Sự lan truyền bện trên cá da trơn - cá tra

Trang 1

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

Trang 2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

LU Ậ N V Ă N TH Ạ C S Ĩ CÔNG NGH Ệ THÔNG TIN

Người hướng dẫn: Gs Alexis Drogoul

Ts Huỳnh Xuân Hiệp

Cần Thơ - 2009

Trang 3

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam ñoan luận văn này ñược hoàn thành trên kết quả nghiên cứu của tôi Các công việc nghiên cứu và nội dung thực hiện trong luận văn chưa từng ñược nộp

ñể lấy bằng cấp từ một trường nào; ngoại trừ phần lý thuyết và các kết quả từ các

công trình khác ñược ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo của luận văn

Cần Thơ, ngày 22 tháng 12 năm 2009

Ký tên

Lê Thị Diễm

Trang 4

LỜI CẢM ƠN

Trải qua hai năm học tập và làm việc, tôi ñã nhận ñược rất nhiều sự giúp ñỡ,

ñộng viên từ các Thầy Cô, gia ñình và bạn bè Để hoàn thành luận văn này, tôi xin

chân thành cảm ơn:

Gs Alexis Drogoul, Viện nghiên cứu phát triển - Cộng Hòa Pháp (IRD), ñã truyền ñạt những kiến thức cũng như kinh nghiệm quí báu về mô hình hóa và mô phỏng hướng tác tử Thầy ñã cung cấp tài liệu, tận tình hướng dẫn tôi trong từng bước xây dựng mô hình

Ts Huỳnh Xuân Hiệp, Giảng viên Khoa Công Nghệ Thông Tin và Truyền Thông

ñã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt thời gian tôi thực hiện luận văn này Thầy ñã

cung cấp cho tôi không những tài liệu, kiến thức khoa học, ñọc góp ý, chỉnh sửa báo cáo mà còn truyền ñạt những kinh nghiệm quí báu của Thầy trong nghiên cứu ñể giúp tôi trong quá trình thực hiện luận văn

Ts Lê Quyết Thắng, Trưởng Khoa Công Nghệ Thông Tin và Truyền Thông –

chủ nhiệm ñề tài cấp nhà nước "Nghiên cứu xây dựng các hệ thống thông tin hỗ trợ việc phòng chống dịch bệnh cây trồng và thủy sản cho vùng kinh tế trọng ñiểm" (mã

số: KC.01.15/06-10), ñã dành một chủ ñề trong ñề tài cho tôi nghiên cứu Thầy cũng ñã ñọc và có nhiều góp ý thiết thực giúp tôi hoàn thành báo cáo này

Ts Phạm Thanh Liêm, Ts Từ Thanh Dung và Cô Đặng Thụy Mai Thy, Giảng viên Khoa Thủy Sản, Trường Đại học Cần Thơ, ñã cung cấp, tư vấn nhiều kiến thức chuyên môn về Thủy sản, ñặc biệt các thông tin cá tra và bệnh trên cá tra

Các cán bộ và kỹ thuật viên tại sở Khuyến nông – Khuyến ngư, phòng nông nghiệp huyện Phú Tân, phòng nông nghiệp huyện Châu Phú, tỉnh An Giang ñã cung cấp thông tin về tình hình nuôi cá tra Tôi cũng xin cảm ơn các hộ nuôi cá tra tại huyện Phú Tân và huyện Châu Phú ñã trả lời phỏng vấn

Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn ñến Ban Chủ Nhiệm Khoa Khoa Học Tự Nhiên, Thầy Cô Khoa Công Nghệ Thông Tin và Truyền Thông, các ñồng nghiệp trong Bộ Môn Tin Học, các bạn trong nhóm mô phỏng: Hồ Văn Tú, Trương Thị Thanh Tuyền, Phan Huy Cường và gia ñình ñã tạo ñiều kiện, ñộng viên và giúp ñỡ tôi rất nhiều ñể vượt qua những lúc gặp khó khăn trong quá trình học tập và làm việc

Học viên Lê Thị Diễm, MSHV 250706

Lớp Cao học Hệ thống thông tin K14

Trang 5

MỤC LỤC

- -

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN iii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC HÌNH v

DANH MỤC BẢNG vii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT viii

ABSTRACT ix

TÓM TẮT x

Chương 1: GIỚI THIỆU 1

1.1 Mở ñầu 1

1.1.1 Đặt vấn ñề 1

1.1.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

1.1.3 Ý nghĩa thực tiển của ñề tài nghiên cứu 4

1.1.4 Phương pháp nghiên cứu 4

1.2 Các vấn ñề liên quan 4

1.3 Các nội dung chính 5

Chương 2: MÔ PHỎNG ĐA TÁC TỬ 7

2.1 Mô hình hóa (modeling) 7

2.1.1 Phân loại mô hình 7

2.1.2 Mô hình và mô hình hóa 8

2.2 Mô phỏng (simulation) 11

2.2.1 Khái niệm về mô phỏng 11

2.2.2 Môi trường (environment) 12

2.2.3 Tác tử (agent) 12

2.2.4 Hệ ña tác tử, mô phỏng hướng ña tác tử 12

2.3 Hệ nền GAMA (GAMA platform) 13

2.3.1 Giới thiệu GAMA 13

2.3.2 Ngôn ngữ GAML 14

2.4 Mô hình ngăn (compartment model) 15

Chương 3: MÔ HÌNH CÁ TRA 17

3.1 Mô hình sinh trưởng của cá tra 17

3.1.1 Đặc ñiểm sinh học của cá tra 17

Trang 6

3.1.2 Mô hình sinh trưởng 17

3.1.3 Các mô hình nuôi cá 18

3.2 Bệnh cá 21

3.2.1 Khái niệm bệnh cá 21

3.2.2 Vấn ñề lan truyền bệnh 23

3.2.3 Bệnh gan thận mủ 24

Chương 4: XÂY DỰNG MÔ HÌNH LAN TRUYỀN BỆNH TRÊN CÁ TRA 26

4.1 Khảo sát thu thập số liệu 26

4.2 Mô hình lan truyền diện rộng 27

4.2.1 Môi trường 27

4.2.2 Tác tử (agent) 32

4.2.2.1 Tác tử "nước" (water) 32

4.2.2.2 Tác tử "ao" (pond) 33

4.2.2.3 Tác tử "cá tra" (catfish) 38

4.2.3 Mô hình quan hệ giữa các tác tử 39

4.2.4 Mô hình lan truyền bệnh diện rộng 41

4.3 Mô hình lan truyền bệnh diện hẹp 48

4.3.1 Các thành phần trong mô hình 48

4.3.2 Mô hình lan truyền bệnh trong ao nuôi 50

Chương 5: MÔ PHỎNG SỰ LAN TRUYỀN DỊCH BỆNH 52

5.1 Giới thiệu gói mô phỏng lan truyền bệnh gan thận mủ trên cá tra 52

5.2 Mô phỏng sự lan truyền dịch bệnh theo nguồn nước trên sông 54

5.2.1 Mô phỏng nước chảy trên sông 55

5.2.2 Mô phỏng sự lan truyền bệnh từ sông vào ao nuôi và ngược lại 57

5.2.3 Mô phỏng sự lan truyền bệnh từ ao sang ao 59

5.3 Mô phỏng sự lan truyền dịch bệnh trong một ao 60

Chương 6: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 62

6.1 Chọn kịch bản mô phỏng 62

6.2 Kịch bản 1: Mô phỏng sự lan truyền dịch bệnh trên diện rộng 62

6.3 Kịch bản 2: Mô phỏng sự lan truyền dịch bệnh trong ao 71

Chương 7: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 79

7.1 Kết quả ñạt ñược 79

7.2 Đề nghị 80

TÀI LIỆU THAM KHẢO 81

PHỤ LỤC 83

Trang 7

DANH MỤC HÌNH

- -

Hình 1.1: Biểu ñồ thống kê tình hình nuôi trồng thủy sản tại ĐBSCL[2] 1

Hình 1.2: Minh họa tóm tắt các ñối tượng cần nghiên cứu 3

Hình 2.1: Sơ ñồ phân loại mô hình 7

Hình 2.2: Meta-model hướng tác tử ñược biểu diễn bằng UML[16] 9

Hình 2.3: Minh họa tóm tắt về mô hình [13] 10

Hình 2.4: Biểu diễn một mô hình hướng tác tử [16] 13

Hình 2.6: Cấu trúc của một tập tin GAML 15

Hình 2.7: Mô hình ñơn giản một ngăn 16

Hình 2.8: Mô hình ña ngăn 16

Hình 2.9: Mô hình ña ngăn thể hiện qua các ô nước 16

Hình 3.1: Mô hình sinh trưởng của cá tra 17

Hình 3.2: Các mô hình nuôi cá tra 18

Hình 3.3: Sơ ñồ tổng hợp các yếu tố ảnh hưởng ñến ao nuôi 20

Hình 3.5: Các nguyên nhân gây bệnh ở ĐBSCL 22

Hình 3.7: Các con ñường lan truyền bệnh truyền nhiễm 23

Hình 3.8: Các thời kỳ phát triển của bệnh 24

Hình 4.1: Bản ñồ hành chính của huyện Phú Tân 29

Hình 4.2: Môi trường cho mô hình 30

Hình 4.3: Các loại cửa ao 33

Hình 4.4: Sơ ñồ phân loại ao nuôi 34

Hình 4.5: Sơ ñồ kế thừa giữa các loại ao 35

Hình 4.6: Sự phân hóa vi khuẩn trong ao 35

Hình 4.7: Sơ ñồ mô tả quá trình chuyển trạng thái ao nuôi 37

Hình 4.8: Sơ ñồ mô tả quá trình chuyển trạng thái của tác tử cá 39

Hình 4.9: Sơ ñồ kế thừa giữa các tác tử 40

Hình 4.10: Mô hình tương tác giữa các tác tử .40

Hình 4.12: Sơ ñồ nước truyền ñi theo luật 1 42

Hình 4.13: Sơ ñồ nước nhận vào theo luật 2 42

Hình 4.14: Ô nước hướng 0 và các vị trí lân cận 43

Hình 4.15: Ô nước hướng 1 và các vị trí lân cận 44

Hình 4.16: Mô hình nước lan truyền trên sông 47

Hình 4.17: Mô hình lan truyền bệnh trên diện rộng 48

Trang 8

Hình 4.18: Mô hình lan truyền trong ao nuôi 50

Hình 5.1: Sơ ñồ hệ thống mô phỏng lan truyền bệnh 52

Hình 5.2: Form xác ñịnh trạng thái ao ban ñầu 53

Hình 5.3: Mô hình mô phỏng thể hiện trong GAML 54

Hình 5.4: Lưu ñồ mô tả sự lan truyền bệnh trên diện rộng 55

Hình 5.6: Lưu ñồ mô tả sự lan truyền bệnh từ sông vào ao và ngược lại 57

Hình 5.7: Lưu ñồ mô tả sự lan truyền bệnh trong ao 60

Hình 6.1: Mô hình khởi tạo và một số tham số ñầu vào cho hệ thống 63

Hình 6.2: Hệ thống sau vài bước thực hiện 65

Hình 6.3: Kết quả lan truyền sau hơn 3 ngày 66

Hình 6.4: Kết quả lan truyền bệnh sau hơn bốn ngày 67

Hình 6.5: Tình hình lan truyền bệnh sau sáu ngày 68

Hình 6.6: Đồ thị biểu diễn sự biến ñổi theo thời gian của tổng diện tích ao theo trạng thái 68

Hình 6.7: Thống kê tổng diện tích theo trạng thái sau vài bước 69

Hình 6.8: Thống kê tổng diện tích theo trạng thái sau sáu ngày 70

Hình 6.9: Ảnh hưởng của thuốc trong lan truyền bệnh 71

Hình 6.10: Mô hình ao nuôi ñã bị nhiễm bệnh 72

Hình 6.11: Biểu ñồ thống kế số lượng cá theo trạng thái ở bước ñầu 73

Hình 6.12: Tình hình lan truyền bệnh sau hơn nửa ngày 74

Hình 6.13: Biểu ñồ thống kế số lượng cá theo trạng thái sau nửa ngày nhiễm bệnh 74

Hình 6.14: Tình hình lan truyền bệnh sau hơn hai ngày 75

Hình 6.15: Biểu ñồ thống kế số lượng cá theo trạng thái sau hai ngày nhiễm bệnh75 Hình 6.16: Tác dụng của thuốc ñến sự lan truyền dịch bệnh 76

Hình 6.17: Biểu ñồ thống kế số lượng cá theo trạng thái khi dùng thuốc 76

Hình 6.18: Ao cá xảy ra dịch bệnh 77

Hình 6.19: Tình hình lan truyền bệnh sau hai ngày có dùng thuốc 78

Trang 9

DANH MỤC BẢNG

- -

Bảng 3.1: Bảng mô tả về bệnh gan thận mủ 25

Bảng 4.1: Bảng màu mô tả các thành phần của môi trường 30

Bảng 4.2: Bảng mô tả màu minh họa cho trạng thái của tác tử 31

Bảng 6.1: Bảng màu biểu diễn trạng thái ao 64

Bảng 6.2: Thống kê diện tích ao theo trạng thái sau vài bước 69

Bảng 6.3: Thống kê diện tích ao theo trạng thái sau 6 ngày 70

Trang 10

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

- -

ABM Agent - Based Modeling BOD Nhu cầu oxy hóa sinh học hay nhu cầu oxy sinh học

(Biochemical hay Biological)/ BOD5 ở 200C

DO Ôxi hòa tan (Dissolved oxygen) E.ictaluri Edwardsiella ictaluri

GAMA GIS & Agent-based Modelling Architecture GAML GAMA Modeling Language

GIS Geographic Information Systems UML Unified Modeling Language

ĐBSCL Đồng bằng sông Cửu Long ĐVTS Động vật thủy sản

Trang 11

ABSTRACT

Modeling theory and agent-based simulation are applied in this thesis to build a model simulating how the propagation of catfish diseases works under physical, chemical, and bacterial conditions of fishponds and water flow in some areas in Mekong Delta, Vietnam In particular, the model is built focusing on the disease of white spots on the internal organs of catfish in Phu Tan district, An Giang province The model helps us to observe how environmental conditions affect the way the pathogen (bacteria) propagate along the river, from the river to fishponds and vice versa by adjusting the input arguments We are also able to monitor how the disease propagates among individual fish in a single fishpond The objective is to predict the infectious or healthy state of fishponds The model's input arguments such as originally infectious state, temperature, pH value, and so on can be adjusted, i.e different environmental conditions, to obtain different results

Trang 12

TÓM TẮT

Đề tài ứng dụng lý thuyết mô hình hóa và mô phỏng ña tác tử ñể xây dựng một

mô hình lan truyền bệnh trên cá da trơn theo dòng nước trong những ñiều kiện thủy

lý, thủy hóa và vi sinh của môi trường nuôi tại một số vùng ở ñồng bằng sông Cửu Long Cụ thể mô hình ñược thí ñiểm với bệnh gan thận mủ (white spots on the internal organs) trên cá tra tại huyện Phú Tân, tỉnh An Giang Trong mô hình này chúng ta có thể quan sát quá trình bệnh (vi khuẩn) lan truyền trên sông, bệnh lan truyền từ sông vào ao và ngược lại dưới tác ñộng của các ñiều kiện môi trường thông qua các tham số ñầu vào Mục tiêu ñề tài nhằm dự báo tình trạng nhiễm bệnh

và khỏi bệnh của các ao nuôi Đồng thời chúng ta cũng quan sát ñược sự lan truyền bệnh trong phạm vi một ao, bệnh lan truyền từ mầm bệnh sang các cá thể cá, sự lan truyền bệnh giữa các cá thể cá trong ao Các tham số ñầu vào (tình trạng nhiễm bệnh ban ñầu, nhiệt ñộ, ñộ pH, …) của mô hình có thể thay ñổi ñể nhận ñược những kết quả thực thi khác nhau của mô hình trong từng ñiều kiện môi trường

Trang 13

Chương 1: GIỚI THIỆU

1.1 Mở ñầu

1.1.1 Đặ t vấn ñề

Ngày nay, công nghệ thông tin ñang là một công cụ hỗ trợ hiệu quả cho xã hội trong mọi lĩnh vực từ giáo dục, kinh tế, xã hội, ñến sản xuất nông nghiệp Người nông dân ñang ngày càng quan tâm hơn việc ứng dụng công nghệ thông tin vào trong sản xuất hướng ñến mục ñích tăng hiệu quả kinh tế Tuy nhiên mức ñộ ứng dụng tin học vào trong nghề nuôi trồng thủy sản thì còn hạn chế, chưa ñáp ứng ñược

ứng ñược yêu cầu phát triển bùng nổ trên thực tế

Thống kê sản lượng thủy sản nuôi trồng tại ĐBSCL

Hình 1.1: Biểu ñồ thống kê tình hình nuôi trồng thủy sản tại ĐBSCL[2]

Trang 14

Theo niên giám thống kê năm 2008 của cục thống kê về tình hình nuơi trồng thủy sản tại ĐBSCL trên biểu đồ hình 1.1, chúng ta sẽ thấy rõ sự gia tăng về sản lượng nuơi trồng thủy sản theo năm, khơng cĩ năm nào giảm xuống, đặc biệt từ 2006 đến

2008, cĩ sự gia tăng vượt bậc Song song với sự phát triển nĩi chung về nghề nuơi trồng thủy sản thì nghề nuơi cá cũng tăng theo từng năm Lồi cá được nuơi phổ biến ở ĐBSCL là cá tra

Tuy nhiên tình trạng nuơi cá tra khơng theo qui hoạch, khơng tuân thủ qui trình khoa học về nuơi cá, khơng chăm sĩc quản lý tốt trong quá trình nuơi đã dẫn đến tình trạng dịch bệnh xảy ra rất phổ biến

Cĩ thể ứng dụng cơng nghệ thơng tin để hỗ trợ nơng dân nuơi cá tra trong cảnh báo phịng chống dịch bệnh khơng? Đây là câu hỏi được các chuyên gia quan tâm

Để cĩ thể đưa ra những quyết định hỗ trợ phù hợp nhằm nâng cao hiệu quả kinh

tế trong nuơi cá tra cơng nghiệp, các chuyên gia cần cĩ được những thơng tin liên quan đến dịch bệnh như nguy cơ về vi khuẩn tiềm ẩn trong ao nuơi, quá trình phát sinh bệnh, tình hình lan truyền dịch bệnh, ảnh hưởng của các điều kiện mơi trường, trên diện rộng (một huyện/ tỉnh) cũng như ở diện hẹp (trong một ao) một cách trực quan

Xuất phát từ thực tế đĩ, việc ứng dụng cơng nghệ thơng tin vào quá trình nuơi cá tra thâm canh thơng qua việc xây dựng được mơ hình mơ phỏng sự lan truyền bệnh trên cá tra theo các chỉ tiêu thủy lý, thủy hĩa và vi sinh của mơi trường là một vấn

đề thiết thực Đặc biệt là thí điểm với bệnh gan thận mủ vì đây là một bệnh phổ biến

và gây thiệt hại nghiêm trọng hiện nay Vì chỉ cĩ mơ hình hĩa và mơ phỏng chúng

ta mới cĩ thể kiểm tra, thử nghiệm hệ thống thực của chúng ta, từ đĩ nắm bắt được

cơ chế, qui luật lan truyền bệnh, đây là thơng tin quan trọng để cĩ thể dự đốn, cảnh báo khi cần thiết và nĩ đáp ứng một phần yêu cầu hỗ trợ cho người nơng dân hiện nay là làm thế nào để quá trình sản xuất cá tra cĩ khoa học: quản lý tốt quá trình nuơi, dự đốn được dịch bệnh, biết được cơ chế lan truyền bệnh để cĩ thể điều trị kịp thời trong quá trình nuơi cá giúp tăng năng suất và chất lượng cá tra nuơi Nếu thực hiện tốt được quá trình này thì giúp giảm rất nhiều chi phí (do giảm thiệt hại vì dịch bệnh)

Đây là một vấn đề mới và thực sự cĩ ý nghĩa trong thời kỳ hiện nay khi tốc độ

nuơi cá tra tại các tỉnh ĐBSCL đang tăng từng năm Hơn nữa, đây là một trong nhiều nhánh của đề tài cấp nhà nước "Nghiên cứu xây dựng các hệ thống thơng tin

hỗ trợ việc phịng chống dịch bệnh cây trồng và thuỷ sản cho vùng kinh tế trọng điểm" của Ts Lê Quyết Thắng (Đề tài "Nghiên cứu xây dựng các hệ thống thơng tin

Trang 15

hỗ trợ việc phòng chống dịch bệnh cây trồng và thuỷ sản cho vùng kinh tế trọng

ñiểm" chia làm nhiều giai ñoạn: thiết kế xây dựng cơ sở dữ liệu cho hệ thống, xây

dựng hệ chuyên gia hỗ trợ, xây dựng cổng thông tin, mô phỏng, dự báo, )

1.1.2 Đố i tượng và phạm vi nghiên cứu

Đề tài nghiên cứu về lý thuyết mô hình hóa và mô phỏng hướng ña tác tử Đồng

thời ñề tài cũng nghiên cứu về các thông tin liên quan ñến cá tra và nghề nuôi cá tra tại các tỉnh ñồng bằng sông Cửu Long nói chung và một số huyện thí ñiểm của Tỉnh

An Giang nói riêng như: ñặc ñiểm sinh học của cá tra, các hình thức nuôi cá tra hiện nay, các ñiều kiện ảnh hưởng ñến chất lượng nước khi nuôi cá tra, các chỉ tiêu thủy

lý, thủy hóa, vi sinh; vấn ñề bệnh trên thủy sản nói chung và bệnh gan thận mủ trên

cá tra nói riêng

Ứng dụng lý thuyết mô hình hóa và mô phỏng ña tác tử, xây dựng mô hình lan

truyền bệnh gan thận mủ trên cá tra theo nguồn nước, thực hiện mô hình bằng ngôn ngữ GAML trên hệ nền GAMA

Hình 1.2 là minh họa tóm tắt về các ñối tượng cần nghiên cứu của ñề tài

Hình 1.2: Minh họa tóm tắt các ñối tượng cần nghiên cứu

Hình 1.2 cho ta cái nhìn tổng quát mô hình quan niệm về hệ thống của ñề tài Từ

hệ thống thực, áp dụng lý thuyết mô hình hóa ñể xây dựng một mô hình biểu diễn lại hệ thống thực ñã cho, khi mô hình ñã ổn ñịnh ta sẽ dùng một bộ mô phỏng thực

Mô phỏng

Mô hình hóa dựa trên ña tác tử

Hỗ trợ ra quyết ñịnh

Trang 16

thi mô hình ñể kiểm chứng các giả thuyết có phù hợp không Và cũng từ kết quả nhận ñược này có thể hỗ trợ ra quyết ñịnh Đây là mục tiêu của toàn hệ thống

1.1.3 Ý nghĩa thực tiển của ñề tài nghiên cứu

Sự thành công của ñề tài có thể góp phần hạn chế rủi ro và thiệt hại do dịch bệnh trong nghề nuôi cá tra thâm canh ở ĐBSCL và ñặc biệt tại một số huyện của Tỉnh

An Giang; tăng hiệu quả kinh tế trong nghề nuôi cá tra thâm canh Đây là một công

cụ thể hiện một cách trực quan vấn ñề lan truyền bệnh và dự báo bệnh

Đề tài cũng góp phần khẳng ñịnh vai trò ứng dựng mô hình hóa và mô phỏng

hướng tác tử vào trong thực tế Đây sẽ là một phương pháp hữu ích ñể phục vụ cho việc nghiên cứu, thử nghiệm, kiểm chứng các mô hình hệ thống thực; góp phần hỗ trợ ra quyết ñịnh

1.1.4 Phương pháp nghiên cứu

Vấn ñề ñược nghiên cứu dựa trên sự kết hợp cả ba phương pháp ñó là phương pháp nghiên cứu lý thuyết, phương pháp khảo sát thực tế và phương pháp thực nghiệm Nghiên cứu lý thuyết ñể tìm hiểu các thông tin liên quan ñến vấn ñề, hiểu vấn ñề một cách rõ ràng Khảo sát thực tế giúp kiểm tra lại phần lý thuyết, cũng như thu thập thêm các kiến thức chuyên gia, kinh nghiệm thực tế liên quan ñến vấn ñề Kết hợp kết quả nghiên cứu lý thuyết và khảo sát thực tế tìm ra giải pháp giải quyết vấn ñề một cách hiệu quả và dùng phương pháp thực nghiệm ñể xây dựng một hệ thống giải quyết yêu cầu ñã ñặt ra

1.2 Các vấn ñề liên quan

Mô hình hóa và mô phỏng ñang có một sự bùng nổ về ứng dụng trong thời gian gần ñây Tại hội thảo quốc tế về mô hình hóa và mô phỏng các hệ thống phức tạp diễn ra vào tháng 10 năm 2009, tổ chức tại Viện tin học pháp ngữ Hà Nội có rất nhiều báo cáo về mô phỏng từ những vấn ñề cổ ñiển cho ñến các vấn ñề liên quan

ñến thực tế hiện nay như: mô phỏng sự hình thành, lan truyền và sự ngập lụt do

sóng thần dựa trên bản ñồ số, mô hình hóa và mô phỏng sự phân tán trong quần thể (trứng, ấu trùng, cá) ở biển, mô hình hệ cột cát, qua ñây cho thấy mô hình hóa và

mô phỏng ngày càng ñược quan tâm

Nhờ sự phát triển của khoa học máy tính, của lĩnh vực trí tuệ nhân tạo cũng như

sự phức tạp trong các hệ thống thực, việc mô hình hóa và mô phỏng ñang ñi theo một khuynh hướng mới ñó là mô hình hóa và mô phỏng hướng tác tử (ABM), ñây

ñang là một cách tiếp cận có nhiều ưu ñiểm vượt trội vì nó mô tả hệ thống thực một

Trang 17

cách tự nhiên hơn Trong mô hình ABM người ta thêm vào những giao tiếp giữa các cá thể ở nhiều mức ñộ khác nhau

Vấn ñề nghiên cứu về cá da trơn nói chung và cá tra nói riêng ñã ñược các nhà nghiên cứu khoa học về thủy sản thực hiện trên nhiều khía cạnh như: nghiên cứu về

ñặc ñiểm sinh học, nghiên cứu về các kỹ thuật nuôi, nghiên cứu ñiều tra về tình hình

dịch bệnh, các loại bệnh, nguyên nhân và tác nhân gây bệnh, hay nghiên cứu về tính kháng thuốc của các vi khuẩn gây bệnh trên cá Đặc biệt là bệnh gan thận mủ trên cá tra ñược quan tâm nhiều vì bệnh này là một bệnh phổ biến gây thiệt hại lên

ñến 98% [18] cho người nuôi Có rất nhiều nhà nghiên cứu như Hawke (1979),

Waltman et al (1985) [18], Từ Thanh Dung (1994), Bùi Quang Tề, ñã thực hiện việc nghiên cứu liên quan ñến những vấn ñề chung về bệnh học thủy sản, về tác nhân gây bệnh, về ñiều kiện môi trường ảnh hưởng ñến việc nuôi trồng thủy sản,

và ñặc biệt về vi khuẩn Edwardsiella ictaluri (E.ictaluri), vi khuẩn gây bệnh gan thận mủ trên cá tra, như nghiên cứu về ñặc ñiểm sinh học, cơ chế lan truyền, cách

ñiều trị và ngăn ngừa

Tuy nhiên, việc nghiên cứu về vấn ñề lan truyền bệnh gan thận mủ giữa các ao nuôi theo dòng nước, theo sự di chuyển của sinh vật ăn ñộng vật thủy sản, hay sự lan truyền bệnh của quần thể cá trong một ao như thế nào thì chưa ñược quan tâm

Mô phỏng sự lan truyền dịch bệnh theo dòng nước trên cá da trơn (cụ thể là cá tra

và bệnh gan thận mủ) cũng là một vấn ñề chưa ñược thực hiện, ñây là một trong những vấn ñề ñược ñặt ra trong ñề tài nghiên cứu KC.01.15/06-10 ñã ñề cập phần trước và cũng là nội dung báo cáo của luận văn này

Tóm lại, mô hình hóa và mô phỏng ngày càng trở nên quan trọng trong khoa học máy tính cũng như trong ñời sống con người Khi có khó khăn nếu phải làm việc với hệ thống thực thì người ta thường xây dựng mô hình và tiến hành mô phỏng thử nghiệm trên mô hình ñã xây dựng Nếu mô hình xây dựng phản ánh ñược ñúng thực

tế thì kết quả mô phỏng ñược có thể sử dụng ñể hỗ trợ trong việc ra những quyết

ñịnh liên quan ñến hệ thống thực Đây chính là lý do cần thiết phải mô hình hóa và

mô phỏng hiện tượng lan truyền bệnh trên cá tra

1.3 Các nội dung chính

Bài báo cáo giới thiệu về các nội dung ñã nghiên cứu của ñề tài, báo cáo ñược chia làm bảy phần:

Trang 18

• Phần một: Trình bày lý do chọn ñề tài, mục ñích, ñối tượng và phạm vi nghiên cứu, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài nghiên cứu Đánh giá về các công việc liên quan ñến ñề tài

• Phần hai: Trình bày cơ sở lý thuyết về mô hình, mô hình hóa và mô phỏng hướng tác tử

• Phần ba: Trình bày các kiến thức liên quan ñến con cá tra, nghề nuôi cá tra và bệnh gan thận mủ trên cá tra

• Phần bốn: Ứng dụng cơ sở lý thuyết ñã trình bày ở phần hai và phần ba ñể xây dựng mô hình lan truyền bệnh gan thận mủ trên cá tra theo dòng nước

Mô tả các thành phần trong hệ thống: môi trường, tác tử, hành vi của các tác

tử, mối liên hệ của các tác tử

• Phần năm: Mô phỏng sự lan truyền bệnh với GAMA

• Phần sáu: Kết quả thực nghiệm trên mô hình ñã xây dựng: Lan truyền bệnh trên sông và lan truyền bệnh giữa các ao và trong ao

• Phần cuối: Đánh giá kết quả ñạt ñược và kiến nghị về hướng phát triển tiếp theo của ñề tài

Trang 19

Chương 2: MÔ PHỎNG ĐA TÁC TỬ

Trong hoạt ñộng xây dựng mô hình lan truyền bệnh, hai lý thuyết không thể thiếu

ñó là khái niệm về mô hình hóa và mô phỏng hướng tác tử Nhờ vào các khái niệm

này ta sẽ có một cái nhìn tổng quan về việc cần làm, xác ñịnh ñược các thành phần cùa hệ thống và cách ñể xác ñịnh như thế nào

2.1 Mô hình hóa (modeling)

2.1.1 Phân loại mô hình

Mô hình ñược phân loại theo sơ ñồ trong hình 2.1

Hình 2.1: Sơ ñồ phân loại mô hình

Mô hình toán học: thuộc loại mô hình trừu tượng Các thuộc tính của ñối tượng

ñược phản ánh bằng các biểu thức, phương trình toán học Mô hình toán ñược chia

Hệ thống

Thực nghiệm với hệ thống thực

Thực nghiệm với mô hình của hệ thống

Mô hình vật lý Mô hình toán

Mô hình giải tích Mô hình số

Mô phỏng

Trang 20

thành mô hình giải tích và mô hình số Mô hình giải tích ñược xây dựng bởi các biểu thức giải tích [4] Cụ thể là chúng ta xem vấn ñề với những ràng buộc như: tất

cả các cá thể của mỗi loài sẽ có cùng những thuộc tính ñại diện, những hành vi ñược

ước lượng trung bình hóa và ñược thể hiện bằng những biểu thức, các biểu thức này

nối với nhau bằng các luật Điểm lợi của mô hình giải tích là sự chắc chắn và mang tính ñặc trưng chung, cho kết quả rõ ràng, tổng quát (vì nó ước lượng hóa trên các tham số quan trọng), mà chủ yếu là có thể giải quyết vấn ñề theo cách tuần tự Tuy nhiên, sự ñồng nhất này cũng là giá phải trả cho sự ñơn giản ñến quá mức hệ thống thực, vì vậy kết quả giải quyết vấn ñề có thể không ñược gần với thực tế

Mô hình số: ñược xây dựng theo phương pháp số tức là bằng các chương trình

chạy trên các máy tính số Ngày nay, nhờ sự phát triển của kỹ thuật máy tính và kỹ thuật tin học, người ta ñã xây dựng ñược các mô hình số có thể mô phỏng ñược quá trình hoạt ñộng của các ñối tượng thực Những mô hình này gọi là mô hình mô phỏng Ưu ñiểm của mô hình mô phỏng là có thể mô tả các yếu tố ngẫu nhiên và tính phi tuyến của ñối tượng thực do ñó mô hình càng gần với ñối tượng thực[4]

2.1.2 Mô hình và mô hình hóa

Đị nh nghĩa về mô hình: Mô hình là một cấu trúc trừu tượng nó cho phép hiểu về

một hệ thống tham chiếu (reference system) hay còn gọi là hệ thống thực thông qua việc trả lời một vài câu hỏi liên quan ñến hệ thống Mô hình là sự biểu diễn lại một cách ñơn giản hóa của hệ thống tham chiếu, ñược xây dựng dựa trên một lý thuyết chung và ñược viết trong một ngôn ngữ khoa học và ngôn ngữ này ñược gọi là ngôn ngữ mô hình hóa Lý thuyết và ngôn ngữ mô hình hóa ñược mô tả trong siêu mô hình (meta-model)

Mô hình hóa: Là hoạt ñộng xây dựng mô hình của những nhà khoa học1 Việc xây dựng mô hình này là một trong hai thành phần chính của phương pháp khoa học, thành phần thứ hai ñó là phần thực nghiệm: các nhà khoa học trải qua một thời gian dài cho việc xây dựng, thử nghiệm, so sánh và ñiều chỉnh những mô hình

Hệ thống thực: Là một phần thế giới thực ñược chọn bởi các nhà khoa học Phần

thế giới thực này ñược biết ñến thông qua việc ño lường, quan sát hoặc qua thực nghiệm mà nó sản sinh ra dữ liệu Các dữ liệu này có thể khác nhau về số lượng, chất lượng và có thể ñến từ nhiều cấp ñộ tổ chức khác nhau của hệ thống thực

Trang 21

Ngôn ngữ mô hình hóa: Mỗi mô hình ñược diễn tả bằng một ngôn ngữ mô hình

hóa Ngôn ngữ này ñược chọn dựa vào nhiều yếu tố: truyền thống, cái gì là cái chúng ta quan tâm (tổng quát hóa, phân tích minh họa, )

Cùng một hệ thống tham chiếu, có thể biểu diễn bằng nhiều mô hình khác nhau

và ñược viết trong nhiều ngôn ngữ mô hình hóa khác nhau

Ngữ nghĩa và cú pháp của nó ñược xây dựng dựa trên những sự trừu tượng hóa

và mối quan hệ giữa những sự trừu tượng này, nó ñược diễn tả trong một meta-model

Meta-model: Ngôn ngữ mô tả mô hình Ngôn ngữ này biểu diễn những mô hình

ñộng mà một bộ mô phỏng có thể thông dịch Meta-model ñịnh nghĩa những khái

niệm (thành phần) trong việc mô hình hóa hệ thống tham chiếu, các ñặc ñiểm, các mối quan hệ tồn tại giữa những khái niệm ñộc lập của các kỹ thuật cài ñặt trong tin học ñược sử dụng bởi bộ mô phỏng

Có nhiều meta-model ñược sử dụng trong mô phỏng Để minh họa rõ ràng hơn, chúng ta tham khảo hình 2.2 là sự biểu diễn một cách ñơn giản meta-model hướng tác tử bằng UML

Hình 2.2: Meta-model hướng tác tử ñược biểu diễn bằng UML[16]

Hành ñộng

Nhận thức

Môi trường Các thuộc tính Các hành vi

Tương tác

Giao tiếp

Tác tử Các thuộc tính Các hành vi

1

*

Trang 22

Hệ thống thực của bài toán mô hình truyền bệnh chính là hệ thống nuôi cá tra ngoài thực tế Từ mục ñích của mô hình cần xây dựng, thông qua sự quan sát hệ thống nuôi cá chúng ta ñặt ra các câu hỏi cho hệ thống Tổng hợp sự quan sát và các câu trả lời ta sẽ xây dựng ñược một bản sao thu nhỏ của hệ thống thực Đây chính là việc mô hình hóa

Mô hình minh họa cho một lý thuyết nhưng nó không là một lý thuyết Tuy nhiên trong thực tế hai khái niệm này thường ñược dùng với cùng một ý nghĩa Mối quan

hệ giữa lý thuyết và mô hình là mối quan hệ giữa cái chung và cái riêng (ví dụ: các loài và các cá thể, các lớp và các thể hiện, ) Một lý thuyết thì biểu diễn những thuộc tính chung của một tập các hệ thống tham chiếu và mô hình là một thể hiện của một lý thuyết cho một hệ thống cụ thể

Hình 2.3: Minh họa tóm tắt về mô hình [13]

Chú ý: Không có một mô hình chung cho mọi hệ thống tham chiếu Cùng một hệ

thống có thể sinh ra nhiều câu hỏi khác nhau, và mỗi câu hỏi này liên quan tới một khía cạnh nào ñó cần quan tâm và mỗi câu hỏi có thể cho sinh ra những mô hình khác nhau ñược biểu diễn trong những ngôn ngữ khác nhau tùy thuộc vào lý thuyết

ñược chọn và những dữ liệu sẵn có

Một mô hình ñược gọi là tĩnh khi mô hình ñó biểu diễn lại một hệ thống tham chiếu mà không có sự biến ñổi theo thời gian Ngược lại, một mô hình ñược gọi là

ñộng khi nó có thể hiện sự thay ñổi theo thời gian trong sự biểu diễn của nó thông

qua một vài giả thuyết hoặc một vài luật

Hệ thống thực

Biểu diễn lại

Meta-model

Các khái niệm (concepts)

Lý thuyết

Ngôn ngữ

Mô hình

Trang 23

Mơ phỏng được xây dựng dựa trên mơ hình động

2.2 Mơ phỏng (simulation)

2.2.1 Khái niệm về mơ phỏng

Cụm từ "mơ phỏng" được sử dụng trong khoa học từ lâu trước khi thế hệ máy tính đầu tiên xuất hiện, với ý nghĩa là bắt chước một tiến trình bằng một tiến trình khác cĩ sự điều khiển Ngày nay, nhờ vào khả năng rất mạnh của hệ thống máy tính

mà cụm từ "mơ phỏng" cĩ nghĩa là mơ phỏng bằng máy tính

Mơ phỏng là một hoạt động theo một phương pháp và cĩ một mục đích xác định, với sự trợ giúp của một phương pháp thực nghiệm (được gọi là bộ mơ phỏng), người ta thực hiện một sự xáo trộn những dữ liệu đầu vào của một mơ hình động, thực thi nĩ và nhận những dữ liệu đầu ra để hiểu được những chức năng, đặc tính của mơ hình Tất cả những mơ hình được viết phải tơn trọng meta-model được liên kết với bộ mơ phỏng và phải cĩ ít nhất một tham số đầu vào để sẵn sàng thực hiện quá trình mơ phỏng [16]

- Hiểu biết, khám phá: Mơ phỏng cho phép hiểu chức năng của hệ thống thực bằng cách xem mơ hình như một bản sao thu nhỏ mà chúng ta cĩ thể nghiên cứu được một cách dễ dàng

- Hỗ trợ quyết định hay là một sự điều khiển mà nĩ tác động đến trạng thái thực của hệ thống tham chiếu

- Tiên đốn, dự báo những sự phát triển (thay đổi) cĩ thể của hệ thống thực (ứng dụng trong các trị chơi)

Bộ mơ phỏng (Simulator): là một chương trình tin học hay cịn gọi là một hệ nền (platform) cĩ khả năng thơng dịch những mơ hình động và được sử dụng để sinh ra những sự thay đổi (xáo trộn) mong muốn trên những mơ hình này

Trang 24

Mô hình thực thi (operational model): là mô hình ñộng ñược mô tả trong một ngôn ngữ tuân theo meta-model kết hợp với bộ mô phỏng và ngôn ngữ này có thể

ñược thông dịch trực tiếp hoặc ñược thực thi bởi bộ mô phỏng

2.2.2 Môi trường (environment)

Môi trường là nơi chứa các tác tử, các tài nguyên, là một phần thiết yếu của hệ ña tác tử Môi trường trong ABM phục vụ cho nhiều chức năng như nhận thức, di chuyển, ñịnh vị, và cung cấp một cấu trúc không gian ña hình

Môi trường có thể ñược ñịnh nghĩa như là tập hợp những thông tin mà các tác tử không mang ñược Môi trường có trường hợp ñược xem như một tập hợp các cấu trúc ràng buộc, hay có trường hợp môi trường ñược xem như nơi hỗ trợ nhận thức cho tác tử/ hay là nơi ñiều khiển những hoạt ñộng, cũng có khi môi trường là một tác tử ñộc lập

2.2.3 Tác tử (agent)

Tác tử là một chương trình, nằm trong một môi trường, nó có khả năng nhận

thức, giao tiếp và vận hành một cách ñộc lập ñể ñạt ñược mục tiêu của mình (Wooldridge, Jennings and Sycara, 1998)

2.2.4 Hệ ña tác tử, mô phỏng hướng ña tác tử

Mô hình hướng tác tử là một hệ thống bao gồm nhiều thực thể hay còn gọi là nhiều tác tử, những thực thể này phát triển trong cùng một môi trường, môi trường

ñược thiết kế như một thực thể ñặc biệt ñể các tác tử khác ñịnh vị trong ñó Những

tác tử ñược gán những thuộc tính, các hành vi và những khả năng nhận thức và giao tiếp Tập hợp những giá trị của các thuộc tính của một thể hiện của thực thể hình thành nên trạng thái của thực thể ñó Hợp của tập hợp các trạng thái của các thực thể hình thành nên trạng thái vi mô của hệ thống hay người ta còn gọi ñơn giản là trạng thái của hệ thống

Hành vi là những luật ñiều khiển sự thay ñổi trạng thái thông qua việc can thiệp vào các trạng thái của các tác tử mang những hành vi này, cũng như những trạng thái của những tác tử khác xuất hiện trong các sự kiện, hành ñộng, giao tiếp hay tương tác ñược mô tả trong các hành vi

Hình 2.4 mô tả tổng quan về một mô hình hướng ña tác tử gồm ñầy ñủ các thành phần ñã nêu: môi trường, tác tử, hành vi, sự giao tiếp,

Trang 25

Hình 2.4: Biểu diễn một mô hình hướng tác tử [16]

2.3 Hệ nền GAMA (GAMA platform)

2.3.1 Giới thiệu GAMA

Dự án GAMA [8] (GIS & Agent-based Modelling Architecture) hiện nay ñang

ñược phát triển tại phòng nghiên cứu MSI (Modélisation et Simulation Informatique

de systèmes complexes) và ñược tài trợ bởi IRD (Institut de Rechere pour le Développement) Dự án ñược sự hợp tác của nhiều

ñối tác: l'IFI, l'IRD, CIRAD, l'EDF, UMMISCO

Mục tiêu của dự án là thiết kế một hệ nền chung cho

mô hình hóa và mô phỏng hướng tác tử ñối với

- Dễ sử dụng như Netlogo, nhưng vẫn giữ tính

mở của Repast (về GIS, kế thừa, sử dụng lại, )

Môi trường

Hành dộng

Nhận thức

Giao tiếp

Thuộc tính của môi trường

Luật của môi trường

Thước ño của môi trường

Định

vị

Tác tử Các thuộc tính Hành vi 1 Hành vi

Hành vi n

Hình 2.5 Hệ nền GAMA

Trang 26

- Hiệu quả như Mason: hàng trăm hàng ngàn tác tử trên một máy tính

- Cho phép sử dụng ñồng thời nhiều môi trường và nhiều cấu trúc ñiều khiển Những yêu cầu chính mà GAMA có thể thực hiện ñược là:

- Có khả năng sử dụng những dữ liệu phức tạp GIS ñể làm môi trường cho các tác tử

- Có khả năng thực hiện với một số lượng lớn tác tử ñồng nhất hay không

- Đưa ra ñược một hệ nền cho những thực nghiệm ñiều khiển một cách tự ñộng

- Những người không phải chuyên tin học cũng có thể thiết kế một mô hình và giao tiếp với những tác tử trong quá trình mô phỏng

Bên cạnh những ñặc ñiểm trên, GAMA cũng ñưa ra:

- Một ngôn ngữ hoàn chỉnh dựa trên XML, ñó là ngôn ngữ GAML, phục vụ cho việc mô hình hóa những tác tử và môi trường

- Cung cấp một thư viện căn bản: như hành ñộng di chuyển của những tác tử, những sự giao tiếp, hình ảnh ñồ họa, và thư viện này có thể mở rộng ñược

- Một hệ thống ñồ thị mạnh và linh hoạt

- Một giao diện người dùng dựa trên hệ nền Eclipse

- Một tập hợp các công cụ hoàn chỉnh cho phép khám phá hệ thống và sự thông minh của các tham số trong mô hình

2.3.2 Ngôn ngữ GAML

GAML là một ngôn ngữ ñược sử dụng trong hệ nền GAMA GAML dựa trên ngôn ngữ XML Đây là ngôn ngữ chuyên về mô hình hóa hệ thống ña tác tử, người

ta sử dụng GAML ñể mô hình hóa những hành vi của tác tử Nó cho phép các nhà

mô hình hóa mô tả và thao tác trực tiếp ñến hầu hết các thành phần trong model của GAMA

meta-Trong GAML, các hành ñộng (action) và những hành vi (behaviour) ñược viết thành những câu lệnh tuần tự Những câu lệnh này sử dụng các biểu thức ñể ñịnh nghĩa các ñiều kiện, tính toán, chỉnh sửa dữ liệu, biểu thức chứa những biến, từ khóa hoặc những phép toán Mỗi biểu thức hay mỗi một biến thì thuộc về một kiểu (hay một loài mà chúng ta ñã ñịnh nghĩa) Tập tin của GAML hiện nay có cấu trúc như tập tin XML

Trang 27

Cấu trúc của một chương trình viết bằng GAML:

Hình 2.6: Cấu trúc của một tập tin GAML

2.4 Mô hình ngăn (compartment model)

Mô hình ngăn là một kiểu mô hình toán học ñược sử dụng ñể mô tả cách truyền vật chất hoặc năng lượng giữa những ngăn trong một hệ thống Mỗi ngăn ñược giả

sử là một thực thể ñồng nhất

Khái niệm này ñược sử dụng trong mô hình nghiên cứu về sự tác dụng của thuốc

ñối với cơ thể con người, trong mô hình này, những ngăn trong mô hình biểu diễn

những bộ phận khác nhau của cơ thể con người

Mô hình ngăn ñược ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm cả trong nghiên cứu thuốc, nghiên cứu về bệnh truyền nhiễm, lý thuyết về hệ thống, lý thuyết về ñộ phức tạp, trong vật lý, khoa học máy tính và cả khoa học xã hội

Có hai kiểu mô hình ngăn:

• Mô hình chỉ một ngăn: ñây là một mô hình ñơn giản, nơi tập trung trong ngăn

vi toàn cục

Mô tả môi trường sống cho các tác tử

Mô tả các loài khác nhau trong

mô hình

Mô tả hình thức hiển trị kết quả mô phỏng (có nhiều hình thức)

Các thẻ quan trọng của từng phần

Trang 28

Hình 2.7: Mô hình ñơn giản một ngăn

• Mô hình ña ngăn: có n ngăn trong mô hình, càng tăng nhiều ngăn thì mô hình càng phức tạp Hình 2.8 minh họa cho một mô hình có ba ngăn với mối quan

hệ giao tiếp giữa chúng

Hình 2.8: Mô hình ña ngăn

Hình 2.9: Mô hình ña ngăn thể hiện qua các ô nước

Trong hình 2.9, các ngăn của mô hình ñược xem là các ô nước, chúng có khả năng truyền vật chất cho nhau Các dữ liệu ñầu vào và mối quan hệ giữa chúng sẽ

ñược trình bày chi tiết trong chương xây dựng mô hình

25%

Ô nước ñang xét

50%

Ô nước lân cận phụ 1

Ô nước lân cận phụ 2

Ô nước lân cận chính ngăn

Trang 29

Chương 3: MÔ HÌNH CÁ TRA

3.1 Mô hình sinh trưởng của cá tra

3.1.1 Đặ c ñiểm sinh học của cá tra

Cá tra có tên khoa học là Pangasianodon hypophthalnus, ñược phân bố tự nhiên ở lưu vực hạ lưu sông Cửu Long (Thái Lan, Lào, Cam-pu-chia và Việt Nam) Đây là loài cá nuôi truyền thống trong ao của nông dân các tỉnh thành ĐBSCL với một số

ñặc tính như sau:

- Cá có khả năng sống ở sông, rạch, mương ao, sống ở thủy vực nước tỉnh và nước chảy; nó cũng có thể sống ở nước lợ với nồng ñộ muối thấp; cá có khả năng sống tốt trong ñiều kiện ao tù, nước ñọng, nhiều chất hữu cơ, hàm lượng oxygen hòa tan thấp, có thể nuôi với mật ñộ rất cao

- Cá tra là cá da trơn, thân dài, lưng xám ñen, bụng hơi bạc Cá tra có tốc ñộ tăng trưởng tương ñối nhanh

- pH thích hợp cho cá tra 6.5 – 8 Nhiệt ñộ thích hợp cho cá tra là 26 – 30oC

- Cá rất mẩn cảm với sự thay ñổi của ñiều kiện môi trường Tăng hay giảm

nhiệt ñộ nước ñều ảnh hưởng ñến tính ăn mồi của cá tra Thời gian ủ bệnh dài hay ngắn phụ thuộc vào nhiệt ñộ nước và chất lượng nước

3.1.2 Mô hình sinh trưởng

Hình 3.1: Mô hình sinh trưởng của cá tra

Mô hình sinh trưởng của cá tra trong hình 3.1 mô tả các giai ñoạn phát triển của con cá tra Trong ñó, giai ñoạn ñược quan tâm ñể phục vụ cho vấn ñề ñặt ra là giai

ñoạn nuôi từ cá tra giống thành cá tra thương phẩm Cá tra giống có khối lượng từ

Cá bột

Cá tra hương

Cá tra giống

Cá tra thương phẩm Trứng

Trang 30

40 ñến 100 gram/ con, cá giống ñược nuôi trong thời gian 5 ñến 6 tháng ñạt khối lượng khoảng 1 ñến 1,2kg/ con

3.1.3 Các mô hình nuôi cá

Nuôi cá tra cũng như các loại cá khác từ khâu lựa chọn vị trí ao nuôi, ñào ao, xử

lý, cho ăn, chăm sóc quản lý và phòng chóng bệnh, nhưng do cá tra có tầm hoạt

ñộng rộng trong ao cả tầng nước mặt và tầng ñáy và ñể nuôi ñạt năng suất 400-450

tấn/ha, mật ñộ nuôi 50 con/m2 nên ao phải ñược ñào sâu, người nuôi phải có biện pháp kỹ thuật giải quyết tốt ñể duy trì và ổn ñinh chất lượng nước ao tốt, cá không

bị sốc môi trường, bị yếu sức nhiễm bệnh, cá tăng trọng nhanh, rút ngắn thời gian nuôi, tỷ lệ hao hụt thấp [1]

Hình 3.2: Các mô hình nuôi cá tra

Hiện nay ở các tỉnh ñồng bằng sông Cửu Long, cá tra ñược nuôi trong ao nhỏ, nuôi trong ao lớn có thay nước liên tục, nuôi ao ít nước sử dụng chế phẩm vi sinh kết hợp sục khí, nuôi trong ao ñăng quần và nuôi trong lồng bè trên sông Hậu, sông Tiền [1] Vì thay nước liên tục nên môi trường nước thay ñổi thường xuyên, dẫn

ñến cá bị sốc và yếu ñi Đây là một trong những nguyên nhân bệnh tấn công

Trong quản lý chăm sóc cá nuôi, phải làm tốt từng khâu: chất lượng con giống nuôi, chất lượng thức ăn, chất lượng nước nuôi; ba khâu phải kết hợp không thể thiếu khâu nào Các giải pháp kỹ thuật quản lý, chăm sóc cá ñều tập trung giải quyết

"môi trường nước ao sạch, chất lượng nước duy trì ổn ñịnh, hạn chế cá bị bệnh, thức

ăn ñảm bảo chất lượng"

Nuôi cá trong ao: Ao nuôi phải nằm liền kề sông rạch lớn có nguồn nước ngọt

dồi dào, nước sạch không bị nhiễm chất ñộc, nước có biên ñộ thuỷ triều càng lớn càng tốt ñể dễ thay nước sạch [5], cấp nước cho ao là máy công suất lớn cấp nước trực tiếp từ sông lên Gần như chưa có trại nuôi cá tra nào có ao lắng xử lý nước trước khi ñưa vào ao nuôi và cũng chưa có ao xử lý nước thải trước khi cho thoát ra kênh rạch thiên nhiên với lý do phải ñầu tư mua ñất làm ao quá cao nên người nuôi

Nuôi trong ao Nuôi ñăng quần Nuôi trong bè

Các mô hình nuôi cá tra

Trang 31

tận dụng từng m2 đất Nước cấp vào ao khơng qua ao lắng, khơng xử lý, rủi ro xảy

ra dịch bệnh rất lớn và dễ đi đến thất bại

Đất nuơi cá tra là đất phải giữ được nước, khơng cĩ phèn tiềm tàng, ít các chất

hữu cơ phân giải pH của đất nước 7,0 – 8,5 Diện tích ao nuơi cá tra từ 5.000 – 10.000 m2 mỗi ao Tại An Giang người nuơi đào sâu hơn 5m để tận dụng diện tích

Ao nên cĩ cống lấy nước đầu vào tiêu nước đầu ra, ta sẽ gọi đây là cửa ao

Trước khi thả cá kiểm tra nước ao phải đạt các chỉ tiêu về nhiệt độ nước (280C -

300C), pH nước (6,5- 8,5), DO (>3), độ trong (20-30 cm),

Nước sẽ được thay mỗi ngày thơng qua hệ thống bơm cấp nước vào ao Do thay

nước liên tục nên chất lượng nước dễ bị biến động thay đổi, cá sẽ bị ảnh hưởng, giảm sức đề kháng, nếu mơi trường nước nuơi cấp vào bị nhiễm mầm bệnh, cá dễ bị lây nhiễm Hơn nữa, thay nước liên tục khơng giải quyết tình trạng thức ăn dư thừa

lắng dưới đáy ao sẽ sản sinh ra các khí độc: CO2, H2S, NH3 ảnh hưởng đến chất lượng cá nuơi nên ao cần được trang bị thêm máy hút bùn để định kỳ hút bỏ các chất thải của cá và thức ăn dư thừa

Nuơi đăng quần: Các cù lao và ở hai bên bờ sơng Tiền, sơng Hậu cĩ nhiều bãi

bồi bằng phẳng và cĩ độ sâu đảm bảo khi triều xuống cịn lại 2,5-3,5 m và khi triều lên 5- 8 m được tận dụng vây bao lại để nuơi cá tra Chọn nơi cĩ nguồn nước sạch quanh năm trong suốt thời gian nuơi cá tra, dùng lưới và khung inox đăng bao quanh một khu vực rộng từ 1-3ha Cá nuơi trong đăng quần như nuơi trong bè, nước lưu thơng tốt, khơng bị ơ nhiễm do thức ăn và chất thải của cá nhưng cá thường xuyên bị tác động của những thay đổi chất lượng mơi trường nước nuơi và các mầm bệnh, sự ơ nhiễm các chất thải sinh hoạt, cơng nơng nghiệp, các chất phân hủy của cây cỏ mục xâm nhập

Nuơi trong bè: Đây là hình thức nuơi tiết kiệm diện tích mặt nước hiệu quả kinh

tế cao nhưng vốn đầu tư cao so với nuơi cá trong ao đất và đăng quần Trên sơng Tiền, sơng Hậu và một số đoạn sơng rạch lớn cĩ thể đặt bè nuơi cá tra: nơi đĩ phải

cĩ nguồn nước ngọt sạch, dồi dào quanh năm, mực nước sâu ổn định trên 5m Độ sâu của sơng nuơi bè phải sâu hơn bè, khi nước thấp nhất 0,5m, cĩ dịng nước chảy thẳng, tốc độ nước chảy 0,3 – 0,5m/giây Nơi nuơi cĩ nhiều bè thì các bè đặt so le

và cách nhau

Trong 3 mơ hình nuơi thì hiện nay phổ biến nhất là hình thức nuơi trong ao đất Một hệ thống mơ phỏng sự lan truyền dịch bệnh để hỗ trợ dự đốn dịch bệnh là thực sự cần thiết để giảm thiệt hại trong nuơi cá vì nuơi cá tra thâm canh sản lượng

Trang 32

lượng lớn nguy cơ rủi ro cao, trong ñó rủi ro dịch bệnh cao hơn những rủi ro khác (như giá cá giống cao, giá thu mua cá tra nguyên liệu giảm, giá thức ăn tăng)

Hình 3.3: Sơ ñồ tổng hợp các yếu tố ảnh hưởng ñến ao nuôi

Hình 3.3 trình bày các yếu tố ảnh hường ñến ao nuôi Ba yếu tố quan trọng sẽ dẫn ñến cá trong ao nuôi bị bệnh là: cá yếu, ñiều kiện môi trường xấu và có nhiều tác nhân gây bệnh (hay tác nhân gây bệnh phát triển mạnh) Ngoài ra, sự thay ñổi về

Ao nuôi

Những thay ñổi về môi trường

Tình trạng sức khỏe quần thể cá trong ao

Các chỉ tiêu thủy lý

Tổng ñạm, tổng lân, N-NH3-, N-NO2-, và tổng vật chất lơ lửng

Tác nhân gây bệnh

Các chỉ tiêu thủy hóa

Vi sinh

Nhiệt ñộ,

ñộ pH, ñộ ñục

DO, ñộ mặn, màu nước

Tổng lượng vi khuẩn trong nước

Thuốc xử lý, các chế phẩm sinh học, kháng sinh, thức ăn,

Trang 33

ñiều kiện môi trường dẫn ñến sức khỏe cá không tốt cũng chịu ảnh hưởng nhiều bởi

chế ñộ chăm sóc của người nuôi, từ thức ăn cho ñến các loại thuốc hay các loại chế phẩm sinh học ñược sử dụng trong quá trình nuôi

3.2 Bệnh cá

3.2.1 Khái niệm bệnh cá

Trong những năm gần ñây ngành thủy sản phát triển rất nhanh, mục ñích của người nuôi là thu ñược hiệu quả cao nhất Tuy nhiên, như một qui luật tự nhiên, khi các hoạt ñộng nuôi phát triển thì dịch bệnh sẽ tăng lên Trong quá trình nuôi, các yếu tố như: mật ñộ nuôi cao, thức ăn nghèo dinh dưỡng, chất lượng nước xấu, nhiệt

ñộ nước không thích hợp và quản lý chăm sóc không tốt là những yếu tố làm cho cá

yếu ñi, mầm bệnh có cơ hội tấn công và lây lan nhanh chóng và gây thiệt hại lớn[3] Bệnh là kết quả tác ñộng của 3 yếu tố môi trường, mầm bệnh và vật chủ (Snieszko 1974) Trong nuôi trồng thủy sản, phần lớn nguyên nhân gây bệnh ñầu tiên là những biến ñổi xấu về môi

trường gây "sốc" hay gây tổn thương

ñến cơ thể dẫn ñến làm giảm ñi khả

năng kháng bệnh của vật nuôi Dưới

tác dụng của những kích thích bên

ngoài, cơ thể cá luôn biến ñổi ñể thích

ứng với những thay ñổi ñó Sự biến ñổi

của cơ thể cá phải trải qua một thời

gian dài Nếu ñiều kiện môi trường xảy

ra ñột ngột vượt quá phạm vi thích ứng

của cơ thể, lúc này khả năng thích nghi

của cơ thể với môi trường sẽ giảm và

có thể biểu hiện triệu chứng bệnh lý

Trong các thủy vực tự nhiên: ao, hồ, sông, thường quan sát thấy ñộng vật thủy sản bị bệnh truyền nhiễm, ñộng vật thủy sản bị bệnh truyền nhiễm là các ổ dịch tự nhiên Từ ñó mầm bệnh xâm nhập vào các nguồn nước nuôi thủy sản Động vật thủy sản bị bệnh truyền nhiễm và xác ñộng vật thủy sản bị bệnh chết là nguồn gốc gây ra bệnh truyền nhiễm Tác nhân gây bệnh truyền nhiễm ở ñộng vật thủy sản sinh sản rất nhanh làm tăng số lượng, nó ñi vào môi trường nước bằng nhiều con

ñường tùy theo tác nhân gây bệnh như: theo các vết loét của cá ñể ñi vào nước qua

hệ thống cơ quan bài tiết, cơ quan tiêu hóa, cơ quan sinh dục hoặc qua mang, xoan

Trang 34

miệng, xoan mũi Bệnh truyền nhiễm do ký sinh trùng, vi khuẩn, nấm, virus; Lây truyền mạnh mẽ và có thể thành những ổ dịch lớn

Trong quá trình nuôi cá người ta cố gắng kéo ba vòng tròn trong hình 3.4 ra xa ñể phòng bệnh, và có biện pháp tăng sức ñề kháng cho cá, giảm tác nhân gây bệnh

Hiện nay trong quá trình nuôi, cá tra bị rất nhiều chủng loại bệnh tấn công như: bệnh sán lá gan, bệnh trùng bánh xe, bệnh gan thận mủ, phù ñầu, phù mắt, vàng da, Trong ñó, bệnh gan thận mủ ñang rất phổ biến và gây thiệt hại nghiêm trọng

ñến năng suất cũng như chất lượng sản phẩm cá tra nuôi trên thị trường các tỉnh ĐBSCL Trong thời gian nuôi, cá tra bị bệnh sẽ ảnh hưởng ñến chất lượng thịt cá,

thịt cá sẽ dễ chuyển sang màu vàng và tỷ lệ cá thịt trắng sẽ thấp 40-50% Hiện nay chưa có vaccine phòng bệnh gan thận mủ cho cá tra Người nuôi sử dụng nhiều loại hóa chất, chế phẩm sinh học và kháng sinh khác nhau ñể cải thiện môi trường và phòng trị bệnh nhưng hiệu quả ñiều trị còn thấp Vì dịch bệnh lan truyền rất nhanh

và ñột ngột nên bà con nuôi cá không kịp trở tay, trong một ñêm ngủ sáng thức ra

ñã thấy ao cá chết trắng mặt nước

Một số nguyên nhân gây bệnh trên thực tế tại các tỉnh ñồng bằng sông Cửu Long:

Hình 3.5: Các nguyên nhân gây bệnh ở ĐBSCL

Hệ thống thủy lợi phục vụ nuôi cá chưa bảo ñảm Nuôi cá tra cần rất nhiều nước

và phải thường xuyên thay ñổi nước trong ao nuôi do ñó khả năng lây nhiễm dịch bệnh ñối với cá nuôi là rất lớn Ngoài ra, các yếu tố

như nuôi cá với mật ñộ quá cao, lượng thức ăn cho

cá quá nhiều cũng làm ô nhiễm nguồn nước Mặt

khác, mặc dù sản xuất giống cá tra ñã ñược xã hội

hóa, nhưng phát triển còn mang tính tự phát nên vẫn

xảy ra tình trạng một số cơ sở cho cá bố mẹ ñẻ ép

hoặc ñẻ nhiều lần, cho chất lượng cá giống kém

Bệnh

Hệ thống thủy lợi

Mật ñộ

Chất lượng cá giống kém

Sự thay ñổi

Nước mới Nước cũ

Hình 3.6: Sự phân tầng của nước trong ao nuôi

Trang 35

Theo chuyên gia thủy sản, bệnh xuất hiện theo mùa vào lúc giao mùa: mùa khô sang mùa mưa cá bị sốc do thời tiết và từ mùa mưa sang mùa khô thì do chất lượng nước Trong mùa mưa, có sự phân tầng nước như hình 3.6, khi cá di chuyển từ tầng nước cũ sang nước mới cá rất dễ bị sốc và dẫn ñến bệnh Thậm chí cá sốc khi chuyển thời tiết từ ban ngày về ban ñêm hay ngược lại, cá rất nhạy cảm với sự thay

ñổi của môi trường

3.2.2 Vấn ñề lan truyền bệnh

Hình 3.7: Các con ñường lan truyền bệnh truyền nhiễm

- Bằng ñường tiếp xúc trực tiếp: ñộng vật thủy sản khỏe mạnh sống chung thủy vực với ñộng vật thủy sản mắc bệnh truyền nhiễm

- Do nước: tác nhân gây bệnh truyền nhiễm trong cơ thể ñộng vật thủy sản bị bệnh rơi vào môi trường nước và sống tự do trong nước một thời gian Nếu lấy nước có nguồn bệnh vào thủy vực nuôi thủy sản, tác nhân gây bệnh sẽ lan cho ñộng vật thủy sản khỏe mạnh

- Do dụng cụ ñánh bắt và vận chuyển thủy sản

- Mầm bệnh truyền nhiễm từ ñáy ao

- Do ñộng vật thủy sản di cư: ñộng vật thủy sản bị bệnh di cư từ vùng nước này sang vùng nước khác, tác nhân gây bệnh vào vùng nước mới và có thể xâm nhập vào cơ thể ñộng vật thủy sản khỏe khi gặp những thay ñổi không thuận tiện cho ñời sống ñộng vật thủy sản

- Do chim và các sinh vật ăn ñộng vật thủy sản

Với bốn phương thức lây truyền: lây qua da, vỏ và mang; lây theo ñường tiêu hóa; lây theo máu; bệnh truyền nhiễm có thể lây theo chiều ngang (giữa các cá thể với nhau) hoặc lây từ thế hệ này sang thế hệ khác (theo chiều ñứng)

Trong ñề tài này, con ñường lan truyền bệnh truyền nhiễm do nước, do chim và các sinh vật ăn ñộng vật thủy sản và do tiếp xúc trực tiếp ñược quan tâm

Các thời kỳ phát triển của bệnh như sau:

Các con ñường lan truyền bệnh truyền nhiễm

Tiếp xúc trực tiếp

Do nước

Dụng cụ ñánh bắt

ĐVTS

di cư

Chim và các sinh vật ăn ĐVTS

Mầm bệnh truyền từ ñáy ao

Trang 36

- Thời kỳ ủ bệnh: là thời kỳ từ khi nguyên nhân gây bệnh xâm nhập vào cơ thể

ñến lần thứ nhất xuất hiện triệu chứng bệnh

- Thời kỳ dự phát: là thời kỳ chuyển tiếp từ lúc xuất hiện dấu hiệu bệnh lý ñầu tiên ñến lúc bệnh lý rõ ràng

- Thời kỳ thịnh vượng: là thời kỳ bệnh phát triển cao nhất, triệu chứng ñiển hình của bệnh thể hiện rõ nhất

- Thời kỳ khỏi bệnh: ở thời kỳ này nếu mầm bệnh thắng cơ thể sinh vật thì sinh vật có thể bị chết, nếu thuốc chữa trị có tác dụng duyệt mầm bệnh, các tác nhân gây bệnh, triệu chứng bệnh lý tuy mất ñi nhưng chưa triệt ñể, hiện tượng

cá chết có giảm nhưng chưa dứt hẳn

- Thời kỳ phục hồi: việc chữa trị bệnh lý ñã dứt hẳn, các chức năng sinh lý hồi phục hoàn toàn, cơ thể hoạt ñộng trở lại bình thường

Hình 3.8: Các thời kỳ phát triển của bệnh

Căn cứ vào năm thời kỳ này mà chúng ta sẽ chia các trạng thái của các ao và của

cá tương ứng như sau:

- Ao: không bệnh hoặ ñã ñược chữa khỏi bệnh, ao nhạy cảm với bệnh, ao nhiễm bệnh nhẹ, ao nhiễm bệnh nặng

- Cá: cá khỏe/ cá ñã khỏi bệnh, cá yếu nhạy cảm với bệnh; cá bệnh, cá bệnh nặng và cuối cùng khi cá không thể thắng ñược mầm bệnh cá sẽ chết

3.2.3 Bệnh gan thận mủ

Ở ĐBSCL bệnh gan thận mủ xuất hiện ñầu tiên vào mùa lũ năm 1998 ở các tỉnh

nuôi cá tra thâm canh mạnh như: An Giang, Đồng Tháp và Cần Thơ Sau ñó bệnh lan dần ñến các vùng có nuôi cá tra lân cận [3]

Bệnh xuất hiện trên tất cả các giai ñoạn phát triển của cá tra, nhưng gây thiệt hại

thịnh vượng

khỏi bệnh

phục hồi

Trang 37

hiện hầu như quanh năm, trong một vụ nuôi, bệnh gan thận mủ có thể xuất hiện 3, 4 lần Thời ñiểm phát triển bệnh và mức ñộ thiệt hại khác nhau theo từng năm

Bảng 3.1: Bảng mô tả về bệnh gan thận mủ

Mô tả về bệnh

Tên bệnh Bệnh gan thận mủ (Tên khác: bệnh mủ gan, bệnh hoại tử cơ quan

nội tạng, bệnh trắng gan, bệnh ung thư gan) Tác nhân

gây bệnh

Vi khuẩn Edwardsiella ictaluri

Vi khuẩn edwardsiella ictaluri là vi khuẩn gram âm, không di

ñộng, lên men, không oxy hóa, có dạng que và có kích thước biến

ñổi, phát triển tốt ở 28 0 C và phát triển yếu ở 37 0 C

Dấu hiệu bệnh lý

• Cá gầy, mắt hơi lồi và ñục, bụng hơi sưng to, xung quanh miệng có các ñám xuất huyết, gốc vây xuất huyết; cá bệnh nặng bỏ ăn, bơi lờ ñờ trên gần bề mặt ao và tỉ lệ chết cao có thể lên ñến 90% hay 98% tùy thuộc vào chế ñộ chăm sóc và quản

lý Dấu hiệu bên ngoài không rõ ràng, rất khó phát hiện sớm

• Dấu hiệu bên trong: giải phẩu cơ quan nội tạng, lá lách, thận bị hoại tử thành những ñốm trắng ñục cở 1-3mm Các ñốm trắng thường xuất hiện trước tiên ở thận, làm thận sưng to gấp 2-3 lần bình thường và mềm nhũn Khi bệnh nặng mới có thể quan sát thấy các ñốm trắng ở tùy tạng và gan, các ñốm trắng ở gan thường thưa và nhỏ hơn ở thận

Đường

lan truyền [10]

• Vi khuẩn trong nước có thể qua ñường mũi của cá xâm nhập vào cơ quan khứu giác và di chuyển vào dây thần kinh khứu giác, sau ñó vào não (Miyazaki và Plumb, 1985) Bệnh lan rộng từ màng não ñến sọ và da

• E ictaluri cũng có thể xâm nhiễm qua ñường tiêu hoá qua niêm mạc ruột vào máu gây nhiễm trùng máu (Shotts et al.,1986)

Bằng ñường này thì vi khuẩn vào mao mạch trong biểu bì gây hoại tử và mất sắc tố của da Cá da trơn còn nhiễm E.ictaluri qua ñường miệng gây nhiễm khuẩn ruột Bệnh tiến triển gây viêm ruột, viêm gan và viêm cầu thận trong vòng 2 tuần sau khi nhiễm bệnh

Trang 38

Chương 4: XÂY DỰNG MÔ HÌNH LAN TRUYỀN BỆNH TRÊN CÁ TRA

Với ñầy ñủ các thông tin về lý thuyết mô hình hóa và mô phỏng hướng tác tử, cấu trúc mô hình ngăn, cũng như các dữ liệu về quá trình nuôi cá cùng với các ñặc

ñiểm về bệnh, mô hình sẽ ñược tiến hành xây dựng

4.1 Khảo sát thu thập số liệu

Chúng tôi (gồm có nhóm phân tích và thiết kế hệ thống, nhóm dự báo, nhóm mô phỏng) ñã có các ñợt lấy ý kiến chuyên gia về thủy sản ở Khoa Thủy Sản, trường

Đại học Cần Thơ và khảo sát thực ñịa, phỏng vấn người nuôi tại một số ñịa ñiểm

thuộc tỉnh An Giang như sau:

- Trung tâm khuyến nông – khuyến ngư tỉnh: nghe báo cáo ñể nắm thông tin chung về tình hình nuôi cá tra toàn tỉnh

- Phòng nông nghiệp các huyện Châu Phú, Phú Tân ñể tìm hiểu thông tin nuôi cá tra và tình hình dịch bệnh Đồng thời tham khảo một số kinh nghiệm thực tế của

bà con nuôi cá tra tại từng huyện

- Chúng tôi ñã thu thập ñược một số thông tin thông qua sự tiếp xúc với các kỹ thuật viên của trung tâm cũng như các hộ dân có nuôi cá tra nhưng chúng tôi chỉ

quan tâm ñến những thông tin quan trọng phục vụ cho việc xây dựng mô hình như: diện tích thông thường của một ao nuôi, hình thức nuôi cá tra phổ biến

(phần lớn nuôi trong ao và có một số nuôi trong bè ñặt trên sông), mật ñộ nuôi

cá, các ñiều kiện về môi trường, các chỉ tiêu thủy lý, thủy hóa phù hợp khi nuôi

cá, chế ñộ chăm sóc

- Chúng tôi cũng ñã tìm hiểu về tình hình dịch bệnh qua các kỹ thuật viên của trung tâm và các cộng tác viên tại các trạm thu mẫu của các huyện Các kỹ thuật viên ñã cung cấp cho chúng tôi rất nhiều thông tin liên quan ñến quá trình nuôi

cá tra từ khâu chọn cá giống, xử lý ao/ bè, thả cá cho ñến việc quản lý và chăm sóc cá Họ còn cung cấp cả cách pha chế thức ăn, tỉ lệ cho cá ăn hằng ngày, các loại thuốc thường ñược dùng ñể xử lý ao cũng như xử lý cá trước khi thả nuôi Một số bệnh thường gặp và triệu chứng cũng như cách phòng trị trong trường hợp bệnh xảy ra Đặc biệt chúng tôi chú ý nhiều ñến bệnh gan thận mủ: thời

ñiểm thường xảy ra, dấu hiệu bệnh lý, các yếu tố ảnh hưởng trực tiếp ñến bệnh

Trang 39

4.2 Mô hình lan truyền diện rộng

Mô hình lan truyền diện rộng là mô hình lan truyền của mầm bệnh theo nguồn nước trên sông, và từ sông lan truyền vào ao hay ngược lại mầm bệnh từ ao lan truyền ra sông Hình thức lan truyền trên diện rộng thứ hai ñó là sự lan truyền từ ao này sang ao khác do chim hoặc các sinh vật ăn xác cá bị bệnh chết di chuyển Đây

là một vấn ñề phức tạp và chưa ñược quan tâm ñúng mức Nhưng vấn ñề này là một vấn ñề rất thực tế, việc lan truyền bệnh giữa các ao nuôi trong vùng có cùng nguồn nước cấp vào là có thực và ñáng ñược quan tâm

4.2.1 Môi trường

Môi trường là một thành phần quan trọng của hệ thống Có hai phương pháp diễn

tả môi trường trong GAML, hoặc là dùng GIS hoặc là dùng GRID Trong mô hình này, môi trường ñược sử dụng là GRID

Mô hình lan truyền diện rộng có thể ñược xây dựng trên một huyện, một tỉnh hay kết hợp nhiều tỉnh Mô hình ñược xây dựng ở ñây là trong phạm vi một huyện

ao - hầm nuôi cá tra tại 19 xã của huyện lên ñến 3.206.639 m2 và thể tích lồng bè 42.259,2 m3

Khi quản lý dữ liệu mỗi vụ nuôi cá, người ta sẽ quản lý theo tuyến tương ứng với một nguồn nước cung cấp cho ao nuôi Dữ liệu bản ñồ huyện Phú Tân sẽ có hai tuyến chính ñó là tuyến dọc sông Tiền và tuyến dọc sông Hậu

Dữ liệu bản ñồ sẽ qua một bước tiền xử lý ñể có ñược một ảnh phù hợp làm môi trường cho mô hình Môi trường này sẽ bao gồm nhiều ô (hay nhiều ngăn) với kích

thước mỗi ô là 100x100m minh họa cho diện tích của huyện khoảng 360km2

Trang 40

Bước 2: Tiền xử lý dữ liệu – lưới hóa bản ñồ

Dữ liệu bản ñồ hành chính của huyện sẽ ñược xử lý ñể ñược một ảnh với kích thước 200x200 pixel thể hiện ñược một số thông tin sau:

• Hệ thống thủy lợi của vùng: sông ngòi (2 tuyến sông chính là: Sông Tiền và Sông Hậu), hệ thống các kênh rạch ñể nước lưu thông Hệ thống thủy lợi này

ñảm bảo sự liên thông với nhau ñể nước có thể lưu thông tốt nhất Chú ý, sự

lưu thông của nước trong hệ thống thủy lợi sẽ ñược ñặt hướng gần giống như hướng nước chảy thực tế khi nước lên và nước xuống

• Các ñường ranh giới của các vùng nhỏ hơn, cụ thể là các xã trong huyện

• Hệ thống các ao nuôi cá tra ñược ñặt mô phỏng theo hệ thống thủy lợi bên trên Vì lý do, kích thước của mỗi ô lưới là 100x100m nên nếu tính diện tích thì diện tích mỗi ô lên ñến 10.000m2, trong khi ñó khi chúng ta ñưa lên máy tính thì kích thước rất nhỏ, nên ñể dễ dàng theo dõi tôi vẫn phóng to một vùng nuôi gồm nhiều ô lưới ñể chúng ta có thể quan sát dễ dàng hơn Trong hệ thống ao này, có những ao theo ñúng quy trình nuôi, nghĩa là có cả ao lắng và

ao xả; bên cạnh ñó cũng có những ao nuôi lấy nước và thải nước trực tiếp ra

hệ thống thủy lợi mà không qua một bước xử lý nào Trong hệ thống ao này, tùy từng thời ñiểm thực tế mà sẽ có một vài ao mở cửa ñể lấy nước vào hoặc thải nước ra; một vài ao khác thì ñóng cửa vì những ao này không cần thay nước Như vậy, mỗi ao nuôi sẽ có hệ thống cửa ao ñể lấy nước và thải nước

o Điều kiện ñể lấy nước vào ao: Nước chỉ ñược lấy vào ao khi cửa ao

mở, nước ñang lên (nước lớn) và mực nước trong ao phải thấp hơn so với mực nước sông Tuy nhiên trên thực tế, các hộ nuôi cá ña số là dùng máy bơm nước vào ao tùy thuộc vào nhu cầu nước của ao ñó, vì vậy ở ñây chúng ta chỉ quan tâm ñến nhu cầu nước của từng ao nuôi và trạng thái ñóng/ mở cửa của o Ao có nhu cầu lấy nước (vì tại một thời

ñiểm có ao cần lấy nước nhưng cũng có ao không cần) và cửa ao mở

thì nước sẽ ñược bơm vào ao nuôi Và khi bơm nước vào ao nuôi, nước này có thể mang theo mầm bệnh vào ao

o Điều kiện ñể thải nước: tương tự như lấy nước vào, cửa ao phải mở và

ao phải có nhu cầu thải nước ra

Tóm lại, dựa vào dữ liệu bản ñồ hành chính của một huyện, dữ liệu này ñược xử

lý ñể xây dựng một bản ñồ mô phỏng gần giống với thực tế ñể làm môi trường cho

mô hình mô phỏng Trên mô hình này thể hiện rõ các vùng ñất, nước, ao nuôi thông qua các màu khác nhau sẽ ñược diễn tả trong bảng 4.1