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:
8
Địa điểm đợc lựa chọn để bố trí các thực nghiệm là khu
nuôi tôm thí điểm 10ha thuộc Xí nghiệp nuôi tôm Tân An, huyện
Yên Hng, tỉnh Quảng Ninh.
2.1.2. Bố trí thực nghiệm:
- Quy mô thực nghiệm: diện tích 10 ha, trong đó có 9 ha ao
mặt nớc nuôi. Tổng số ao là 18, trong đó có 17 ao nuôi và 1 ao chứa
nớc ngọt. Trong số 17 ao nuôi có 12 ao diện tích mỗi ao trên 4000
m
2
, 5 ao diện tích mỗi ao trên 8300m
2
.
- Bố trí các điểm đo: Tiến hành đo đạc tại 16 trên 17 ao nuôi,
từ ao số 1 đến ao số 16. Mỗi ao nuôi bố trí một điểm đo.

2.1.3. Mùa vụ: Thực nghiệm trong 3 vụ nuôi: 2002, 2003 và 2004.
2.1.4. Giống: giống tôm thẻ chân trắng.
2.1.5. Thời gian và nội dung theo dõi đo đạc số liệu:
Thời gian: Từ lúc thả giống đến khi thu hoạch, đợc chia làm ba
giai đoạn: Giai đoạn đầu, giai đoạn giữa và giai đoạn cuối.
Nội dung: Theo dõi, đo đạc các yếu tố: Mực nớc ao, độ pH, độ
mặn, nhiệt độ, độ trong, lợng nớc cấp, lợng nớc tháo, lợng
ma, bốc hơi, nhiệt độ, độ ẩm không khí và năng suất tôm nuôi.
Thời điểm và phơng pháp đo đạc:
- Các yếu tố pH, độ mặn, nhiệt độ, độ trong, mực nớc đợc
đo đạc hàng ngày; trong đó yếu tố pH và nhiệt độ đo 2 lần trong ngày
vào lúc 7h00 và 15h00.
2.2. Công cụ đợc sử dụng trong nghiên cứu:
Để phục vụ cho việc nghiên cứu đề xuất phơng pháp tính
toán thiết kế các công trình trong hệ thống thủy lợi phục vụ nuôi 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).