Tài liệu Nghiên cứu giải pháp cửa van bê tông cốt sợi áp dụng cho cống đầu mối trong ô thủy lợi tỉnh cà mau

LỜI CAM ĐOAN Tên đề tài luận văn: “Nghiên cứu giải pháp cửa van bê tông cốt sợi áp dụng cho cống đầu mối trong Ô thủy lợi tỉnh Cà Mau” Tôi xin cam đoan đề tài luận văn của tôi hoàn toàn là do tôi làm. Những kết quả nghiên cứu không sao chép từ bất kỳ nguồn thông tin nào khác. Nếu vi phạm tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm, chịu bất kỳ hình thức kỷ luật nào của Nhà trường. Hà Nội, ngày 15 tháng 11 năm 2016 Học viên cao học Lê Thanh Cảnh i LỜI CÁM ƠN Tác giả xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Trần Văn Thái, người đã hướng dẫn trực tiếp và vạch ra những định hướng khoa học cho luận văn này. Xin chân thành cảm ơn PGS.TS Hoàng Phó Uyên đã hướng dẫn phần vật liệu bê tông cốt sợi. Xin cảm ơn Nhà trường, các thầy cô giáo trong Trường Đại học Thủy Lợi, Phòng đào tạo Đại học và sau Đại học về sự giúp đỡ trong thời gian tác giả học tập và nghiên cứu. Xin cảm ơn các đồng nghiệp trong Bộ môn Trụ đỡ và Trung tâm Công trình đồng bằng ven biển và Đê điều - Viện Thủy công - Viện Khoa học Thuỷ lợi Việt Nam đã tạo điều kiện, giúp đỡ cho tác giả trong quá trình học tập cũng như hoàn thiện luận văn. Cuối cùng tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cha mẹ, các anh em trong gia đình đã động viên tác giả trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn này. Hà Nội, ngày 15 tháng 11 năm 2016 Học viên cao học Lê Thanh Cảnh ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1 1. Tính cấp thiết của đề tài.......................................................................................1 2. Mục đích của đề tài..............................................................................................2 3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu..........................................................2 4. Nội dung nghiên cứu ...........................................................................................3 5. Kết quả dự kiến đạt được.....................................................................................3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ....................................4 1.1. Tổng quan sự phát triển Ô Thủy lợi .....................................................................4 1.1.1. Tình hình phát triển chung [5] ........................................................................4 1.1.2. Tình hình phát triển quy hoạch thủy lợi Cà Mau [5] ......................................6 1.2. Tổng quan về cửa van [8].....................................................................................13 1.2.1. Giới thiệu chung ..........................................................................................13 1.2.2. Những nghiên cứu lựa chọn giải pháp cửa van ...........................................14 1.2.3. Phân tích lựa chọn vật liệu chế tạo cửa. ......................................................18 1.3. Tổng quan về bê tông cốt sợi [1] .........................................................................23 1.3.1. Khái niệm cơ bản về bê tông cốt sợi ...........................................................23 1.3.2. Các ứng dụng trên thế giới ..........................................................................23 1.3.3. Các ứng dụng tại Việt Nam .........................................................................25 1.4. Kết luận chương 1 ..............................................................................................26 CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KẾT CẤU VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CỬA VAN BÊ TÔNG CỐT SỢI ...................................................................27 2.1. Đặt vấn đề ...........................................................................................................27 2.2. Đặc điểm của bê tông chất lượng cao [4] ............................................................27 2.2.1. Ưu điểm của bê tông chất lượng cao ...........................................................27 2.2.2. Nhược điểm của bê tông chất lượng cao .....................................................27 2.2.3. Vật liệu chế tạo ............................................................................................28 2.3. Ưu điểm của cốt sợi đối với bê tông [1],[2],[3],[4] ...................................................29 2.3.2. Vai trò của sợi trong việc nâng cao tính chất cơ học trong bê tông ............33 2.3.3. Vai trò của sợi trong việc hạn chế nứt .........................................................35 2.4. Phân tích lựa chọn kết cấu cửa van ....................................................................38 2.4.1. Cửa van dạng tường phẳng không sườn ......................................................38 2.4.2. Cửa van dạng tường phẳng có sườn gia cường ...........................................39 iii 2.4.3. Cửa van có khung dầm và bản mặt lượn sóng SW .....................................40 2.4.4. Kết luận .......................................................................................................42 2.5. Cách tiếp cận và phương pháp tính toán ............................................................42 2.5.1. Phạm vi nghiên cứu .....................................................................................42 2.5.2. Điều kiện ổn định ........................................................................................43 2.5.3. Các phương pháp tiếp cận ...........................................................................43 2.6. Phương pháp tính toán [9]....................................................................................47 2.6.1. Các bước phân tích bài toán ........................................................................47 2.6.2. Lực và tải trọng tính toán ............................................................................47 2.6.3. Tổ hợp tải trọng ...........................................................................................51 2.6.4. Các hệ số trong tính toán tải trọng ..............................................................53 2.7. Kết luận chương 2 ..............................................................................................54 CHƯƠNG 3. ÁP DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐƯA RA GIẢI PHÁP CỬA VAN BÊ TÔNG CỐT SỢI CHO CỐNG ĐẦU MỐI TRONG Ô THỦY LỢI TẠI XÃ TÂN HƯNG – CÁI NƯỚC – CÀ MAU ..............................................................55 3.1. Giới thiệu về Ô thủy lợi tỉnh Cà Mau [5].............................................................55 3.1.1. Ranh giới vùng dự án ..................................................................................55 3.1.2. Hiện trạng sản xuất ......................................................................................56 3.1.3. Hướng bố trí sản xuất ..................................................................................56 3.1.4. Mục tiêu dự án .............................................................................................56 3.1.5. Thông số - quy mô công trình .....................................................................57 3.2. Tính toán khả năng chịu lực của cửa van ...........................................................57 3.2.1. Thông số tính toán [6] ...................................................................................57 3.2.2. Tính toán lựa chọn kết cấu ..........................................................................61 3.3. Biện pháp thi công ứng dụng..............................................................................64 3.3.1. Thi công đúc cửa van ..................................................................................64 3.3.2. Liên kết giữa hai thanh cừ [12] ......................................................................68 3.3.3. Lớp phủ bề mặt [13] ......................................................................................69 3.3.4. Kết cấu sau khi hoàn thiện ..........................................................................70 3.4. Các modul cửa van .............................................................................................72 3.5. Kết luận chương 3 ..............................................................................................72 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................73 1. KẾT LUẬN .....................................................................................................73 2. KIẾN NGHỊ ....................................................................................................73 iv TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................74 PHỤ LỤC TÍNH TOÁN .............................................................................................75 Phụ lục 1: Trường hợp cửa van SW ngang ...............................................................75 Phụ lục 2: Trường hợp cửa van SW đứng .................................................................79 v DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1 - 1: Bố trí một khu nuôi tôm ở Nam Thái Lan ....................................................5 Hình 1 - 2: Các hình thức nuôi tôm .................................................................................7 Hình 1 - 3: Cấu tạo cửa bê tông cốt thép .......................................................................19 Hình 1 - 4: Nguyên lý hoạt động ...................................................................................20 Hình 1 - 5: Cống Nghi Quang – Nghệ An .....................................................................21 Hình 1 - 6: Cống Diễn Thành – Nghệ An .....................................................................21 Hình 2 - 1: Ứng xử cơ học của BTCS khi chịu kéo ......................................................33 Hình 2 - 2: Sự tương tác giữa sợi và cốt liệu .................................................................34 Hình 2 - 3: Mô hình hóa về quá trình hình thành vết nứt: .............................................36 Hình 2 - 4: Sự hình thành vết nứt dưới tải trọng uốn: ...................................................37 Hình 2 - 5: Sự làm việc khác nhau giữa bê tông cốt thép thanh và cốt thép sơi ...........37 Hình 2 - 6: Cửa van dạng tường phẳng không sườn .....................................................38 Hình 2 - 7: Cửa van dạng tường phẳng có sườn ............................................................39 Hình 2 - 8: Cửa van có khung dầm và bản mặt lượn sóng ............................................40 Hình 2 - 9: Kết cấu dầm trên dầm dưới .........................................................................41 Hình 2 - 10: Kết cấu bản mặt.........................................................................................41 Hình 2 - 11: Sơ đồ làm việc của cửa van.......................................................................47 Hình 2 - 12: Sơ đồ áp lực thủy tĩnh ...............................................................................48 Hình 3 - 1: Ô thủy lợi tại xã Tân Hưng – Cái Nước ......................................................55 Hình 3 - 2: Hiện trạng hệ thống lấy nước vào ao nuôi ô nhiễm ....................................56 Hình 3 - 3: Mô hình thí nghiệm tại phòng LAS-XD125 ...............................................60 Hình 3 - 4: Vị trí cắt cừ chế tạo thanh bản mặt .............................................................64 Hình 3 - 5: Hình 3.2: Thanh bản mặt sau khi hoàn thiện ..............................................65 Hình 3 - 6: Chi tiết móc vận hành và móc định vị cửa nằm ngang ...............................65 Hình 3 - 7: Chi tiết khe bên và khe đáy .........................................................................66 Hình 3 - 8: Định vị lắp ghép bản mặt ............................................................................67 Hình 3 - 9: Mặt bằng đổ bê tông khung dầm cửa van ...................................................68 Hình 3 - 10: Nhìn A -A..................................................................................................70 Hình 3 - 11: Mặt bằng cửa van ......................................................................................70 Hình 3 - 12: Nhìn B-B ...................................................................................................70 vi Hình 3 - 13: Mặt cắt I-I ..................................................................................................71 Hình 3 - 14: Mặt cắt II-II ...............................................................................................71 Hình 3 - 15: Bố trí kín nước và cữ trượt ........................................................................71 vii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2 - 1: Thuộc tính của các loại sợi khác nhau ........................................................30 Bảng 2 - 2: Các thông số của một số loại cốt sợi thép ..................................................31 Bảng 2 - 3: Tỷ lệ các thành phần của BTCS thường .....................................................32 Bảng 2 - 4: Tỷ lệ các thành phần của BTCS cường độ cao ...........................................32 Bảng 3 - 1: Cấp phối bê tông đúc mẫu ..........................................................................60 Bảng 3 - 2: Tổng hợp cửa van SW ngang ứng suất – chuyển vị ...................................63 Bảng 3 - 3: Tổng hợp cửa van SW đứng ứng suất – chuyển vị.....................................63 Bảng 3 - 4: Tổng hợp các modul tính toán ....................................................................72 viii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ Chữ viết tắt Diễn giải ĐHTL Đại học Thủy lợi BTCS Bê tông cốt sợi QCCT Quảng canh cải tiến NTTS Nuôi trồng thủy sản DBSCL Đồng bằng sông Cửu Long FA Tro bay N Nước SF Silica fume PGK Phụ gia khoáng PGSD Phụ gia siêu dẻo N/CKD Tỷ lệ nước trên chất kết dính theo khối lượng ix MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Trong những thập niên trước đây, các dự án phát triển thuỷ lợi đồng bằng sông Cửu Long thường thiên về phục vụ cho cây lúa, về sau này đã chuyển dần theo hướng đa mục tiêu, đặc biệt xuất hiện yêu cầu sử dụng nước cho thuỷ sản nước mặn/lợ. Trong khi đó Quy hoạch sản xuất và sử dụng đất chưa tập trung mà còn mang tính thích nghi với hiện tại, manh mún. Tỉnh Cà Mau có tổng diện tích tự nhiên của tỉnh là 5.210 km2, bằng 13,1% diện tích vùng đồng bằng song Cửu Long và bằng 1,58% diện tích cả nước. Năm 2013 cả nước xuất khẩu thủy sản đạt 6,7 tỷ USD, riêng Cà Mau là 1 tỷ USD, chiếm 15% cả nước. Năm 2014 xuất khẩu thủy sản đạt 1,314 tỷ USD. Để đạt được mục tiêu xuất khẩu thủy sản, tỉnh Cà Mau đã và đang đối mặt với nhiều thách thức cho việc phát triển bền vững trong tương lai. Từ năm 2010, tỉnh đã quy hoạch thành hai vùng sản xuất trọng điểm là Nam và Bắc Cà Mau với tất cả là 23 tiểu vùng. Do nguồn vốn đầu tư hạn chế nên đến nay sau hơn 10 năm thực hiên quy hoạch chưa có tiểu vùng nào được khép kín. Theo tổng kết khoa học và thực tiễn, cho thấy nơi nào sản xuất được 1 vụ lúa trên đất nuôi tôm thì mang lại hiệu quả bền vững. Để việc sản xuất Tôm – Lúa được hiệu quả, yêu cầu hệ thống thủy lợi phải được khép kín. Nhưng để khép kín 23 tiểu vùng, mỗi tiểu vùng hàng chục ngàn ha, cần khoảng hơn hai, ba chục ngàn tỷ đồng. Trong giai đoạn hiện nay, khó có nguồn vốn nào đáp ứng nổi. Việc xây dựng công trình thủy lợi khép kín các ô nhỏ, để đáp ứng ngay nhu cầu của thị trường sản xuất hang hóa và hoàn vốn đầu tư trong khoảng 2-4 năm xây dựng mà vẫn không mâu thuẫn với quy hoạch lâu dài khi khép kín 23 tiểu vùng. Hạ tầng cho 1 Ô thủy lợi khép kín bao gồm cống, đập, đê, trạm bơm, kênh mương…, mỗi ô có diện tích từ 250 - 400 hecta sẽ tạo điều kiện điều tiết nguồn nước, kiểm soát nguồn nước, kiểm soát dịch bệnh. Hiện tại các công trình trong hạ tầng ô thuỷ lợi chưa được chuẩn hoá nên việc chuẩn bị đầu tư cho các ô thuỷ lợi mất khá nhiều thời gian nên chậm phát huy hiệu quả. 1 Vì những khó khăn trên, ngày 18/6/2015 Bí thư Tỉnh ủy tỉnh Cà Mau đã báo cáo Bộ trưởng Bộ NN& PTNT (kèm theo công văn số 105/BC-UBND ngày 18/6/2015) về việc đề xuất tháo gỡ một số khó khăn trên lĩnh vực nông nghiệp của tỉnh Cà Mau, trong đó đã đề xuất với Bộ NN & PTNT cho thực hiện đề tài: “Nghiên cứu áp dụng công nghệ mới để xây dựng mô hình kết cấu hạ tầng trong các ô thủy lợi tại tỉnh Cà Mau và khu vực đồng bằng sông Cửu Long có điều kiện tương tự”. Hiện nay Viện Thủy Công thuộc Viện Khoa học Thủy lợi đã được Bộ NN & PTNT giao thực hiện đề tài” Nghiên cứu áp dụng công nghệ mới để xây dựng mô hình kết cấu hạ tầng trong các Ô thủy lợi tại tỉnh Cà Mau”. Đề tài này mới bước đầu triển khai còn đang tiếp tục nghiên cứu cải tiến các kết cấu hạ tầng cho Ô thủy lợi. Trên cơ sở đó tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu giải pháp cửa van bê tông cốt sợi áp dụng cho cống đầu mối trong Ô thủy lợi tỉnh Cà Mau” nhằm giải bài toán thiết kế kết cấu và các giải pháp cho cửa van, đổng thời nghiên cứu cấp phối, chỉ tiêu cơ lý, phương pháp thi công chế tạo cửa van công trình thuỷ lợi phục vụ hạ tầng ô thuỷ lợi bằng bê tông cốt sợi (BTCS). 2. Mục đích của đề tài Đề xuất giải pháp cửa van BTCS có kết cấu mỏng, nhẹ, khả năng chịu lực cao áp dụng cho cống đầu mối trong Ô thủy lợi tỉnh Cà Mau. 3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 3.1. Cách tiếp cận nghiên cứu: Nghiên cứu thông qua thực tiễn công trình Ô thủy lợi Cà Mau; Nghiên cứu thông qua các kết quả đề tài nghiên cứu; Nghiên cứu thông qua các tài liệu: Vật liệu xây dựng, sức bền vật liệu; Tiêu chuẩn hiện hành có liên quan. 3.2. Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu tổng quan, tổng hợp và phân tích số liệu; 2 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết, phân tích, sử dụng mô hình toán: Sử dụng các phần mềm Sap2000 để xây dựng cơ sở lý thuyết, phân tích tính toán cụ thể, từ đó xác định được kết quả tốt nhất phù hợp với điều kiện làm việc của kết cấu nghiên cứu; Phương pháp thí nghiệm trên mô hình; Tổng hợp, phân tích đánh giá, chuyên gia. Tổ chức báo cáo khoa học để tổng hợp các ý kiến đóng góp của các chuyên gia góp ý hoàn thiện kết quả nghiên cứu. 4. Nội dung nghiên cứu Với đề tài đã lựa chọn, nội dung luận văn sẽ đi vào nghiên cứu: đề xuất giải pháp cửa van BTCS có kết cấu mỏng, nhẹ, khả năng chịu lực cao áp dụng cho cống đầu mối trong Ô thủy lợi tỉnh Cà Mau. 5. Kết quả dự kiến đạt được Đề xuất được kết cấu cửa van đầu mới cho Ô thủy lợi; Đưa ra được phương pháp tính toán thiết kế; Tính toán cho 1 công trình cụ thể; Sơ bộ đề xuất biện pháp thi công cửa van BTCS. 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Tổng quan sự phát triển Ô Thủy lợi 1.1.1. Tình hình phát triển chung [5] Những bài học kinh nghiệm của thế giới trong phát triển hệ thống thuỷ lợi phục vụ thuỷ sản, nuôi tôm. Đặc biệt là kinh nghiệm của các nước lân cận như Đài loan, Trung Quốc, Thái Lan. Việc quy hoạch hệ thống cấp thoát nước luôn được chú trọng và cải tiến. Các nước coi đây là biện pháp cơ bản để nuôi trồng thuỷ sản hiệu quả và bền vững. Về cơ sở hạ tầng các khu nuôi: Ở các nước tiên tiến cơ sở hạ tầng vùng nuôi được đầu tư hoàn chỉnh, cẩn trọng. Kênh cấp thoát riêng biệt, có ao trữ ao lắng, ao xử lý…Các công trình lấy nước nhỏ trong hệ thống được chuẩn hoá, thành dạng modul. CSvas (1985) đã tổng kết rằng “ Công nghệ là một khâu yếu kém trong việc phát triển nuôi trồng thuỷ sản”. Một sai lầm truyền thống vẫn tiếp tục mắc phải nhất là thiết kế ao. Thay vì cần chú ý tiêu nước thích hợp và tách riêng biệt mạng lưới cung cấp và mạng lưới tiêu nước. Một sai lầm nghiêm trọng là vẫn tiếp tục dành ưu tiên cho các ao cấp bằng thuỷ triều trong nuôi tôm vùng ven biển. Người ta chứng minh nhiều lần rằng một hệ thống cấp nước bằng máy bơm không những đỡ tốn kém về xây dựng mà còn hiệu quả hơn, ngoài ra còn đem lại năng suất cao hơn do đó cũng thừa để bù lại chi phí bơm nước. Một hệ thống cấp nước bằng bơm cũng loại trừ được nguy cơ chạm tới đất chua sunfat, một tình trạng thường gây nên thất bại nặng nề trong nuôi tôm vùng ven biển”. Ở Thái Lan, mặc dù sản lượng thuỷ sản có lúc lên đến 500.000 Tấn/ năm nhưng họ chỉ nuôi 70.000 ha, với hệ thống nuôi được đầu tư khá đồng bộ. Cũng tại nước này do bệnh dịch thuỷ sản hoành hành mấy năm gần đây nên xu hướng nuôi tôm kết hợp trồng rừng ngập mặn cũng được chú trọng để bảo vệ môi trường và giảm thiểu rủi ro. 4 Hình 1 - 1: Bố trí một khu nuôi tôm ở Nam Thái Lan Mặc dù nuôi thâm canh và siêu thâm canh mang lại năng suất cao, lợi nhuận lớn nhưng vốn đầu tư lớn chỉ phù hợp với doanh nghiệp và các chủ nuôi lớn. Các hình thức nuôi tôm sinh thái cũng được chú ý phát triển để bảo vệ môi trường, giảm rủi ro cho người nuôi và tạo công ăn việc làm cho nhân dân. Ở nước ta, về mặt lý luận để đạt được 660.000 tấn tôm như hiện nay chỉ cần nuôi kỹ thuật cao khoàng 50.000 ha. Nhưng công ăn việc làm của nhân dân là áp lực cho các chính quyền địa phương cần phải phát triển nuôi tôm sinh thái Tôm – Lúa. Trong những thập niên trước đây, các dự án phát triển thuỷ lợi đồng bằng sông Cửu Long thường thiên về phục vụ cho cây lúa, về sau này đã chuyển dần theo hướng đa mục tiêu, đặc biệt xuất hiện yêu cầu sử dụng nước cho thuỷ sản nước mặn/lợ. Trong khi đó Quy hoạch sản xuất và sử dụng đất chưa tập trung mà còn mang tính thích nghi với hiện tại manh mún. Do nhiều hạn chế, công tác quy hoạch nhìn chung còn hạn chế trong việc lồng ghép, phối hợp giữa các ngành, các đối tượng dùng nước, giữa khai thác và sử dụng tài nguyên, giữa phát triển kinh tế - xã hội và bảo vệ môi trường, giữa đa dạng trong sản xuất nông nghiệp với sản xuất quy mô lớn các nông sản chủ lực. Sự khiếm khuyết này 5 thể hiện rõ rệt nhất ở việc phân khu dự án và chọn tuyến đập/cống ngăn mặn. Trước kia thiên về đặt vị trí đập/cống gần biển để đạt diện tích ngọt hoá lớn, cải thiện trực tiếp nguồn nước sinh hoạt. Từ thực tế của cuộc sống, công tác thuỷ lợi đã chuyển dần tư duy từ ngăn mặn sang kiểm soát mặn để chủ động phục vụ cả nông nghiệp và thuỷ sản. Vị trí đập/cống đã được đưa sâu vào nội đồng, cửa cống được thiết kế lấy nước theo 2 chiều. 1.1.2. Tình hình phát triển quy hoạch thủy lợi Cà Mau [5] Cho đến nay, phần lớn các quy hoạch nói chung và quy hoạch thủy lợi nói riêng đều được thực hiện theo hướng từ trên xuống. Cách tiếp cận này có nhược điểm là không thể hiện đầy đủ được ý chí, nguyện vọng của người dân nói chung và các đối tượng dùng nước nói riêng. Các dự án, trong quá trình thực hiện và sau khi hoàn thành đều có ý kiến đóng góp của các địa phương (thông thường ở cấp huyện). Tuy nhiên, do nhiều nguyên nhân, các ý kiến này thường không phản ánh đầy đủ được các “vấn đề” về tâm tư và nguyện vọng của các đối tượng dùng nước và vì vậy, nhìn chung các dự án chưa giải quyết tốt và trọn vẹn các vấn đề do thực tế đặt ra. Hiện trạng cơ sở hạ tầng kỹ thuật ở tỉnh Cà Mau còn yếu kém, trong khi đầu tư xây dựng cơ sở hạ tầng kỹ thuật phục vụ sản xuất ngư, nông, lâm nghiệp, nhất là hệ thống thủy lợi lại đòi hỏi số vốn đầu tư lớn, mà ngân sách tỉnh chưa cân đối được. Khả năng vốn của hộ, trang trại lại không đáng kể, trong khi kêu gọi vốn đầu tư bên ngoài đầu tư vào sản xuất ngư, nông, lâm nghiệp tỉnh Cà Mau thì ít được các nhà đầu tư hưởng ứng do vị trí xa, sức hút kinh tế thấp. Việc đầu tư hệ thống thủy lợi đến nay vẫn chưa hoàn chỉnh cho các tiểu vùng theo quy hoạch, cụ thể là: vùng nuôi chuyên tôm: được mở rộng nhiều hơn so với quy hoạch (mở rộng lấn sang diện tích quy hoạch sản xuất tôm - lúa, vì hệ thống thủy lợi chưa đủ nên chưa đảm bảo cho sản xuất một vụ lúa trên đất nuôi tôm). Vùng tôm - lúa: diện tích thực tế sản xuất bị thu hẹp lại so với diện tích đã quy hoạch ở vùng Nam Cà Mau (do hệ thống thủy lợi chưa đảm bảo cho sản xuất một vụ lúa trên đất nuôi tôm). 6 Các hình thức nuôi tôm ở tỉnh Cà Mau. Hình 1 - 2: Các hình thức nuôi tôm Cụ thể, hiện trạng nuôi trồng Thủy sản (NTTS) ở tỉnh Cà Mau những năm gần đây như sau: Diện tích NTTS giai đoạn 2009 – 2014 tương đối ổn định và tăng nhẹ với mức tăng 0,24%/năm (từ 294.659 ha lên 298.138 ha) cao nhất cả nước, chiếm 27,9% diện tích NTTS cả nước và chiếm 39% diện tích NTTS vùng ĐBSCL. Năm 2014, NTTS phát triển trên toàn bộ các địa phương của tỉnh nhưng chủ yếu tập trung ở các huyện: Đầm Dơi 65.717 ha (chiếm 22,0% diện tích NTTS toàn tỉnh); tiếp đến là Thới Bình 48.421 ha (chiếm 16,2%); Phú Tân 35.185 ha (chiếm 11,8%); Cái Nước 30.263 ha (chiếm 10,2%); Trần Văn Thời 31.049 ha (chiếm 10,4%) và thấp nhất là thành phố Cà Mau 13.163 ha (chiếm 4,4%). Diễn biến diện tích nuôi tôm công nghiệp Trong giai đoạn 2009 – 2014, diện tích nuôi tôm công nghiệp có tốc độ tăng bình quân 43,7%/năm (1.339 ha lên 8.200 ha). Năm 2014 diện tích nuôi tôm công nghiệp tập trung ở các địa phương như: Huyện Đầm Dơi 2.700 ha; huyện Phú Tân 2.000 ha; huyện Cái Nước 1.572 ha; thành phố Cà Mau 1.000 ha; huyện Trần Văn Thời 650 ha; huyện Thới Bình 42 ha; huyện Năm Căn 150 ha; huyện Ngọc Hiển 60 ha. Tuy nuôi tôm công nghiệp có tốc độ tăng nhanh nhưng vẫn chưa tương xứng với tiềm năng của tỉnh, nuôi tôm công nghiệp mới chiếm 2,7% diện tích NTTS của toàn tỉnh và còn manh mún, nhỏ lẻ, những vùng được quy hoạch nuôi công nghiệp nhưng người dân đầu tư nuôi công nghiệp còn thấp. Mặc dù đã có chủ trương và các chính sách hỗ 7 trợ, nhưng tốc độ phát triển vẫn còn chậm so với kế hoạch đề ra. Theo Quyết định 06/2011/QĐ-UBND về việc phê duyệt Chương trình phát triển nuôi tôm công nghiệp đến năm 2015 và định hướng đến năm 2020, diện tích nuôi tôm công nghiệp đến năm 2014 phải đạt 9.750 ha nhưng đến năm 2014 mới đạt 8.200 ha. Diễn biến diện tích nuôi tôm quảng canh cải tiến (QCCT) Trong giai đoạn 2009 – 2014, diện tích nuôi QCCT liên tục được mở rộng, năm 2009 diện tích nuôi QCCT mới đạt 8.540 ha nhưng đến năm 2013 đã tăng lên 60.200 ha đạt tốc độ tăng bình quân 47,8%/năm. Năm 2014, diện tích nuôi tôm QCCT tập trung tại các địa phương: Đầm Dơi 28.000 ha; Phú Tân 12.000 ha; Cái Nước 9.000 ha; Ngọc Hiển 5.000 ha; Tp Cà Mau 900 ha; U Minh 1.300 ha. Việc phát triển nhanh diện tích nuôi tôm QCCT giai đoạn 2009 – 2014 là bước tiến chuyển dần từ hình thức nuôi quảng canh sang nuôi QCCT và là hình thức nuôi rất phù hợp với người nuôi vì có nhiều ưu điểm và lợi thế hơn so với mô hình nuôi tôm công nghiệp, trong khi nuôi tôm công nghiệp đang gặp khó khăn, tình hình dịch bệnh diễn biến phức tạp chưa có giải pháp để ngăn chặn; vốn đầu tư lớn, tỷ lệ rủi ro cao; hiệu quả không ổn định. Nuôi tôm QCCT có thể sẽ góp phần giải quyết tăng sản lượng do thiếu hụt từ nuôi tôm công nghiệp. Đây là mô hình nuôi bền vững và sẽ tiếp tục phát triển trong thời gian tới, nhằm ổn định môi trường, cân bằng hệ sinh thái, góp phần phát triển nuôi tôm theo hướng bền vững. Diễn biến diện tích nuôi tôm lúa Trong giai đoạn 2009 – 2014 diện tích nuôi tôm lúa tăng bình quân 3,2%/năm (36.997 ha lên 43.215 ha). Năm 2014 diện tích nuôi tôm lúa tập trung ở các địa phương như: Thới Bình 24.185 ha; U Minh 10.947 ha; Trần Văn Thời 4.657 ha; Cái Nước 2.249 ha; Tp Cà Mau 1.000 ha. Nuôi tôm luân canh với trồng lúa: Mùa khô, đất bị nhiễm mặn, không thể trồng lúa thì ruộng được đưa nước vào để nuôi tôm nhằm tăng hiệu quả sử dụng đất, cải thiện môi trường. Thực tế trong những năm vừa qua nhiều vùng nuôi tôm lúa đã được người dân chuyển hẳn sang nuôi QCCT hoặc nuôi công nghiệp, nhiều vùng lúa 2 vụ bị nhiễm 8 mặn đã được chuyển sang mô hình tôm – lúa. Kỹ thuật áp dụng trong nuôi tôm - lúa thường là nuôi kết hợp, năng suất 300 – 350 kg/ha/vụ nuôi. Diễn biến diện tích nuôi tôm rừng Trong giai đoạn 2009 – 2014 diện tích TBQ 4,2%/năm (17.700 ha lên 21.784 ha). Năm 2014 diện tích nuôi tôm rừng tập trung ở các địa phương như: Năm Căn 8.524 ha; Ngọc Hiển 5.271 ha; Phú Tân 4489 ha; Đầm Dơi 3.500 ha. Việc phát triển mô hình tôm rừng nhằm bảo vệ môi trường gắn với nuôi tôm theo hướng bền vững. Mô hình được xem là nuôi tôm “sinh thái” trong nhưng năm gần đây được chú trọng và phát triển; sản phẩm tôm sinh thái rất hấp dẫn với người tiêu dùng và chủ yếu phục vụ cho xuất khẩu vào các siêu thị lớn trên Thế giới. Những năm gần đây, các doanh nghiệp chế biến thủy sản đã liên kết với các hộ dân để nuôi tôm sinh thái. Tính đến cuối năm 2014 đã có 2.199 hộ dân tham gia với diện tích nuôi tôm sinh thái 10.269 ha đạt các chứng nhận IMO, EU. Diễn biến diện tích nuôi tôm quảng canh Trong giai đoạn 2009 – 2014 mặc dù diện tích nuôi tôm quảng canh liên tục giảm với mức giảm bình quân 7,5%/năm (từ 200.577 ha xuống còn 136.005 ha) nhưng nuôi tôm quảng canh vẫn chiếm tỷ lệ lớn nhất trong NTTS của tỉnh với 46% tổng diện tích nuôi. Việc diện tích nuôi tôm quảng canh liên tục giảm trong giai đoạn vừa qua cho thấy người dân đã tích lũy được kinh nghiệm và nguồn lực để chuyển sang nuôi ở cấp độ cao hơn nhằm tăng năng suất và hiệu quả kinh tế. Đây là điều kiện quan trọng để trong thời gian tới có thể chuyển mạnh từ hình thức nuôi quảng canh sang nuôi QCCT và nuôi công nghiệp. Năm 2014 diện tích nuôi tập trung ở các địa phương như: Đầm Dơi 31.517 ha; Phú Tân 16.488 ha; Cái Nước 17.256 ha; Thới Bình 21.508 ha; Ngọc Hiển 13.449 ha; Năm Căn 15.697 ha. Từ những số liệu thực tế như trên cho thấy nuôi thuỷ sản theo hình thức thâm canh có nhu cầu về nước ngọt pha loãng khá lớn, đòi hòi có một số giải pháp trữ nước mưa (ngọt) phục vụ sản xuất và sinh hoạt sau: vùng Nam Cà Mau là vùng gần như không có nguồn ngọt, ngoại trừ nước ngầm, lượng mưa tại chỗ nên khuyến cáo trước mắt người dân xây dựng các bể trữ nước mưa dùng cho sinh hoạt và xây dựng các cống 9 tiểu vùng kiểm soát mặn và trữ nước mưa, trong hệ thống kênh mương tại tiểu vùng về lâu dài nên xây dựng các cống lớn như phương án lâu dài kết hợp trữ ngọt để phục vụ cấp cho mô hình canh tác lúa tôm là mô hình canh tác bền vững, tránh rủi ro trong sản xuất. Tỉnh Cà Mau có tổng diện tích tự nhiên là 5210 km2, bằng 13,1% diện tích vùng đồng bằng sông Cửu Long và bằng 1,58% diện tích cả nước. Năm 2013, cả nước xuất khẩu thủy sản đạt 6,7 tỷ USD trong đó Cà Mau chiếm 1 tỷ USD, chiếm 15% của cả nước. Năm 2014, xuất khẩu thủy sản Cà Mau đạt 1,314 tỷ USD và phấn đấu đến 2015, giá trị xuất khẩu là 1,4 tỷ USD. Để việc phát triển bền vững, trong những năm qua diện tích canh tác theo mô hình tôm - lúa được tỉnh ưu tiên phát triển. Đây là mô hình sinh thái, đa canh kết hợp giúp cây lúa ít bệnh hơn so với độc canh cây lúa và ngược lại con tôm ít bệnh hơn so với độc canh nuôi tôm. Bởi quá trình cải tạo đất từ mặn sang ngọt để trồng lúa, nhiều mầm bệnh gây hại tôm sẽ không sống được ở môi trường nước ngọt và ngược lại. Sau vụ nuôi tôm, các chất thải của tôm sẽ được bộ rễ cây lúa hấp thụ. Ngược lại, sau khi thu hoạch lúa, một lượng sinh khối lớn thân và rễ lúa phân hủy, kích thích sự phát triển của sinh vật làm thức ăn cho tôm. Chính vì lợi ích kép nêu trên mà nhà nông canh tác tôm - lúa giảm được chi phí khá lớn cho phân bón, sản phẩm tạo ra thân thiện hơn với môi trường và sức khỏe cộng đồng. Theo Tổng cục thuỷ sản 9 tháng đầu năm 2015, diện tích sản xuất tôm - lúa đạt 29%, tôm nuôi sinh thái (30,5%). Riêng hình thức tôm - lúa (luân canh 1 vụ tôm - 1 vụ lúa) thời gian qua phát triển khá ổn định và thể hiện tính bền vững cao, đến nay toàn vùng đồng bằng song cửu long đạt 160.000 ha, năng suất đạt từ 300 - 500 kg/ha, sản lượng trên 60.000 tấn/năm. Do đây là mô hình bền vững và cho hiệu quả kinh tế cao nên thời gian qua diện tích tôm - lúa tại ĐBSCL phát triển khá nhanh. Năm 2000 toàn vùng mới chỉ đạt 71.000 ha thì đến năm 2014 đã tăng lên hơn gấp đôi. Mục tiêu phát triển tôm - lúa thời gian tới là tăng năng suất lên trên 500 kg/ha, diện tích thả nuôi đến năm 2020 đạt 200.000 ha, sản lượng 100.000 - 120.000 tấn. Đến năm 2030 diện tích thả nuôi tăng lên 250.000 ha, sản lượng 125.000 - 150.000 tấn.... 10 Để đạt được mục tiêu xuất khẩu thủy sản và tăng trưởng bền vững, thu nhập ổn định cho nông dân, giảm rủi ro cho nông dân do độc canh con tôm, tỉnh đang có chủ trương phát triển diện tích tôm –lúa. Để phát triển mô hình này tỉnh Cà Mau đã và đang đối mặt với nhiều thách thức về cơ sở hạ tầng thuỷ lợi: Từ năm 2010, tỉnh đã quy hoạch thành hai vùng sản xuất trọng điểm là Nam và Bắc Cà Mau với tất cả là 23 tiểu vùng. Ở vùng Bắc Cà Mau, thủy lợi đóng vai trò hỗ trợ đắc lực cho sản xuất lúa và nuôi trồng thủy sản nước ngọt, vùng Nam hệ thống thủy lợi phải đáp ứng được cho sản xuất và nuôi trồng thủy sản nước mặn, lợ. Do nguồn vốn đầu tư hạn chế nên đến nay sau hơn 10 năm thực hiện quy hoạch, mới khép kín được 01 tiểu vùng. Các khu vực sản xuất lúa thường bị ngập úng vào mùa mưa, xâm nhập mặn vào mùa khô, diện tích xâm nhập mặn càng ngày càng lan rộng. Ở vùng Nam Cà Mau, quy hoạch sản xuất lúa chủ yếu là 1 vụ lúa, 1 vụ tôm, nhưng hiện nay sản xuất chuyên tôm là chủ yếu. Vùng chuyên tôm ven biển và vùng rừng tôm chưa được đầu tư thủy lợi hoàn chỉnh nên sản xuất cũng gặp khó khăn, thường xuyên bị thiệt hại do triều cường và nước dâng. Để sản xuất được mô hình luân canh Tôm – Lúa hiệu quả, yêu cầu hệ thống thủy lợi phải được khép kín. Nhưng để khép kín 23 tiểu vùng , mỗi tiểu vùng hàng chục ngàn ha cần khoảng hơn 20.000 - 30.000 tỷ đồng. Trong giai đoạn hiện nay khó có nguồn vốn nào đáp ứng nổi. Định hướng chung cho phương án bổ sung cấp nước ngọt và kiểm soát mặn phục vụ nuôi trồng thủy sản tỉnh Cà Mau trong điều kiện biến đổi khí hậu nước biển dâng là nạo vét các kênh trục dẫn nước từ phía Nam sông Hậu về, ở các đầu kênh xây dựng cống nhồi nước trên bờ Nam sông Hậu; xây dựng các cống trên đê biển Kiên Giang như cống Cái Lớn - Cái Bé, Xẻo Rô; tiếp tục hoàn chỉnh hệ thống đê biển và công trình kiểm soát mặn trên đê biển Tây, Đông Cà Mau, đê biển Bạc Liêu, Sóc Trăng và các cống lớn dưới đê như cống: Sông Đốc, Gành Hào, Cái Đôi Vàm, Bảy Háp, Vàm Đầm, Nhà Mát, Mỹ Thanh.... thì mới bổ sung nước ngọt xuống vùng Nam Cà Mau. Lúc bấy giờ mới đảm bảo được vùng sinh thái ngọt, mặn luân phiên của vùng Nam Cà 11