Giáo Trình Công Trình và Thiết Bị Thủy Sản Nghề Nuôi Trồng Thủy Sản Trung Cấp

Giáo trình công trình và thiết bị thủy sản cung cấp kiến thức cần thiết cho nghề nuôi trồng thủy sản trung cấp, hỗ trợ học viên phát triển kỹ năng.

• Tác giả: Nguyễn Văn Huy
• Người hướng dẫn: Trịnh Thị Thanh Hòa
• Trường học: Trường Cao Đẳng Cộng Đồng Đồng Tháp
• Chuyên ngành: Nuôi Trồng Thủy Sản
• Đề tài: Công Trình Và Thiết Bị Thủy Sản
• Loại tài liệu: Giáo Trình
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Đồng Tháp

Mục lục chi tiết

• LỜI GIỚI THIỆU
• 1. CHƯƠNG 1: VẬT LIỆU XÂY DỰNG
• 1.1. Tính chất cơ bản của vật liệu xây dựng
• 1.2. Tính chất vật lý
• 1.3. Tính chất cơ học của vật liệu
• 1.4. Một số vật liệu thông dụng
• 1.4.1. Vật liệu đá thiên nhiên
• 1.4.2. Vật liệu đất sét nung
• 1.4.3. Vật liệu keo kết vô cơ
• 1.4.4. Vữa xây – Bê tông
• 1.4.5. Phân loại đất
• 1.4.6. Tính chất cơ học của đất
• 2. CHƯƠNG 2: AO NUÔI THỦY SẢN
• 2.1. Khái niệm và phân loại
• 2.2. Phân loại ao
• 2.3. Thiết kế ao trong nuôi trồng thủy sản
• 2.4. Ao nuôi cá bố mẹ
• 2.5. Ao ương cá giống
• 2.6. Ao nuôi cá thương phẩm
• 2.7. Bờ ao và gia cố bờ ao
• 2.7.1. Gia cố bờ ao
• 2.8. Sơ đồ mặt bằng tổng thể của trại nuôi trồng thủy sản
• 3. CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG CẤP TIÊU NƯỚC TRONG NUÔI TRỒNG THỦY SẢN
• 3.1. Xác định nước cần sử dụng trong trại thủy sản
• 3.2. Xác định lượng nước cần sử dụng cho hệ thống ao (theo ngày)
• 3.3. Xác định lượng nước sử dụng trong trại tôm, trại cá (theo ngày)
• 3.4. Ao lắng, ao chứa
• 3.5. Hệ thống cấp và tiêu nước
• 3.6. Hệ thống kênh mương dẫn nước
• 3.7. Hệ thống ống máng dẫn nước
• 3.8. Thiết bị điều khiển nước
• 4. CHƯƠNG 4: MỘT SỐ THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG SẢN XUẤT GIỐNG THỦY SẢN
• 4.1. Khái niệm và phân loại
• 4.2. Thiết bị chứa và xử lý nước
• 4.3. Thiết bị cho cá đẻ
• 4.3.1. Bể cho cá đẻ hình tròn
• 4.4. Thiết bị ấp nở
• 4.5. Thiết bị nâng cao chất lượng nước
• 4.6. Sơ đồ bố trí tổng thể công trình phụ trợ sinh sản nhân tạo
• 5. CHƯƠNG 5: THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG NUÔI NƯỚC CHẢY
• 5.1. Khái niệm và phân loại
• 5.2. Đăng tre, gỗ
• 5.3. Đăng lưới sợi
• 5.4. Lồng cố định trên khung nền đáy. Hệ thống lồng hiện đại
• 5.5. Bè nổi trên phao
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Giáo Trình Công Trình và Thiết Bị Thủy Sản

Giáo trình Công Trình và Thiết Bị Thủy Sản là tài liệu quan trọng cho sinh viên ngành nuôi trồng thủy sản. Tài liệu này cung cấp kiến thức cơ bản về các loại công trình và thiết bị cần thiết trong quá trình sản xuất thủy sản. Nội dung giáo trình được biên soạn từ nhiều nguồn tài liệu uy tín, giúp sinh viên nắm vững các khái niệm và ứng dụng thực tiễn trong ngành.

1.1. Mục tiêu và nội dung của giáo trình

Giáo trình nhằm trang bị cho sinh viên kiến thức về vật liệu xây dựng, thiết kế ao nuôi và hệ thống cấp nước. Nội dung được chia thành các chương rõ ràng, giúp sinh viên dễ dàng tiếp cận và áp dụng vào thực tiễn.

1.2. Vai trò của giáo trình trong đào tạo

Giáo trình đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao năng lực cho sinh viên, giúp họ hiểu rõ về các công trình và thiết bị thủy sản, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất trong ngành.

II. Những thách thức trong thiết kế công trình thủy sản

Thiết kế công trình thủy sản gặp nhiều thách thức như điều kiện môi trường, tính bền vững của vật liệu và yêu cầu kỹ thuật. Những yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả nuôi trồng và sản xuất thủy sản.

2.1. Điều kiện môi trường ảnh hưởng đến thiết kế

Môi trường nước có thể thay đổi, ảnh hưởng đến cấu trúc và độ bền của công trình. Việc lựa chọn vật liệu phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo công trình hoạt động hiệu quả.

2.2. Tính bền vững của vật liệu xây dựng

Vật liệu xây dựng cần có khả năng chống chịu với các yếu tố môi trường như độ ẩm, nhiệt độ và hóa chất. Việc lựa chọn vật liệu bền vững sẽ giúp kéo dài tuổi thọ của công trình.

III. Phương pháp thiết kế ao nuôi thủy sản hiệu quả

Thiết kế ao nuôi thủy sản là một trong những yếu tố quyết định đến thành công trong nuôi trồng. Các phương pháp thiết kế cần được áp dụng một cách khoa học và hợp lý.

3.1. Các yếu tố cần xem xét khi thiết kế ao

Kích thước, hình dạng và vị trí của ao là những yếu tố quan trọng. Cần phải tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo ao có khả năng chứa nước và nuôi trồng hiệu quả.

3.2. Thiết kế hệ thống cấp nước cho ao

Hệ thống cấp nước cần được thiết kế sao cho đảm bảo cung cấp đủ nước cho ao nuôi, đồng thời dễ dàng trong việc kiểm soát chất lượng nước.

IV. Ứng dụng công nghệ trong thiết bị thủy sản

Công nghệ hiện đại đang được áp dụng rộng rãi trong thiết bị thủy sản, giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm. Việc sử dụng công nghệ tiên tiến là cần thiết để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.

4.1. Các thiết bị hỗ trợ trong sản xuất giống thủy sản

Thiết bị như bể ấp nở và thiết bị xử lý nước đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất giống thủy sản chất lượng cao.

4.2. Hệ thống nuôi nước chảy hiện đại

Hệ thống nuôi nước chảy giúp tối ưu hóa quy trình nuôi trồng, giảm thiểu ô nhiễm và nâng cao năng suất.

V. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu về công trình và thiết bị thủy sản đã mang lại nhiều kết quả tích cực trong việc nâng cao năng suất nuôi trồng. Các ứng dụng thực tiễn từ nghiên cứu giúp cải thiện quy trình sản xuất và chất lượng sản phẩm.

5.1. Các nghiên cứu điển hình trong ngành thủy sản

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc áp dụng công nghệ mới trong thiết kế và xây dựng công trình thủy sản có thể tăng năng suất lên đáng kể.

5.2. Ứng dụng công nghệ trong thực tiễn

Việc áp dụng công nghệ trong thiết bị thủy sản không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm, đáp ứng nhu cầu thị trường.

VI. Tương lai của giáo trình công trình và thiết bị thủy sản

Giáo trình công trình và thiết bị thủy sản sẽ tiếp tục được cập nhật và hoàn thiện để đáp ứng nhu cầu đào tạo ngày càng cao. Tương lai của ngành thủy sản phụ thuộc vào việc áp dụng các công nghệ mới và cải tiến quy trình sản xuất.

6.1. Xu hướng phát triển trong ngành thủy sản

Ngành thủy sản đang hướng tới việc áp dụng công nghệ sinh học và công nghệ thông tin để nâng cao hiệu quả sản xuất.

6.2. Định hướng phát triển giáo trình

Giáo trình sẽ được điều chỉnh để bao gồm các kiến thức mới nhất về công nghệ và kỹ thuật trong ngành thủy sản, giúp sinh viên nắm bắt kịp thời xu hướng phát triển.

Nội dung chính

GIÁO TRÌNH CÔNG TRÌNH VÀ THIẾT BỊ THỦY SẢN

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Công trình và Thiết bị Thủy sản (Mã môn học: TNN457) do tác giả Trịnh Thị Thanh Hòa biên soạn, được ban hành theo Quyết định số 185/QĐ-CĐCĐ-ĐT ngày 22 tháng 8 năm 2017 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp. Tài liệu được thiết kế giảng dạy cho ngành/nghề Nuôi trồng thủy sản ở trình độ Trung cấp.

Trong chương trình đào tạo, môn học có vị trí là môn cơ sở chuyên môn bắt buộc, được bố trí giảng dạy trước các môn học và mô đun chuyên ngành trực tiếp, bao gồm: Kỹ thuật sản xuất giống cá nước ngọt, Kỹ thuật nuôi cá nước ngọt, Kỹ thuật sản xuất giống và nuôi giáp xác.

Mục tiêu học tập của giáo trình nhằm trang bị cho người học:

• Về kiến thức: Trình bày được trình tự, phương pháp xác định địa điểm, kết cấu và kỹ thuật xây dựng công trình ao nuôi; phân loại và nhận biết tính chất vật liệu xây dựng; phân tích cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống cấp thoát nước, các thiết bị phụ trợ sinh sản nhân tạo và hệ thống nuôi nước chảy.
• Về kỹ năng: Tính toán và thiết kế được các loại ao nuôi thủy sản; xác định khối lượng đất đào, đất đắp; phân biệt và lựa chọn vật liệu xây dựng phù hợp điều kiện ngập nước; vận hành các thiết bị phụ trợ sinh sản nhân tạo và phân biệt các mô hình lồng bè, đăng chắn.
• Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Rèn luyện tính cẩn thận, tuân thủ quy trình, tiêu chuẩn kỹ thuật trong đo đạc và tính toán công trình.

Tài liệu có tổng thời lượng 40 giờ, phân bổ thành 19 giờ lý thuyết, 19 giờ thực hành/thảo luận/bài tập và 2 giờ kiểm tra. Cấu trúc giáo trình tiếp cận theo logic tuyến tính từ cấp độ vật liệu vi mô đến kết cấu công trình vĩ mô và trang thiết bị vận hành chuyên dụng. Điểm đặc thù của tài liệu là sự tổng hợp có chọn lọc từ các giáo trình và bài giảng kỹ thuật của Trường Đại học Huế (tác giả Nguyễn Văn Huy, Lê Văn Dân), Trường Đại học Cần Thơ (tác giả Nguyễn Thanh Long), Trường Đại học Nha Trang (tác giả Võ Ngọc Thám), được tinh giản và chuẩn hóa số liệu kỹ thuật phù hợp với thực tế canh tác thủy sản tại khu vực Đồng bằng sông Cửu Long.

---

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình gồm 5 chương chuyên đề với cấu trúc tiến trình từ vật liệu, công trình tĩnh đến hệ thống động và thiết bị nuôi:

• Chương 1: Vật liệu xây dựng (3 giờ Lý thuyết): Tập trung vào các tính chất vật lý (trọng lượng riêng $\gamma_a$, trọng lượng thể tích $\gamma_0$, độ rỗng, độ đặc), tính chất cơ học (biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo, cường độ nén - kéo $R = P/F$, mác vật liệu, hệ số an toàn $K = R/[R]$). Khảo sát các vật liệu thông dụng: đá thiên nhiên (đá hộc, đá dăm $1\times2$, $2\times3$, $4\times6$, cát cốt liệu $0{,}14 - 5\text{ mm}$), đất sét nung (gạch thẻ, gạch 2 lỗ, gạch 4 lỗ, gạch tàu, ống sành nung $>2000^\circ\text{C}$), chất keo kết vô cơ (vôi sống $\text{CaO}$, xi măng Pooclăng có thành phần $\text{CaO } 60-67%$, $\text{SiO}_2\text{ } 21-24%$), vữa xây và bê tông. Phân tích thành phần cơ giới đất và tính chất cơ học của đất (góc đổ tự nhiên $\varphi$, hệ số mái bờ $m = \cot \alpha$).
• Chương 2: Ao nuôi thủy sản (5 giờ Lý thuyết, 6 giờ Thực hành, 1 giờ Kiểm tra): Cung cấp định nghĩa ao nuôi là thủy vực nước tĩnh; phân loại ao theo môi trường nước (ngọt, lợ, mặn), theo dòng chảy (tĩnh, chảy), theo mô hình (quảng canh, bán thâm canh, thâm canh), theo công năng (ao bố mẹ, ao ương giống, ao thương phẩm, ao cách ly, ao tạm giữ, ao hậu bị). Trình bày phương pháp tính toán diện tích mặt nước ($S_{MN}$) và kết cấu kỹ thuật cho từng loại ao. Hướng dẫn thiết kế mặt cắt bờ ao, tính hệ số mái bờ $m$, xác định độ cao siêu cao bờ ao ($0{,}4 - 0{,}6\text{ m}$), khoảng lưu không ($0{,}5 - 0{,}6\text{ m}$), các biện pháp gia cố bờ (trải bạt chống thấm, kè tấm bê tông đúc sẵn, kè đá hộc) và công thức tính khối lượng đất đào hoàn toàn ($V_{\text{đào}}$), đắp hoàn toàn ($V_{\text{đắp}}$), vừa đào vừa đắp.
• Chương 3: Hệ thống cấp tiêu nước trong nuôi trồng thủy sản (6 giờ Lý thuyết): Khảo sát các dạng nguồn nước (nước trên cao, nước triều biên độ lớn/nhỏ, nước ngầm, nước tuần hoàn). Trình bày bảng biểu và phương pháp tính lưu lượng nước cấp/thoát hàng ngày cho hệ thống ao và trại tôm cá. Phân tích chức năng ao lắng, ao chứa; so sánh hệ thống kênh mương cấp thoát chung và cấp thoát riêng; phân cấp kênh (cấp 1, cấp 2, cấp 3); các dạng mặt cắt thủy lực kênh hở (chữ nhật, hình thang cân, bán nguyệt) và bán kính thủy lực $R = \omega / P$. Mô tả quy cách hệ thống ống dẫn (bê tông, kim loại, nhựa PVC), máng dẫn nước bê tông/composite, tháp nước và các loại cống điều tiết (cống đơn giản, cống ván phai/khoai, cống bậc thang, cống ba lỗ); phân loại trạm bơm (trên cạn, nổi trên mặt nước, ngập/lơ lửng trong nước).
• Chương 4: Một số thiết bị sử dụng trong sản xuất giống thủy sản (5 giờ Lý thuyết, 5 giờ Thực hành, 1 giờ Kiểm tra): Giới thiệu cấu tạo, nguyên lý của thiết bị chứa và xử lý nước, bể cho cá đẻ hình tròn dòng chảy vòng xoáy, thiết bị ấp nở trứng cá (bình Weis, bể ấp composite), thiết bị nâng cao chất lượng nước và cách bố trí sơ đồ mặt bằng tổng thể xưởng sản xuất giống nhân tạo.
• Chương 5: Thiết bị sử dụng trong hệ thống nuôi nước chảy (3 giờ Lý thuyết, 4 giờ Thực hành): Khái niệm và phân loại các công trình nuôi nước chảy: đăng chắn (đăng tre, gỗ, đăng lưới sợi), lồng cố định trên khung nền đáy, hệ thống lồng nuôi hiện đại và bè nổi sử dụng phao.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình xây dựng khối kiến thức nền tảng dựa trên ba trụ cột lý thuyết kỹ thuật:

1. Lý thuyết vật liệu và sức bền kết cấu: Mối liên hệ giữa độ rỗng - dung trọng, cường độ chịu nén/kéo của vật liệu xây dựng, cơ chế đông kết của xi măng trong môi trường nước và hiện tượng ăn mòn do axit, quy chuẩn đúc mẫu lập phương ($7{,}07\text{ cm}$ cho vữa, $20\text{ cm}$ cho bê tông) xác định mác chịu lực sau 28 ngày dưỡng hộ.
2. Cơ học đất và ổn định mái dốc: Phân cấp hạt đất (hạt thô $0{,}06 - 20\text{ mm}$, hạt mịn $<0{,}06\text{ mm}$), bảng phân loại 11 nhóm đất theo tỷ lệ cát - bụi - sét, mối quan hệ giữa góc ma sát trong (góc đổ tự nhiên $\varphi$) và góc nghiêng mái bờ $\alpha$ thông qua điều kiện an toàn $\alpha < \varphi$ để ngăn ngừa sạt lở.
3. Thủy lực học công trình và cân bằng đào - đắp: Quy luật dòng chảy đều có mặt thoáng tự do trong kênh hở, bán kính thủy lực $R$, tính toán tổn thất cột áp và xác định thể tích hình học không gian đáy ao - bờ ao phục vụ cân đối khối lượng đất thi công.

Kỹ năng phát triển

• Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Tính toán diện tích mặt nước nuôi cá bố mẹ từ chỉ tiêu số lượng cá bột ($A$), tỷ lệ nở ($T$), sức sinh sản tương đối ($SSS$), tỷ lệ đực cái và mật độ nuôi vỗ ($M$); tính thể tích đất đào theo diện tích mặt ($S_m$), đáy ($S_d$) và chiều sâu ($h_{\text{đào}}$) qua công thức $V_{\text{đào}} = [(S_m + S_d)/2] \times h_{\text{đào}}$; tính đất đắp qua công thức $V_{\text{đắp}} = [(B + b)/2] \times h_{\text{bờ}} \times L$.
• Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Phân tích tính chất cơ lý của đất tại địa bàn để chọn hệ số mái bờ ($m = 1{,}5 - 2$ cho đất thịt/sét; $m = 2 - 2{,}5$ cho đất cát); so sánh ưu nhược điểm kỹ thuật giữa kênh cấp thoát riêng biệt và kênh dùng chung; lựa chọn vật liệu cống hộp bê tông hoặc ống nhựa theo quy mô trang trại.
• Kỹ năng thực hành nghề nghiệp (Practical competencies): Lập sơ đồ tổng thể trại nuôi và xưởng giống; thiết lập bảng kế hoạch cấp nước theo ngày ($m^3/\text{ngày}$) dựa trên hệ số thay nước ($K_{ai}, K_{bi}$); vận hành hệ thống cống ván phai và bố trí trạm bơm nước đúng yêu cầu kỹ thuật.

---

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình áp dụng phương pháp tiếp cận kết hợp giữa lý thuyết cơ sở công trình và bài tập thực hành tính toán thiết kế. Thời lượng giảng dạy được phân chia cân bằng: 19 giờ lý thuyết (47,5%), 19 giờ thực hành, thảo luận, bài tập (47,5%) và 2 giờ kiểm tra (5%).

┌──────────────────────────────────────────────────────────┐
│  PHÂN BỔ THỜI LƯỢNG MÔN HỌC (TỔNG SỐ: 40 GIỜ)            │
├──────────────────────────┬───────────────────────────────┤
│  Lý thuyết               │ 19 giờ (47,5%)                │
│  Thực hành / Bài tập     │ 19 giờ (47,5%)                │
│  Kiểm tra định kỳ        │ 02 giờ (5,0%)                 │
└──────────────────────────┴───────────────────────────────┘

Trong phần giảng dạy lý thuyết, giảng viên sử dụng các sơ đồ mặt cắt hình học (mặt cắt ngang bờ ao, mặt cắt kênh hình thang cong, kết cấu cống ván phai, trạm bơm) để minh họa các khái niệm kỹ thuật. Phần thực hành và bài tập tập trung trực tiếp vào các bài toán thiết kế cụ thể:

• Bài toán thiết kế hệ thống ao: Người học được cung cấp chỉ tiêu pháp lệnh (ví dụ: sản lượng 40 tấn cá thịt/năm, hoặc 20 triệu cá hương/năm) kết hợp các chỉ tiêu kỹ thuật nghề cá (tỷ lệ sống, mật độ nuôi, kích cỡ thương phẩm, chu kỳ quay ao) để tự tính toán diện tích mặt nước, kích thước bờ và vẽ sơ đồ bố trí.
• Bài toán cân bằng đào - đắp: Thực hành tính toán khối tích đất cần đào hoặc đắp dựa trên kích thước đáy, chiều cao bờ và hệ số mái bờ $m$.
• Phương pháp đánh giá: Gồm đánh giá quá trình thông qua các bài tập tính toán thiết kế tại lớp (tập trung ở Chương 2 và Chương 4 với 2 bài kiểm tra định kỳ 1 giờ) và đánh giá kết thúc môn học dựa trên khả năng trình bày bản vẽ sơ đồ, tính toán thông số thủy lực và kết cấu công trình.
• Hướng dẫn tự học: Sau mỗi chương, giáo trình cung cấp hệ thống câu hỏi ôn tập định hướng. Người học cần ôn luyện cách chuyển đổi đơn vị đo, luyện giải các bài toán thủy lượng và tự vẽ lại các chi tiết cấu tạo cống, bể ấp, đăng chắn.

---

Điểm nổi bật và cập nhật

Nội dung giáo trình phản ánh các thông số kỹ thuật thực tế và quy chuẩn ứng dụng trong ngành thủy sản tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long:

• Cập nhật thông số kỹ thuật nuôi cá Tra: Trong Chương 2, giáo trình nêu rõ sự thay đổi thông số kỹ thuật ao ương cá Tra. Mực nước ao ương cá bột lên cá hương trước đây sử dụng $h_{nc} = 1{,}0 - 1{,}2\text{ m}$ (tỷ lệ sống $35 - 40%$), được cập nhật theo kỹ thuật mới nâng lên $h_{nc} = 2{,}0 - 2{,}5\text{ m}$ (tỷ lệ sống ghi nhận khoảng $24%$). Đối với ao thương phẩm cá Tra, độ sâu nước được cập nhật đạt $1{,}5 - 4{,}5\text{ m}$ với chiều rộng mặt đáy từ $3 - 6\text{ m}$.
• Chuẩn hóa thông số bờ ao và phân loại đất vùng: Giáo trình phân tích cụ thể các nhóm đất đặc trưng của Đồng bằng sông Cửu Long (thuộc nhóm đất thịt và đất sét), từ đó quy định hệ số mái bờ thiết kế chuẩn $m = 1{,}5 - 2{,}0$, giúp bờ ao ổn định mà không lãng phí diện tích đất.
• Tích hợp các giải pháp vật liệu hiện đại: Bên cạnh các vật liệu truyền thống (đá hộc, gạch đất sét, ống sành), giáo trình đưa vào các giải pháp gia cố công trình mới như trải bạt chống thấm cho ao nuôi tôm cát vùng triều, kè bờ bằng tấm bê tông đúc sẵn kết hợp màng chống thấm, ứng dụng ống nhựa PVC chịu lực và máng dẫn composite cốt sợi thủy tinh.
• Gắn kết thực tiễn sản xuất giống và nuôi lồng: Các sơ đồ bể cho cá đẻ dòng chảy vòng xoáy, thiết bị ấp trứng bình Weis và kết cấu bè nuôi cá nổi trên phao, đăng lưới sợi phản ánh đúng công nghệ trang thiết bị đang vận hành tại các cơ sở sản xuất giống và vùng nuôi lồng bè công nghiệp trên lưu vực sông Tiền và sông Hậu.

---

Đối tượng sử dụng giáo trình

• Sinh viên/Người học: Giáo trình được biên soạn chuyên biệt cho học sinh, sinh viên trình độ Trung cấp ngành Nuôi trồng thủy sản tại Trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp và các trường cao đẳng, trung cấp chuyên nghiệp đào tạo khối ngành nông nghiệp thủy sản.
• Kiến thức tiên quyết (Prerequisites): Người học cần có kiến thức toán học cơ bản (hình học phẳng, hình học không gian, công thức tính diện tích, thể tích, lượng giác cơ bản $\cot \alpha$) và vật lý cơ bản (khối lượng riêng, áp suất chất lỏng, cơ học tải trọng).
• Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng giáo trình làm tài liệu giảng dạy chính thức, làm căn cứ xây dựng đề cương chi tiết học phần môn Công trình và Thiết bị Thủy sản, thiết lập ngân hàng câu hỏi kiểm tra và hướng dẫn bài tập đồ án thiết kế trại thủy sản quy mô nhỏ và vừa.
• Cán bộ kỹ thuật và người nuôi: Tài liệu dùng làm nguồn tham khảo kỹ thuật cho cán bộ khuyến ngư, kỹ thuật viên trại giống, chủ trang trại trong việc tính toán kích thước ao nuôi, thiết kế hệ thống mương dẫn tự chảy và lựa chọn thông số máy bơm, công trình kè bờ bảo vệ đê bao chống lũ.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Tài liệu được thiết kế cho người học trình độ Trung cấp chuyên nghiệp ngành Nuôi trồng thủy sản, đồng thời phù hợp làm tài liệu tra cứu kỹ thuật cho kỹ thuật viên tại các trại giống và cơ sở nuôi thủy sản thương phẩm.

2. Cần kiến thức nền nào để học môn này?

Người học cần nắm vững kiến thức toán học cơ bản về hình học (diện tích các hình đa giác, thể tích khối chóp cụt, lăng trụ) và các khái niệm cơ học vật lý cơ bản (lực nén, lực kéo, khối lượng riêng, dòng chảy chất lỏng).

3. Điểm khác biệt của giáo trình so với các tài liệu công trình khác?

Giáo trình kết hợp giữa kiến thức xây dựng cơ bản và đặc tính sinh học của đối tượng nuôi thủy sản. Mọi tính toán kích thước công trình (diện tích ao, chiều sâu, lưu lượng nước cấp) đều xuất phát từ chỉ tiêu sinh học nghề cá (tỷ lệ sống, mật độ nuôi, sức sinh sản) chứ không thuần túy là công trình xây dựng dân dụng.

4. Làm sao để tự học và nắm vững kiến thức trong giáo trình hiệu quả?

Người học nên bám sát hệ thống câu hỏi ôn tập cuối mỗi chương, tự giải các bài tập mẫu về tính toán diện tích mặt nước $S_{MN}$, tính khối lượng đào đắp đất ($V_{\text{đào}}, V_{\text{đắp}}$) và tập vẽ lại các sơ đồ mặt cắt kênh mương, kết cấu cống điều tiết theo đúng tỷ lệ hình học.

5. Có tài liệu bổ trợ nào kèm theo giáo trình?

Giáo trình được kế thừa từ các tài liệu tham khảo chính thống gồm:

• Giáo trình Công trình và thiết bị nuôi trồng thủy sản – Nguyễn Văn Huy, Lê Văn Dân (Đại học Huế).
• Bài giảng Công trình và thiết bị thủy sản – Nguyễn Thanh Long (Đại học Cần Thơ).
• Bài giảng Công trình nuôi thủy sản – Võ Ngọc Thám (Đại học Nha Trang).

---

Kết luận

Giáo trình Công trình và Thiết bị Thủy sản do Trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp ban hành là tài liệu học thuật cơ sở, cung cấp các công thức tính toán thiết kế công trình ao đầm, phân cấp kênh mương thủy lợi và nguyên lý vận hành thiết bị sản xuất giống thủy sản.

Lộ trình học tập khuyến nghị bắt đầu từ việc nắm vững cơ học vật liệu và phân loại đất (Chương 1), vận dụng tính toán thiết kế hệ thống ao và cân bằng đào đắp (Chương 2), xây dựng mạng lưới cấp tiêu nước (Chương 3), sau đó mở rộng sang thiết bị trại giống (Chương 4) và công trình nuôi nước chảy (Chương 5).

Kiến thức từ giáo trình là nền tảng trực tiếp để sinh viên tiếp thu các học phần chuyên môn tiếp theo như kỹ thuật sản xuất giống và kỹ thuật nuôi thương phẩm các đối tượng cá nước ngọt và giáp xác.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 VẬT LIỆU XÂY DỰNG Giới thiệu Trong nuôi trồng thủy sản, điều kiện làm việc hàng ngày là đất và nước. Do đó, để các công trình cũng như thiết bị thủy sản hoạt động an toán, kéo dài thời gian sử dụng ta cần phải nắm được bản chất của vật liệu xây dựng để tạo nên các công trình kiên cố trong những điều kiện nhất định. Và biết được bản chất của từng loại vật liệu để có được những lựa chọn hợp lý. Mục tiêu + Kiến thức - Phân biệt được các loại vật liệu dùng trong xây dựng công trình thiết bị thủy sản.

- Tính chất, vai trò của vật liệu xây dựng trong xây dựng các công trình, thiết bị thủy sản. + Kĩ năng - Chọn vật liệu xây dựng phù hợp cho xây dựng các công trình và thiết bị nuôi trồng thủy sản + Năng lực tự chủ và trách nhiệm: - Tuân thủ trình tự, tiêu chuẩn, nghiêm túc. Khái niệm Vật liệu xây dựng là một trong 3 yếu tố cơ bản để xây dựng công trình (con người, vật liệu xây dựng, công cụ xây dựng) nó chiếm 1 tỷ lệ lớn trong tổng chi phí xây dựng, thông thường là hơn 50%. Vì vậy việc tìm hiểu nguồn gốc, tính năng, cách sử dụng, bảo quản vật liệu xây dựng là một yêu cầu quan trọng trong quá trình xây dựng cơ bản để có thể nâng cao tuổi thọ của công trình và hạ giá thành xây dựng.

Các vật liệu xây dựng sau khi được sử dụng trong công trình phải chịu tác dụng của nhiều lực và các nhân tố môi trường xung quanh. Các yếu tố này tác động tổng hợp lên công trình làm vật liệu bị phá hoại. Do đó khi sử dụng vật liệu xây dựng cần chú ý đến các mặt sau: + Tìm hiểu kỹ các tính chất cơ bản của vật liệu để xây dựng thích hợp với công trình hay từng bộ phận của công trình. Ví dụ: Công trình ngập nước không sử dụng vữa vôi vì sẽ bị các Acid trong môi trường nước trung hòa.

1 + Tìm hiểu các yếu tố bên ngoài tác động vào công trình trong quá trình làm việc, đặc biệt các yếu tố phá hoại như: tải trọng, độ ẩm, nhiệt độ…để có biện pháp ngăn ngừa. Ví dụ: dựa vào sức bền vật liệu để tính tải trọng cho phép và số lượng nguyên vật liệu. + Nắm vững được kỹ thuật thi công đối với các loại vật liệu thông thường, nhất là các loại vật liệu có nguồn gốc từ địa phương dễ cung cấp. + Biết cách sản xuất, bảo quản các loại vật liệu phổ biến trong quá trình thi công.

Ví dụ: Xi măng tránh để nơi ẩm ướt. + Riêng đối với công trình thủy sản cần chú ý đến điều kiện làm việc lâu dài trong môi trường nước của công trình. Tính chất cơ bản của vật liệu xây dựng 2. Tính chất vật lý Trọng lượng riêng (tỷ trọng) Là trọng lượng của một đơn vị thể tích vật liệu xây dựng ở trạng thái hoàn toàn khô và đặc.

(Kg/m3, g/cm3) Trong đó: Gk – Trọng lượng mẫu thí nghiệm sau khi sấy khô. Va – Thể tích tuyệt đối đặc của mẫu thí nghiệm. Trọng lượng riêng của các loại vật liệu xây dựng thường lớn hơn 1g/ cm3. + Gỗ, chất dẻo: 0,8 – 1,6.

+ Gạch, đất sét nung: 2,6. Trọng lượng riêng dùng để xác định độ đặc, độ rỗng của vật liệu xây dựng và tính toán cấp phối nhào trộn. Trọng lượng thể tích (Trọng lượng đơn vị, dung trọng) Là trọng lượng của một đơn vị thể tích vật liệu khô ở trạng thái tự nhiên. (Kg/m3, g/cm3) Trong đó: Gk – Trọng lượng mẫu thí nghiệm sau khi sấy khô.

V0 – Thể tích tự nhiên của mẫu thí nghiệm. 2 Ở trạng thái tự nhiên trọng lượng thể tích cùng một vật liệu bao giờ cũng nhỏ hơn trọng lượng riêng. (γ0 < γa ) trừ các vật liệu đặc như kính, kim loại.1: Trọng lượng thể tích của các vật liệu thông thường Vật liệu o (kg/m3 ) Vật liệu o (kg/m3 ) Đá hoa cương 2.700 Cát ở trạng thái khô 1.700 Gạch đất sét nung 1.900 Gỗ thông 400  600 Bêtông thường 2.400 Thép 7,850 Bêtông than xỉ 1.400 Trọng lượng thể tích dùng để tính cường độ chịu lực của vật liệu, trọng lượng bản thân kết cấu, dự kiến khối lượng vận chuyển. Độ rỗng của vật liệu là tỷ số theo phần trăm giữa thể tích rỗng so với thể tích tự nhiên của vật liệu.

Độ rỗng của vật liệu thay đổi rất lớn từ 0 % (thép, kính) đến 90 % như các loại vật liệu cách nhiệt, cách âm. Độ rỗng ảnh hưởng đến dung trọng (Độ rỗng lớn thì dung trọng nhỏ và ngược lại), cường độ chịu lực của vật (Độ rỗng lớn cường độ chịu lực giảm và ngược lại). Hiện nay người ta quan tâm sản xuất và sử dụng các loại vật liệu có độ rỗng lớn nhưng có cường độ chịu lực lớn để giảm trọng lượng của công trình. Khác với độ rỗng thì độ đặc là tỷ số tính theo phần trăm giữa thể tích hoàn toàn đặc và thể tích tự nhiên của vật.

Tính chất cơ học của vật liệu Tính biến dạng Biến dạng là hiện tượng vật liệu bị thay đổi hình dạng và thể tích khi có ngoại lực tác dụng vào. Dựa vào trạng thái của vật sau khi bị tác dụng ngoại lực thì chia ra 2 trạng thái biến dạng: Biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo. 3 + Biến dạng đàn hồi: Là sự biến dạng tạm thời khi có ngoại lực tác dụng, nếu ngoại lực bị hủy bỏ thì vật liệu trở lại hình dạng ban đầu. Ví dụ tác dụng vào quả bóng, kéo 2 đầu dây thun… + Biến dạng dẻo: Là biến dạng vĩnh cửu, vật liệu không có khả năng trở lại hình dạng ban đầu sau khi ngừng tác dụng ngoại lực.

Ví dụ: Tác dụng vào cục đất sét, bẻ cong thanh sắt… Ngoài ra người ta còn căn cứ vào sự biến dạng của vật liệu trước khi bị phá hủy mà phân loại vật liệu dòn hay vật liệu dẻo. + Vật liệu dòn: là vật liệu trước khi bị phá hủy không có biến dạng rõ rệt, như: đá, bê tông, gang… + Vật liệu dẻo: Là vật liệu trước khi bị phá hủy thì biến dạng dẻo xuất hiện rõ rệt, như: cao su, thép, chì, nhôm, đất sét,… Cường độ Cường độ là khả năng chống lại tác dụng phá hoại do tải trọng gây ra. Đây chính là tính chất quan trọng nhất của vật liệu xây dựng. Trong kết cấu công trình, vật liệu thường chịu nhiều loại tải trọng tác dụng theo nhiều phương khác nhau: nén, kéo, uốn, cắt, xoắn….

Cường độ của vật liệu xây dựng được giới hạn bởi cường độ nén và kéo. Gọi R là cường độ vật liệu thì: R=P/F. Trong đó: F là Smặt cắt ngang ban đầu chịu nén hoặc kéo P là tải trọng phá hoại vật liệu khi nén hay kéo. Để đánh giá cường độ cao hay thấp của vật liệu người ta thường dùng số hiệu Mac (Mark), số hiệu Mac càng lớn thì cường độ vật liệu càng cao.2: Cường độ của các vật liệu thông thường Vật liệu Cường độ nén Vật liệu Cường độ nén (Kg/cm2 ) (Kg/cm2 ) Đá hoa cương 1.200 Gỗ lim 550  800 Gạch đất sét 50  200 Thép tốt 10.000 Gạch rỗng 75  150 Đá vôi đặc 100  1.500 Bê tông nặng 50  600 Xi măng Pooc lăng 200  400 Bê tông nhẹ 15  50 4 Ví dụ: Mác xi măng là 200, nghĩa là một hỗn hợp xi măng và cát của mẫu theo tiêu chuẩn 1 xi măng x 3 cát và nước.

Đúc mẫu có kích thước 40mm x 40mm x 40mm, sau 28 ngày dưỡng hộ ở nhiệt độ 200C – 250C và độ ẩm lớn hơn 90% thì mẫu có thể chịu được lực nén 200 Kg/cm2. Hệ số an toàn Khi chịu tác dụng của tải trọng lâu dài, trùng lặp, có chu kỳ và các yếu tố của môi trường luôn thay đổi như nhiệt độ, độ ẩm, mưa…khả năng chịu lực của vật liệu sẽ giảm. Trong trường hợp này cường độ chịu lực sẽ nhỏ hơn cường độ giới hạn. Vậy để vật liệu và công trình làm việc ổn định khi thiết kế người ta dùng hệ số an toàn K.

K = R / [R] Trong đó: R – Cường độ giới hạn. [R] – Cường độ cho phép. K – Hệ số an toàn K > 1. K phụ thuộc cấp và tuổi thọ của công trình.

Một số vật liệu thông dụng: 3. Vật liệu đá thiên nhiên Đá thiên nhiên là vật liệu thông dụng, có cường độ chịu lực cao, bền vững trong môi trường, giá thành rẻ và có nhiều ở mọi nơi. Tùy theo kỹ thuật khai thác và kích thước của đá ta có thể phân thành các loại sau. Đá hộc Được lấy theo phương pháp nổ mìn, không cần gia công, đẽo, gọt.

Viên đá dày ít nhất là 10 cm, dài 25 cm, bề rộng tối thiểu gấp 2 lần bề dày. Mặt không được lồi lõm quá 3 cm. Đá hộc được dùng để xây móng, mái bằng, mái nghiêng, sân tiêu năng…của những công trình nhỏ, yêu vầu chống thấm không cao.1: Đá hộc 5 Đá dăm Là loại đá vụn có đường kính từ 0,5 – 10 cm, ngoài ra người ta còn gọi là đá (1x2) : (2x3) : (4x6) là các loại đá dùng trong xây dựng kích thước các cạnh theo cm tương ứng. Đá 1 – 2 cm Đá 4 – 6 cm Hình 1.2: Đá dăm Cát Là các hạt rời rạc của các loại đá trong quá trình phân hóa tự nhiên chia làm cát mịn và cát thô.

Đường kính thay đổi (0,14 – 5 mm) được dùng làm cốt liệu bê tông và (0,06 – 2 mm) dùng làm vữa xây. Vật liệu đất sét nun Gạch thường Gạch đặc và gạch 2 lỗ có kích thước dài 20cm, rộng 9,5 cm, dày 5 cm. gạch 4 lỗ có kích thước tương ứng là 20 : 9,5 : 9,5 cm. Gạch tàu có kích thước 40 : 40 : 20.

Thường các gạch này được sản xuất theo kích thước tiêu chuẩn, cường độ chịu lực có thể thay đổi từ 50 – 150 kg/cm2. Để xây nhà người ta thường sử dụng gạch có số hiệu 50, 70; xây những kết cấu nhô ra ngoài người ta sử dụng gạch có số hiệu 100, 150, 200. Ống sành Ống sành được dùng phổ biến trong công trình nuôi thủy sản dưới quy mô như ống cấp và tiêu nước Đường kính ống sành được sản xuất với nhiều kích cỡ khác nhau từ 10 – 40 cm, chiều dài 40 – 100 cm, dày 1 – 4 cm. Thường được làm từ loại đất sét tốt, ít tạp chất, nung ở nhiệt độ cao hơn 2.0000C nên cường độ chịu lực của ống sành cao 200 – 2000kg/cm2.

Vật liệu keo kết vô cơ Vôi Được chế tạo từ đá vôi CaCO3 sau khi nung ở 1.