Đặc tính thủy động lực và môi trường vùng triều ứng dụng cho hệ thống nuôi trồng thủy sản ven biển

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI VIỆT NAM
VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI MIỀN NAM
------------------------------

NGUYỄN ĐÌNH VƢỢNG

ĐẶC TÍNH THỦY ĐỘNG LỰC VÀ MÔI TRƢỜNG
VÙNG TRIỀU ỨNG DỤNG CHO HỆ THỐNG
NUÔI TRỒNG THỦY SẢN VEN BIỂN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

TP. HỒ CHÍ MINH – 2017


iii

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU
1.

TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN ................................... 1

2.

MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN............................................... 3

3.

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN ................................... 3

4.

ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ................................... 4

5.

PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................................... 5

6.

Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN ............ 6

6.1. Ý nghĩa khoa học ................................................................................. 6
6.2. Ý nghĩa thực tiễn ................................................................................. 7
7.

CẤU TRÚC CỦA LUẬN ÁN ............................................................. 7

8.

NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN ................................... 8
CHƢƠNG 1:
TỔNG QUAN

1.1. TỔNG QUAN VỀ VÙNG VEN BIỂN VIỆT NAM VÀ ĐBSCL CÓ
LIÊN QUAN ĐẾN HỆ THỐNG NTTS ............................................. 9

1.1.1. Vài nét về vùng ven biển Việt Nam .................................................. 9
1.1.2. Tổng quan vùng ven biển ĐBSCL có liên quan đến NTTS ............. 10
1.2. TỔNG QUAN VỀ NTTS VÙNG VEN BIỂN ĐBSCL .................... 14
1.2.1. Hiện trạng NTTS vùng ven biển ĐBSCL ........................................ 14
1.2.2. Định hƣớng quy hoạch NTTS vùng ven biển ĐBSCL .................... 16
1.2.3. Nhận xét ......................................................................................... 18
1.3. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THỦY LỢI PHỤC VỤ NTTS VEN
BIỂN VÀ VẤN ĐỀ MÔI TRƢỜNG VÙNG NUÔI ........................ 19
1.3.1. Đặc điểm cấu trúc hệ thống thủy lợi vùng NTTS ven biển.............. 19
1.3.2. Đặc tính riêng của hệ thống thủy lợi phục vụ NTTS vùng ven biển 20
1.3.3. Hiện trạng và những tồn tại, hạn chế của HTTL phục vụ NTTS ..... 21


iv
1.3.4. Vấn đề môi trƣờng nƣớc trong các hệ thống NTTS ven biển .......... 22
1.3.5. Nhận xét ......................................................................................... 23
1.4. CÁC NGHIÊN CỨU ĐÃ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN NGUỒN NƢỚC
VÀ MÔI TRƢỜNG CÁC VÙNG NTTS VEN BIỂN ..................... 24
1.4.1. Một số nghiên cứu ở nƣớc ngoài .................................................... 24
1.4.2. Các nghiên cứu ở trong nƣớc .......................................................... 26
1.5. TỔNG QUAN VỀ PHƢƠNG PHÁP LUẬN VÀ CÔNG CỤ
NGHIÊN CỨU.................................................................................. 29
1.5.1. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................ 29
1.5.2. Công cụ nghiên cứu ........................................................................ 30
1.5.3. Nhận xét ......................................................................................... 33
1.6. XÁC ĐỊNH CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN ........ 33
1.6.1. Các vấn đề nghiên cứu chủ yếu ...................................................... 34
1.6.2. Phƣơng pháp luận và công cụ nghiên cứu ....................................... 34
1.7. KẾT LUẬN CHƢƠNG 1 ................................................................. 35
CHƢƠNG 2:

ĐẶC TÍNH THỦY ĐỘNG LỰC MÔI TRƢỜNG CHO MỘT SỐ SƠ ĐỒ
HỆ KÊNH ĐIỂN HÌNH VÙNG NUÔI TRỒNG THỦY SẢN VEN BIỂN
2.1. ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................... 36
2.2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐẶC TÍNH THỦY ĐỘNG LỰC NGUỒN
NƢỚC TRONG HỆ THỐNG NTTS VÙNG TRIỀU ..................... 37
2.2.1. Đặc điểm các loại nguồn nƣớc trong hệ thống NTTS ven biển ....... 37
2.2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................ 40
2.2.3. Ứng dụng lý thuyết lan truyền các thành phần nguồn nƣớc nghiên
cứu đặc tính thủy động lực và môi trƣờng các hệ thống NTTS ....... 41
2.2.4. Lựa chọn phần mềm tính toán mô phỏng thủy động lực hệ thống ... 46
2.2.5. Đặt bài toán và phƣơng pháp giải các nguồn nƣớc trong hệ thống
NTTS ven biển ............................................................................... 48
2.2.5.1. Vấn đề chung ........................................................................... 48


v
2.2.5.2. Bài toán 1: Lan truyền nguồn nước mang mầm bệnh thủy sản . 48
2.2.5.3. Bài toán 2: Lan truyền nguồn nước bẩn (thau rửa hệ thống
NTTS) ...................................................................................... 49
2.2.5.4. Bài toán 3: Lan truyền nguồn nước mặn (cấp mặn phục vụ
NTTS) ...................................................................................... 50
2.2.5.5. Bài toán 4: Lan truyền nguồn nước ngọt (cấp ngọt phục vụ
NTTS) ...................................................................................... 51
2.3. NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ LAN TRUYỀN NGUỒN NƢỚC “THÀNH PHẦN NƢỚC QUAN TÂM” GIỮA KÊNH CHÍNH VÀ
1 KÊNH NHÁNH ............................................................................. 52
2.3.1. Giới thiệu chung ............................................................................. 52
2.3.2. Đặt bài toán .................................................................................... 53
2.3.2.1. Sơ đồ và các thông số tính toán của hệ kênh đơn cơ bản ......... 53
2.3.2.2. Trường hợp tính toán và cách đặt biến mô phỏng .................... 53
2.3.2.3. Xác định điều kiện biên và điều kiện đầu (bài toán 1 chiều) .... 54

2.3.2.4. Xác định thời điểm tính toán .................................................... 55
2.3.2.5. Phương pháp giải .................................................................... 55
2.3.3. Kết quả mô phỏng cơ chế lan truyền nguồn nƣớc (TPN quan tâm)
giữa kênh nhánh và kênh chính....................................................... 56
2.3.3.1. Nghiên cứu cơ chế lan truyền TPN quan tâm nằm trên kênh
chính “TPN_C_(t1)” quay trở lại hệ kênh (bắt đầu từ pha triều
thứ 2). ...................................................................................... 58
2.3.3.2. Nghiên cứu cơ chế lan truyền TPN quan tâm ban đầu còn lại
trên kênh nhánh “TPN_N_(t1)” ra hệ kênh (bắt đầu từ pha triều
thứ 2). ...................................................................................... 65
2.3.4. Nghiên cứu quá trình thay đổi nguồn nƣớc - “TPN quan tâm” trên
kênh dẫn vùng triều theo các yếu tố thủy lực và quy mô kích thƣớc,
đặc điểm hình học của kênh............................................................ 66
2.3.5. Nhận xét ......................................................................................... 67
2.4. NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH THỦY ĐỘNG LỰC MÔI TRƢỜNG
TRÊN SƠ ĐỒ ĐIỂN HÌNH - HỆ KÊNH DẠNG CÀNH CÂY
(KÊNH CHÍNH VÀ KÊNH NHÁNH CÁC CẤP) .......................... 69
2.4.1. Đặt vấn đề ...................................................................................... 69


vi
2.4.2. Khảo cứu lan truyền TPN quan tâm (nƣớc mang mầm bệnh thủy sản
tồn tại trên kênh dẫn trong hệ thống,…) - Bài toán lan truyền mầm
bệnh theo đƣờng nƣớc trong các hệ thống NTTS. ........................... 70
2.4.2.1. Trường hợp tính toán ............................................................... 70
2.4.2.2. Cách đặt biến mô phỏng .......................................................... 71
2.4.2.3. Điều kiện biên và điều kiện ban đầu TPN bệnh ........................ 71
2.4.2.4. Phương pháp giải TPN bệnh .................................................... 71
2.4.2.5. Kết quả tính toán mô phỏng lan truyền TPN bệnh ................... 72
2.4.2.6. Một số nhận xét về lan truyền TPN mang mầm bệnh thủy sản . 76

2.4.3. Khảo cứu lan truyền TPN quan tâm (nguồn nƣớc bẩn, các nguồn
nƣớc thải ô nhiễm, nƣớc lƣu cữu tồn tại trên kênh dẫn trong hệ
thống,…) - Bài toán thau rửa hệ thống NTTS. ................................ 78
2.4.3.1. Trường hợp tính toán ............................................................... 78
2.4.3.2. Cách đặt biến mô phỏng .......................................................... 78
2.4.3.3. Điều kiện biên và điều kiện đầu ............................................... 79
2.4.3.4. Phương pháp giải TPN bẩn ..................................................... 79
2.4.3.5. Kết quả tính toán mô phỏng TPN bẩn ...................................... 79
2.4.3.6. Một số nhận xét về đặc điểm lan truyền TPN bẩn hệ thống ...... 81
2.4.4. Khảo cứu lan truyền TPN quan tâm (nguồn nƣớc mặn từ biển vào hệ
thống) - Bài toán cấp nƣớc mặn phục vụ NTTS. ............................. 82
2.4.4.1. Trường hợp tính toán ............................................................... 82
2.4.4.2. Cách đặt biến mô phỏng .......................................................... 82
2.4.4.3. Điều kiện biên và điều kiện ban đầu ........................................ 82
2.4.4.4. Cách giải TPN mặn ................................................................. 82
2.4.4.5. Kết quả tính toán mô phỏng TPN mặn ..................................... 83
2.4.4.6. Một số nhận xét về đặc điểm lan truyền TPN mặn ................... 84
2.4.5. Khảo cứu lan truyền TPN quan tâm (nguồn nƣớc ngọt vào hệ thống)
- Bài toán cấp ngọt phục vụ NTTS.................................................. 85
2.4.5.1. Trường hợp tính toán ............................................................... 85
2.4.5.2. Cách đặt biến mô phỏng .......................................................... 85
2.4.5.3. Điều kiện biên và điều kiện ban đầu ........................................ 85


vii
2.4.5.4. Cách giải TPN ngọt ................................................................. 85
2.4.5.5. Kết quả tính toán mô phỏng ..................................................... 85
2.4.5.6. Một số nhận xét về đặc điểm lan truyền TPN ngọt ................... 87
2.4.6. Nhận xét chung về đặc điểm thủy động lực trên hệ dạng cành cây.. 87
2.5. NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH THỦY ĐỘNG LỰC MÔI TRƢỜNG

SƠ ĐỒ HỆ KÊNH DẪN ĐIỂN HÌNH - HỆ KÊNH VỚI NHIỀU
VÕNG KÍN ĐAN XEN, CÓ CÔNG TRÌNH ĐIỀU TIẾT.............. 89
2.5.1. Đặt bài toán .................................................................................... 89
2.5.2. Khảo cứu lan truyền TPN quan tâm (nƣớc mang mầm bệnh thủy sản
tồn tại trên kênh rạch trong hệ thống,…) - Bài toán lan truyền mầm
bệnh theo đƣờng nƣớc trong các hệ thống NTTS ............................ 90
2.5.2.1. Đặt bài toán ............................................................................. 90
2.5.2.2. Kết quả tính toán mô phỏng lan truyền TPN bệnh thủy sản. .... 93
2.5.2.3. Một số nhận xét về đặc điểm lan truyền TPN mang mầm bệnh
thủy sản trong hệ thống kênh có nhiều vòng kín đan xen.......... 99
2.5.3. Khảo cứu lan truyền TPN quan tâm (nƣớc bẩn, nƣớc ô nhiễm tồn tại
lƣu cữu trên hệ thống,…) - Bài toán thau rửa hệ thống NTTS. ..... 100
2.5.4. Khảo cứu lan truyền TPN quan tâm (nguồn nƣớc mặn và ngọt vào hệ
thống) - Bài toán cấp nƣớc mặn và cấp ngọt phục vụ NTTS. ........ 101
2.5.5. Nhận xét chung về đặc điểm thủy động lực hệ có nhiều vòng kín . 101
2.6. KẾT LUẬN CHƢƠNG 2 ............................................................... 102
CHƢƠNG 3:
ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT LAN TRUYỀN CÁC THÀNH PHẦN
NGUỒN NƢỚC ĐỂ NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH THỦY ĐỘNG LỰC
MÔI TRƢỜNG CHO CÁC HỆ THỐNG THỰC TẾ NUÔI TRỒNG
THỦY SẢN VEN BIỂN
3.1. GIỚI THIỆU CHUNG ................................................................... 104
3.2. NGHIÊN CỨU LAN TRUYỀN NGUỒN NƢỚC MANG MẦM
BỆNH THỦY SẢN VÙNG NTTS VEN BIỂN TỈNH TRÀ VINH
(ĐẠI DIỆN CHO VÙNG TRIỀU BIỂN ÐÔNG) .......................... 106
3.2.1. Đặt vấn đề .................................................................................... 106


viii
3.2.2. Xây dựng sơ đồ thủy động lực mô phỏng đặc tính nguồn nƣớc mang

mầm bệnh trong hệ thống NTTS ven biển Trà Vinh. .................... 107
3.2.3. Đặt bài toán lan truyền nguồn nƣớc mang mầm bệnh thủy sản ..... 109
3.2.4. Phƣơng pháp tính toán mô phỏng TPN mang mầm bệnh .............. 110
3.2.5. Tính toán mô phỏng lan truyền TPN/nguồn nƣớc mang mầm bệnh
trong hệ thống NTTS ven biển Trà Vinh. ..................................... 111
3.2.6. Nhận xét. ...................................................................................... 121
3.3. NGHIÊN CỨU LAN TRUYỀN NGUỒN NƢỚC MANG MẦM
BỆNH THỦY SẢN VÙNG NTTS VEN BIỂN TỈNH KIÊN GIANG
(ĐẠI DIỆN CHO VÙNG TRIỀU BIỂN TÂY).............................. 122
3.3.1. Đặt vấn đề .................................................................................... 122
3.3.2. Xây dựng sơ đồ thủy động lực nghiên cứu đặc tính nguồn nƣớc mang
mầm bệnh trong hệ thống NTTS ven biển Kiên Giang ................. 123
3.3.3. Đặt bài toán lan truyền nguồn nƣớc bệnh thủy sản ....................... 125
3.3.4. Phƣơng pháp tính toán mô phỏng TPN bệnh ................................ 125
3.3.5. Tính toán mô phỏng lan truyền nguồn nƣớc mang mầm bệnh (TPN
bệnh) trong hệ thống NTTS ven biển Kiên Giang ......................... 127
3.3.6. Nhận xét ....................................................................................... 133
3.4. NGHIÊN CỨU ĐỊNH HƢỚNG BỐ TRÍ HỆ THỐNG THỦY LỢI
HỢP LÝ PHỤC VỤ NUÔI TRỒNG THỦY SẢN VEN BIỂN ..... 134
3.4.1. Vấn đề chung................................................................................ 134
3.4.2. Yêu cầu bố trí hệ thống thủy lợi hợp lý phục vụ NTTS ................ 134
3.4.3. Giải pháp bố trí tiêu thoát ô nhiễm nhanh, giảm thiểu độ lƣu cữu
trong hệ thống .............................................................................. 135
3.4.4. Nguyên tắc và các điều kiện bố trí kênh cấp và thoát riêng biệt (tách
rời) trong NTTS............................................................................ 136
3.4.5. Hƣớng dẫn sơ bộ trong thiết kế các hệ thống thủy lợi phục vụ nuôi
trồng thủy sản ven biển ................................................................. 138
3.5. KẾT LUẬN CHƢƠNG 3 ............................................................... 139
KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ ...................................................................... 141
1.

KẾT QUẢ ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN ÁN VỀ KHOA HỌC ........ 141

2.

KIẾN NGHỊ VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA LUẬN ÁN ........ 144


ix
DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ....................................... 146
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................ 147
TIẾNG VIỆT ............................................................................................ 147
TIẾNG ANH ............................................................................................. 150


x

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BĐCM

Bán Đảo Cà Mau

BTC

Bán thâm canh

CLN

Chất lƣợng nƣớc

DTTN

Diện tích tự nhiên

ĐBSCL

Đồng bằng sông Cửu Long

ĐTM

Đồng Tháp Mƣời

HTTL

Hệ thống thủy lợi

KB

Kịch bản

KHCN

Khoa học – Công nghệ

MHT

Mô hình toán

NMT

Nam Măng Thít

NTTS

Nuôi trồng thủy sản

PA

Phƣơng án

PVKSQHTLNB

Phân Viện Khảo sát Quy hoạch Thủy lợi Nam
Bộ

QC

Quảng canh

QCCT

Quảng canh cải tiến

QL-PH

Quản Lộ – Phụng Hiệp

SXNN

Sản xuất nông nghiệp

TC

Thâm canh

TGLX

Tứ Giác Long Xuyên

TGHT

Tứ Giác Hà Tiên


xi
UMT

U Minh Thƣợng

UMH

U Minh Hạ

VH

Vận hành

Viện KHTLMN

Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam

Viện KHTLVN

Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam

Viện QHTLMN

Viện Quy hoạch Thủy lợi miền Nam

XNM

Xâm nhập mặn

CÁC KÝ HIỆU, THUẬT NGỮ KHOA HỌC
C

Nồng độ chất

C*

Nồng độ chất chuẩn quy ƣớc

D

Hệ số khuếch tán

Ii

Cƣờng suất ảnh hƣởng của nguồn i

i

Chỉ số thành phần nguồn nƣớc i; chỉ số thứ tự các
bƣớc tính khi giải số các phƣơng trình,…

Ni/j

Hệ số độ mạnh nguồn i so với nguồn j

P

Thành phần nguồn nƣớc hay còn gọi là nguồn
nƣớc thành phần

Pi

Thành phần nguồn nƣớc i (nguồn nƣớc thành phần
i trong hệ thống n nguồn nƣớc)

p

Tỷ lệ thành phần nguồn nƣớc (bằng tỷ số của thể
tích nguồn nƣớc thành phần so với toàn dòng)

pi

Tỷ lệ thành phần nguồn nƣớc i

Qi

Lƣu lƣợng dòng chảy của nguồn thành phần i


xii
Q

Lƣu lƣợng toàn dòng

S

Nồng độ mặn

u

Vận tốc điểm

v

Vận tốc trung bình mặt cắt

t

Thời gian

TPN

Thành phần nƣớc (nguồn nƣớc thành phần)

TPNN

Thành phần nguồn nƣớc (một số tài liệu liên quan
có thể gọi là “thành phần nƣớc”) hay “nguồn nƣớc
thành phần”



Mật độ, khối lƣợng riêng



Hệ số sửa chữa động năng, hệ số moment

, A

Diện tích mặt cắt ngang

q

Lƣu lƣợng của dòng gia nhập bên

piq

Tỷ lệ thành phần nguồn nƣớc i của dòng bên q

Wi

Tổng lƣợng dòng chảy thành phần nguồn nƣớc i

Z, z

Mực nƣớc


xiii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1-1: Bản đồ vị trí vùng ven biển Đồng bằng sông Cửu Long ............... 11
Hình 1-2: Đƣờng quá trình mực nƣớc triều trạm Mỹ Thanh ở ven biển Đông
..................................................................................................................... 12
Hình 1-3: Đƣờng quá trình mực nƣớc triều trạm Rạch Giá ở ven biển Tây ĐBSCL ........................................................................................................ 13
Hình 1-4: Bản đồ hiện trạng nuôi trồng thủy sản vùng ven biển ĐBSCL...... 15
Hình 1-5: Bản đồ quy hoạch tổng thể phát triển NTTS vùng ĐBSCL đến năm
2020 ............................................................................................................. 17
Hình 1-6: Hiện trạng HTTL nội đồng vùng trồng lúa nay phục vụ NTTS ở Trà
Vinh ............................................................................................................. 21
Hình 2-1: Sơ đồ hóa một số nguồn nƣớc tác động trong hệ thống NTTS vùng
ven biển ảnh hƣởng triều,[31]....................................................................... 39
Hình 2-2: Sơ họa khối nƣớc dw và các nguồn nƣớc thành phần dwi của nó.. 42
Hình 2-3: Sơ họa triết giảm tỷ lệ thành phần nƣớc quan tâm theo thời gian.. 46
Hình 2-4: Sơ đồ hệ kênh đơn vùng triều (trƣờng hợp kênh chính và 1 kênh
nhánh) .......................................................................................................... 53
Hình 2-5: Trƣờng hợp tính toán của hệ kênh đơn (TPN quan tâm màu đen). 54
Hình 2-6: Biểu đồ vận tốc tại mặt cắt đầu kênh nhánh (giáp kênh chính) ..... 55
Hình 2-7: Sơ đồ phân bố tỷ lệ TPN quan tâm ban đầu lan truyền ra kênh chính
và còn lại ở kênh nhánh tại thời điểm kết thúc pha triều thứ nhất (vận tốc tại
mặt cắt đầu kênh nhánh v = 0, tƣơng ứng t1 = 16h05). .................................. 56
Hình 2-8: Kết quả tính toán phân bố tỷ lệ TPN quan tâm ban đầu (TPN) lan
truyền trên hệ kênh sau pha triều thứ nhất, tại thời điểm t1 = 16h05 .............. 57
Hình 2-9: Sơ đồ phân bố tỷ lệ TPN quan tâm lan truyền trên kênh chính và
vào kênh nhánh tại thời điểm kết thúc pha triều thứ 2 (tƣơng ứng t2 = 22h30).

..................................................................................................................... 60
Hình 2-10: Kết quả tính toán phân bố tỷ lệ TPN quan tâm trên kênh chính
“TPN_C_(t1)” lan truyền trở lại hệ kênh sau pha triều thứ 2 (tại t2 = t1 + 6h25)
..................................................................................................................... 61
Hình 2-11: Sơ đồ phân bố TPN quan tâm trên kênh chính “TPN_C_(t2)” lan
truyền tại thời điểm kết thúc pha triều thứ 3 (tƣơng ứng t3 = 7h:30 - 6/1/2005)
..................................................................................................................... 62


xiv
Hình 2-12: Kết quả tính toán phân bố tỷ lệ TPN quan tâm trên kênh chính
“TPN_C_(t2)” lan truyền trở lại hệ kênh sau pha triều thứ 3 ......................... 63
Hình 2-13: Sơ đồ phân bố tỷ lệ TPN quan tâm trên kênh chính và kênh nhánh
tại thời điểm kết thúc pha triều thứ 3 (tƣơng ứng t3 = 7h30 ngày 6/1/2005) .. 64
Hình 2-14: Kết quả tính toán phân bố tỷ lệ TPN quan tâm “TPN_N_(t2)” trên
kênh nhánh lan truyền ra hệ kênh tại pha triều thứ 3..................................... 64
Hình 2-15: Biểu đồ quá trình triết giảm tỷ lệ TPN quan tâm “TPN_C_(t1)”
dọc kênh chính qua các pha triều (sau pha triều thứ nhất)............................. 65
Hình 2-16: Biểu đồ triết giảm tỷ lệ TPN quan tâm dọc kênh nhánh do TPN
kênh chính “TPN_C_(t1)” xâm nhập trở lại kênh nhánh qua các pha triều.... 65
Hình 2-17: Sơ đồ hệ kênh dạng cành cây (gồm kênh chính và các kênh nhánh)
..................................................................................................................... 69
Hình 2-18: Trƣờng hợp tính toán TPN quan tâm (nƣớc bệnh - màu đen)...... 70
Hình 2-19: Triết giảm tỷ lệ TPN bệnh dọc theo kênh nhánh cấp 2 - KN2, tại
các vị trí đầu các kênh cấp 3 (trên Hình 2-17, tại các điểm B1, B2, B3, B4) ... 72
Hình 2-20: Thay đổi (triết giảm) tỷ lệ TPN mang mầm bệnh cuối các kênh
cấp 3 thuộc kênh nhánh KN2 (kênh phát bệnh) ............................................ 72
Hình 2-21: Sự thay đổi tỷ lệ TPN mang mầm bệnh dọc theo kênh chính, tại vị
trí đầu các kênh nhánh (trên Hình 2-17: Tại các điểm A, B, C, D)................ 73
Hình 2-22: Sự thay đổi tỷ lệ TPN mang mầm bệnh cuối các kênh cấp 2 (tại

các vị trí A4, B4, C4, D4 trên Hình 2-17) .................................................... 73
Hình 2-23: Sự thay đổi tỷ lệ TPN mang mầm bệnh cuối các kênh cấp 2 lân
cận – kênh tiếp nhận TPN bệnh (tại các vị trí A4, C4, D4) .......................... 74
Hình 2-24: Sự thay đổi tỷ lệ TPN bệnh cuối các kênh cấp 3 thuộc kênh nhánh
KN3 (kênh tiếp nhận TPN bệnh) .................................................................. 74
Hình 2-25: Triết giảm tỷ lệ TPN bệnh cuối kênh cấp 2 KN2 ứng với biên triều
biển Đông và triều biển Tây ......................................................................... 75
Hình 2-26: Thay đổi của mực nƣớc và tỷ lệ TPN bệnh tại vị trí B1, đầu kênh
KN2-1 (Mực nƣớc và TPN nghịch biến, cơ chế tiêu xả nguồn bệnh)............ 76
Hình 2-27: Thay đổi của mực nƣớc và tỷ lệ TPN bệnh tại vị trí D4, cuối kênh
KN4 (Mực nƣớc và TPN đồng biến, cơ chế tiếp nhận nguồn nƣớc ngoại lai)76
Hình 2-28: Trƣờng hợp tính toán TPN quan tâm (nƣớc bẩn - màu đen)........ 78
Hình 2-29: Sự thay đổi tỷ lệ TPN bẩn cuối các kênh cấp 2 theo thời gian .... 79
Hình 2-30: Diễn biến triết giảm tỷ lệ TPN bẩn cuối các kênh cấp 3 - xa biển79


xv
Hình 2-31: Lan truyền TPN bẩn dọc kênh chính (Tại A, B, C, D và lân cận) 80
Hình 2-32: Triết giảm tỷ lệ TPN bẩn cuối kênh cấp 2 - KN2 ứng với biên triều
biển Đông và triều biển Tây ......................................................................... 80
Hình 2-33: Thay đổi của mực nƣớc và tỷ lệ TPN bẩn tại vị trí A1 trên kênh
nhánh KN1 (kênh gần biển).......................................................................... 80
Hình 2-34: Thay đổi của mực nƣớc và tỷ lệ TPN bẩn tại điểm C1 trên kênh
nhánh KN3 (kênh xa biển) ........................................................................... 81
Hình 2-35: Diễn biến TPN mặn dọc kênh chính (tại các vị trí đầu kênh nhánh
cấp 2: điểm A, B, C, D trên Hình 2-17) ........................................................ 83
Hình 2-36: Diễn biến TPN mặn tại các vị trí cuối kênh cấp 2 (các điểm A4,
B4, C4, D4 trên sơ đồ Hình 2-17)................................................................. 83
Hình 2-37: Diễn biến TPN mặn tại các vị trí cuối kênh cấp 3 thuộc kênh KN4
..................................................................................................................... 84

Hình 2-38: Diễn biến tỷ lệ TPN mặn cuối kênh cấp 2 - KN1 ứng với biên triều
biển Đông và triều biển Tây ......................................................................... 84
Hình 2-39: Diễn biến TPN ngọt dọc kênh chính (tại các điểm A, B, C, D) ... 85
Hình 2-40: Diễn biến TPN ngọt tại các vị trí cuối các kênh nhánh cấp 2 (điểm
A4, B4, C4, D4) ........................................................................................... 86
Hình 2-41: Diễn biến TPN ngọt tại các vị trí cuối KN cấp 3 thuộc kênh cấp 2 KN4 ............................................................................................................. 86
Hình 2-42: Diễn biến tỷ lệ TPN ngọt cuối kênh cấp 2 - KN1 (điểm A4) ứng
với biên triều biển Đông (tỷ lệ TPN màu đen) và triều biển Tây (màu xanh) 86
Hình 2-43: Diễn biến tỷ lệ TPN ngọt cuối kênh cấp 2 – KN4 (điểm D4) ...... 87
Hình 2-44: Sơ đồ mạng lƣới hệ kênh tính toán dạng nhiều vòng kín ............ 90
Hình 2-45: Vị trí kênh nhánh chứa TPN quan tâm (nƣớc bệnh - màu đen) ... 91
Hình 2-46: Sơ đồ hệ thống tính toán vận hành theo kịch bản 1 (KB01) ........ 92
Hình 2-47: Sơ đồ hệ thống tính toán vận hành theo kịch bản 2 (KB02) ........ 93
Hình 2-48: Quá trình triết giảm TPN quan tâm (nƣớc bệnh) tại mặt cắt giữa
kênh nhánh KN2-3 và KN2-4 (kênh nguồn chứa TPN bệnh)........................ 93
Hình 2-49: Diễn biến lan truyền TPN quan tâm (nƣớc bệnh) tại mặt cắt đầu
các kênh cấp 3- KN2-3 và KN2-4, giữa các kênh cấp 2 (điểm A2, B2, C2).. 94
Hình 2-50: Diễn biến lan truyền TPN quan tâm (nƣớc bệnh) tại vị trí giữa
kênh nhánh cấp 3 - KN2-1 và KN2-2 ........................................................... 94


xvi
Hình 2-51: Diễn biến lan truyền TPN quan tâm (nƣớc bệnh) trên kênh chính
KC1, phía thƣợng lƣu kênh KN3, tại các vị trí : C+1000; C+4000 và C+6000
..................................................................................................................... 94
Hình 2-52: Sự thay đổi của mực nƣớc và tỷ lệ TPN bệnh tại vị trí giữa kênh
KN2-4 (Mực nƣớc và tỷ lệ TPN nghịch biến - khả năng thau rửa) ............... 95
Hình 2-53: Sự thay đổi của mực nƣớc và tỷ lệ TPN bệnh tại MC19000 trên
kênh KC2 (Mực nƣớc và tỷ lệ TPN đồng biến – khả năng tiếp nhận TPN
bệnh) ............................................................................................................ 95

Hình 2-54: So sánh triết giảm tỷ lệ TPN bệnh tại mặt cắt giữa kênh KN2-3
ứng với 2 KB vận hành KB_0 và KB_01 ..................................................... 95
Hình 2-55: So sánh triết giảm tỷ lệ TPN bệnh tại mặt cắt giữa kênh KN2-4
ứng với 2 KB vận hành KB_0 và KB_01 .................................................... 96
Hình 2-56: So sánh triết giảm tỷ lệ TPN bệnh tại mặt cắt giữa kênh KN2-2,
KN2-6 với 2 KB vận hành KB_0 và KB_01................................................. 96
Hình 2-57: So sánh triết giảm tỷ lệ TPN bệnh tại đầu kênh KN2 (giáp kênh
KC1) với 2 KB vận hành KB_0 và KB_01 ................................................... 96
Hình 2-58: So sánh triết giảm tỷ lệ TPN bệnh tại mặt cắt giữa kênh KN2-3
ứng với 3 KB vận hành : KB_0, KB_01 và KB_02 ...................................... 97
Hình 2-59: So sánh triết giảm tỷ lệ TPN bệnh tại đầu kênh KN3 (giáp kênh
KC1) ứng với 3 KB vận hành : KB_0, KB_01 và KB_02............................. 97
Hình 2-60: So sánh triết giảm tỷ lệ TPN bệnh tại đầu kênh KN1 (giáp kênh
KC1) ứng với 3 KB vận hành : KB_0, KB_01 và KB_02............................. 97
Hình 2-61: Phân bố lan truyền TPN bệnh trên hệ thống sau 12h (KB_0 và
KB_01) ........................................................................................................ 98
Hình 2-62: Phân bố lan truyền TPN bệnh trên hệ thống sau 12h (KB_0 và
KB_02) ........................................................................................................ 98
Hình 3-1: Bản đồ hiện trạng NTTS vùng ven biển Trà Vinh năm 2012 ...... 107
Hình 3-2: Sơ đồ thuỷ động lực mạng lƣới sông kênh vùng nghiên cứu....... 108
Hình 3-3: Vị trí vùng phát bệnh ban đầu trong nội đồng Trà Vinh (màu đen)
................................................................................................................... 111
Hình 3-4: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh nội đồng sau 1 ngày lan truyền ............. 112
Hình 3-5: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh nội đồng sau 3 ngày lan truyền ............. 112
Hình 3-6: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh nội đồng sau 5 ngày lan truyền ............. 112
Hình 3-7: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh nội đồng sau 7 ngày lan truyền ............. 112


xvii
Hình 3-8: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh nội đồng sau 10 ngày lan truyền ........... 112

Hình 3-9: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh nội đồng sau 15 ngày lan truyền ........... 112
Hình 3-10: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh nội đồng sau 20 ngày lan truyền ......... 113
Hình 3-11: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh nội đồng sau 30 ngày lan truyền ......... 113
Hình 3-12: Vùng phát bệnh ven biển Trà Vinh trƣớc khi lan truyền (màu đen)
................................................................................................................... 114
Hình 3-13: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh ven biển sau 1 ngày lan truyền ........... 115
Hình 3-14: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh ven biển sau 3 ngày lan truyền ........... 115
Hình 3-15: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh ven biển sau 5 ngày lan truyền ........... 115
Hình 3-16: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh ven biển sau 7 ngày lan truyền ........... 115
Hình 3-17: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh ven biển sau 10 ngày lan truyền ......... 115
Hình 3-18: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh ven biển sau 15 ngày lan truyền ......... 115
Hình 3-19: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh ven biển sau 17 ngày lan truyền ......... 116
Hình 3-20: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh ven biển sau 19 ngày lan truyền ......... 116
Hình 3-21: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh nội đồng sau 1 ngày VH tiêu bệnh...... 118
Hình 3-22: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh nội đồng sau 3 ngày VH tiêu bệnh...... 118
Hình 3-23: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh nội đồng sau 5 ngày VH tiêu bệnh...... 118
Hình 3-24: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh nội đồng sau 7 ngày VH tiêu bệnh...... 118
Hình 3-25: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh nội đồng sau 10 ngày VH tiêu bệnh.... 118
Hình 3-26: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh nội đồng sau 15 ngày VH tiêu bệnh.... 118
Hình 3-27: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh nội đồng sau 20 ngày VH tiêu bệnh.... 119
Hình 3-28: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh nội đồng sau 30 ngày VH tiêu bệnh.... 119
Hình 3-29: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh ven biển sau 1 ngày VH tiêu thoát ...... 120
Hình 3-30: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh ven biển sau 2 ngày VH tiêu thoát ...... 120
Hình 3-31: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh ven biển sau 3 ngày VH tiêu thoát ...... 120
Hình 3-32: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh ven biển sau 5 ngày VH tiêu thoát ...... 120
Hình 3-33: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh ven biển sau 7 ngày VH tiêu thoát ...... 120
Hình 3-34: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh ven biển sau 8 ngày VH tiêu thoát ...... 120
Hình 3-35: Bản đồ hiện trạng NTTS vùng ven biển tỉnh Kiên Giang,[36] .. 123
Hình 3-36: Sơ đồ thủy lực mạng lƣới sông kênh vùng nghiên cứu ............. 124

xviii
Hình 3-37: Vị trí vùng phát sinh dịch bệnh ban đầu trong nội đồng Kiên
Giang trƣớc khi lan truyền (màu đen) ......................................................... 126
Hình 3-38: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh nội đồng lan truyền sau 1 ngày ........... 127
Hình 3-39: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh nội đồng lan truyền sau 3 ngày ........... 127
Hình 3-40: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh nội đồng lan truyền sau 5 ngày ........... 127
Hình 3-41: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh nội đồng lan truyền sau 15 ngày ......... 127
Hình 3-42: Vùng phát sinh dịch bệnh ven biển Kiên Giang (màu đen) ....... 128
Hình 3-43: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh vùng ven biển lan truyền sau 1 ngày... 129
Hình 3-44: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh vùng ven biển lan truyền sau 3 ngày... 129
Hình 3-45: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh vùng ven biển lan truyền sau 7 ngày... 129
Hình 3-46: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh vùng ven biển lan truyền sau 15 ngày. 129
Hình 3-47: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh lan truyền sau 1 ngày VH tiêu tán ...... 130
Hình 3-48: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh lan truyền sau 3 ngày VH tiêu tán ...... 130
Hình 3-49: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh lan truyền sau 5 ngày VH tiêu tán ...... 130
Hình 3-50: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh lan truyền sau 7 ngày VH tiêu tán ...... 130
Hình 3-51: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh lan truyền sau 15 ngày VH tiêu tán .... 131
Hình 3-52: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh lan truyền sau 30 ngày VH tiêu tán .... 131
Hình 3-53: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh lan truyền sau 1 ngày VH tiêu thoát ... 131
Hình 3-54: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh lan truyền sau 3 ngày VH tiêu thoát ... 131
Hình 3-55: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh lan truyền sau 5 ngày VH tiêu thoát ... 131
Hình 3-56: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh lan truyền sau 7 ngày VH tiêu thoát ... 131
Hình 3-57: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh lan truyền sau 15 ngày VH tiêu thoát . 132
Hình 3-58: Phân bố tỷ lệ TPN bệnh lan truyền sau 30 ngày VH tiêu thoát . 132

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1-1: Diện tích NTTS nƣớc mặn, lợ vùng ĐBSCL giai đoạn 2001 – 2010
..................................................................................................................... 16
Bảng 1-2: Quy hoạch nuôi tôm nƣớc mặn, lợ vùng ven biển ĐBSCL đến 2020

..................................................................................................................... 17
Bảng 2-1: Thông số kích thƣớc tính toán hệ kênh đơn cơ bản ..................... 53


xix
Bảng 2-2: Quá trình lan truyền TPN quan tâm ban đầu (TPN) trên hệ kênh tại
pha triều thứ nhất ......................................................................................... 56
Bảng 2-3: Quá trình lan truyền TPN quan tâm trên kênh chính “TPN_C_(t 1)”
trở lại hệ kênh theo các pha triều (sau pha triều thứ nhất)............................. 58
Bảng 2-4: Quá trình lan truyền thành phần nƣớc quan tâm trên kênh chính
“TPN_C_(t1)” tại pha triều thứ 2 .................................................................. 60
Bảng 2-5: Quá trình lan truyền TPN quan tâm tại pha triều thứ 3 ................ 61
Bảng 2-6: Các thông số tính toán hệ kênh dạng cành cây ............................. 69
Bảng 2-7: Các thông số kích thƣớc tính toán hệ kênh nhiều vòng kín.......... 89


1

MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN
Việt Nam là một quốc gia ven biển nhiệt đới, có bờ biển dài khoảng
3260km, với hàng trăm sông lạch đổ ra biển mang theo phù sa tạo nên những
bãi triều, đầm phá, vụng lạch, nhiều vùng nƣớc mặn lợ rộng lớn,... Do có vị trí
địa lý tự nhiên thích hợp, nhiều tiểu vùng khí hậu khác nhau, nhiều vùng triều
nƣớc lợ mặn rộng lớn và sự đa dạng sinh học của hệ sinh thái ven biển, nƣớc
ta có nhiều điều kiện thuận lợi để phát triển nghề nuôi trồng thủy sản (NTTS).
NTTS trong những năm qua đã có bƣớc tiến nhảy vọt, song song với
việc gia tăng diện tích và sản lƣợng nuôi thì hệ thống hạ tầng công trình thủy
lợi giải quyết vấn đề liên quan đến nƣớc phục vụ nuôi trồng cũng không
ngừng phát triển để đáp ứng nhu cầu phục vụ sản xuất, tuy vậy hệ thống thủy

lợi vẫn còn nhiều bất cập. Mặt khác, việc NTTS đòi hỏi môi trƣờng nƣớc tốt,
trao đổi nƣớc trong và ngoài hệ thống thuận lợi, điều này đòi hỏi quy mô công
trình lớn và chế độ điều tiết kiểm soát nƣớc rất khoa học. Đây là điều mà các
hệ thống hiện tại còn nhiều hạn chế. Thêm vào đó, việc phát triển thủy sản
trong hệ thống cũng để lại nhiều vấn đề về chất lƣợng nƣớc nhƣ tạo ra các
vùng nƣớc ô nhiễm do thức ăn dƣ thừa, phân hủy thối rữa, do thủy sản mang
bệnh và chết, lan truyền dịch bệnh theo đƣờng nƣớc… Các vấn đề đặt ra nhƣ
vậy đều có liên quan đến nguồn nƣớc trong hệ thống và đây đƣợc xem là vấn
đề lớn nhất trong các hệ thống NTTS vùng triều hiện nay.
Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) đƣợc xem là “vựa” tôm nƣớc
mặn lợ vùng triều lớn nhất của cả nƣớc, với diện tích nuôi khoảng 600.000 ha
ven biển,[39]. Thế nhƣng nhiều năm qua, vùng nuôi tôm trọng điểm này vẫn
phải đối đầu với nạn ô nhiễm nguồn nƣớc do hệ thống thủy lợi phục vụ cho
NTTS không đồng bộ. Hầu hết các công trình thủy lợi phục vụ cho NTTS ở


2
vùng này hiện nay chủ yếu là của các vùng sản xuất nông nghiệp trƣớc đây để
lại. Điều này dẫn đến một số bất cập gây khó khăn trong việc phát triển tôm
nuôi hiện nay. Trên thực tế, thƣờng thì một đƣờng mƣơng, một con kênh phải
đảm nhận cùng lúc 2 chức năng là vừa cấp nƣớc ao nuôi và vừa thoát nƣớc ô
nhiễm. Đây cũng là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng
tôm nuôi trong nhiều năm qua chết hàng loạt trên diện rộng, ô nhiễm dịch
bệnh lây lan.
Trong khi quy trình công nghệ nuôi nhƣ yêu cầu về kỹ thuật nuôi,[8],
giống và thức ăn,... đã đƣợc nghiên cứu và phổ biến tƣơng đối rộng rãi thì hầu
nhƣ chƣa có nhiều nghiên cứu về đặc tính thủy động lực nguồn nƣớc hệ thống
NTTS, chƣa có các tiêu chuẩn thiết kế xây dựng HTTL vùng nuôi tôm. Hơn
thế nữa, quy mô của các công trình thủy lợi phục vụ NTTS (chẳng hạn khẩu
độ cống, mặt cắt kênh) phụ thuộc rất nhiều vào chế độ nƣớc hệ thống, điển

hình là chế độ thủy triều và khả năng cấp nƣớc chất lƣợng tốt cho vùng nuôi,
nên không thể áp dụng một khuôn mẫu cố định cho mọi hệ thống và nhƣ nhau
ở các vùng miền. Thay vào đó cần phải có các cơ sở khoa học, phƣơng pháp
luận tính toán nguồn nƣớc từ đó đề xuất thiết kế hệ thống hợp lý. Để giải
quyết vấn đề này, cùng với việc ứng dụng các công cụ tính toán truyền thống,
trong những năm gần đây Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam đã phát triển lý
thuyết lan truyền các nguồn nƣớc trong hệ thống sông kênh (Nguyễn Ân Niên
đề xuất, đƣợc phát triển bởi Nguyễn Ân Niên, Tăng Đức Thắng và các nhà
khoa học, [17],[18],[19],[29]) có thể sử dụng hiệu quả để giải quyết một số
vấn đề về nguồn nƣớc trong các hệ thống NTTS nhƣ tính toán trao đổi nƣớc
và độ mặn trong hệ thống, lan truyền bệnh thủy sản theo đƣờng nƣớc, vận
hành thau rửa hệ thống và tạo chế độ nƣớc thích hợp,… từ đó làm cơ sở bố trí
công trình và xác định cấu trúc, quy mô hệ thống một cách hợp lý. Các nghiên
cứu về nguồn nƣớc trong các HTTL ven biển đã có chủ yếu đƣợc thực hiện
trên quy mô các hệ thống lớn phục vụ đa mục tiêu (bao gồm cả nông nghiệp


3
và thủy sản), chi tiết các thông số, đặc tính về nguồn nƣớc trong các hệ thống
NTTS lại chƣa đƣợc đề cập nhiều. Trong điều kiện nhƣ vậy cần thiết phải
nghiên cứu các đặc tính thủy động lực và môi trƣờng nguồn nƣớc trong hệ
kênh dẫn vùng triều, làm cơ sở khoa học cho việc thiết kế và quản lý các
HTTL phục vụ NTTS vùng ven biển.
2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN
Mục đích chung của luận án là phát triển phƣơng pháp luận ứng dụng
lý thuyết lan truyền các thành phần nguồn nƣớc kết hợp với phần mềm thủy
động lực 1 chiều hệ sông kênh (chẳng hạn MIKE 11) nhằm nghiên cứu đặc
tính thủy động lực và môi trƣờng trong các hệ thống kênh dẫn vùng triều ứng
dụng cho hệ thống NTTS ven biển. Các mục đích cụ thể của luận án là :
(1)

Xác định đƣợc cơ chế lan truyền các nguồn nƣớc, quy luật triết
giảm nguồn nƣớc trong hệ thống kênh dẫn vùng ảnh hƣởng triều
(ứng dụng cho các vùng NTTS ven biển);

(2)

Xác định đƣợc các đặc tính thủy động lực môi trƣờng vùng triều
cho một số sơ đồ mẫu hệ kênh điển hình làm căn cứ cho việc bố
trí hệ thống thủy lợi hợp lý phục vụ NTTS ven biển.

3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN
Nội dung nghiên cứu của luận án bao gồm :
(1) Tổng quan vùng nghiên cứu, đặc điểm hệ thống thủy lợi phục vụ
NTTS, các nghiên cứu đã có liên quan đến nguồn nƣớc và môi
trƣờng các vùng NTTS ven biển và xác định vấn đề cần nghiên cứu
của luận án;
(2) Nghiên cứu một số vấn đề thủy động lực môi trƣờng trong các sơ đồ
mẫu hệ thống kênh dẫn vùng triều điển hình cho các hệ thống NTTS
ven biển (hệ kênh đơn cơ bản, hệ kênh dạng cành cây gồm kênh
chính và kênh nhánh các cấp, hệ kênh có nhiều vòng kín, hệ kênh có
cống điều khiển);


4
(3) Định hƣớng bố trí hệ thống thủy lợi hợp lý phục vụ NTTS ven biển,
giải pháp bố trí tiêu thoát ô nhiễm nhanh, giảm thiểu độ lƣu cữu
trong hệ thống và nguyên tắc bố trí kênh cấp thoát chung và cấp
thoát riêng biệt (tách rời) trong NTTS;
(4) Ứng dụng mô hình toán kết hợp với lý thuyết lan truyền các thành

phần nguồn nƣớc để nghiên cứu đặc tính thủy động lực môi trƣờng
các nguồn nƣớc quan tâm (nguồn nƣớc bẩn/ ô nhiễm, nƣớc mang
mầm bệnh thủy sản,...) trong các hệ thống thực tế NTTS ven biển
(tính toán điển hình cho vùng ven biển ảnh hƣởng triều biển Ðông và
vùng ven biển tác động triều biển Tây - ÐBSCL).
4. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Đối tƣợng nghiên cứu của luận án là vấn đề thủy động lực – môi trƣờng
trong hệ thống kênh dẫn các vùng NTTS ảnh hƣởng triều, làm cơ sở khoa học
để thiết kế các hệ thống thủy lợi hợp lý phục vụ NTTS vùng ven biển. Trong
khuôn khổ luận án này giới hạn vùng nghiên cứu ảnh hƣởng bởi triều biển
Đông - ĐBSCL (bán nhật triều không đều biên độ cao, biên độ triều ngày
trung bình lớn nhất 3÷3,5m) và vùng chịu tác động triều biển Tây (nhật triều
không đều biên độ thấp, lớn nhất khoảng 1,1  0,1 m). Phạm vi nghiên cứu
của luận án là các hệ thống sông kênh, hệ thống công trình thủy lợi phục vụ
NTTS vùng ven biển ảnh hƣởng triều biển Đông và biển Tây ở ĐBSCL.
Giới hạn nội dung nghiên cứu của luận án: Tại thời điểm mô phỏng tính
toán chƣa xét đến việc tiếp tục xả nƣớc thải của các ao/vuông nuôi thủy sản ra
hệ kênh; Đặc tính thủy lực và môi trƣờng nguồn nƣớc trong nghiên cứu này
mang nghĩa “lƣợng và tính năng truyền chất”, không đề cập đến “đặc tính hóa
học”, tức là bỏ qua quá trình biến đổi chất (bỏ qua quá trình sinh hóa).
Trong đề tài luận án này, để việc trình bày đƣợc đơn giản và thống
nhất, luận án quy ƣớc gọi thuật ngữ “hệ thống thủy lợi phục vụ NTTS vùng
ven biển ảnh hƣởng triều” là “hệ thống thủy lợi phục vụ NTTS ven biển” và
cũng có thể hiểu một cách chung nhất là “hệ thống NTTS ven biển”.


5
Mặc dù đề tài luận án nghiên cứu trên phạm vi vùng ven biển ảnh
hƣởng triều ở ĐBSCL, nhƣng nội dung và phƣơng pháp luận của đề tài luận
án có thể áp dụng cho những vùng khác có điều kiện tƣơng tự, nhất là các

vùng ven biển hiện nay đang chuyển đổi mô hình sản xuất từ nông nghiệp
thuần túy sang NTTS.
5. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Các phƣơng pháp nghiên cứu chính sẽ đƣợc sử dụng xuyên suốt trong
luận án này bao gồm :
- Kế thừa các nghiên cứu về dòng chảy và vấn đề thủy động lực học –
môi trƣờng trong các hệ thống sông kênh vùng ảnh hƣởng triều, về các
nghiên cứu hệ thống công trình thủy lợi phục vụ NTTS ven biển, các hệ
thống có nhiều nguồn nƣớc tác động thông qua tính toán lan truyền
từng thành phần nguồn nƣớc trong hệ thống, các nghiên cứu đã thực
hiện liên quan đến luận án ở vùng ven biển ĐBSCL làm cơ sở xem xét
đặc tính thủy động lực và các yếu tố môi trƣờng trong các hệ thống
thủy lợi phục vụ NTTS.
- Phƣơng pháp nghiên cứu thực tế : Điều tra, khảo sát thực địa, thu thập,
biên hội và tổng hợp số liệu về hiện trạng nguồn nƣớc, môi trƣờng các
vùng NTTS ven biển, thống kê tính toán đặc trƣng thủy triều,... Trên cơ
sở điều tra thực tế các hệ thống NTTS ven biển, luận án đã khảo cứu lý
thuyết các sơ đồ mẫu cơ bản điển hình cho các hệ kênh dẫn vùng triều
để tìm nguyên lý, xác định quy luật thủy động lực nguồn nƣớc làm cơ
sở khoa học để ứng dụng thực tiễn trong các hệ thống NTTS ven biển.
- Luận án sử dụng phƣơng pháp mô hình toán ứng dụng lý thuyết lan
truyền các thành phần nguồn nƣớc kết hợp với phần mềm MIKE11 của
Viện Thuỷ lực Đan Mạch để tính toán phân tích đặc tính và quy luật
thủy động lực môi trƣờng các hệ thống kênh dẫn vùng triều làm căn cứ
đề xuất các giải pháp/cấu trúc các hệ thống NTTS ven biển hợp lý.


6

Các hệ

thống
nuôi
trồng
thủy sản
thực tế
vùng ven
biển

Điều tra,
đánh giá
thực trạng

Khảo
cứu lý
thuyết về
đặc tính
nguồn
nƣớc
trên các
sơ đồ cơ
bản hệ
kênh
điển hình

Phân tích cơ
chế lan truyền
nguồn nƣớc

Xác định
quy luật thủy

động lực

Áp dụng
thực tiễn vào
tính toán
nguồn nƣớc
phục vụ
thiết kế quy
hoạch các hệ
thống nuôi
trồng thủy
sản ven biển
1

Hình 1 : Sơ đồ tiếp cận phƣơng pháp nghiên cứu nội dung đề tài luận án
6. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN
6.1. Ý nghĩa khoa học
Ý nghĩa khoa học bao trùm của đề tài luận án này là đã giải quyết đƣợc
một phần các vấn đề tồn tại về nguồn nƣớc và môi trƣờng vùng nuôi thủy sản
ven biển thông qua việc nghiên cứu chế độ thủy động lực môi trƣờng nguồn
nƣớc góp phần phục vụ phát triển bền vững nghề NTTS ven biển ĐBSCL.
Kết quả luận án đã chỉ ra một số điểm nhấn về mặt khoa học nhƣ sau:
- Phân tích làm rõ cơ chế thủy động lực lan truyền các nguồn nƣớc trong
hệ thống kênh dẫn vùng NTTS ảnh hƣởng triều (nguồn nƣớc nhiễm
bẩn, nguồn nƣớc mang mầm bệnh thủy sản, nguồn nƣớc mặn, nguồn
nƣớc ngọt sạch cấp cho các vùng nuôi,...).
- Đã ứng dụng lý thuyết lan truyền các thành phần nguồn nƣớc trong việc
nghiên cứu các đặc tính thủy động lực môi trƣờng một số sơ đồ mẫu hệ
kênh điển hình từ các hệ thống NTTS thực tế ven biển. Đã giải quyết
đƣợc về mặt khoa học một số bài toán thực tế về chất lƣợng nƣớc và

môi trƣờng trong các hệ thống NTTS mà lý thuyết truyền thống còn
thực hiện rất hạn chế hoặc chƣa giải quyết đƣợc, chẳng hạn nhƣ các bài
toán lan truyền thành phần nguồn nƣớc mặn, lan truyền nguồn nƣớc


7
mang mầm bệnh thủy sản theo đƣờng nƣớc, lan truyền các khối nƣớc
bẩn và thau rửa ô nhiễm,....
- Đề xuất việc tách rời kênh cấp và thoát nƣớc riêng biệt cho các vùng
NTTS ven biển ảnh hƣởng triều.
6.2. Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả nghiên cứu của luận án có thể đƣợc áp dụng hiệu quả cho các
hệ thống sông kênh nói chung và hệ thống thủy lợi vùng triều nói riêng, ứng
dụng cụ thể vào thực tế sản xuất trong việc thiết kế hệ thống thủy lợi phục vụ
NTTS vùng ven biển ĐBSCL và các vùng khác có điều kiện tƣơng tự.
Kết quả tính toán thử nghiệm của đề tài luận án bƣớc đầu thành công
cho các vùng NTTS ven biển Đông (ví dụ tính toán cho vùng NTTS ven biển
Trà Vinh) và vùng ảnh hƣởng triều biển Tây (cho vùng NTTS ven biển Kiên
Giang), trong đó đã làm rõ đƣợc đặc tính thủy động lực một số nguồn nƣớc
chính (nguồn nƣớc mang mầm bệnh thủy sản) và các tồn tại, hạn chế của hệ
thống trong việc kiểm soát nguồn nƣớc, hạn chế dịch bệnh xảy ra. Việc áp
dụng lý thuyết lan truyền các thành phần nguồn nƣớc kết hợp với phần mềm
MIKE11 tính toán lan truyền nguồn nƣớc vùng NTTS sẽ có giá trị thực tiễn
cho các bài toán thiết kế quy hoạch các hệ thống thủy lợi phục vụ NTTS.
7. CẤU TRÚC CỦA LUẬN ÁN
Ngoài các phần Mở đầu, Kết luận và Kiến nghị hƣớng nghiên cứu tiếp
theo, Tài liệu tham khảo, Danh mục các công trình công bố của tác giả và
phần Phụ lục. Luận án gồm có 3 chƣơng nội dung chính nhƣ sau:
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
CHƢƠNG 2: ĐẶC TÍNH THỦY ĐỘNG LỰC MÔI TRƢỜNG CHO MỘT SỐ

SƠ ĐỒ HỆ KÊNH ĐIỂN HÌNH VÙNG NUÔI TRỒNG THỦY
SẢN VEN BIỂN
CHƢƠNG 3: ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT LAN TRUYỀN CÁC THÀNH
PHẦN NGUỒN NƢỚC ĐỂ NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH THỦY
ĐỘNG LỰC MÔI TRƢỜNG CHO CÁC HỆ THỐNG THỰC
TẾ NUÔI TRỒNG THỦY SẢN VEN BIỂN.