ĐẶC TÍNH THỦY ĐỘNG LỰC VÀ MÔI TRƢỜNG VÙNG TRIỀU ỨNG DỤNG CHO HỆ THỐNG NUÔI TRỒNG THỦY SẢN VEN BIỂN. TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO – BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI VIỆT NAM VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI MIỀN NAM  NGUYỄN ĐÌNH VƢỢNG ĐẶC TÍNH THỦY ĐỘNG LỰC VÀ MƠI TRƢỜNG VÙNG TRIỀU ỨNG DỤNG CHO HỆ THỐNG NUÔI TRỒNG THỦY SẢN VEN BIỂN Chuyên ngành : Kỹ thuật tài nguyên nƣớc Mã số 62 58 02 12 : TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH, NĂM 2017 Cơng trình đƣợc hồn thành tại: VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI MIỀN NAM Ngƣời hƣớng dẫn Khoa học: GS.TS Tăng Đức Thắng GS.TS Lê Sâm Phản biện 1: GS.TS Nguyễn Thế Hùng Phản biện 2: PGS.TS Lê Văn Nghị Phản biện 3: PGS.TS Lê Thị Kim Cúc Luận án đƣợc bảo vệ trƣớc Hội đồng chấm luận án cấp Viện họp tại: Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam 658 Võ Văn Kiệt, Phƣờng 1, Quận 5, Tp Hồ Chí Minh Vào hồi … … phút, ngày … tháng … năm 2017 Có thể tìm đọc luận án tại: - Thƣ viện Quốc gia Việt Nam - Thƣ viện Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam - Thƣ viện Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam -1MỞ ĐẦU 1./ TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN Đồng sông Cửu Long (ĐBSCL) xem “vựa” tôm nước mặn lợ vùng triều lớn nước, với diện tích ni khoảng 600.000 ven biển,[39] Thế nhiều năm qua, vùng nuôi tôm trọng điểm phải đối đầu với nạn ô nhiễm nguồn nước hệ thống thủy lợi phục vụ cho NTTS khơng đồng Hầu hết cơng trình thủy lợi phục vụ cho NTTS vùng chủ yếu vùng sản xuất nông nghiệp trước để lại Điều dẫn đến số bất cập gây khó khăn việc phát triển tơm ni Trên thực tế, thường đường mương, kênh phải đảm nhận lúc chức vừa cấp nước ao nuôi vừa nước nhiễm Đây ngun nhân dẫn đến tình trạng tơm ni nhiều năm qua chết hàng loạt diện rộng, ô nhiễm dịch bệnh lây lan Xuất phát từ vấn đề cấp thiết thực tiễn, quy trình công nghệ nuôi yêu cầu kỹ thuật nuôi, giống thức ăn, nghiên cứu phổ biến tương đối rộng rãi, chưa có nhiều nghiên cứu đặc tính nguồn nước hệ thống NTTS Hơn nữa, quy mô công trình thủy lợi vùng NTTS phụ thuộc nhiều vào chế độ nước hệ thống, điển hình chế độ thủy triều khả cấp thoát nước chủ động Trong điều kiện cần thiết phải nghiên cứu đặc tính thủy động lực mơi trường nguồn nước hệ thống kênh dẫn vùng triều, làm sở khoa học cho việc thiết kế quản lý vận hành hệ thống thủy lợi phục vụ NTTS vùng ven biển 2./ MỤC ĐÍCH CỦA LUẬN ÁN Mục đích chung luận án nghiên cứu đặc tính thủy động lực môi trường hệ thống kênh dẫn vùng triều ứng dụng cho hệ -2thống NTTS ven biển Các mục đích cụ thể luận án : (i) Xác định chế lan truyền nguồn nước, quy luật triết giảm nguồn nước hệ thống kênh dẫn vùng ảnh hưởng triều; (ii) Xác định đặc tính thủy động lực mơi trường vùng triều cho số sơ đồ mẫu hệ kênh điển hình làm cho việc thiết kế hệ thống thủy lợi hợp lý phục vụ NTTS ven biển 3./ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU (i) Trên sở điều tra khảo sát thực tế hệ thống NTTS ven biển, luận án khảo cứu lý thuyết sơ đồ mẫu điển hình cho hệ kênh dẫn vùng triều để tìm nguyên lý, xác định quy luật thủy động lực nguồn nước ứng dụng hệ thống NTTS ven biển; (ii) Luận án sử dụng phương pháp mơ hình tốn áp dụng lý thuyết lan truyền thành phần nguồn nước kết hợp với phần mềm thủy lực chiều (MIKE 11) để tính tốn phân tích đặc tính quy luật thủy động lực môi trường nguồn nước hệ thống NTTS ven biển 4./ CÁC NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN (1) Tổng quan hệ thống thủy lợi phục vụ NTTS, đánh giá cơng trình khoa học có liên quan đến nguồn nước môi trường vùng NTTS ven biển xác định vấn đề cần nghiên cứu luận án; (2) Nghiên cứu đặc tính thủy động lực mơi trường hệ thống kênh dẫn vùng triều điển hình cho hệ thống NTTS (hệ kênh đơn bản, hệ kênh dạng cành gồm kênh kênh nhánh cấp, hệ kênh có nhiều vịng kín, hệ kênh có cống điều khiển); (3) Ứng dụng lý thuyết lan truyền thành phần nguồn nước kết hợp với mơ hình tốn phần mềm thủy lực MIKE 11 để nghiên cứu đặc tính thủy động lực mơi trường nguồn nước (chẳng hạn nguồn nước mang mầm bệnh thủy sản, ) cho hệ thống thực tế NTTS ven biển ĐBSCL (vùng ảnh hưởng triều biển Ðông triều biển Tây) -35./ ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu luận án vấn đề thủy động lực – môi trường hệ thống kênh dẫn vùng NTTS ảnh hưởng triều Phạm vi giới hạn nghiên cứu luận án hệ thống sơng kênh, hệ thống cơng trình thủy lợi phục vụ NTTS vùng ven biển ảnh hưởng triều biển Đông triều biển Tây ĐBSCL 6./ Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN a) Ý nghĩa khoa học Luận án phân tích làm rõ chế thủy động lực lan truyền nguồn nước hệ thống kênh dẫn vùng NTTS ảnh hưởng triều (nguồn nước nhiễm bẩn, nguồn nước mang mầm bệnh thủy sản, nguồn nước mặn, nguồn nước cấp cho vùng ni, ); Đã nghiên cứu đặc tính thủy động lực môi trường vùng triều cho số sơ đồ mẫu hệ kênh điển hình từ hệ thống NTTS thực tế ven biển Giải mặt khoa học số toán chất lượng nước môi trường hệ thống NTTS mà lý thuyết truyền thống thực hạn chế chưa giải b) Ý nghĩa thực tiễn Kết nghiên cứu luận án ứng dụng vào thực tế sản xuất, làm sở để thiết kế hệ thống thủy lợi phục vụ NTTS vùng ven biển ĐBSCL vùng khác có điều kiện tương tự; Một số giải pháp bố trí hệ thống cơng trình mang tính định hướng coi hướng dẫn sơ cho quan quản lý ngành địa phương thiết kế quy hoạch hệ thống thủy lợi phục vụ NTTS ven biển ĐBSCL 7./ NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN (1) Luận án đưa khái niệm (có tính quy ước), với tên gọi “nguồn nước quan tâm” hay “TPNquan-tâm”, nhờ việc nghiên -4cứu lan truyền nguồn nước hệ thống NTTS tiến hành theo thể thức lan truyền “TPNquan-tâm” điển hình, làm cho toán hệ thống NTTS chịu nguồn nước tác động trở nên đơn giản nhiều Cách giải tốn thay tính nồng độ nguồn nước ta tính tỷ lệ pquan tâm,i (t ) nguồn nước quan tâm, biểu thị theo % Kết khảo cứu động thái “TPNquan-tâm” hệ thống NTTS góp phần làm rõ chế lan truyền, quy luật vận động, trình triết giảm nguồn này, từ đánh giá tác động loại nguồn phương pháp khoa học quản lý chúng; (2) Luận án phát triển phương pháp luận ứng dụng lý thuyết lan truyền thành phần nguồn nước kết hợp với phần mềm thủy động lực chiều hệ sông kênh (chẳng hạn MIKE 11) làm rõ chế lan truyền “TPNquan-tâm” kênh kênh nhánh hệ thống NTTS theo pha triều Với kênh nhánh, phía đầu kênh tiếp nhận nhanh nguồn nước từ sơng /kênh nên dễ bị nhiễm nước bẩn, nước ô nhiễm, nước mang mầm bệnh thủy sản từ vùng khác hệ thống Trong cuối kênh tiếp nhận nguồn nước khó khăn chậm nên khó bị nhiễm nước bẩn, nước mang mầm bệnh Tuy nhiên gặp cố môi trường, việc thau rửa phần cuối kênh (nhất kênh cụt) khó khăn nhiều so với đầu kênh; (3) Kết nghiên cứu luận án đặc tính thủy động lực “TPNquan-tâm” (nước mặn, ngọt, nước bẩn, nước mang mầm bệnh thủy sản,…) hệ thống NTTS mở hướng phát triển công cụ dự báo nguồn nước (chất lượng) cho vùng nuôi trồng khác hệ thống, từ có kế hoạch thích hợp cho việc lấy nước (cấp mặn, ngọt), xả thải, thau rửa hệ thống NTTS quản lý dịch bệnh thủy sản vùng nuôi; -5(4) Kết luận án hệ thống NTTS cần phải vào hệ đặc tính vận động (lan truyền) nguồn nước để thiết kế vận hành, cần ý: (a) Hạn chế tối đa bố trí kênh cụt; (b) Vị trí quy mơ kênh chính, kênh nhánh cấp có vai trị quan trọng việc phân bố tỷ lệ nguồn nước hệ thống, cần nghiên cứu kỹ thiết kế theo quan điểm tạo nguồn nước tốt, tránh lưu cữu, hạn chế lan rộng nguồn nước có chất lượng xử lý cố môi trường nhanh Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ HTTL PHỤC VỤ NTTS VEN BIỂN 1.1.1 Đặc điểm hệ thống thủy lợi phục vụ NTTS Đặc điểm chung HTTL phục vụ NTTS ven biển: (i) Hệ thống chịu nhiều nguồn nước tác động, hệ thống chịu ảnh hưởng trực tiếp thủy triều nên thuận lợi việc cấp mặn để nuôi tôm; (ii) Các hệ thống trước phục vụ cho nông nghiệp, cần hệ số cấp, nhỏ nên quy mơ khơng lớn Khi chuyển sang NTTS, ngồi u cầu cấp loại nguồn nước cịn có u cầu thau rửa, trao đổi nước lớn; (iii) Khả tiêu thoát, thau rửa hệ thống kênh chưa cao, số vùng bố trí kênh chưa hợp lý, cá biệt có vùng lại bố trí nhiều kênh cụt Nước lưu cữu lâu dài hệ thống, dễ sinh chất lượng kém; (iv) Nhiều hệ thống kiểm sốt chế độ nước cịn thấp, hạn chế việc tạo nguồn nước có chất lượng thích hợp cho thủy sản; (v) Hệ thống kênh rạch đan xen thường nối thông suốt với nhau, nhiều vùng khơng có cống điều tiết, kiểm sốt nên khó khăn việc ngăn chặn dịch bệnh lan truyền theo đường nước, hệ thống có kênh cấp chung 1.1.2 Những tồn hạn chế HTTL phục vụ NTTS Hệ thống cơng trình thuỷ lợi xây dựng trước với mục đích chủ yếu phục vụ SXNN, chuyển sang phục vụ NTTS -6trong thời gian qua hệ thống thủy lợi bước đầu phát huy hiệu cho NTTS, đứng trước đòi hỏi thời kỳ mới, thủy lợi chưa đáp ứng yêu cầu NTTS, tồn vấn đề sau : (i) Các hệ thống trước thiết kế cho nông nghiệp (trồng lúa) chuyển sang phục vụ NTTS khơng cịn phù hợp nữa, quy mơ cấu trúc, bố trí cơng trình; (ii) Phần lớn bố trí khơng hợp lý, kênh cấp kênh thoát (chưa phân biệt vùng dùng chung, vùng cấp tách rời); (iii) Chính cách bố trí chưa hợp lý dẫn đến nguồn nước nhiều vùng hệ thống bị ô nhiễm Khi gặp cố môi trường không xử lý được, xử lý hiệu thấp; (iv) Chủ yếu lấy hệ thống thủy lợi cho nông nghiệp trước phục vụ NTTS quy mô cống kênh nhỏ dẫn đến khả trao đổi nước kém, khả vận hành cơng trình lấy mặn hạn chế Hình 1-6: Hiện trạng HTTL vùng trồng lúa phục vụ NTTS Trà Vinh Công tác thủy lợi phục vụ NTTS chưa tương xứng với lợi ích NTTS mang lại thấp xa so với yêu cầu để phát triển NTTS hiệu cao theo hướng thâm canh Tóm lại HTTL phục vụ NTTS ven biển chứa đựng nhiều vấn đề phức tạp, số nhiều vấn đề tồn tại, cần giải việc nghiên cứu đặc tính nguồn nước hệ thống quan điểm xem xét thành phần nguồn nước quan tâm (nước ô nhiễm, nước mang mầm bệnh thủy sản, khả cấp mặn, ngọt,…) chủ đề xuyên suốt luận án -71.2 TỔNG QUAN CÁC CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU CĨ LIÊN QUAN ĐẾN NGUỒN NƢỚC VÀ MƠI TRƢỜNG VÙNG NTTS 1.2.1 Các nghiên cứu có liên quan đến nguồn nƣớc (số lƣợng, chất lƣợng nƣớc) mơi trƣờng vùng NTTS ven biển Các cơng trình khoa học nghiên cứu trước vùng ven biển nói chung chất lượng, mơi trường nước hệ thống thủy sản ven biển nói riêng có nhiều, chủ yếu quan nghiên cứu, trường đại học vài tổ chức quốc tế,… triển khai đề tài khoa học, dự án quy hoạch, thiết kế hệ thống thủy lợi cho thủy sản, nội dung chủ yếu đánh giá chất lượng nước (qua khảo sát trường), số nghiên cứu phát triển sâu bậc tiến sĩ, thạc sĩ, Các nghiên cứu có liên quan mật thiết với đề tài luận án giải số mặt giải pháp cơng trình thủy lợi cho NTTS, chất lượng mơi trường nước vùng nuôi xem xét, vấn đề đặc tính nguồn nước hệ thống NTTS chưa làm rõ, đề tài luận án làm sáng tỏ động thái nguồn nước thông qua việc ứng dụng lý thuyết lan truyền thành phần nguồn nước kết hợp với phần mềm thủy lực chiều để nghiên cứu đặc tính thủy động lực môi trường hệ thống 1.2.2 “Lý thuyết lan truyền thành phần nguồn nƣớc”, công cụ nghiên cứu nguồn nƣớc hệ thống NTTS vùng triều Lý thuyết lan truyền thành phần nguồn nước (lý thuyết TPN) trình bày nhiều tài liệu Đây tiếp cận đánh giá nguồn nước dựa vào lan truyền nguồn nước thành phần, xem cơng cụ mạnh, có nhiều ưu điểm giải nhiều vấn đề mà phương pháp truyền thống chưa đề cập Hiện lý thuyết tiếp tục phát triển công cụ kết hợp với phần mềm thủy lực chiều (chẳng hạn MIKE11) để nghiên cứu hiệu thực tế nhiều vùng liên quan đến nguồn nước môi trường, -8nhất áp dụng cho hệ thống NTTS ven biển Luận án ứng dụng lý thuyết làm phương pháp luận công cụ nghiên cứu đặc tính thủy động lực mơi trường hệ thống NTTS vùng triều 1.3 KẾT LUẬN CHƢƠNG Đã tổng quan chung trạng, đặc điểm riêng hệ thống thủy lợi phục vụ NTTS ven biển ĐBSCL, nhấn mạnh vấn đề mơi trường nước hệ thống gắn với việc giải nội dung luận án Từ trạng cho thấy khả trao đổi nước hệ thống NTTS ven biển kém, nhiều vùng chưa có đủ cơng trình kiểm sốt nguồn nước nên có dịch bệnh thủy sản xảy khả lây lan dịch theo đường nước nhanh phạm vi rộng Đã đánh giá số kết nghiên cứu có liên quan nguồn nước, chất lượng mơi trường nước vùng NTTS ven biển Luận án đặt vấn đề áp dụng lý thuyết lan truyền thành phần nguồn nước kết hợp với phần mềm thủy lực chiều để nghiên cứu đặc tính thủy động lực môi trường hệ sông kênh vùng NTTS ven biển Chương 2: ĐẶC TÍNH THỦY ĐỘNG LỰC MƠI TRƢỜNG CHO MỘT SỐ SƠ ĐỒ HỆ KÊNH ĐIỂN HÌNH VÙNG NUÔI TRỒNG THỦY SẢN VEN BIỂN 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT Các hệ thống NTTS vùng ven biển có nhiều loại nguồn nước tác động Mỗi nguồn nước sinh lan truyền hệ thống theo cách khác nhau, đặc tính thủy động lực khác Trong đề tài luận án này, tác động loại nguồn nước vào hệ thống NTTS vùng ven biển khảo cứu theo nguồn nước thành phần nó, nguồn nước thành phần hệ thống gọi chung “THÀNH PHẦN NƯỚC QUAN TÂM” - “TPNquan-tâm” TPN quan tâm nghiên cứu đề cập luận án TPN lan truyền hệ thống NTTS (nước ô nhiễm - nước bẩn, nước - 11 thành phần nguồn nước quan tâm “TPNquan-tâm” hệ kênh dẫn vùng triều tác động loại nguồn nước ven biển Giả thiết toàn khối nước nằm kênh nhánh TPNquan-tâm (nước bẩn, nước mang mầm bệnh thủy sản,…), xem Hình 2-5 Vì xét trường hợp tốn này, điều kiện ban đầu TPN pdkd-quan-tâm = (tương ứng với 100% - có TPNquan-tâm), điều kiện biên pb-quan-tâm = Giải “TPNquan-tâm” từ hệ phương trình thành phần nguồn nước (2-1), (2-2), (2-3), TPNquan-tâm trường hợp tính tốn thơng qua tỷ lệ (theo %) Cơng cụ mơ phần mềm thủy lực MIKE11 giả thiết hiệu chỉnh với thông số hợp lý Thời gian mơ từ 12:00 ngày 5/1/2005 Q Kênh Kênh nhánh A B Vùng chứa “TPNquan-tâm” thời điểm ban đầu XK Z(t) Hình 2-5: Trường hợp tính tốn hệ kênh đơn (TPNquan-tâm màu đen) Kết tính tốn mơ Pha triều thứ (kết thúc thời điểm t1): Ta có bảng q trình sơ đồ lan truyền thành phần nước quan tâm ban đầu (TPN) hệ kênh, xem Bảng 2-2 Hình 2-7 Sau pha triều đầu tiên, toán đặt cần xem xét chế lan truyền TPN quan tâm (TPN) kênh nhánh kênh quay trở lại hệ kênh từ pha triều thứ hai Có trường hợp tính tốn sau: (i) Xem xét trình vận động khối nước (cơ chế chuyển động) TPN quan tâm nằm kênh “TPN_C_(t 1)” lan - 12 truyền quay trở lại hệ kênh; (ii) Xem xét chế lan truyền TPN quan tâm lại kênh nhánh “TPN_N_(t1)” tiếp tục lan hệ kênh Quá trình thực tiếp tục pha triều Bảng 2-2: Quá trình lan truyền TPN quan tâm pha triều thứ PHA TRIỀU THÀNH PHẦN NƯỚC QUAN TÂM Pha thứ TPN (TPN quan tâm ban đầu nằm kênh nhánh) (kết thúc thời điểm t1) [meter] TPN_C_(t1) TPN_N_(t1) TPN - 5-1-2005 16:05:00 AD.res11 50000.0 48000.0 46000.0 TPN quan-tâm lại kênh nhánh “TPN_N_(t1)” TPN quan-tâm kênh nhánh lan truyền kênh “TPN_C_(t1)” 44000.0 42000.0 40000.0 38000.0 36000.0 34000.0 32000.0 30000.0 28000.0 26000.0 24000.0 22000.0 20000.0 18000.0 16000.0 14000.0 10000.0 15000.0 20000.0 25000.0 30000.0 35000.0 40000.0 45000.0 50000.0 55000.0 60000.0 65000.0 70000.0 75000.0 80000.0 85000.0 [meter] Hình 2-7 : Sơ đồ phân bố tỷ lệ TPN quan tâm ban đầu lan truyền hệ kênh thời điểm kết thúc pha triều thứ Nhận xét : Cơ chế lan truyền TPN quan tâm phụ thuộc vào biến động mực nước triều biên đầu kênh nhánh Trong chu kỳ triều : (i) Triều lên (pha nước lên) : nước chảy từ kênh vào kênh nhánh, TPN quan tâm pha lỗng nước từ ngồi kênh chính, tỷ lệ TPN quan tâm (nồng độ) kênh nhánh giảm xuống; (ii) Triều rút (pha nước xuống) : nước chảy từ kênh nhánh kênh chính, pha tỷ lệ TPN quan tâm kênh nhánh tăng lên, TPN quan tâm kéo từ phía kênh nhánh phía ngồi Cơ chế lan truyền lặp lặp lại chu kỳ triều - 13 2.3 NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH THỦY ĐỘNG LỰC MƠI TRƢỜNG TRÊN SƠ ĐỒ ĐIỂN HÌNH - HỆ KÊNH DẠNG CÀNH CÂY (KÊNH CHÍNH VÀ KÊNH NHÁNH CÁC CẤP) Cơ chế lan truyền TPN quan tâm nghiên cứu chi tiết từ hệ kênh đơn phần Dưới chủ yếu trình bày kết nghiên cứu đặc tính thủy động lực mơi trường nguồn nước mang mầm bệnh thủy sản cho hệ kênh dạng cành hệ kênh với nhiều vịng kín thường gặp thực tế hệ thống NTTS vùng triều Sơ đồ hệ kênh nghiên cứu Hình 2-18, giả thiết TPN quan tâm (nước mang mầm bệnh thủy sản,…) nằm kênh nhánh cấp 2- KN2 kênh cấp : KN2-1,…, KN2-4 Kết tính tốn mơ thủy động lực hệ thống rút số nhận xét sau : Q Kênh cấp Kênh KC KN4-1 Kênh cấp KN4 Kênh cấp KN4-4 D Vùng chứa TPNquan-tâm (nước chứa mầm bệnh thủy sản) D1 D2 D3 D4 C C1 C2 C3 C4 B A Kênh cấp KN3 B1 B2 B3 B4 Kênh cấp KN2 A1 A2 A3 A4 Kênh cấp KN1-4 Kênh cấp KN1 Z(t) Hình 2-18: Trường hợp tính tốn TPN quan tâm (nước bệnh – màu đen) TPN quan tâm (nước mầm bệnh thủy sản,…) kênh nhánh KN2 kênh cấp thuộc KN2 sau thời gian ngắn lan truyền nhanh mở rộng toàn hệ thống TPN quan tâm xâm nhập nhanh vào kênh nhánh cấp lân cận KN1, KN3, KN4 Xét vùng thủy triều chảy chiều, chế lan truyền TPN quan tâm hệ thống triều rút TPN quan tâm kéo kênh triều lên TPN lại lan truyền kênh - 14 đẩy vào kênh nhánh khác KN1, KN3, KN4 đẩy trở lại vào KN2 Quá trình tiếp diễn pha triều sau Xét vị trí phía cuối kênh nhánh KN1, KN3, KN4 cho thấy : Tỷ lệ TPN quan tâm kênh nhánh KN3, KN4 theo thời gian mức cao kênh nhánh KN1, tức mức độ trao đổi nước (thau rửa) kênh nhánh KN3, KN4 chậm kênh KN1 Như KN1 kênh nhánh gần biển nên có hệ số trao đổi nước cao so với kênh KN3, KN4 phía nội đồng Phần giữa, cuối kênh cấp cấp 3: Khó thau rửa (thau rửa chậm pha loãng TPN kém), khó xâm nhập TPN (nhiễm bệnh, bẩn,…) từ ngoại lai mang tới, khả nhiễm bệnh, bẩn từ bên tới có chậm so với vùng gần kênh Do đó, quản lý khai thác NTTS cần phải ý đến việc bảo vệ môi trường không kênh lớn mà cịn kênh thứ cấp Tính lưu cữu nguồn nước hệ thống cao, khả trao đổi nước kém/thấp vùng xa kênh chính, kênh thứ cấp, đặc biệt thấp cuối kênh cụt (kênh cụt cấp : KN1-4, KN24, KN3-4, KN4-4,…) Một xảy ô nhiễm, phát bệnh tiêu hết khối nước khỏi kênh lâu Việc lấy nước thời gian có lấy phải phần khối nước cũ, nước mang mầm bệnh,… Đó lý phải tách rời kênh cấp kênh thoát, đồng thời phải bảo vệ môi trường nước vùng nuôi cẩn thận Đối với hệ kênh phục vụ NTTS, kênh cấp tách rời khả lấy nước tốt từ kênh lớn, hẳn phương án kênh chung hạn chế lan truyền dịch bệnh hệ thống Đó lý cần thiết phải tách rời kênh cấp, thoát kênh cấp thuộc kênh cấp - KN3, KN4 (kênh phía nội đồng) Q trình triết giảm TPN quan tâm (nước chứa mầm bệnh thủy sản,…) xét với triều biển Đông nhanh triều biển Tây, vùng NTTS ven biển Đông khả thau rửa, tiêu bệnh tốt - 15 2.4 NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH THỦY ĐỘNG LỰC MƠI TRƢỜNG SƠ ĐỒ KÊNH DẪN ĐIỂN HÌNH - HỆ KÊNH VỚI NHIỀU VÕNG KÍN Giả thiết TPN quan tâm (nước mang mầm bệnh thủy sản,…) nằm kênh nhánh cấp 3: KN2-3, KN2-4 (xem Hình 2-45) Kết mơ đặc tính nguồn nước rút số nhận xét sau : Xét mặt thủy động lực, chế lan truyền TPN quan tâm hệ thống khối nước chứa TPN mang mầm bệnh thủy sản triều rút lan kênh nhánh cấp - KN1, KN2, KN3 bên nội hệ thống, pha triều lên TPN bệnh lại lan truyền đẩy vào kênh nhánh cấp khác (KN2-1, KN2-5,…) Quá trình lặp lại tiếp diễn pha triều lên/rút sau sau thời gian ngắn TPN bệnh lan truyền kênh mở rộng nhanh phạm vi tồn hệ kênh Q Q Kênh KC1 Kênh KC2 C C2 C1 B3 B2 Kênh cấp2_KN3 E Kênh cấp2_KN2 KN2-6 KN2-4 KN2-2 A D KN2-5 B1 KN2-3 KN2-1 B C3 Vùng chứa TPNquan-tâm (nước chứa mầm bệnh thủy sản) F A1 A2 A3 Kênh cấp2_KN1 Kênh cấp Cống mở tự Cống đóng Cống mở chiều Z(t) Z(t) Hình 2-45: Vị trí kênh nhánh chứa TPN quan tâm (nước bệnh - màu đen) Hệ thống có nhiều vịng kín nên vùng trung tâm hệ thống có tính lưu cữu nguồn nước cao Khả trao đổi nước, thau rửa hệ thống diễn nhanh kênh nhánh gần biển gần kênh trục (chẳng hạn KN1, KN2-2,…), hệ số trao đổi nước thấp kênh xa kênh xa phía biển Mức độ lưu cữu vịng kín gần phía biển thấp vịng kín nội đồng - 16 Cần có giải pháp cơng trình để kiểm sốt, hồnh triệt phân lập cho số tiểu vùng khép kín (vịng kín) hệ thống nhằm tránh lây lan TPN bệnh lan truyền, xâm nhập từ vùng khác đến Đối với kênh nhánh vùng xa biển, xa sơng khả cấp mặn khó khăn việc cấp lại tương đối thuận lợi Đây vấn đề cần tính tốn hài hịa thiết kế hệ thống NTTS Việc vận hành cống điều tiết tạo dòng chảy chiều đẩy TPN quan tâm (bẩn, bệnh) làm giảm tỷ lệ nồng độ TPN bẩn, bệnh hệ thống Vận hành cơng trình thủy lợi cách hợp lý làm giảm ô nhiễm nguồn nước hệ thống NTTS 2.5 KẾT LUẬN CHƢƠNG Đã xác định số vấn đề mang tính quy luật thủy động lực nguồn nước sơ đồ hệ kênh điển hình vùng triều Cơ chế thủy động lực lan truyền TPN quan tâm từ tiểu vùng đến tiểu vùng cấp kênh hệ thống Chỉ rõ chế tiêu xả, thau rửa TPN quan tâm (nước mang mầm bệnh thủy sản, nước bẩn,…) chế tiếp nhận TPN quan tâm (tiếp nhận nguồn nước ngoại lai) vào kênh dẫn hệ thống Vận hành hệ thống cơng trình điều tiết với chế độ thích hợp có vai trị lớn điều khiển chế độ nước (chất lượng) nhằm hạn chế ô nhiễm hệ thống NTTS ven biển Chương 3: ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT LAN TRUYỀN CÁC THÀNH PHẦN NGUỒN NƢỚC ĐỂ NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH THỦY ĐỘNG LỰC MƠI TRƢỜNG CHO CÁC HỆ THỐNG THỰC TẾ NTTS VEN BIỂN 3.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Trong hệ thống NTTS ven biển ĐBSCL, vấn đề quan tâm môi trường nước vùng nuôi Thời gian qua tôm nuôi bị dịch bệnh phần lớn nguyên nhân môi trường nước bị nhiễm bẩn, hệ thống thủy lợi cấp nước phục vụ ni tơm chưa phù hợp, bị xuống cấp, kênh rạch nhiều vùng ni - 17 khơng có trao đổi nước với bên ngồi, dẫn đến mơi trường nước hệ thống ngày ô nhiễm nặng nề Mặt khác cơng trình kiểm sốt nguồn nước nên dịch bệnh xảy khả lan truyền theo đường nước nhanh phạm vi rộng Do việc xem xét đặc tính nguồn nước quan tâm (nước mang mầm bệnh thủy sản) hệ thống NTTS vấn đề cần thiết Trong nội dung này, luận án ứng dụng lý thuyết lan truyền thành phần nguồn nước kết hợp với phần mềm thủy lực MIKE 11 để tính tốn lan truyền nguồn nước mang mầm bệnh hệ thống điển hình, vùng phát sinh dịch bệnh giả thiết xảy khu vực hệ thống NTTS thực tế ven biển ĐBSCL Ở coi khối nước mang bệnh có tính bảo tồn, không xét biến đổi chất, tức bỏ qua q trình sinh hóa chưa tính đến chế phát triển bệnh Xác định điều kiện biên, điều kiện đầu cho biến TPN mang mầm bệnh thủy sản sau: Điều kiện biên (thành phần nước bệnh biên) : pb, benh = 0; Điều kiện đầu : pdkd, benh = (vùng chứa nước mầm bệnh), pdkd, benh = (vùng không bị bệnh) Tỷ lệ TPN bệnh (pbệnh) tính tốn từ giải hệ phương trình (2-1), (2-2) (2-3) Cơng cụ mơ TPN bệnh sử dụng mơ hình tốn phần mềm thủy lực MIKE11 cân chỉnh kiểm định thủy lực truyền chất Thời gian mơ tính toán lan truyền nguồn nước bệnh thủy sản ngày 2/1/2005 (cho vùng NTTS Trà Vinh) từ ngày 15/2/2007 (vùng NTTS Kiên Giang) Nồng độ ô nhiễm nguồn nước mang mầm bệnh (TPN bệnh) diễn biến theo thời gian tính thơng qua tỷ lệ TPN bệnh (biểu thị tỷ lệ %) lan truyền hệ thống NTTS 3.2 NGHIÊN CỨU LAN TRUYỀN NGUỒN NƢỚC MANG MẦM BỆNH THỦY SẢN VÙNG NTTS VEN BIỂN TRÀ VINH (ĐẠI DIỆN CHO VÙNG TRIỀU BIỂN ÐƠNG) 3.2.1 Kết tính tốn lan truyền TPN bệnh khu vực nội đồng (xã Thuận Hòa, huyện Cầu Ngang) - 18 [meter] Đặt toán: Coi nước BENH - 1-2-2005 01:00:00 1.AD_TPN_noidong_VHHT_T2-T4.res11 1096000.0 1094000.0 1092000.0 chứa mầm bệnh vùng 1090000.0 1088000.0 dịch bệnh thủy sản bùng phát 1086000.0 1084000.0 nguồn Thành phần 1082000.0 1080000.0 nước bệnh (p bệnh-TV) trường 1078000.0 1076000.0 hợp đánh giá 1074000.0 khảo cứu thông qua tỷ lệ 1070000.0 1072000.0 1068000.0 1066000.0 chúng (biểu thị %) 635000.0 640000.0 645000.0 650000.0 655000.0 660000.0 665000.0 670000.0 675000.0 [meter] Hình 3-3: Vị trí vùng phát dịch bệnh ban đầu nội đồng (màu đen) 3.2.1.1 Kết tính toán cho trường hợp trạng [meter] [meter] BENH - 2-2-2005 00:00:00 1.AD_TPN_noidong_VHHT_T2-T4.res11 1094000.0 1094000.0 1092000.0 1092000.0 1090000.0 1090000.0 1088000.0 1088000.0 1086000.0 1086000.0 1084000.0 1084000.0 1082000.0 1082000.0 1080000.0 1080000.0 1078000.0 1078000.0 1076000.0 1076000.0 BENH - 15-2-2005 10:00:00 1.AD_TPN_noidong_VHHT_T2-T4.res11 1074000.0 1074000.0 1072000.0 1072000.0 645000.0 650000.0 655000.0 660000.0 665000.0 645000.0 670000.0 650000.0 655000.0 660000.0 665000.0 670000.0 [meter] [meter] Hình 3-4: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh nội đồng sau ngày lan truyền Hình 3-9: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh nội đồng sau 15 ngày lan truyền 3.2.1.2 Kết tính toán cho trường hợp vận hành tiêu bệnh [meter] [meter] BENH - 2-2-2005 00:00:00 1.AD_TPN_benhnoidong_VHdaybenh_T2-T4.res11 1093000.0 1093000.0 1092000.0 1092000.0 1091000.0 1091000.0 1090000.0 1090000.0 1089000.0 1089000.0 1088000.0 1088000.0 1087000.0 1087000.0 1086000.0 1086000.0 1085000.0 1085000.0 1084000.0 1084000.0 1083000.0 1083000.0 1082000.0 1082000.0 1081000.0 1081000.0 1080000.0 1080000.0 1079000.0 1079000.0 1078000.0 1078000.0 1077000.0 1077000.0 1076000.0 1076000.0 1075000.0 1075000.0 BENH - 15-2-2005 10:00:00 1.AD_TPN_benhnoidong_VHdaybenh_T2-T4.res11 1074000.0 1074000.0 1073000.0 1073000.0 1072000.0 1072000.0 645000.0 650000.0 655000.0 660000.0 665000.0 645000.0 670000.0 [meter] Hình 3-21: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh nội đồng sau ngày VH tiêu bệnh 650000.0 655000.0 660000.0 665000.0 670000.0 [meter] Hình 3-26: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh nội đồng sau 15 ngày VH tiêu bệnh ... thủy lực chiều để nghiên cứu đặc tính thủy động lực mơi trường hệ sông kênh vùng NTTS ven biển Chương 2: ĐẶC TÍNH THỦY ĐỘNG LỰC MƠI TRƢỜNG CHO MỘT SỐ SƠ ĐỒ HỆ KÊNH ĐIỂN HÌNH VÙNG NI TRỒNG THỦY SẢN... cứu luận án vấn đề thủy động lực – môi trường hệ thống kênh dẫn vùng NTTS ảnh hưởng triều Phạm vi giới hạn nghiên cứu luận án hệ thống sơng kênh, hệ thống cơng trình thủy lợi phục vụ NTTS vùng ven. .. trường vùng NTTS ven biển xác định vấn đề cần nghiên cứu luận án; (2) Nghiên cứu đặc tính thủy động lực mơi trường hệ thống kênh dẫn vùng triều điển hình cho hệ thống NTTS (hệ kênh đơn bản, hệ kênh