Đặt vấn đề Trên thế giới, đường di cư qua đập (ĐDCQĐ) đã có lịch sử phát triển từ thế kỷ XVII ở châu Âu, với mục đích hỗ trợ các loài thủy sản di cư vượt qua các chướng ngại vật (đập, bờ cản…) trên sông [95]. Hiện nay, nhiều loại hình công trình đã được thiết kế và áp dụng rộng rãi như ĐDCQĐ “hồ chìm”, “kênh tự nhiên”, “Denil”, “khe dọc thẳng đứng”, “khóa”, “nâng”… [91]. Tuy nhiên, giai đoạn từ thế kỷ XVII đến thế kỷ XIX, đa số ĐDCQĐ được xây dựng song không phát huy được hiệu quả do chế độ dòng chảy không phù hợp và trở thành bờ cản thủy lực đối với các loài thủy sản di cư [95]. Đến những năm 1950, các nghiên cứu về khả năng di chuyển ngược dòng nước (sau đây được gọi tắt là khả năng di chuyển) của một số loài thủy sản bắt đầu được thực hiện nhằm làm cơ sở khoa học cho việc điều chỉnh chế độ dòng chảy ĐDCQĐ phù hợp hơn với loài thủy sản mục tiêu, qua đó đã góp phần cải thiện, nâng cao hiệu quả hoạt động của các ĐDCQĐ được xây dựng trước đó và sau này [56].000 công trình nghiên cứu khả năng di chuyển đã được thực hiện [56] song đối tượng mục tiêu chính là một số loài cá có giá trị kinh tế cao, di cư giữa nước mặn (lợ) và nước ngọt như cá hồi ở khu vực Âu Mỹ [58], mà ít quan tâm tới các loài giáp xác di cư, trong đó có tôm càng xanh (TCX).
Mặt khác, thời gian qua, các ĐDCQĐ được xây dựng ở khu vực nhiệt đới thường mô phỏng theo thiết kế cho các loài cá hồi [87] mà chưa có những lựa chọn loài mục tiêu ưu tiên để có những nghiên cứu, điều chỉnh cho phù hợp. Trong khi khu vực nhiệt đới, nơi có thành phần và mật độ di cư của các loài thủy sản rất lớn nên việc quản lý vận hành ĐDCQĐ theo loài mục tiêu đóng vai trò quan trọng, quyết định tới thành công của các ĐDCQĐ được áp dụng ở đây. Đối với Việt Nam, trong bối cảnh có khoảng 7.000 hồ chứa thủy điện và thủy lợi trên 44 tỉnh thành với diện tích khác nhau [22], ĐDCQĐ tại hồ chứa nước 2 Phước Hòa (năm 2012) nằm trên địa bàn xã An Thái, huyện Phú Giáo, tỉnh Bình Dương là công trình ĐDCQĐ đầu tiên và duy nhất ở Việt Nam hiện nay. Công trình được thiết kế theo loại hình công trình ĐDCQĐ dạng “kênh tự nhiên” với chiều dài 1,9 km, độ dốc thay đổi từ 0,7 đến 1,43%, lưu tốc nước được giới hạn dưới 0,6 m/s và các đối tượng loài thủy sản mục tiêu được xác định chung chung là các loài thủy sản di cư bị ảnh hưởng bởi đập Phước Hòa [3], [4].
Tuy nhiên, hiệu quả hoạt động của công trình cũng còn nhiều điều phải bàn luận khi một số loài thủy sản di cư bản địa, có giá trị kinh tế cao và chịu tác động trực tiếp, nghiêm trọng bởi đập Phước Hòa như TCX… không di cư qua ĐDCQĐ [2]. Tôm càng xanh (Macrobrachium rosenbergii) là loài đóng vai trò quan trọng về kinh tế ở nhiều quốc gia và được phân bố rộng ở các khu vực Nam Á và Đông Nam Á, Tây Thái Bình Dương, Bắc châu Úc, Nam Trung Quốc và Đài Loan, từ vùng nhiệt đới đến cận nhiệt đới [71]. Ở Việt Nam, TCX phân bố tự nhiên từ Nha Trang trở vào, tập trung chủ yếu ở khu vực Đông Nam Bộ và Đồng Bằng Sông Cửu Long [15]. Trước đây, Việt Nam là nước có sản lượng TCX khai thác tự nhiên rất lớn (khoảng 6.
Hiện nay, TCX rất được chú trọng sản xuất và ương nuôi vì tôm có giá trị kinh tế cao, được tiêu thụ trong nước và xuất khẩu, nhưng nghề nuôi TCX thương phẩm và sản xuất giống mặc dù đã phát triển khá lâu song nguồn TCX bố mẹ vẫn dựa chủ yếu vào khai thác từ tự nhiên [6], [8]. Trong đó, nguồn TCX bố mẹ ở sông Bé (thuộc lưu vực sông Đồng Nai) được đánh giá có chất lượng tốt nhất trong số các nguồn TCX bố mẹ ở các lưu vực sông của Việt Nam [11] cũng như một số khu vực khác trên thế giới. Đối với khu vực đập Phước Hòa, TCX và cá chình hoa (Auguilla marmorata) là hai loài có giá trị kinh tế cao và di cư sinh sản từ nước ngọt sang 3 nước lợ (mặn) bị tác động nhiều nhất bởi đập [3], [4], trong đó TCX là loài có sản lượng vượt trội nên là loài kinh tế được xếp ưu tiên làm loài mục tiêu của ĐDCQĐ. Theo nghiên cứu của Vũ Vi An và nnk (2011) [4], khi chưa có đập, TCX xuất hiện rất nhiều ở cả phía thượng lưu và hạ lưu của đập.
Vào mùa sinh sản (từ tháng 5 đến tháng 11 hằng năm), TCX thường di cư ra vùng nước lợ (vùng cửa sông) để sinh sản, bởi vì giai đoạn ấu trùng (18 - 45 ngày sau khi nở) của tôm phụ thuộc vào độ mặn của nước (từ 7 - 18 ‰) và khi chuyển qua giai đoạn ấu niên và trưởng thành thì tôm bắt đầu di cư lên vùng nước ngọt để sinh trưởng và phát triển. Sau khi xây dựng đập tới nay, mặc dù vẫn thu được TCX song ít hơn nhiều so với trước đây. Đối với loài bị ảnh hưởng nhiều như TCX thì chưa rõ khả năng di chuyển của loài này ra sao ứng với chế độ vận hành lưu tốc nước, khoảng cách chiều dài giữa các hồ nghỉ và thời gian vận hành ĐDCQĐ Phước Hòa để có những đề xuất điều chỉnh cho phù hợp. Có nhiều câu hỏi được đặt ra bao gồm: Trên thế giới, các nghiên cứu ĐDCQĐ đã được tiến hành cho nhiều loài thủy sản di cư khác nhau, nhất là các loài di cư giữa nước mặn (lợ) và nước ngọt, nhưng tại sao đối với TCX vẫn còn rất hạn chế; cơ sở khoa học nào để đánh giá khả năng di chuyển của TCX áp dụng cho ĐDCQĐ; đặc biệt tại Phước Hòa: (1) Hiện trạng khai thác nguồn lợi TCX phía trên và phía dưới ĐDCQĐ Phước Hòa có những vấn đề gì cần chú ý khi đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả hoạt động cho ĐDCQĐ; (2) Hiện trạng cơ sở hạ tầng, quản lý vận hành ĐDCQĐ Phước Hòa hiện nay như thế nào?; (3) Chế độ vận hành lưu tốc nước, khoảng cách chiều dài giữa các vị trí nghỉ và thời gian vận hành ĐDCQĐ như thế nào là phù hợp với khả năng di chuyển của TCX?; (4) Khả năng đề xuất cơ chế quản lý vận hành ĐDCQĐ Phước Hòa cho loài mục tiêu TCX ra sao?.
Để giải quyết các vấn đề trên, đề tài "Nghiên cứu cơ sở khoa học và khả năng di chuyển của tôm càng xanh (M. rosenbergii) áp dụng cho ĐDCQĐ 4 Phước Hòa" được tiến hành nhằm đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả hoạt động của ĐDCQĐ, hỗ trợ cho hoạt động di cư của loài mục tiêu ưu tiên TCX, qua đó góp phần bảo vệ và phát triển bền vững nguồn lợi thủy sản. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu của luận án - Mục tiêu tổng quát: Nghiên cứu cơ sở khoa học và khả năng di chuyển của tôm càng xanh (Macrobrachium rosenbergii) áp dụng cho đường di cư qua đập Phước Hòa nhằm đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả hoạt động của đường di cư qua đập, hỗ trợ cho hoạt động di cư của loài mục tiêu ưu tiên tôm càng xanh, qua đó góp phần bảo vệ và phát triển bền vững nguồn lợi thủy sản. - Mục tiêu cụ thể: + Đánh giá cơ sở khoa học trong nghiên cứu khả năng di chuyển của loài mục tiêu tôm càng xanh (M.
rosenbergii) ở khu vực hệ sinh thái đa loài thủy sản của vùng nhiệt đới áp dụng cho đường di cư qua đập. + Nghiên cứu đưa ra các thông số khoa học về quản lý vận hành lưu tốc nước, khoảng cách chiều dài của đường di cư qua đập cho loài mục tiêu tôm càng xanh. + Nghiên cứu, đúc kết các thông số kết quả thực nghiệm và thực tiễn để đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả công tác quản lý vận hành ĐDCQĐ Phước Hòa. - Nội dung của luận án: Bảng 1.
Tóm tắt các nội dung chính của Luận án TT Nội dung nghiên cứu của luận án - Khảo sát hiện trạng khai thác TCX phía trên và dưới ĐDCQĐ Phước Hòa. 1 - Khảo sát biến động nguồn lợi TCX giữa trước và sau khi có đập Phước Hòa. - Khảo sát hiện trạng cơ sở hạ tầng đường di cư qua đập Phước Hòa. 2 - Khảo sát hiện trạng quản lý vận hành đường di cư qua đập Phước Hòa.
- Khảo sát ý kiến chuyên gia và ngư dân về hiệu quả hoạt động của ĐDCQĐ PH. - Khảo sát các thông số kỹ thuật thực tế của ĐDCQĐ Phước Hòa và kích cỡ 3 TCX làm cơ sở bố trí thí nghiệm. 5 - Đánh giá các điều kiện thủy lực của kênh nước hở và thiết bị thủy lực. - Quan trắc tỷ lệ và tốc độ TCX di chuyển thành công qua kênh nước hở.
- Quan trắc tỷ lệ TCX duy trì vị trí phía thượng lưu kênh ở các lưu tốc nước. - Quan trắc khả năng di chuyển ngược dòng của TCX ở các lưu tốc nước. - Ước lượng lưu tốc nước tối đa TCX bám giữ vị trí trong thiết bị thủy lực. - Đúc kết khả năng di chuyển của TCX trong điều kiện thí nghiệm áp dụng cho ĐDCQĐ.
- Đề xuất chế độ vận hành lưu tốc nước ĐDCQĐ phù hợp với khả năng di 4 chuyển của TCX. - Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả công tác quản lý vận hành ĐDCQĐ PH. Thời gian, đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Thời gian nghiên cứu: Thời gian thực hiện đề tài nghiên cứu từ tháng 12/2016 - 11/2019, cụ thể: + Từ tháng 12/2016 - 06/2017: Tiến hành thu thập dữ liệu thứ cấp. + Từ tháng 05/2017 - 01/2019: Tiến hành khảo sát thực địa ĐDCQĐ và điều tra khảo sát chuyên gia, ngư dân đại diện cho mùa mưa và mùa khô ở khu vực xung quanh đập Phước Hòa.
+ Từ tháng 07/2018 - 11/2019: Là thời gian chuẩn bị, thực hiện và xử lý số liệu từ các nghiên cứu thử nghiệm khả năng di chuyển của tôm càng xanh tại Phòng thí nghiệm thủy lực. - Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu của luận án là khả năng di chuyển ngược dòng nước (bơi, bò, bám giữ vị trí và bật phóng) của tôm càng xanh (M. rosenbergii) ở các lưu tốc nước khác nhau trong điều kiện phòng thí nghiệm, với liên hệ thực tế cho ĐDCQĐ Phước Hòa.
