Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Đặc tính thủy động lực và môi trường vùng triều ứng dụng cho hệ thống nuôi trồng thủy sản ven biển

Chia sẻ: Trần Văn Yan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:171

Thêm vào BST

Báo xấu

41
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích chung của luận án là phát triển phương 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 trường trong các hệ thống kênh dẫn vùng triều ứng dụng cho hệ thống NTTS ven biển.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: 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
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 CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT TÀI NGUYÊN NƢỚC MÃ SỐ: 62-58-02-12 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. GS.TS. TĂNG ĐỨC THẮNG 2. GS.TS. LÊ SÂM TP. HỒ CHÍ MINH - 2017
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng tất cả các kết quả nghiên cứu trong luận án này là do cá nhân tôi thực hiện trong khóa học nghiên cứu sinh và chịu hoàn toàn trách nhiệm về lời cam đoan của mình.
ii LỜI CẢM ƠN Trƣớc hết, tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quý báu của Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam, Trung tâm Đào tạo và Hợp tác Quốc tế, Ban Tổ chức Hành chính - Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả trong quá trình học tập nghiên cứu thực hiện luận án. Tác giả xin chân thành cảm ơn sâu sắc tới các Thầy hƣớng dẫn : GS.TS Tăng Đức Thắng – Phó Giám đốc Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, nguyên Viện trƣởng, Chủ tịch Hội đồng Khoa học Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam, là ngƣời hƣớng dẫn khoa học thứ nhất của luận án bởi mọi sự giúp đỡ hết sức tận tình của Thầy trong suốt quá trình thực hiện luận án, từ giới thiệu đề tài đến thực thi các ý tƣởng khoa học; GS.TS Lê Sâm, nguyên Viện trƣởng, Chủ tịch Hội đồng Khoa học Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam, là ngƣời hƣớng dẫn khoa học thứ hai của luận án, bởi đã quan tâm theo dõi, hƣớng dẫn giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho việc thực hiện luận án. Tác giả xin chân thành cảm ơn sâu sắc tới GS.TSKH. Nguyễn Ân Niên, AHLĐ, nguyên Viện trƣởng Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam đã tận tình chỉ bảo giúp đỡ trong nhiều vấn đề khoa học mà một trong những ý tƣởng khoa học của Giáo sƣ cùng với GS. Tăng Đức Thắng về “Lý thuyết lan truyền các thành phần nguồn nước” là công cụ chủ yếu và phƣơng pháp luận chính cho tác giả thực hiện xuyên suốt trong luận án này. Trong suốt quá trình thực hiện luận án, tác giả đã nhận đƣợc sự giúp đỡ hết sức quý báu từ nhiều đồng nghiệp thuộc Trung tâm Nghiên cứu Thủy nông và Cấp nƣớc, Trung tâm Thủy công và Thủy lực - Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam cùng các bạn bè đồng nghiệp trong và ngoài cơ quan đã tạo điều kiện giúp đỡ tác giả trong quá trình công tác, cập nhật và trao đổi thông tin số liệu phục vụ nghiên cứu. Cuối cùng, không thể thiếu đƣợc, là sự cảm ơn tới gia đình tác giả bởi sự động viên, khuyến khích, và là chỗ dựa tinh thần để tác giả vƣợt qua những khó khăn thử thách trong suốt quá trình nghiên cứu và học tập, nhất là những lúc khó khăn mà chỉ ý chí đơn thuần khó có thể vƣợt qua.
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