính năng các

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA THỦY SẢN

**********

Giáo trình môn học

CÔNG TRÌNH VÀ THIẾT BỊ THỦY SẢN

Mã số Môn học: TS466

MÔN HỌC: CÔNG TRÌNH NUÔI THỦY SẢN

CHƯƠNG MỞ ĐẦU: GIỚI THIỆU MÔN HỌC

I ĐỊNH NGHĨA VỊ TRÍ MÔN HỌC.

Công trình thủy sản là một bộ phận của ngành nuôi thủy sản; có nhiệm vụ qui hoạch, cải tiến những cơ sở vật chất và thiết bị của ngành nuôi trồng thủy sản như: Hệ thống ao, kênh mương dẫn nước, cống, các bể sinh sản, bể ấp, ương nhân tạo và các thiết bị phục vụ cho ngành thủy sản

Yêu cầu các kỹ sư ngành thủy sản phải biết được những kiến thức cơ bản về xây dựng công trình như: Đo đạc và khảo sát mặt bằng, những tính chất lý hóa và sinh học của đất, tính năng các vật liệu xây dựng, biết các qui luật cơ bản về dòng chảy để vận dụng thiết kế công trình thủy sản thích hợp nhất

Môn công trình thủy sản vận dụng những kiến thức từ các môn học khoa học khác như: Thủy lợi, Thổ nhưỡng, Thủy nông, Trắc địa và các môn khoa học khác nhằm tạo ra một mặt nước, một công trình thích hợp nhất cho việc nuôi và sinh sản của các đối tượng thủy sản

Môn công trình thủy sản trang bị cho người kỹ sư ngành nuôi trồng thủy sản

có những kiến thức cơ bản, thiết kế một công trình thủy sản thích hợp để áp dụng biện pháp kỹ thuật nuôi thủy sản nhằm đem lại hiệu quả cao nhất

II NHIỆM VỤ VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

Môn học vừa mang tính tổng hợp vừa mang tính ứng dụng Vì vậy nó có nhiệm vụ nghiên cứu các thành tựu của các ngành khoa học khác ứng dụng vào lãnh vực thủy sản ở mặt nước tự nhiên cũng như nhân tạo Nội dung môn học trình bày những vấn đề lý luận và kỹ thuật vẽ thiết kế và thi công công trình thủy sản để tạo ra một thủy vực ổn định và thích hợp

Môn học cũng nhằm trang bị cho kỹ sư ngành thủy sản biết cách đo đạc, khảo sát, qui hoạch trại cá, thiết kế hệ thống cấp nước, ao, bể đẻ, bể ấp

Đồng thời môn học trang bị những kiến thức cơ bản để làm cơ sở nghiên cứu thiết kế các thiết bị và công trình khác, đáp ứng theo nhu cầu cụ thể của ngành thủy sản và ngày càng đem lại hiệu quả cao hơn cho ngành thủy sản

Môn học cũng trang bị một số kiến thức cơ bản về an toàn lao động khi sử dụng các thiết bị điện dùng trong ngành thủy sản, hệ thống thổi khí, bình nén khí

III PHÂN BỐ CHƯƠNG TRÌNH

Nội dung môn học gồm có tất cả 6 chương

Chương I: Biểu diễn địa hình

Nhằm trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản về hình dạng mặt đất, cách biểu thị tọa độ của một điểm trên mặt đất, một số kỹ thuật đo đạt địa hình Khái niệm về bản đồ, cách đọc và sử dụng chúng trong việc đo đạc cũng như quy hoạch Ngoài ra chương còn giới thiệu cách trình bày cách vẽ và đọc một bản vẽ kỹ thuật xây dựng

Chương II Vật liệu xây dựng.

Giới thiệu cho sinh viên những tính chất cơ bản của các vật liệu cơ bản thường dùng trong xây dựng Ngoài ra chương cũng giới thiệu cho sinh viên một số vật liệu xây dựng thông dụng và biết cách bảo quản chúng

Chương III Các loại công trình trong trại cá.

Trong chương này sẽ trình bày cho sinh viên cách thiết kế, xây dựng các hệ thống ao: ao chứa nước, ao lắng, ao cá bố mẹ, ao cá hậu bị, ao ương

và các loại ao phụ trợ khác Ngoài ra cũng trình bày cho sinh viên các loại cống được sử dụng để cấp và tiêu nước trong ao

Chương IV Hệ thống cấp tiêu nước trong trại cá.

Chương này nhằm trang bị cho sinh viên kiến thức thiết kế kinh dẫn nước để cấp và thoát nước trong một trại cá

Chương V Công trình phục vụ sản xuất giống.

Chương trình bày cấu tạo và nguyên tắc vận hành các thiết bị cho cá

đẻ nhân tạo và tự nhiên như: bể đẻ hình bầu dục, bể đẻ tròn, ao đất Và các thiết bị ấp trứng, bể vòng, bình Jar, lưới phểu và các thiết bị giữ cá bột

Chương VI Quy hoạch trại cá.

Trình bày các bước tiến hành quy hoạch một trại cá Những yêu cầu tối thiểu để quy hoạch một trại cá và cách bố trí các công trình hợp lý

IV TÀI LIỆU THAM KHẢO.

1 Thổ nhưỡng học - Trường Đại học Nông nghiệp I, Xuất bản

2 Trần Kim Thạch Căn bản địa chất học

3 Vũ Văn Tảo và Nguyễn Cảnh Cầm Thủy lực I và II

4 Đào Như Kiêm Vẽ kỹ thuật xây dựng

5 Bùi Đức Tiến và Đinh Thanh Tịnh Đo đạc công trình

6 FAO 1995 Volume 20/1 - Pond construction for freshwater fish culture: building earthen ponds

7 FAO 1992 Volume 20/2 - Pond construction for freshwater fish culture: Farms and fish stocks

8 FAO 1981 Volume 4.Water for freshwater fish culture

9 FAO 1986 Volume 6 Soil and freshwater fish culture

10 FAO 1981 Volume 16/1 Topography for freshwater fish culture: topographhical surveys

CHƯƠNG I: BIỂU DIỄN ĐỊA HÌNH

A NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ĐO ĐẠC ĐỊA HÌNH.

I MẶT ĐẤT VÀ CÁCH BIỂU THỊ MẶT ĐẤT.

1.Hình dạng trái đất.

Ngay từ xưa, con người đã bắt đầu suy nghĩ về hình dạng trái đất Ở Hylạp, trước công nguyên, người ta đã giả thiết hình dạng trái đất là hình cầu Nhưng mãi

đến thế kỹ 17 việc nghiên cứu sâu về hình dạng trái đất mới bắt đầu

Ngày nay, người ta khảo sát và biết được hình dạng tổng quát của trái đất là hình bầu dục dẹt ở hai cực của trái đất Đó là một hình Elipxoit Hình 1

Nếu gọi:  : Độ dẹt của trái đất

a : Bán kính trục lớn (Bán kính của vòng xích đạo)

b : Bán kính trục nhỏ (Bán kính đo ở cực) Thì độ dẹt  được biểu thị:

Các trị số a và b đã được nhiều nhà bác học trên thế giới xác định và cũng có nhiều

giá trị Hiện nay ta sử dụng trị số a, b do nhà bác học Liên xô Kraxôpxki xác định:

a = 6 378 245m ; b = 6 356 863m ;  = (1 / 298,3) Nhìn chung các tác giả đều thống nhất nhau độ dẹt trái đất rất nhỏ, khoảng

  (a-b) / a

P

b

a

P 1

Hình 1

1/300 và a=6378km, b=6356km Do độ dẹt tương đối nhỏ và để giản tiện trong việc đo đạc nên trong các diện tích không quá 20 Km2 có thể xem như là một mặt phẳng và trái đất được coi như là hình cầu có bán kính R = 6 371Km

2 Mặt thủy chuẩn.

Bề mặt trái đất có hình dạng gồ ghề phức tạp Để xác định độ cao của một điểm trên mặt đất, cần phải có một mặt làm chuẩn Trong trắc địa người ta gọi mặt chuẩn đó là mặt thủy chuẩn Bề mặt trái đất với những đỉnh núi cao và những vực rất sâu, khoảng chênh lệch giữa đỉnh cao nhất và vực sâu nhất gần 20Km Tuy nhiên so với kích thước của trái đất R = 6 371Km thì độ lồi lõm của trái đất khoảng (20Km/6371Km) = 1/318, giá trị này không đáng kể và chúng ta xem bề mặt trái đất như mặt cầu nhẵn

Từ đó người ta đưa ra khái niệm:

- Mặt thủy chuẩn là mặt nước trung bình ở trạng thái yên tỉnh và kéo dài xuyên qua các lục địa, hải đảo tạo thành một mặt cong khép kín Mặt thủy chuẩn như thế còn gọi là mặt thủy chuẩn gốc

- Mặt thủy chuẩn gốc có đặt điểm là:

 Phương pháp tuyến tại mổi điểm của mặt đó trùng với phương của đường dây dọi

 Độ cao của mặt thủy chuẩn được qui ước là 0.00m Những điểm ở cao hơn mặt thủy chuẩn thì có giá trị dương, những điểm ở thấp hơn mặt thủy chuẩn thì có giá trị âm

Trong nhiều trường hợp để tiện sử dụng người ta còn dùng mặt thủy chuẩn quy ước Tức là mặt thủy chuẩn không trùng với mặt thủy chuẩn gốc, chúng có thể cao hơn hay thấp hơn mặt thủy chuẩn gốc

3 Vị trí của một điểm Hình 2

Vị trí của một điểm được xác định bởi tọa độ địa lý và độ cao của điểm đó Tọa độ địa lý một điểm được xác định bởi hai trị số sau:

a Kinh độ: Kinh độ của một điểm là gì? Để định nghĩa được nó chúng ta cần hiểu các khái niệm sau:

Mặt phẳng kinh tuyến là mặt phẳng chứa trục trái đất, nó cắt mặt trái đất

theo một vòng, vòng đó được gọi là vòng kinh tuyến Người ta qui ước vòng kinh

tuyến đi qua đài thiên văn Greenwish của Anh được gọi là kinh tuyến gốc Nó có giá trị 0o , các kinh tuyến có độ dài bằng nhau

Kinh độ của một điểm là góc nhị diện hợp bởi mặt phẳng kinh tuyến đi qua điểm quan sát và mặt phẳng kinh tuyến gốc

Kinh tuyến có giá trị từ 0o - 180o được tính từ kinh tuyến gốc về hai phía, nếu điểm quan sát nằm ở phía Đông kinh tuyến gốc thì có kinh độ Đông (E), trong tính toán mang dấu cộng(+) Nếu điểm quan sát nằm phía Tây của kinh tuyến gốc thì có kinh độ Tây (W), trong tính toán mang dấu trừ (-)

b Vĩ độ:

Trên trái đất tất cả các mặt phẳng vuông góc với trục trái đất được gọi là mặt phẳng vĩ tuyến Mặt phẳng vĩ tuyến cắt mặt trái đất theo một vòng thì vòng đó được gọi là vòng vĩ tuyến Mặt vĩ tuyến chứa tâm trái đất được gọi là mặt phẳng xích đạo Mặt phẳng xích đạo cắt mặt trái đất theo một vòng thì vòng đó được gọi

là vòng xích đạo Các mặt phẳng vĩ tuyến đều song song nhau

Vĩ độ của một điểm là góc pháp tuyến tại điểm đó với mặt phẳng xích đạo

Vĩ độ có giá trị 0o - 90o, được tính từ xích đạo về hai cực Điểm quan sát nằm ở bán cầu Bắc thì có vĩ độ Bắc (N), trong tính toán mang dấu cộng (+) Điểm quan sát nằm ở bán cầu Nam thì có vĩ độ Nam (S), trong tính toán mang dấu trừ(-)

c Độ cao của một điểm (Còn gọi là cao trình của một điểm): Độ cao của một điểm là khoảng cách từ điểm đó đến mặt thủy chuẩn theo đường dây dọi.

P

A O

P 1

G





Hướng dây dọi tại điển A

Vĩ tuyến qua A Kinh tuyến gốc G Vòng xích đạo Kinh tuyến qua A

Hình 2

Ngoài ra người ta còn phân biệt độ cao tuyệt đối làì khoảng cách từ điểm đó đến mặt thủy chuẩn của trái đất và độ cao tương đối là khoảng cách từ điểm đó đến một mặt phẳng thủy chuẩn qui ước nào đó

Nếu điểm quan sát nằm ở trên mặt thuỷ chuẩn thì có giá trị dương (+), nằm

ở dưới mặt thủy chuẩn thì có giá trị âm (-)

4 Bản đồ:

a Khái niệm tổng quát

Bản đồ là hình vẽ thu gọn mặt đất hay một phần mặt đất lên giấy vẽ Có nhiều loại bản đồ, tuỳ theo mục đích sử dụng mà ta có các loại bản đồ như: bản đồ hành chánh, bản đồ thổ nhưỡng, bản đồ địa hình Trong phạm vi ngành nghề chúng ta chỉ khảo sát bản đồ địa hình Bản đồ địa hình có hai loại:

Bản đồ địa vật: Nội dung chính của nó là mô tả những cơ sở vật chất tự nhiên (hay nhân tạo) hiện diện trong khu vực cần được vẽ như nhà cửa, cầu cống,

đường xá, kênh mương

Bản đồ địa hình toàn diện: là bản đồ ngoài biểu diễn địa vật còn mô tả thêm thế đất Nhưng thường mô tả chính là thế đất và một số địa vật quan trọng

Như ta đã biết bề mặt trái đất là một mặt cong Biểu diễn một mặt cong lên bản đồ là một mặt phẳng sẽ có những sai số nhất định và người ta áp dụng riêng lẽ hay phối hợp các phép chiếu khác nhau để biểu diễn mặt trái đất lên bản đồ

Theo đặc điểm sai số của các phép chiếu của bản đồ mà người ta chia ra các loại phép chiếu như sau:

Phép chiếu giữ góc: là phép chiếu trong đó góc được biểu diễn không có sai

số Các phần tử vô cùng nhỏ của Elipxoit đều được biểu diễn lên lưới chiếu thành những hình đồng dạng

Phép chiếu giữ diện tích: là phép chiếu không có sai số về diện tích Diện

tích trên bản đồ tỷ lệ với diện tích tương ứng của khu vực được biểu diễn

Phép chiếu tự do: là phép chiếu trung gian giữa hai phép chiếu trên.Nó vừa

có sai số về góc vừa có sai số về diện tích

Trong phạm vi ngành nghề của chúng ta chỉ cần phép chiếu mặt bằng Tức phép chiếu từ tâm trái đất lên mặt phẳng tiếp xúc với mặt thủy chuẩn nơi cần chiếu, vì tâm trái đất xa và diện tích hình chiếu nhỏ nên tia chiếu được coi là song song với nhau Vì vậy trong phạm vi được chiếu sai số không đáng kể

b Tỷ lệ bản đồ.

Tỷ lệ bản đồ xác định mức độ thu nhỏ của khu vực biểu diễn lên bản đồ Có

ba phương pháp thể hiện tỷ lệ của bản đồ:

Tỷ lệ số: Thể hiện bằng một phân số mà tử số là 1, còn mẫu số thể hiện mức

độ thu nhỏ của khu vực Thí dụ: Bản đồ tỷ lệ 1/10 000 tức, 10 Km thực tế được biểu diễn bằng 1m trên bản đồ

Tỷ lệ chữ: Cho biết đơn vị chiều dài trên bản đồ tương ứng với chiều dài ở

thực tế Thí dụ: “1cm bằng 1Km”.

Đoạn tỷ lệ: Là hình vẽ của một đoạn thẳng trên bản đồ, dưới đó có ghi chiều dài thật của đoạn thẳng Thí dụ:

5 Phương pháp biểu diễn bản đồ địa hình.

Trên bản đồ địa hình người ta thường phân biệt hai bộ phận chính cần phải thể hiện đó là dáng đất và địa vật

a Biểu diễn dáng đất: Dáng đất là tổng hợp sự lồi lõm của bề mặt tự nhiên của

trái đất Tuỳ theo tính chất của dáng đất mà người ta chia ra vùng núi, vùng đồi và đồng bằng Có nhiều cách biểu diễn dáng đất:

 Phương pháp kẽ vân: tức là dùng những đường kẻ song song nhau

để biểu diễn dáng đất Ở những nơi tương đối bằng phẳng hay có độ dốc thoải thì được biểu diễn bằng nét kẻ mịn, mãnh, dài, các nét vẽ cách xa nhau Những nơi vùng đất dốc hay đồi núi dốc đứng, đường biểu diễn bằng những nét kẽ đậm, ngắn và khích nhau Đặc biệt các nét kẽ đều phải xuôi theo hướng dốc Ưu điểm của phương pháp này thì thấy được dáng dốc rõ ràng nhưng chúng có nhược điểm là không thể sử dụng để xây dựng công trình

 Phương pháp tô màu: Tức là dùng màu sắc khác nhau để biểu diễn dáng đất khác nhau Màu nâu chỉ đồi núi, màu vàng chỉ bình nguyên,

1 Km

h

90m

80m

70m

70m 80m

90m

Hình 3

màu xanh dương biểu diễn biển, màu xanh lá cây chỉ rừng cây Mức độ đậm nhạt khác nhau của màu sắc thể hiện mức độ cao thấp , nông sâu khác nhau của địa hình

 Phương pháp ghi cao độ: Phương pháp này ghi trực tiếp cao độ vào bản đồ Thường các bản đồ mục đích chính không chủ yếu biểu diễn địa hình nhưng các điểm cao quan trọng cũng được thể hiện ghi trực tiếp trên bản đồ như: đỉnh núi, đỉnh đồi, đỉnh tháp

Các phương pháp biểu diễn địa hình trên đây khhông được chính xác Hiện nay dùng phương pháp phổ biến nhất là đường đồng mức

 Phương pháp đường đồng mức:

Đường đồng mức được gọi là đường đồng cao độ Đó là một đường cong

khép kính có cùng một độ cao trên mặt đất so với mặt thủy chuẩn Hay nói cách khác, đó là hình chiếu của các điểm có cùng độ cao lên mặt phẳng nằm ngang Hình 3

Đường đồng mức có những tính chất sau:

 Tất cả các điểm nằm trên đường đồng mức điều có độ cao bằng nhau

 Đường đồng mức phải là đường liên tục kép kín Chỉ có thể bị ngắt

đi vì khung bản đồ mà thôi

 Các đường đồng mức không thể cắt nhau trừ trường hợp biểu diễn các địa hình đặc biệt như mõm núi có dạng hình hàm ếch

 Chổ nào các đường đồng mức cách xa nhau thì chổ đó dốc thoải, chỗ nào các đường đồng mức khích nhau thì chổ đó dốc nhiều Nếu hai đường đồng mức trùng nhau thì chổ đó vách thẳng đứng

Độ cao đều là hiệu độ cao của hai đường đồng mức kế tiếp Ký hiệu

(h) Thường chọn độ cao đều h= 1m, 5m, 10m, 20m tùy theo mục đích sử dụng

b Biểu diễn địa vật: Để biểu diễn địa vật người ta thường dùng những ký hiệu đã

được thống nhất với nhau Các ký hiệu này chủ yếu là dựa vào hình dáng, màu sắc đặc trưng nhất của địa vật để dễ nhớ, dễ hiểu Năm 1977 Cục đo đạc và bản đồ nhà nước đề nghị sử dụng thống nhất một số ký hiệu thông thường sau đây: Hình 4

Điểm độ cao cấp nhà nước Điểm tam giác và đường chuyền cấp nhà nước

Điệm đo vẽ mặt bằng

Điểm độ cao kỹ thuật dưới đất

Điểm độ cao kỹ thuật trên tường

Nhà đang xây dựng Đường sắt

Đường ô tô Đường mòn Địa giới tỉnh Địa giới huyện Địa giới xã Cây lá rộng Cây lá nhọn

Họ cọ dừa

Họ tre nứa Bệnh viện Chùa Nhà thờ Ruộng lúa

Hình 4

II KỸ THUẬT ĐO ĐẠC.

1 Đo góc:

a Định nghĩa:

Góc bằng: của ba điểm AOB lá góc A’O’B’, hình chiếu của ba điểm AOB lên mặt phẳng nằm ngang đi qua O

- OA và OB gọi là hai hướng ngắm

- Hai mặt phẳng ngắm đó là hai mặt phẳng thẳng đứng

Nói cách khác đo góc bằng là đo góc nhị diện hợp bởi hai mặt phẳng thẳng đứng chứa hai hướng ngắm

Góc đứng: Là góc tạo bởi hướng ngắm và mặt phẳng nằm ngang, tức là tạo bởi đường ngắm và hình chiếu của nó trên mặt phẳng nằm ngang Hình 5

1 : có trị số dương nếu điểm quan sát nằm trên mặt phẳng nằm ngang

2 : có trị số âm nếu điểm quan sát nằm dưới mặt phẳng nằm ngang

Giá trị của góc đứng của một điểm : 0o- 90o

B

O

B’

A’

A



Hình 5