SƠ ĐỒ THỦY LỢI VÀ CHẾ ĐỘ CẤP THOÁT NƯỚC HỢP LÝ CHO MÔ HÌNH NUÔI TÔM THÂM CANH VÙNG VEN BIỂN BẮC BỘ

SƠ ĐỒ THỦY LỢI VÀ CHẾ ĐỘ CẤP THOÁT NƯỚC HỢP LÝ CHO MÔ HÌNH NUÔI TÔM THÂM CANH VÙNG VEN BIỂN BẮC BỘ

Bộ giáo dục v đo tạo bộ nông nghiệp & PTNT Viện khoa học thủy lợi ------------------- Mai Thế Hùng Sơ đồ thủy lợi v chế độ cấp thoát nớc hợp lý cho mô hình nuôi tôm thâm canh vùng ven biển bắc bộ Chuyên ngành: Quy hoạch và quản lý tài nguyên nớc Mã số: 62 62 3001 Tóm tắt Luận án tiến sĩ kỹ thuật Hà Nội - 2008 Công trình đợc hoàn thành tại: Viện Khoa học Thủy lợi Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Ngời hớng dẫn khoa học: - PGS.TS. Nguyễn Quang Kim - PGS.TS. Nguyễn Văn Tỉnh Phản biện 1: GS.TS. Bùi Hiếu Trờng Đại học Thủy lợi Phản biện 2: GS.TS. Lê Sâm Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam Phản biện 3: TS. Lê Xân Viện nghiên cứu nuôi trồng Thủy sản 1 Luận án sẽ đợc bảo vệ trớc hội đồng chấm luận án cấp nhà nớc họp tại: Viện Khoa học Thủy lợi 171 Tây Sơn, Đống Đa, Hà Nội Vào hồi . giờ ngày tháng năm 2008 Có thể tìm hiểu luận án tại Th viện Quốc gia và Th viện Viện Khoa học Thủy lợi Danh mục các công trình đ công bố của tác giả có liên quan đến nội dung luận án 1. Mô hình nuôi tôm công nghiệp vùng ven biển Bắc Bộ: Yêu cầu công nghệ và các thông số kỹ thuật. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, số 5/2001. 2. Phơng pháp tính toán khẩu độ cống lấy nớc đầu mối vùng nuôi tôm công nghiệp ven biển Bắc Bộ. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, số 9/2004. 3. Tính toán cống lấy nớc đầu mối cho khu nuôi tôm thâm canh vùng ven biển. Tạp chí Khoa học Công nghệ Thủy lợi - Viện Khoa học Thủy lợi, số 3, 12/2004. 4. Hệ thống côngtrình thủy lợi nuôi tôm sú trên vùng đất cát ven biển miền Trung. Tạp chí Khoa học Công nghệ Thủy lợi - Viện Khoa học Thủy lợi, số 3, 12/2004, (đồng tác giả TS. Hà Lơng Thuần, ThS. Chu Minh Tiến). 1 Mở đầu 1. Tính cấp thiết của đề tài: Việt Nam là quốc gia ven biển vùng nhiệt đới, với trên 3000 km chiều dài bờ biển, có điều kiện tự nhiên thuận lợi để phát triển nuôi trồng thủy sản, đặc biệt là nuôi tôm. Những năm gần đây nghề nuôi tôm của nớc ta phát triển rất mạnh, diện tích và sản lợng không ngừng đợc nâng cao, mang lại nguồn thu nhập cao và giải quyết công ăn việc làm cho nhiều ngời lao động. Tuy nhiên hiện nay nghề nuôi tôm đang phải đối mặt với nhiều vấn đề nghiêm trọng nh dịch bệnh, ô nhiễm môi trờng, phá huỷ cảnh quan và các hệ sinh thái ven biển. Hệ thống thủy lợi cha đợc tính toán, thiết kế và xây dựng một cách hợp lý, dẫn đến không kiểm soát đợc việc cấp thoát nớc, dịch bệnh dễ lây lan, môi trờng nuôi bị ô nhiễm, tác động đến sự bền vững của nghề nuôi tôm. Từ thực tế trên đề tài Sơ đồ thủy lợi và chế độ cấp thoát nớc hợp lý cho mô hình nuôi tôm thâm canh vùng ven biển Bắc Bộ là rất cần thiết. 2. Mục tiêu nghiên cứu: - Đề xuất chế độ cấp thoát nớc và sơ đồ hệ thống thủy lợi hợp lý phục vụ nuôi tôm thâm canh vùng cao triều ven biển Bắc Bộ. - Đề xuất phơng pháp tính toán xác định quy mô công trình trong hệ thống thủy lợi phục vụ nuôi tôm thâm canh. 3. Nội dung nghiên cứu: - Nghiên cứu tổng quan các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nớc về các mô hình nuôi tôm, chế độ cấp thoát nớc và việc quy hoạch, thiết kế, xây dựng vận hành các sơ đồ thủy lợi phục vụ nuôi tôm thâm canh. 2 - Nghiên cứu thực nghiệm để thiết lập chế độ cấp thoát nớc hợp lý và sơ đồ thủy lợi hợp lý phục vụ nuôi tôm thâm canh vùng cao triều vùng ven biển Bắc Bộ. - Nghiên cứu ứng dụng và phát triển phần mềm hỗ trợ tính toán thủy lực phục vụ quy hoạch, thiết kế sơ đồ hệ thống thủy lợi phục vụ nuôi tôm thâm canh vùng cao triều và vùng triều ven biển. 4. Đối tợng nghiên cứu: Hệ thống thủy lợi phục vụ mô hình nuôi tôm thâm canh vùng cao triều và nuôi tôm vùng triều ven biển Bắc Bộ. 5. Phạm vi nghiên cứu: Phạm vi nghiên cứu của đề tài là vùng cao triều ở Yên Hng, Quảng Ninh và vùng triều các tỉnh, thành phố Hải Phòng, Thái Bình, Nam Định và Ninh Bình thuộc ven biển Bắc Bộ. 6. ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án: Chế độ cấp thoát nớc, sơ đồ hệ thống thủy lợi hợp lý và phơng pháp tính toán quy mô công trình đợc xác định dựa trên cơ sở phân tích lý thuyết và thực nghiệm để rút ra các chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật phục vụ công tác quy hoạch, thiết kế và quản lý khai thác hệ thống thủy lợi nuôi tôm thâm canh vùng ven biển Bắc Bộ thể hiện rõ ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án. 7. Cấu trúc luận án: Luận án bao gồm phần mở đầu, phần kết luận và 4 chơng: Chơng 1- Tổng quan về nuôi tôm nớc lợ và tình hình nghiên cứu thủy lợi phục vụ nuôi tôm; Chơng 2- Phơng pháp nghiên cứu; Chơng 3- Kết quả nghiên cứu về chế độ cấp thoát nớc và sơ đồ hệ thống thủy lợi hợp lý phục vụ nuôi tôm thâm canh vùng cao triều ven biển Bắc Bộ; Chơng 4- ứng dụng và phát triển phần mềm hỗ trợ thiết kế sơ đồ thủy lợi hợp lý phục vụ nuôi tôm vùng triều ven biển Bắc Bộ. 3 ch-ơng I tổng quan về nuôi tôm nớc lợ v tình hình nghiên cứu về thủy lợi phục vụ nuôi tôm 1.2. Tình hình nuôi tôm trên thế giới Hiện nay trên thế giới có hai khu vực nuôi tôm lớn là Đông bán cầu gồm các nớc Nam á, Đông Nam á, Đông á và Tây bán cầu gồm các nớc thuộc châu Mỹ La tinh. Sản lợng tôm nuôi đã gia tăng với tốc độ rất nhanh, trung bình 20-30%/năm. Khoảng 86% sản lợng tôm nuôi toàn cầu đến từ các nớc Châu á. Các nớc nuôi tôm lớn nhất thế giới hiện nay là Trung Quốc, Thái Lan, Inđônêxia, Việt Nam và ấn Độ, bảng 1-2. Bảng 1.2: Sản lợng tôm nuôi của một số nớc châu á (tấn) Năm Nớc 2000 2002 2003 2004 2005 2006 Trung Quốc 218.000 325.000 390.000 450.000 624.000 810.000 Thái Lan 250.000 160.000 280.000 325.000 380.000 520.000 Việt Nam 105.000 193.973 244.000 290.000 320.200 355.000 Inđônêxia 143.000 262.000 262.000 242.000 300.000 327.000 ấn Độ 90.000 127.000 157.000 126.000 143.000 152.000 Nghề nuôi tôm trên thế giới đã đạt đợc những thành tựu to lớn, góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế ở nhiều nớc, đặc biệt là ở châu á. Nhng đi kèm với sự phát triển này là những vấn đề đang đợc đặt ra nh nạn ô nhiễm môi trờng, phá hủy rừng ngập mặn, mặn hoá đất đất canh tác, dịch bệnh tôm bùng nổ trên diện rộng gây thiệt hại lớn cho ngời nuôi. 1.2. Tình hình nuôi tôm ở Việt Nam: Nghề nuôi tôm nớc lợ ở nớc ta thực sự phát triển mạnh mẽ vào cuối những năm 1980. Diện tích nuôi tôm đã gia tăng nhanh 4 chóng từ 50.000 ha năm 1985 lên 633.000 ha vào năm 2006. Hầu hết diện tích là nuôi quảng canh, mới chỉ có 15.543 ha nuôi thâm canh chiếm 2,84% và 20.116 ha nuôi bán thâm canh chiếm 3,67% diện tích nuôi tôm cả nớc. Năng suất nuôi bình quân còn thấp so với thế giới, năng suất tăng từ 250kg/ha năm 1995 lên 560kg/ha năm 2006. Bảng 1.3: Diễn biến diện tích, sản lợng tôm nuôi Việt nam Năm 1990 1995 2000 2002 2003 2004 2005 2006 Diện tích(ha) 188.000 217.000 259.686 478.960 546.757 596.797 604.479 633.000 S. lợng (T) 74.000 89.820 103.845 193.973 244.000 290.000 330.000 355.000 1.3. Khái niệm về vùng triều và các phơng thức nuôi tôm 1.3.1. Khái niệm vùng triều: Vùng triều là vùng ven biển chịu tác động của thủy triều, đợc chia thành 3 vùng nhỏ gồm: vùng cao triều, vùng trung triều và vùng hạ triều. 1.3.2. Các phơng thức nuôi tôm: Hiện nay trên thế giới đang tồn tại các phơng thức nuôi chính sau: nuôi quảng canh hay nuôi truyền thống, nuôi quảng canh cải tiến, nuôi bán thâm canh, nuôi thâm canh và nuôi siêu thâm canh. 1.4. Tình hình nghiên cứu thủy lợi phục vụ nuôi tôm I.4.1. Những nghiên cứu ngoài nớc Những nghiên cứu liên quan đến việc lựa chọn vị trí vùng nuôi: Các tổ chức World Bank, NACA (Network of Aquaculture Centres in Asia-Pacific), FAO, WWF (World Wildlife Fun), UNEP (United Nations Environment Programme) đã đa ra các nguyên tắc về việc lựa chọn vị trí vùng nuôi tôm. Nguyên tắc chung là đặt các trại nuôi tôm tại những vị trí phù hợp về môi trờng, tuân theo quy hoạch và khuôn khổ luật pháp quốc gia. 5 Tập đoàn AquaSol, Inc khẳng định ba yếu tố đặc trng quan trọng nhất của việc lựa chọn vị trí tốt là chất lợng nớc, chất lợng đất và địa hình tại khu vực. Theo H.Kongkeo (NACA-1997) có khoảng 61% diện tích ao nuôi thâm canh ở Thái Lan và 54% ở Đài Loan đợc đặt ở vùng trên triều. Những nghiên cứu liên quan đến khai thác nguồn nớc, quy hoạch bố trí hệ thống công trình cấp, thoát nớc: Theo World Bank, NACA, FAO, WWF và UNEP các trại nuôi tôm cần tuân thủ các nguyên tắc sau trong quản lý nớc: Không sử dụng nớc ngọt từ nớc ngầm để điều khiển độ mặn; sử dụng nớc có hiệu quả thông qua việc hạn chế thay nớc ao nuôi, giảm tới mức thấp nhất việc xả nớc thải và bùn lắng ra môi trờng, tuân thủ luật lệ của nhà nớc và các hớng dẫn về dùng nớc và thải nớc. Siri Tookwinas và Dhana Yingcharoen (1989) giới thiệu hệ thống cấp thoát nớc biển cho nuôi tôm thâm canh vùng duyên hải - SIS, là thử nghiệm đầu tiên để ngăn chặn sự suy thoái môi trờng vùng ven biển. Trại nuôi tôm Petchburi C.P đã dùng hệ thống nớc tuần hoàn khép kín cho kết quả tốt trong phòng chống dịch bệnh tôm. Những nghiên cứu liên quan đến thiết kế, tính toán quy mô kích thớc công trình trong hệ thống: NACA, FAO, WWF và UNEP đề nghị: Thiết kế các đê bao, kênh và công trình hạ tầng cơ sở không gây bất lợi tới điều kiện thủy lực, tách biệt điểm thải nớc ra xa kênh cấp để giảm ô nhiễm nguồn nớc và duy trì an toàn hệ sinh thái, giữ gìn sự đa dạng sinh học và khuyến khích tái thiết lập môi trờng tự nhiên trong thiết kế trại nuôi. Theo P. Kungvankij và T.E. Chua ao hình chữ nhật và vuông là thích hợp cho nuôi tôm, kích cỡ ao nuôi: 0,25-1,0 ha cho ao nuôi 6 thâm canh; 0,5-2,0 ha cho ao nuôi bán thâm canh. Chiều sâu nớc tối thiểu phải đạt là 1,0m. Những nghiên cứu liên quan đến tác động môi trờng của nuôi tôm, ô nhiễm và biện pháp xử lý ô nhiễm: Theo Donald J. Macintosh lĩnh vực nuôi trồng thủy sản chịu trách nhiệm về sự phá hủy môi trờng sống của rừng ngập mặn, ô nhiễm vùng ven biển. Sự suy giảm và phá hủy rừng ngập mặn đã làm hại đến hệ sinh thái ven biển và tạo ra sự thiếu hụt tài nguyên. Nhận xét: - Các tiêu chí, nguyên tắc để lựa chọn vị trí vùng nuôi trồng thủy sản nớc lợ đã đợc đề cập tơng đối chi tiết và đầy đủ. Một số dạng sơ đồ hệ thống công trình cấp thoát nớc cho khu nuôi tôm thâm canh hoạt động có hiệu quả đã đợc giới thiệu. - Quy cách và kích thớc cơ bản của các công trình trong hệ thống nuôi tôm nh ao, bờ, kênh mơng, cống cấp, thoát nớc cũng đợc đề cập đến trong các báo cáo kết quả nghiên cứu. Tồn tại: - Rất ít tài liệu nêu phơng pháp tính toán cụ thể trong việc quy hoạch bố trí và thiết kế hệ thống công trình. - Cha đề cập chế độ thủy lực không ổn định trong hệ thống. - Các tài liệu trên mới đề cập đến nguyên tắc trong khai thác, sử dụng nớc ngọt, cha chú ý đến vấn đề bố trí, quản lý hệ thống. I.4.2. Những nghiên cứu trong nớc Lê Xân giới thiệu mô hình nuôi tôm bán thâm canh áp dụng cho khu vực ven biển từ Quảng Ninh, Hải Phòng đến Thừa Thiên Huế. Trờng Đại học Cần Thơ đã giới thiệu phơng pháp thiết kế và xây dựng ao nuôi cho các mô hình nuôi tôm nớc lợ từ quảng canh đến thâm canh ở vùng ven biển đồng bằng sông Cửu Long. 7 Hà Lơng Thuần (1999) đã xây dựng mô hình tính toán KOD.WQ để giải quyết bài toán về quan hệ giữa khẩu diện và chế độ đóng mở cống, đảm bảo điều kiện môi trờng cho các khu đầm nuôi trồng thủy sản tại các vùng quai đê lấn biển. Nguyễn Văn Tỉnh, Nguyễn Quang Kim, Mai Thế Hùng và cộng sự (2000-2001) đã nghiên cứu đề xuất mô hình tính toán thủy lợi phục vụ nuôi tôm công nghiệp vùng ven biển Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ. Nhận xét: Kết quả nghiên cứu về thủy lợi phục vụ nuôi tôm còn hạn chế và không theo kịp với tốc độ phát triển của nghề nuôi tôm trong những năm gần đây. Một số kiến nghị, đề xuất về dạng sơ đồ bố trí, phơng pháp tính toán xác định quy mô, kích thớc các công trình trong hệ thống thủy lợi nuôi tôm thâm canh là những kết quả bớc đầu, cần đợc tiếp tục nghiên cứu giải quyết một cách có hệ thống. Ch-ơng ii Phơng pháp nghiên cứu Các phơng pháp nghiên cứu đợc sử dụng gồm: Phơng pháp kế thừa, phơng pháp điều tra thu thập tài liệu, phơng pháp thống kê, phơng pháp chuyên gia và phơng pháp thực nghiệm, trong đó phơng pháp thực nghiệm là chính. Công cụ đợc sử dụng: ứng dụng và phát triển một số phần mềm tính toán thủy lực hệ thống thủy lợi nuôi tôm. 2.1. Phơng pháp thực nghiệm: 2.1.1. Địa điểm thực nghiệm: [...]... ọ t rạ Hình 3.21: Sơ đồ thủy lợi hợp lý nuôi tôm thâm canh vùng cao triều tại Yên Hng 17 3.2.3 Các tiêu chí cho sơ đồ thủy lợi hợp lý nuôi tôm thâm canh vùng cao triều đạt năng suất 10 tấn/ha-vụ: Bảng 3.15: Các tiêu chí sơ đồ thủy lợi hợp lý nuôi tôm thẻ chân trắng thâm canh vùng cao triều đạt năng suất 10 tấn/ha-vụ ở Yên Hng, Quảng Ninh TT Tên thành phần trong sơ đồ Đơn vị Giá trị 1 Hệ số cấp nớc... tôm, một số mô hình toán và phần mềm chuyên dụng đã đợc ứng dụng và phát triển trong luận án nh chơng trình VRSAP và các phần mềm tính toán thủy lực thông dụng (cống lấy nớc, kênh cấp , thoát nớc) 9 Ch-ơng iiI Kết quả nghiên cứu về chế độ cấp thoát nớc v sơ đồ thủy lợi hợp lý phục vụ nuôi tôm thâm canh vùng cao triều ven biển bắc bộ 3.1 Chế độ cấp thoát nớc hợp lý nuôi tôm thâm canh vùng cao triều... động lợng nớc cấp của các mô hình nuôi tôm TC khác ở trong nớc 28.000-43.000 m3/ha Tổng lợng nớc thoát cả vụ từ 14.300-19.600 m3/ha là phù hợp 3.2 Sơ đồ thủy lợi hợp lý phục vụ nuôi tôm thâm canh vùng cao triều tại Yên Hng, Quảng Ninh: 3.2.1 Yêu cầu đối với sơ đồ: - Phù hợp với quy hoạch phát triển NTTS của vùng - Chủ động cấp thoát nớc theo chế độ cấp thoát nớc hợp lý nuôi tôm thâm canh đạt năng suất... của chế độ cấp thoát nớc hợp lý nuôi tôm thâm canh đạt năng suất 10 tấn/ha-vụ mà nhiều sơ đồ thủy lợi nuôi tôm thâm canh khác cha đạt đợc - Không gây ô nhiễm môi trờng, sinh thái; các sơ đồ thủy lợi phục vụ nuôi tôm khác cha đạt đợc - Tỷ lệ diện tích ao nuôi 60% tổng diện tích, tỷ lệ diện tích ao chứa 25%, ao xử lý nớc thải 10% diện tích ao nuôi là phù hợp với các mô hình nuôi tôm thâm canh khác ở... hởng môi trờng của sơ đồ thủy lợi phục vụ nuôi tôm thâm canh vùng cao triều 2 Thực nghiệm đợc triển khai trong điều kiện cụ thể ở Yên HngQuảng Ninh, để khái quát và mở rộng ứng dụng cần có thêm các điểm thực nghiệm ở các điều kiện khác nhau kiến nghị 1 áp dụng chế độ cấp thoát nớc và sơ đồ thủy lợi hợp lý phục vụ nuôi tôm thâm canh cho các vùng có điều kiện tơng tự 2 Tiếp tục nghiên cứu chế độ cấp thoát. .. Tiếp tục nghiên cứu chế độ cấp thoát nớc và sơ đồ thủy lợi hợp lý phục vụ nuôi tôm thâm canh cho các vùng có điều kiện tự nhiên, sinh thái khác nhau, với các mô hình nuôi và giống tôm nuôi khác nhau 3 Có thể ứng dụng phần mềm TLT06 trợ giúp việc tính toán thủy lực để xác định quy mô công trình trong sơ đồ thủy lợi phục vụ nuôi tôm thâm canh vùng cao triều và vùng triều 25 Danh mục các công trình đ... và i; (2) Tính b khi biết Q, h, m, n, và i; và (3) Tính b và h khi biết Q, , m, n, và i 20 4.1.3 Mô đun VRSAP cải tiến: VRSAP cải tiến đợc sử dụng để tính toán và phân tích chế độ thủy lực không ổn định trong hệ thống thủy lợi vùng nuôi tôm 4.4 Ví dụ ứng dụng phần mềm TLT06 tính toán thủy lực sơ đồ thủy lợi nuôi tôm vùng triều Phần mềm TLT06 đợc ứng dụng để tính toán thủy lực sơ đồ thủy lợi nuôi tôm. .. 552,7 triệu đồng/ha phù hợp với giới hạn biến động của các dự án nuôi tôm thâm canh khác ở trong nớc 365-592 triệu đồng/ha Chế độ cấp thoát nớc và sơ đồ thủy lợi hợp lý nuôi tôm thâm canh rút ra từ nghiên cứu thực nghiệm tại Xí nghiệp nuôi tôm công nghiệp Tân An, Yên Hng, Quảng Ninh đợc chứng minh bằng kết quả nuôi tôm của đơn vị này trong các năm 2005-2007 Với thời vụ nuôi không đổi, mực nớc nuôi tăng... thoát nớc cho các ao nuôi tôm thâm canh Hệ số lu lợng của loại cống này là = 0,25 Những đóng góp mới của luận án 1 Xác định và lợng hóa đợc 11 tiêu chí chủ yếu cho chế độ cấp thoát nớc hợp lý nuôi tôm thẻ chân trắng thâm canh vùng cao triều đạt năng suất 10 tấn/ha-vụ 24 2 Xác định và lợng hóa đợc 22 tiêu chí chủ yếu cho sơ đồ thủy lợi hợp lý nuôi tôm thẻ chân trắng thâm canh vùng cao triều đạt năng... 1 Mô hình nuôi tôm công nghiệp vùng ven biển Bắc Bộ: Yêu cầu công nghệ và các thông số kỹ thuật Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, số 5/2001 2 Phơng pháp tính toán khẩu độ cống lấy nớc đầu mối vùng nuôi tôm công nghiệp ven biển Bắc Bộ Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, số 9/2004 3 Tính toán cống lấy nớc đầu mối cho khu nuôi tôm thâm canh vùng ven biển Tạp chí Khoa học Công nghệ Thủy