Có nhiều vấn đề về nguồn nước đặt ra đối với hệ thống thủy lợi đa mục tiêu, nhất là hệ thống phục vụ nông nghiệp và thủy sản, trong đó đáng chú ý nhất là các bài toán về chất lượng nước và môi trường. Bài viết này trình bày một tiếp cận mới về nghiên cứu nguồn nước phục vụ cho các hệ thống đa mục tiêu theo sự lan truyền các nguồn nước. Một ví dụ minh họa về tính lan truyền nước bẩn và nước mang mầm bệnh trong hệ thống đã được giới thiệu. Kết quả tính toán cho thấy rõ lý do tại sao trong nhiều trường hợp phải tách rời kênh cấp và kênh thoát trong các hệ thống nuôi thủy sản.
TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008 MỘT SỐ VẤN ĐỀ KỸ THUẬT KHI THIẾT KẾ CÁC HỆ THỐNG THỦY LỢI PHỤC VỤ NUÔI TRỒNG THỦY SẢN VEN BIỂN SOME TECHNICAL ISSUES IN DESIGNING AN AQUA-HYDRAULIC SYSTEM PGS.TS Tăng Đức Thắng GS.TSKH Nguyễn Ân Niên ThS.NCS Nguyễn Đình Vượng KS Nguyễn Đức Phong TĨM TẮT Có nhiều vấn đề nguồn nước đặt hệ thống thủy lợi đa mục tiêu, hệ thống phục vụ nơng nghiệp thủy sản, đáng ý toán chất lượng nước mơi trường Bài viết trình bày tiếp cận nghiên cứu nguồn nước phục vụ cho hệ thống đa mục tiêu theo lan truyền nguồn nước Một ví dụ minh họa tính lan truyền nước bẩn nước mang mầm bệnh hệ thống giới thiệu Kết tính toán cho thấy rõ lý nhiều trường hợp phải tách rời kênh cấp kênh thoát hệ thống nuôi thủy sản ABSTRACT There are many issues related with an aqua-hydraulic system, such as water quality, layout of canals and sluices This paper will show in detail some issues above mentioned An example is also introdoced for illustration I ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, dọc theo dải ven biển nước ta trình chuyển đổi mơ hình sản xuất mạnh Trước mơ hình nơng hay lâm nghiệp, chuyển sang nông nghiệp thủy sản lâm nghiệp Nhiều vùng chuyển hẳn sang ni trồng thủy sản Q trình chuyển đổi gặp khơng khó khăn cịn nhiều bất cập Các hệ thống trước phục vụ cho nông nghiệp, với độ nhỏ cần hệ số cấp, nhỏ Khi chuyển sang ni trồng thủy sản, ngồi u cầu cấp loại nước cịn có u cầu thau rửa, trao đổi nước lớn Chính hệ VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM 159 TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008 thống trước thiết kế cho nông nghiệp chuyển sang phục vụ thủy sản khơng cịn phù hợp nữa, quy mơ cấu trúc, bố trí cơng trình Gần đây, để giải vấn đề trên, phục vụ cho nhiệm vụ chuyển đổi, Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam (Nguyễn Ân Niên, Tăng Đức Thắng cộng [3, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 16,17]) phát triển Lý thuyết lan truyền nguồn nước hệ thống sơng kênh, phương pháp tính mới, đại, đa giải vấn đề nguồn nước; ứng dụng giải tốt nhiều vấn đề phức tạp [1,8], đặc biệt hệ thống nuôi trồng thủy sản… Nhằm trao đổi, giúp nhà khoa học, cán kỹ thuật làm công tác thiết kế vận hành hệ thống ứng dụng, xin giới thiệu vài nét số nhiều ứng dụng mà lý thuyết giải Hai tốn giới thiệu toán lan truyền nước mang mầm bệnh theo đường nước lan truyền nước bẩn hệ thống Trong làm rõ thêm lý hệ thống thủy ngư, số vùng cần phải tách rời kênh cấp thoát nước… II HỆ THỐNG THỦY LỢI VEN BIỂN: CÁC VẤN ĐỀ KỸ THUẬT CẦN GIẢI QUYẾT II.1 Đặc điểm hệ thống nuôi trồng thủy sản ven biển Đặc điểm chung nguồn nước hệ thống nuôi trồng thủy sản ven biển: - Chịu nhiều nguồn nước tác động - Nước lưu cữu lâu dài hệ thống, dễ sinh chất lượng - Bệnh thủy sản (có khả lan truyền mầm bệnh theo đường nước) lan nhanh, hệ thống có kênh cấp chung II.2 Các vấn đề kỹ thuật cần giải Đối với hệ thống ven biển, yêu cầu kỹ thuật cần giải là: - Bố trí hợp lý hệ thống cống kênh, trọng chất lượng nước nguồn cấp tùy vùng để từ bố trí cơng trình kiểm sốt chất lượng nước hợp lý; xác định rõ điều kiện bố trí tách rời kênh cấp cho khu ni cho vừa an tồn, vừa tiết kiệm diện tích đất xây dựng - Dự báo nguồn nước (chất lượng) cho vùng nuôi trồng khác hệ thống, từ có kế hoạch lấy nước xả thải, thau rửa hệ thống thích hợp II.3 Các toán thiết kế hệ thống thủy sản 160 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008 Các toán quan trọng nguồn nước thường phải quan tâm giải hệ thống thủy lợi đa mục tiêu, đặc biệt hệ thống ven biển, bao gồm: - Bài toán lan truyền nguồn nước mặn từ nguồn khác nhau; Bài toán lan truyền nước ngọt; Bài toán lan truyền nước chua; Bài toán lan truyền nước bẩn, ô nhiễm thải sinh hoạt, công nghiệp,… Bài toán lan truyền nước phù sa; Bài toán lan truyền mầm bệnh theo đường nước hệ thống ni thủy sản tơm, cá… - Bài tốn lấy giống thủy sản, phiêu sinh từ biển, cửa sơng… Mỗi tốn lại bao gồm toán khác đánh giá trạng, dự báo ngắn dài hạn… Cần lưu ý toán cần xét đến theo mức độ khác giai đoạn quy hoạch, thiết kế vận hành hệ thống Các cơng cụ tính tốn hệ thống thủy lợi phục vụ ni trồng thủy sản (trong quy hoạch, thiết kế, vận hành) thường (1) Lý thuyết truyền thống, xem [12,13,18,19] (2) Lý thuyết lan truyền nguồn nước hệ thống Trong tài liệu xin đề cập đến lý thuyết lan truyền nguồn nước hệ thống III SƠ LƯỢC VỀ LÝ THUYẾT LAN TRUYỀN CÁC NGUỒN NƯỚC TRONG HỆ SÔNG KÊNH VÀ CÁC ỨNG DỤNG III.1 Giới thiệu sơ lược lý thuyết lan truyền nguồn nước hệ thống Lý thuyết lan truyền nguồn nước hệ thống sông kênh xem xét nguồn nước hệ thống bao gồm nguồn nước thành phần khác Thông qua việc khảo sát nguồn thành phần này, từ đánh giá định lượng vai trị tác động nguồn tồn dịng, giúp đưa thơng tin điều khiển, kiểm sốt đến nguồn VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM 161 TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008 Hình 1: Sơ họa nguồn nước hệ thống nuôi trồng thủy sản ven biển Lý thuyết trình bày nhiều tài liệu (tạp chí, đề tài nghiên cứu,…) khơng trình bày lại, nêu vài điểm để dễ dàng cho tham khảo lý giải kết ví dụ tính tốn phần sau Khái niệm nguồn nước tỷ lệ nguồn nước Chẳng hạn hệ thống nguồn nước ven biển gồm nhiều nguồn thành phần Hình Xét thể tích nước dw dịng chảy thể tích nguồn nước thành phần dwi tạo nên, xem hình Tỷ lệ thành phần nguồn nước i (p i) điểm M thời gian t định nghĩa là: p i ( M, t ) = dw i dw n (1) ; với điều kiện: ∑ p i = ; ≤ pi ≤ 1; (2) i =1 Trong toán chiều (1D): p i ( M, t ) = Qi Q = dw = (3) + dw1 + + dw2 + + dw3 + Hình 2: Sơ họa khối nước dw nguồn nước thành phần dwi 162 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008 Phương trình Hệ phương trình toán lan truyền nguồn nước bao gồm hai loại phương trình: (1) Phương trình bảo tồn thành phần nước, (2) Phương trình thủy lực (Saint Venant) Hệ phương trình lan truyền nguồn nước i (bài tốn D): ∂ω ∂Q + −q = ∂t ∂x ∂v αv ∂v ∂z + + + kv v = g ∂t g ∂x ∂x ∂p i ∂p ∂p ∂ q +v i − D i ω i − (p iq − p i ) + [εp i ] = ∂t ∂x ω ∂x ∂x ω (3) (4) (5) i = 1, n (n – số nguồn nước hệ thống) Điều kiện biên, điều kiện ban đầu, cách giải - Điều kiện biên gồm biên thủy lực biên tỷ lệ nguồn nước - Điều kiện ban đầu bao gồm điều kiện ban đầu thủy lực nguồn nước - Giải phương trình truyền chất thơng thường - Sử dụng phần mềm tính tốn truyền chất để giải (MIKE, KOD, SAL, ISIS…) III.2 Các ứng dụng Lý thuyết lan truyền nguồn nước áp dụng để giải nhiều tốn thực tế tính nồng độ chất (bảo tồn không bảo tồn), xâm nhập mặn, lan truyền nước chua, nước bẩn, nước mang mầm bệnh, nước phù sa, lấy giống từ cửa sông, Vì biết tác động nguồn nước đến vùng khác nên sử dụng lý thuyết để tính tốn điều khiển hệ thống thuận lợi Trong phân tích nguồn nước nên sử dụng số tiêu đánh giá nguồn nước, chắng hạn cường suất ảnh hưởng nguồn, số so sánh độ mạnh nguồn, tuổi nguồn nước, số pha lỗng, tốc độ pha lỗng IV VÍ DỤ ỨNG DỤNG CHO CÁC HỆ THỐNG NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Trên trình bày số vấn đề cần thiết phải xem xét thiết kế hệ thống nuôi trồng thủy sản Dưới đây, với mục đích minh họa, chúng tơi xin trình bày số ví dụ tính toán cụ thể Hai toán xem xét (1) lan truyền nước mang mầm bệnh thủy sản (2) thau rửa hệ thống (lan truyền nước bẩn) IV.1 Tính tốn lan truyền nước mang mầm bệnh thủy sản VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM 163 TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008 Với mục đích minh họa động thái nguồn nước mang mầm bệnh, xét sơ đồ tính đơn giản, thường gặp thực tế IV.1.1 Sơ đồ hệ thống Sơ đồ hệ thống hình Q Kênh cấp BR41 Kênh (MainBranch) Kênh cấp BR4 Kênh cấp BR4-4 D D1 D2 D3 D4 Kênh cấp BR3 C C1 C2 C3 C4 B1 B2 B3 B4 Kênh cấp BR2 A1 A2 A3 A4 Kênh cấp BR1-4 B A Hình 3: Sơ đồ ví dụ mạng lưới kênh tính tốn Kênh cấp BR1 Z(t) IV.1.2 Các thơng số tính tốn Các kênh có thông số hệ thống bảng Điều kiện biên nguồn Q=5 m3/s, biên triều biển Z(t) có bậc Mỹ Thanh Bảng Cơng trình L (km) B (m) Z đáy (m) 75 50 -5 Kênh cấp 14 15 -3 Các kênh nhau, mặt cắt chữ nhật Kênh cấp 3 -2,5 Các kênh nhau, mặt cắt chữ nhật Kênh cấp Ghi (MainBranch) 164 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008 IV.1.3 Trường hợp tính tốn Trong ví dụ coi nước mang mầm bệnh nằm kênh cấp BR2, xem hình Thời gian tính tốn: từ 12:00, ngày 1/2/2005 [meter] WQ - 1-2-2005 12:00:00 RESULTS_SC_S5_WHOLE.RES11 90000.0 85000.0 80000.0 75000.0 70000.0 65000.0 Vùng nước chứa mầm bệnh 60000.0 55000.0 50000.0 45000.0 40000.0 35000.0 30000.0 25000.0 20000.0 15000.0 -20000.0 0.0 20000.0 40000.0 60000.0 80000.0 100000.0 [meter] Hình 4: Trường hợp tính tốn (vùng nước mang mầm bệnh biểu thị màu đen) IV.1.4 Kết tính tốn Dưới trình bày kết tính tốn cho trường hợp nêu hình Trong nêu vắn tắt cho số vùng điển hình, gồm số vị trí dọc kênh chính, vài kênh cấp đại biểu số vị trí đầu kênh cấp • Sự thay đổi tỷ lệ nước mang mầm bệnh dọc kênh Ty le TPN (%) 10.0 Quan he ty le TPN mang mam benh voi thoi gian tai dau cac kenh nhanh (giao voi kenh chinh) 9.5 Concentration MAINBRANCH MAINBRANCH MAINBRANCH MAINBRANCH 5000.00 WQ 15000.00 WQ 25000.00 WQ 35500.00 WQ 9.0 8.5 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 6-2-2005 11-2-2005 16-2-2005 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM 21-2-2005 26-2-2005 3-3-2005 8-3-2005 165 TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008 Hình 5: Sự thay đổi tỷ lệ nước mang mầm bệnh dọc theo kênh chính, vị trí đầu kênh nhánh (trên hình 5: Tại điểm A-MAINBRANCH 5000; Tại điểm BMAINBRANCH 15000; Tại điểm C-MAINBRANCH 25000; Tại điểm A-MAINBRANCH 35500) • Sự thay đổi tỷ lệ nước mang mầm bệnh dọc kênh nhánh cấp Ty le TPN (%) Concentration MAINBRANCH 15000.00 WQ BR2-1 3000.00 WQ BR2-2 3000.00 WQ BR2-3 2500.00 WQ BR2-4 3000.00 WQ Su thay doi theo thoi gian cua ty le phan nguon nuoc benh doc theo kenh nhanh cap BR2 100.0 95.0 90.0 85.0 80.0 75.0 70.0 65.0 60.0 55.0 50.0 45.0 40.0 35.0 30.0 25.0 20.0 15.0 10.0 5.0 0.0 6-2-2005 11-2-2005 16-2-2005 21-2-2005 26-2-2005 3-3-2005 8-3-2005 Hình 6: Sự thay đổi TPN bệnh dọc theo kênh nhánh cấp BR2, vị trí đầu kênh cấp Ty le TPN (%) Concentration BR1-4 3000.00 WQ BR2-4 3000.00 WQ BR3 14000.00 WQ BR4 13500.00 WQ Su thay doi phan nuoc mang benh theo thoi gian tai cac vi tri cuoi kenh cap BR-1, BR-2, BR-3, BR-4 100.0 95.0 90.0 85.0 80.0 75.0 70.0 65.0 60.0 55.0 50.0 45.0 40.0 35.0 30.0 25.0 20.0 15.0 10.0 5.0 0.0 6- 2-2005 11-2-2005 16-2-2005 21-2-2005 26-2-2005 3-3-2005 8-3-2005 13-3-2005 18-3- 2005 Hình 7: Sự thay đổi tỷ lệ nguồn nước mang mầm bệnh cuối kênh cấp (tại vị trí A4, B4, C4, D4 – xem hình 2) 166 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008 3.0 Ty le TPN (%) Thay doi ty le nguon nuoc benh doc theo kenh BR2 tai thoi diem 2-2-2005 00:00:00 8000 11000 3.5 95.0 100.0 14000 100.0 5000 14000 11000 8000 5000 [meter] Ty le TPN (%) Thay doi ty le nguon nuoc benh doc theo kenh BR2 tai thoi diem 1-2-2005 18:00:00 3.5 [meter] 95.0 3.0 90.0 90.0 85.0 2.5 85.0 2.5 80.0 80.0 2.0 2.0 75.0 75.0 1.5 1.5 70.0 1.0 65.0 60.0 60.0 0.5 70.0 1.0 65.0 0.5 55.0 55.0 45.0 45.0 -0.5 50.0 0.0 50.0 0.0 -0.5 40.0 40.0 -1.0 30.0 30.0 -1.5 35.0 -1.0 35.0 -1.5 25.0 25.0 20.0 -2.0 20.0 -2.0 15.0 15.0 -2.5 10.0 -2.5 -3.0 10.0 5.0 5.0 -3.0 3000.0 4000.0 5000.0 6000.0 7000.0 8000.0 Khoang cach 9000.0 10000.0 11000.0 12000.0 13000.0 0.0 100.0 14000 11000 8000 5000 [meter] 4000.0 5000.0 6000.0 3.0 7000.0 8000.0 Khoang cach 9000.0 10000.0 11000.0 12000.0 13000.0 0.0 14000.0 [m] 90.0 Ty le TPN (%) Thay doi ty le nguon nuoc benh doc theo kenh BR2 tai thoi diem 4-2-2005 12:00:00 3.5 95.0 0 3000.0 Hình 9: Tỷ lệ nguồn nước bệnh dọc theo kênh cấp BR2 sau 12 Ty le TPN (%) Thay doi ty le nguon nuoc benh doc theo kenh BR2 tai thoi diem 2-2-2005 12:00:00 3.5 2000.0 14000.0 [m] Hình 8: Tỷ lệ nguồn nước bệnh dọc theo kênh cấp BR2 sau [meter] 1000.0 14000 2000.0 0.0 BR2 11000 - 14000 BR2 11000 - 14000 11000 1000.0 BR2 8000 - 11000 BR2 8000 - 11000 8000 0.0 BR2 5000 - 8000 BR2 5000 - 8000 5000 BR2 - 5000 BR2 - 5000 100.0 95.0 3.0 90.0 85.0 2.5 80.0 85.0 2.5 2.0 75.0 1.5 80.0 2.0 75.0 70.0 65.0 1.0 60.0 0.5 1.5 70.0 65.0 1.0 55.0 50.0 0.0 60.0 0.5 55.0 45.0 -0.5 40.0 35.0 -1.0 50.0 0.0 45.0 -0.5 40.0 30.0 -1.5 25.0 35.0 -1.0 30.0 20.0 -2.0 15.0 -2.5 10.0 -1.5 25.0 20.0 -2.0 5.0 -3.0 2000.0 3000.0 4000.0 5000.0 6000.0 7000.0 8000.0 Khoang cach 9000.0 10000.0 0.0 BR2 11000 - 14000 11000.0 12000.0 13000.0 14000.0 [m] 15.0 -2.5 10.0 5.0 -3.0 BR2 - 5000 0.0 Hình 10: Tỷ lệ nguồn nước bệnh dọc theo kênh cấp BR2 sau ngày 14000 11000 8000 5000 3000.0 4000.0 5000.0 6000.0 BR2 8000 - 11000 7000.0 8000.0 Khoang cach 9000.0 10000.0 0.0 BR2 11000 - 14000 11000.0 12000.0 13000.0 14000.0 [m] Hình 11: Tỷ lệ nguồn nước bệnh dọc theo kênh cấp BR2 sau ngày Ty le TPN (%) Thay doi ty le nguon nuoc benh doc theo kenh BR2 tai thoi diem 8-2-2005 12:00:00 3.5 2000.0 100.0 [meter] 90.0 Ty le TPN (%) Thay doi ty le nguon nuoc benh doc theo kenh BR2 tai thoi diem 15-2-2005 12:00:00 3.5 95.0 3.0 5000 [meter] 1000.0 BR2 5000 - 8000 14000 1000.0 BR2 8000 - 11000 11000 0.0 BR2 5000 - 8000 8000 BR2 - 5000 100.0 3.0 80.0 85.0 2.5 2.0 75.0 1.5 80.0 2.0 75.0 70.0 65.0 1.0 1.5 70.0 60.0 0.5 55.0 50.0 0.0 95.0 90.0 85.0 2.5 65.0 1.0 60.0 0.5 55.0 45.0 -0.5 40.0 50.0 0.0 45.0 35.0 -1.0 30.0 -1.5 25.0 -0.5 40.0 35.0 -1.0 20.0 -2.0 15.0 -2.5 30.0 -1.5 25.0 10.0 5.0 -3.0 BR2 - 5000 0.0 1000.0 2000.0 3000.0 BR2 5000 - 8000 4000.0 5000.0 6000.0 7000.0 8000.0 Khoang cach BR2 8000 - 11000 9000.0 10000.0 0.0 BR2 11000 - 14000 11000.0 12000.0 13000.0 14000.0 [m] 20.0 -2.0 15.0 -2.5 10.0 5.0 -3.0 BR2 - 5000 0.0 1000.0 2000.0 3000.0 BR2 5000 - 8000 4000.0 5000.0 6000.0 7000.0 8000.0 Khoang cach BR2 8000 - 11000 9000.0 10000.0 0.0 BR2 11000 - 14000 11000.0 12000.0 13000.0 14000.0 [m] Hình 12: Tỷ lệ nguồn nước bệnh Hình 13: Tỷ lệ nguồn nước bệnh dọc theo dọc theo kênh cấp BR2 kênh cấp BR2 sau tuần sau tuần lan truyền VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM 167 TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008 Nước bệnh bắt đầu vào kênh 2.0 1.5 14000 8000 8.5 8.0 7.5 2.5 7.0 7.0 2.0 6.5 6.5 1.5 6.0 5.5 5.5 0.5 5.0 0.5 4.5 4.5 0.0 6.0 1.0 5.0 1.0 11000 3.0 7.5 2.5 Ty le TPN (%) Thay doi ty le TPN doc theo kenh BR3 tai thoi diem 2-2-2005 12:00:00 3.5 8.0 3.0 5000 8.5 14000 11000 8000 5000 [meter] Ty le TPN (%) Thay doi ty le TPN doc theo kenh BR3 tai thoi diem 1-2-2005 18:00:00 3.5 [meter] 0.0 4.0 4.0 -0.5 -0.5 3.5 3.5 3.0 -1.0 3.0 -1.0 2.5 2.5 -1.5 2.0 -2.0 2.0 -1.5 -2.0 1.5 1.5 1.0 -2.5 1.0 -2.5 0.5 -3.0 0.5 -3.0 BR3 - 5000 0.0 1000.0 2000.0 BR3 5000 - 8000 3000.0 4000.0 5000.0 6000.0 7000.0 Khoang cach BR3 8000 - 11000 8000.0 9000.0 10000.0 0.0 BR3 11000 - 14000 11000.0 12000.0 BR3 - 5000 13000.0 0.0 1000.0 2000.0 BR3 5000 - 8000 3000.0 4000.0 5000.0 6000.0 14000.0 [m] BR3 8000 - 11000 7000.0 Khoang cach 8000.0 9000.0 0.0 BR3 11000 - 14000 10000.0 11000.0 12000.0 13000.0 14000.0 [m] Hình 14: Tỷ lệ nguồn nước bệnh dọc Hình 15: Tỷ lệ nguồn nước bệnh dọc theo kênh cấp BR3 sau theo kênh cấp BR3: sau giờ, ngày (đường liền nét) khối ô nhiễm bắt đầu lan đến đầu kênh BR3 Ty le TPN (%) 14000 Thay doi ty le TPN doc theo kenh BR3 tai thoi diem 15-2-2005 12:00:00 3.5 11000 8.0 [meter] 8000 14000 11000 8000 5000 3.0 8.5 5000 Ty le TPN (%) Thay doi ty le TPN doc theo kenh BR3 tai thoi diem 8-2-2005 12:00:00 3.5 [meter] 3.0 8.5 8.0 7.5 7.5 2.5 2.5 7.0 7.0 2.0 6.5 2.0 6.0 1.0 6.5 1.5 5.5 1.5 1.0 5.0 0.5 6.0 5.5 5.0 0.5 4.5 4.5 0.0 4.0 0.0 3.5 -1.0 4.0 -0.5 3.0 -0.5 -1.0 2.5 -1.5 3.5 3.0 2.5 -1.5 2.0 2.0 -2.0 -2.0 1.5 1.5 1.0 0.5 -2.5 -3.0 BR3 - 5000 0.0 1000.0 2000.0 3000.0 BR3 5000 - 8000 4000.0 5000.0 6000.0 BR3 8000 - 11000 7000.0 8000.0 Khoang cach 9000.0 10000.0 12000.0 13000.0 14000.0 [m] Hình 16: Tỷ lệ nguồn nước bệnh dọc theo kênh cấp BR3 sau tuần (đường liền nét) • -3.0 0.5 BR3 - 5000 0.0 BR3 11000 - 14000 11000.0 1.0 -2.5 0.0 1000.0 2000.0 3000.0 BR3 5000 - 8000 4000.0 5000.0 6000.0 BR3 8000 - 11000 7000.0 8000.0 Khoang cach 9000.0 10000.0 0.0 BR3 11000 - 14000 11000.0 12000.0 13000.0 14000.0 [m] Hình 17: Tỷ lệ nguồn nước bệnh dọc theo kênh cấp BR3 sau tuần (đường liền nét) Sự thay đổi tỷ lệ nước mang mầm bệnh kênh cấp Ty le TP (%) N Concentration BR4-4 0.00 BR3-4 0.00 BR2-4 0.00 BR1-4 0.00 Ty le TPN benh theo thoi gian tai cuoi cac kenh nhanh cap BR1-4, BR2-4, BR3-4, BR4-4 100.0 95.0 WQ WQ WQ WQ 90.0 85.0 80.0 75.0 70.0 65.0 60.0 55.0 50.0 45.0 40.0 35.0 30.0 25.0 20.0 15.0 10.0 5.0 0.0 6-2-2005 11-2-2005 16-2-2005 21-2-2005 26-2-2005 3-3-2005 8-3-2005 13-3-2005 18-3-2005 23-3-2005 Hình 18: Tỷ lệ nguồn nước bệnh đầu kênh nhánh cấp BR1-4, BR2-4, BR34, BR4-4 168 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008 IV.2 Tính tốn thau rửa hệ thống IV.2.1 Sơ đồ tính Vẫn sử dụng sơ đồ tính lan truyền nước mang mầm bệnh thủy sản IV.2.2 Trường hợp tính tốn Xem nước kênh cấp bị bẩn, cần thau rửa Ở xem xét cho trường hợp hệ thống chưa có cơng trình kiểm sốt nước Thời gian tính tốn kể từ 12:00, 1/2/05 IV.2.3 Kết tính tốn Ty le TPN (%) Concentration MAINBRA NCH MAINBRA NCH MAINBRA NCH MAINBRA NCH MAINBRA NCH Ty le nuoc ban theo thoi gian doc theo kenh chinh (mainbr anch) 24.0 22.0 5000.00 WQ 15000.00 WQ 25000.00 WQ 35000.00 WQ 45500.00 WQ 20.0 18.0 16.0 14.0 12.0 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0 -2.0 6-2-2005 11-2-2005 16-2-2005 21-2-2005 26-2-2005 3-3-2005 8-3-2005 13-3-2005 18-3-2005 23-3-2005 28-3-2005 2-4-2005 Hình 19: Tỷ lệ nước bẩn theo thời gian kênh vị trí A, B, C, D, D+10.000m (cách D 10.000m thượng lưu); D+20.000m Ty le TPN (%) Concentration BR1-4 3000.00 BR2-4 3000.00 BR3-4 3000.00 BR4-4 3000.00 Ty le nuoc ban cuoi cac kenh cap theo thoi gian 100.0 95.0 WQ WQ WQ WQ 90.0 85.0 80.0 75.0 70.0 65.0 60.0 55.0 50.0 45.0 40.0 35.0 30.0 25.0 20.0 15.0 10.0 5.0 0.0 6-2-2005 11-2-2005 16-2-2005 21-2-2005 26-2-2005 3-3-2005 8-3-2005 13-3-2005 18-3-2005 23-3-2005 28-3-2005 Hình 20: Tỷ lệ nước bẩn cuối kênh cấp theo thời gian VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM 169 TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008 3.0 Ty le TPN (%) 11000 100.0 14000 Ty le nuoc ban doc theo kenh cap BR1 vao thoi diem 8-2-2005 12:00:00 3.5 95.0 8000 14000 11000 8000 5000 Cao trinh 100.0 5000 Ty le TPN (%) Ty le nuoc ban doc theo kenh cap BR1 vao thoi diem 4-2-2005 12:00:00 3.5 Cao trinh 95.0 3.0 90.0 90.0 2.5 2.5 85.0 80.0 2.0 85.0 80.0 2.0 75.0 75.0 1.5 1.5 70.0 65.0 1.0 70.0 65.0 1.0 60.0 60.0 0.5 0.5 55.0 50.0 0.0 50.0 45.0 45.0 -0.5 55.0 0.0 -0.5 40.0 40.0 30.0 30.0 -1.5 35.0 -1.0 35.0 -1.0 -1.5 25.0 25.0 -2.0 15.0 15.0 -2.5 20.0 -2.0 20.0 -2.5 10.0 10.0 5.0 -3.0 2000.0 3000.0 4000.0 5000.0 6000.0 7000.0 Khoang cach 8000.0 9000.0 10000.0 11000.0 12000.0 13000.0 14000.0 [m] Ty le TPN (%) 3000.0 4000.0 100.0 3.0 90.0 85.0 2.5 [meter] Cao trinh 5000.0 6000.0 7000.0 Khoang cach 8000.0 9000.0 10000.0 11000.0 12000.0 0.0 13000.0 14000.0 [m] Ty le TPN (%) Ty le nuoc ban doc kenh cap BR3 vao thoi diem 8-2-2005 12:00:00 100.0 3.5 95.0 11000 8000 5000 14000 Ty le nuoc ban doc kenh cap BR3 vao thoi diem 4-2-2005 12:00:00 3.5 2000.0 Hình 22: Tỷ lệ nước bẩn kênh cấp BR1 sau tuần Hình 21: Tỷ lệ nước bẩn kênh cấp BR1 sau ngày [meter] Cao trinh 1000.0 14000 1000.0 BR1 11000 - 14000 0.0 BR1 11000 - 14000 0.0 0.0 BR1 8000 - 11000 11000 BR1 8000 - 11000 BR1 5000 - 8000 8000 BR1 5000 - 8000 BR1 - 5000 5000 BR1 - 5000 5.0 -3.0 3.0 85.0 80.0 2.0 75.0 1.5 70.0 80.0 2.0 75.0 1.5 70.0 65.0 1.0 60.0 0.5 55.0 65.0 1.0 60.0 0.5 55.0 50.0 0.0 45.0 -0.5 40.0 50.0 0.0 45.0 -0.5 40.0 35.0 -1.0 30.0 -1.5 25.0 35.0 -1.0 30.0 -1.5 25.0 20.0 -2.0 15.0 -2.5 10.0 20.0 -2.0 15.0 -2.5 10.0 5.0 -3.0 BR3 - 5000 0.0 1000.0 2000.0 3000.0 BR3 5000 - 8000 4000.0 5000.0 6000.0 7000.0 8000.0 Khoang cach BR3 8000 - 11000 9000.0 10000.0 0.0 BR3 11000 - 14000 11000.0 12000.0 13000.0 14000.0 [m] Hình 23: Tỷ lệ nước bẩn dọc kênh cấp BR3 sau ngày 95.0 90.0 2.5 5.0 -3.0 BR3 - 5000 0.0 1000.0 2000.0 3000.0 BR3 5000 - 8000 4000.0 5000.0 6000.0 7000.0 8000.0 Khoang cach BR3 8000 - 11000 9000.0 10000.0 0.0 BR3 11000 - 14000 11000.0 12000.0 13000.0 14000.0 [m] Hình 24: Tỷ lệ nước bẩn dọc kênh cấp BR3 sau tuần V NHẬN XÉT - Nguồn nước bẩn, nước bệnh lan tỏa nhanh rộng hệ thống - Tính lưu cữu nguồn nước hệ thống cao, khả trao đổi nước thấp xa kênh chính, kênh thứ cấp, đặc biệt thấp cuối kênh cụt - Phần giữa, cuối kênh cấp cấp 3: Khó thau rửa khó nhiễm bệnh, bẩn từ ngoại lai mang tới Do đó, khai thác hệ thống, quản lý phải ý đến việc bảo vệ môi trường không kênh lớn mà kênh thứ cấp - Nếu kênh cấp tách rời khả lấy nước tốt từ kênh lớn, hẳn phương án kênh chung hạn chế lan bệnh hệ thống - Xét theo tiêu chuẩn bảo vệ nguồn nước hệ thống, theo hình thức canh tác có giới hạn tối đa diện tích canh tác thủy sản diện 170 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008 tích tự nhiên Giới hạn phụ thuộc mạnh vào vị trí hệ thống, tác động nguồn nước Khi thiết kế hệ thống cần giới hạn - Cần thận trọng thiết kế để hạn chế lan nhiễm cho hệ thống VI KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ - Kết tính tốn thu rõ cách thức vận động khối nước có nguồn gốc khác hệ thống kênh - Lý thuyết lan truyền nguồn nước có nhiều ưu điểm, mạnh giải vấn đề động thái nguồn nước, theo cách quan tâm khác nhau, từ định tính, đến định lượng với nhiều thơng tin bổ ích, thơng tin môi trường chất lượng nước, lan truyền bệnh phong phú, thích hợp cho giải tốn hệ thống đa mục tiêu nơng nghiệp thủy sản - Đề nghị Bộ NN-PTNT cho nghiên cứu chi tiết hệ thống kênh cấp kênh thoát nuôi trồng thủy sản ven biển, vấn đề xúc TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Quang Kim, Tăng Đức Thắng Phạm Đức Nghĩa (2005) Báo cáo đề tài nhánh: “Động thái nguồn nước sông Vàm Cỏ vùng lân cận” Đề tài cấp NN “Nghiên cứu diễn biến tài nguyên nước môi trường phục vụ phát triển bền vững lưu vực sông Vàm Cỏ” 2005 Nguyễn Ân Niên (1997) “Về toán định xuất xứ khối nước (ứng dụng cho đồng sông Cửu long” Tuyển tập kết NCKH, Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam NXB Nông nghiệp Nguyễn Ân Niên Tăng Đức Thắng (2002) “Thủy lợi phục vụ cho công phát triển nuôi trồng thủy sản vùng chuyển đổi tỉnh phía Nam- Các cách tiếp cận phát triển bền vững” Tuyển tập Báo cáo khoa học hội thảo Quốc gia “Nghiên cứu khoa học phục vụ nuôi trồng thủy sản tỉnh Phía Nam” 2002 Nguyễn Ân Niên Tăng Đức Thắng (2003) “Tính tốn thành phần nguồn nước – công cụ đa phục vụ quản lý tổng hợp nguồn nước môi trường” Tuyển tập kết NCKH Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam 2003 Nguyễn Ân Niên, Tăng Đức Thắng Nguyễn Anh Đức (2003) “Thành phần nguồn nước, tuổi cách tính chất có nồng độ biến đổi từ thành phần nguồn nước” Tuyển tập kết NCKH Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam 2003 Nguyễn Ân Niên Tăng Đức Thắng (2004) “Các phát triển lý thuyết lan truyền thành phần nguồn nước mở rộng ứng dụng” Tuyển tập kết NCKH Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam 2004 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM 171 TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHEÄ 2008 Nguyễn Ân Niên, Tăng Đức Thắng Hồ Trọng Tiến (2004) “Tuổi nguồn nước biến đổi không gian” Tuyển tập kết NCKH Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam, 2004 Tăng Đức Thắng (2002) “Nghiên cứu hệ thống thủy lợi chịu nhiều nguồn nước tác động – Ví dụ ứng dụng cho Đồng sông Cửu Long Đông Nam bộ” Luận án Tiến sỹ Tăng Đức Thắng (2005), “Ứng dụng toán lan truyền khối nước lưu cữu nâng cao chất lượng thiết kế vận hành hiệu hệ thống sông kênh hệ thống thủy lợi” Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển nơng thơn Số 15/2005 10 Tăng Đức Thắng (2005) “Một phương pháp nghiên cứu nước lưu cữu hệ thống sông kênh”, Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển nơng thơn, Số 16/2005 11 MIKE11 – Uses’ Guide 12 Steven Chapra, “Surface water quality modelling” Mac.GrawHill 13 Nguyen An Nien and Tang Duc Thang (2000) Computation of components of different derivative flood water in Mekong Data Proc of International European – Asian Workshop ECOSYSTEM&FLOOD 2000, Hanoi, Vietnam 14 Nguyen An Nien, Tang Duc Thang (2000) “Computation of Mass-Transmission by a Forced-Mixed Model (One Dimentional Problem)” International Coloquium in Mechanics Solid, Fluids and Structures and Interraction Nha trang, Vietnam 15 Nguyen An Nien and Tang Duc Thang (2005) Water Source components Computation, New Development and widering Application, Proc of International Symposium on Sustainable Development in the Mekong River Basin Ho Chi Minh City, 10/2005, Japan Science and Technology Người phản biện: GS.TS Lê Sâm 172 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM ... nước… II HỆ THỐNG THỦY LỢI VEN BIỂN: CÁC VẤN ĐỀ KỸ THUẬT CẦN GIẢI QUYẾT II.1 Đặc điểm hệ thống nuôi trồng thủy sản ven biển Đặc điểm chung nguồn nước hệ thống nuôi trồng thủy sản ven biển: - Chịu... DỤNG CHO CÁC HỆ THỐNG NI TRỒNG THỦY SẢN Trên trình bày số vấn đề cần thiết phải xem xét thiết kế hệ thống nuôi trồng thủy sản Dưới đây, với mục đích minh họa, chúng tơi xin trình bày số ví dụ... đoạn quy hoạch, thiết kế vận hành hệ thống Các cơng cụ tính tốn hệ thống thủy lợi phục vụ nuôi trồng thủy sản (trong quy hoạch, thiết kế, vận hành) thường (1) Lý thuyết truyền thống, xem [12,13,18,19]