1 MỞ ĐẦU 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Ninh Thuận là một tỉnh duyên hải cực nam trung bộ được tách ra từ tỉnh Thuận Hải cũ tháng 4/1992 với tổng diện tích tự nhiên khoảng 3360,06 km 2 . Điều kiện tự nhiên khắc nghiệt, Ninh Thuận không có điều kiện phát triển nông nghiệp, nhưng bù lại Ninh Thuận lại có điều kiện để hoạt động nuôi trồng thủy sản (NTTS), đặc biêït là nuôi tôm thương phẩm và sản xuất tôm giống. Với bờ biển dài 105 km, dọc bờ biển có nhiều đầm vònh, vùng cửa sông, bãi triều, Ninh Thuận có nhiều lợi thế để phát triển nuôi các đối tượng có giá trò kinh tế cao. Nghò quyết tỉnh Đảng bộ lần thứ X đã xác đònh trong 5 - 10 năm nữa ngành thủy sản là ngành kinh tế mũi nhọn của tỉnh, trong đó nuôi trồng thủy sản được xem là khâu mang tính đột phá. Vì vậy chủ trương của ngành trong giai đoạn 2000 - 2005 và 2010 là tiếp tục đầu tư phát triển NTTS trong đó con tôm là đối tượng chính nhằm tạo ra nguồn nguyên liệu cho chế biến xuất khẩu. Song trong những năm qua hoạt động NTTS của tỉnh gặp phải một số sức ép môi trường gây ra những điều kiện bất lợi cho nuôi tôm sú, bên cạnh đó một số bệnh mới xuất hiện xảy ra trên diện rộng và liên tục, nguyên nhân chính của dòch bệnh là do môi trường một số vùng nuôi bò ô nhiễm và chất lượng nguồn nước cấp không đảm bảo. Việc quản lý chất lượng nước ao nuôi tôm một cách khoa học, các dữ liệu về chất lượng nước có thể lưu trữ, cập nhật và phân tích hiển thò là một nhu cầu cấp thiết của Ninh Thuận. Nhận thức được việc ứng dụng thành tựu khoa học kỹ thuật vào sản xuất và đời sống, đặc biệt là công tác quản lý, trong đó có hệ thống thông tin đòa lý (GIS - Geographic Information Systems), đây là một hệ thống quản trò cơ sở dữ liệu khoa học giúp cho việc thu thập, xử lý, phân tích, lưu trữ và hiển thò dữ liệu không gian, dữ liệu thuộc tính một cách nhanh chóng, chính xác. Vì vậy nó có thể đáp ứng được nhu cầu cấp bách trên của tỉnh. Xuất phát từ những vấn đề trên, chúng tôi thực hiện đề tài : “Bước đầu thử nghiệm ứng dụng hệ thống thông tin đòa lý (GIS) để quản lý chất lượng nước nuôi tôm tại tỉnh Ninh Thuận”. Trong thời gian thực tập tốt nghiệp và hoàn thành báo cáo, em đã nhận được sự động viên, giúp đở của gia đình, thầy cô, bạn bè, các cô chú cán bộ Trung tâm Khuyến Ngư, Sở Thủy Sản, Sở Tài Nguyên và Môi Trường, Đài KTTV Tỉnh Ninh Thuận, các Thầy ở Viện Hải Dương Học Nha Trang, đặc biệt là hai Thầy giáo trực tiếp hướng dẫn đề tài tốt nghiệp PGS - TS Lại Văn Hùng, TS Nguyễn Thạch. Qua đây em xin được tỏ lòng biết ơn chân thành nhất! 2. MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU, NỘI DUNG ĐỀ TÀI 2 2.1. Mục đích - Biết vận dụng những kiến thức đã học, những thành tựu khoa học kỹ thuật vào công tác sản xuất và quản lý. - Xây dựng được bộ bản đồ về các thông số chất lượng nước, bản đồ phân vùng chất lượng nước ao nuôi tôm bằng công nghệ tin học. 2.2. Yêu cầu - Ứng dụng công nghệ thông tin để thành lập các loại bản đồ nói trên đảm bảo chính xác, nhanh chóng, dễ quản lý, truy cập, lưu trữ. - Thành lập được các lớp bản đồ đơn tính liên kết với cơ sở dữ liệu thuộc tính đảm bảo tính kòp thời thông qua công tác cậïp nhật thường xuyên trong quá trình biến động môi trường vùng nuôi. 2.3. Nội dung của đề tài Nghiên cứu khả năng ứng dụng của GIS để quản lý chất lượng nước nuôi tôm thông qua việc thiết lập các loại bản đồ sau: - Bản đồ về thông số môi trường ao nuôi. - Bản đồ phân vùng chất lượng nước nuôi tôm. 3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỂN CỦA ĐỀ TÀI Việc ứng công nghệ thông tin nói chung và GIS nói riêng là giải pháp khoa học trong công tác quản lý chất lượng nước nuôi tôm của tỉnh Ninh Thuận. Hệ thống thông tin đòa lý GIS là kỹ thuật ứng dụng hệ thống vi tính số (Digital computer system) để lưu trữ, xử lý, quản lý, trình bày, mô hình hóa và phân tích những số liệu, thông tin có liên quan đến tính đòa lý của một khu vực, những dữ liệu này mô tả các thuộc tính gắn liền với vò trí đòa lý nhất đònh. Hệ thống dữ liệu được lưu trữ và xử lý trong GIS gồm những các thông tin về môi trường ao nuôi vì vậy nó còn có thể giúp ích cho các nhà quy hoạch, các nhà hoạch đònh chính sách trong việc ra quyết đònh. 3 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG GIS TRONG QUẢN LÝ CHẤT LƯNG NƯỚC 1. HIỆN TRẠNG NUÔI TÔM Ở NINH THUẬN Bờ biển Ninh Thuận dài 105 km dọc theo biển Ninh Thuận có nhiều đầm vònh, vùng cửa sông, bãi triều có thể sử dụng cho nuôi trồng thủy sản. Với đặc điểm là một tỉnh ít mưa nhất trong cả nước (trung bình 750 mm), ít sông ngòi, độ mặn nước biển luôn cao và ổn đònh (32- 35%o), môi trường biển trong sạch lại có thêm hệ thống điều tiết nước ngọt từ đập Nha Trinh - Lâm Cấm, nên có thể nói Ninh thuận có nhiều lợi thế để nuôi các đối tượng thủy sản có giá trò kinh tế cao [17]. Thực tế các năm qua cho thấy NTTS ở Ninh Thuận thực sự là thế mạnh của ngành thủy sản Ninh Thuận và phát triển với tốc độ cao, trở thành ngành sản xuất hàng hóa quan trọng của đòa phương. Nuôi tôm thương phẩm và sản xuất tôm giống là hai ngành nghề mang lại hiệu quả cao nhất [17]. Nghề nuôi tôm ở Ninh Thuận đã có từ lâu đời với hình thức ăn nuôi quảng canh, nguồn giống chủ yếu được lấy từ tự nhiên, không bổ sung thức ăn, nuôi kết hợp với các loài hải sản khác, năng suất chỉ đạt 150 - 300 kg/năm. Nuôi tôm theo hình thức bán thâm canh có đầu tư chiều sâu về giống, thức ăn, trang thiết bò với các mô hình nuôi tiên tiến chỉ mới bắt đầu vào những năm 1990. Tuy chỉ mới hơn 10 năm nhưng nuôi tôm ở Ninh Thuận phát triển khá nhanh cả về diện tích lẫn năng suất, sản lượng và hiệu quả, xứng đáng là ngành kinh tế quan trọng trong cơ cấu kinh tế của ngành thủy sản nói riêng và của tỉnh Ninh Thuận nói chung [17]. Sản lượng tôm hàng năm tăng đều tăng nhanh so với việc tăng diện tích. Năm 1992 sản lượng 633 tấn nhưng đến năm 2000 sản lượng đạt 1.800 tấn tăng 2,84 lần trong khi diện tích chỉ tăng 1,68 lần là do việc áp dụng những khoa học kỹ thuật để tăng năng suất nuôi. Nhiều mô hình nuôi tiên tiến đã được áp dụng với năng suất đạt khá cao 3,5 - 4,0 tấn/ha/vụ, thậm chí có những mô hình đạt đến 7 - 8 tấn/ha/vụ [17]. Do tiềm năng diện tích mở rộng mở rộng hạn chế nên chủ trương của ngành đối với việc nuôi tôm là đầu tư theo chiều sâu, áp dụng khoa học kỹ thuật để nâng cao năng suất nuôi. Vì vậy nhiều mô hình nuôi tiên tiến như mô hình nuôi theo phương pháp U.K, mô hình nuôi bán thâm canh theo phương pháp ít thay nước, mô hình nuôi khép kín tuần hoàn đã lần lượt được áp dụng phổ biến cho nghề nuôi tôm Ninh Thuận nên năng suất bình quân không ngừng tăng lên, đến năm 2000 năng suất đã đạt 2,22 tấn/ha/năm gấp 1,18 lần so với năm 1995. Đây là thành công rõ nét nhất đối với nghề 4 nuôi tôm của Ninh Thuận trong những năm qua, với kết quả này nuôi tôm của Ninh Thuận được đánh giá là một trong những tỉnh có năng suất bình quân cao trong cả nước. Bảng 1.1: Năng suất tôm sú bình quân tỉnh Ninh Thuận giai đoạn 1992- 2000 [17] Năm 1992 1995 1996 1997 1998 1999 2000 Năng suất bình quân (tấn/ha/năm) 1,3 1,02 1,17 1,25 1,86 1,98 2,22 Theo thống kê cho thấy diện tích nuôi tôm tập trung chủ yếu ở hai khu vực chính là Đầm Nại (huyện Ninh Hải) và An Hải (huyện Ninh Phước) [17]. Đến nay diện tích nuôi tôm ở Ninh Thuận là 1.450 ha, riêng khu vực Đầm Nại khoảng 900 ha, chiếm 60% diện tích nuôi tôm của tỉnh [10]. Bảng 1.2: Thống kê diện tích và sản lượng nuôi tôm Đầm Nại qua các năm [8] Năm Diện tích (ha) Sản lượng (tấn) Năng suất (tấn/ha) 1992 496 602 1,32 1998 548 947 0,57 2000 673 1412 2,10 2002 898 1162 1,29 2003 898 1143 1,27 Với diện tích tự nhiên 1.200 ha, diện tích vùng triều khoảng 800 ha, diện tích nuôi tôm vùng ven bờ Đầm Nại và các cùng đất thấp ven bờ đầm (chuyển đổi từ trồng lúa sang) đã lên xấp xỉ 900 ha. Với trình độ sản xuất như hiện nay, theo ý kiến của nhiều hộ nuôi có kinh nghiệm thì đã quá tải 1/3 (33%). Với diện tích nuôi trồng và sản lượng trên 1.000 tấn mỗi năm, Đầm Nại vẫn là vùng nuôi hàng hóa đứng đầu tỉnh [8]. Ninh Thuận là tỉnh khởi xướng việc nuôi tôm trên cát đầu tiên trong cả nước, tuy việc nuôi tôm trên cát còn nhiều cơ hội và thách thức. Mô hình nuôi tôm đầu tiên được xây dựng từ năm 1999 tại thôn Từ Thiện, xã Phước Dinh (Ninh Phước). Mô hình thành công, diện tích được mở rộng (tự phát) một cách nhanh chóng. Bảng 1.3: Kết qủa nuôi tôm trên cát qua các năm tại tỉnh Ninh Thuận [8] Năm Diện tích (ha) Sản lượng (tấn) Năng suất bình quân (tấn/ha/vụ) 1999 0,5 1 2,0 2000 5 20 6,0 2001 120 900 7,5 2002 200 330 1,22 2003 280 1624 2,9 5 Tuy nhiên, hoạt động nuôi trồng thủy sản tỉnh Ninh Thuận trong những năm gần đây gặp một số sức ép môi trường. Do tình hình thời tiết gió mùa Đông Bắc mang hơi lạnh kéo dài, hạn hán, thiếu nước ngọt, lũ lụt đã gây nên điều kiện bất lợi cho nuôi tôm sú. Bên cạnh đó, một số bệnh mới xuất hiện như bệnh teo gan, phân trắng, thân đỏ, đốm trắng xảy ra trên diện rộng và liên tục. Nguyên nhân chính gây ra dòch bệnh là do môi trường một số vùng ao nuôi bò ô nhiễm, hệ thống kênh mương cấp thoát nước chưa độc lập, kiên cố và thường xuyên bò lấn chiếm làm thu hẹp dòng chảy, cùng với việc nuôi thả thiếu kỹ thuật và trang thiết bò, điều kiện thời tiết nắng nóng, làm mầm bệnh tồn đọng, phát triển mạnh trong khu vực. Bên cạnh đó chất lượng nước biển không được đảm bảo, nhiều thời điểm đã xuất hiện thủy triều đỏ, mầm bệnh trong nước biển nhiều hơn làm tăng khả năng nhiễm bệnh cho tôm [8]. Bảng 1.4: Thống kê dòch bệnh hàng năm tại Đầm Nại [8] Năm Diện tích đìa nuôi tôm bò bệnh (lượt ha) 1995 290 1998 148 2000 274 2002 781 2003 417 Nguyên nhân dẫn đến tình trạng dich bệnh trên diện rộng khu vực Đầm Nại là do tình trạng NTTS phát triển ồ ạt mang tính tự phát không có sự quản lý của nhà nước. Hầu hết các khu vực nuôi tôm quanh Đầm Nại không đáp ứng những điều kiện để sản xuất. Ao lắng, ao xử lý nước thải, hệ thống kênh mương cấp thoát nước hầu như không có, quy mô sản xuất nhỏ lẻ…[10]. Trong năm 2003, nuôi tôm trên cát đã xảy ra dòch bệnh khá nhiều trong vụ 1, các loại bệnh đốm trắng, đỏ thân, phân trắng, teo gan, một số đìa nuôi tôm còi cọc, chậm lớn. Nguyên nhân theo đánh giá sơ bộ bệnh tôm là do diện tích phát triển tôm trên các quá nhanh, khai thác triệt để nguồn nước ngầm tại chỗ, thả mật độ cao, nhưng các biện pháp quản lý môi trường không có, kỹ thuật, công nghệ chưa được thay đổi phù hợp. Tuy vậy ngành thủy sản Ninh Thuận đã xác đònh nuôi trồng thủy sản mà trọng tâm là nghề nuôi tôm sú thương phẩm là một ngành sản xuất hàng hóa quan trọng chiếm tỷ trọng lớn trong cơ cấu kinh tế của ngành. Trong quy hoạch tổng thể phát triển ngành thủy sản tỉnh Ninh Thuận giai đoạn 2001 - 2010, chỉ tiêu đến năm 2010 Ninh Thuận sản lượng tôm sú là 10.000 tấn. 6 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP QUẢN LÝ CHẤT LƯNG NƯỚC NUÔI TÔM 2.1. Phương pháp luận quản lý nguồn lợi nước Quản lý chất lượng môi trường nước là vấn đề phức tạp. Tiếp cận theo quan điểm sinh thái, những nhà quản lý phải có hiểu biết, có nhận thức và điều khiển được quá trình tự làm sạch của vực nước theo các nguyên lý sinh thái học. Điều đó có nghóa phục hồi lại chất lượng và thành phần của nước về những thay đổi do chòu những tác động khác nhau, giữ cho thủy vực có chất lượng phù hợp với sinh vật. Hiện nay, để bảo vệ các nguồn nước, người ta sử dụng các chỉ tiêu vật lý hóa học. Các chỉ tiêu sinh thái như biến động sức sản xuất sinh học, số lượng vi sinh vật, sinh vật nổi sinh vật đáy sự biến động thành phần loài ở các vực nước khác nhau còn chưa được quan tâm sử dụng đúng mức để đánh giá chất lượng các vực nước. Thông thường ở các vực nước, quần xã vi sinh vật phát triển rất phức tạp. Đối với từng cấp nhiễm bẩn hữu cơ, có những tập đoàn vi sinh vật nhất đònh phát triển. Do đó, có thể dùng vi sinh vật để đánh gia chất lượng môi trường hay mức độ ô nhiễm các vực nước. Theo các dấu hiệu phát triển của vi sinh vật, sinh thái học quản lý các nguồn nước phân biệt ba loại thủy vực: vùng nhiễm bẩn nặng, vùng nhiễm bẩn trung bình, vùng nước sạch. Cũng như trong tự nhiên, các ao đầm nuôi trồng thủy sản, sinh vật phát triển trong giới hạn của hệ sinh thái và phụ thuộc hoàn toàn vào sự vận động của chính hệ đó. Do đó, để tăng sản xuất, nâng cao sản lượng, con người cần phải can thiệp, quản lý, cần tác động để thay đổi dòng vật chất và năng lượng tự nhiên của hệ. Để đạt được kết quả tối ưu, chúng ta phải sử dụng các học thuyết và phương pháp luận củùa sinh thái học. Việc quy hoạch vùng nuôi, bổ sung dinh dưỡng, kiểm soát chất lượng môi trường, phòng chống bệnh tật cho vật nuôi, và dự báo khả năng nhiễm bẩn… đều phải thực hiện trong khuôn khổ vận động của hệ sinh thái. Trong nghề NTTS, nỗi lo lắng băn khoăn thường xuyên là việc cung cấp nước có chất lượng để tạo môi trường thuận lợi cho tôm phát triển. Nguồn nước phục vụ cho NTTS rất phong phú, bao gồm cả nước mặt, nước ngầm, và nước biển. Chất lượng của các nguồn nước này được xác đònh bằng các đặc tính sau: - Tính chất lý học : màu sắc, độ đục, vò… - Tính chất hóa học : thành phần muối khoáng, chất hữu cơ, chất khí hòa tan - Tính chất sinh học : các vi sinh vật, phiêu sinh vật,…. Nước tự nhiên vốn có bản chất sạch về mặt sinh thái học nghóa là luôn có khả năng thỏa mãn các tiêu chuẩn để thực hiện 3 chức năng sinh thái của mình (thúc đẩy các quá trình năng suất sinh học; duy trì những tối ưu của môi trường; khả năng tự làm 7 sạch). Nhưng đó là những vấn đề về mặt lý luận và nguyên tắc. Trên thực tế chất lượng các nguồn nước đang bò suy thoái do sự quản lý kém hiệu quả của con người. Xử lý nâng cao chất lượng nước phải được phải được triển khai theo quan điểm kế hoạch hóa bằng phép phân tích hệ thống dựa vào các nguyên lý sinh thái trên một phạm vi cỡ lớn. Kinh nghiệm thực tế cho thấy, dù có gặp khó khăn về tài chính và kỹ thuật cũng phải cố gắng giải quyết và xử lý nguồn ô nhiễm ngay khi nó mới xuất hiện. Chính vì vậy vấn đề chẩn đoán nhanh hiện trạng chất lượng môi trường và sự biến động của nó trong tương lai là một việc làm rất có ý nghóa thực tiễn. Có thể sử dụng các biện pháp vật lý, hóa học, sinh thái học để chuẩn đoán, cũng có thể sử dụng một số phương pháp mang tính tư duy trừu tượng. Ví dụ có thể sử dụng phương trình cân bằng năng lượng và sinh dưỡng… Về mặt nguyên lý các loài thủy sinh trong vực nước không những có khả năng hấp thụ và chuyển hóa vật chất mà còn đóng những vai trò mang tính chức năng để hình thành chất lượng thủy vực [1]. 2.2. Các biện pháp quản lý chất lượng nước nuôi tôm Quản lý chất lượng nước nuôi thủy sản nói chung và quản lý chất lượng nước nuôi tôm nói riêng đã được triển khai từ trung ương tới người nuôi tôm. Căn cứ vào tiêu chuẩn giá trò giới hạn cho phép về nồng độ chất ô nhiễm trong nước mặt và nước biển ven bờ do Bộ KHCN và MT ban hành, Bộ Thủy Sản đã ban hành tiêu chuẩn quy đònh giới hạn cho phép về nồng độ các chất ô nhiễm trong nước biển vùng nuôi trồng thủy sản và vùng nước ngọt nuôi thủy sản. Trong chỉ thò Bộ trưởng Bộ Thủy Sản số 3/2005/CT - BTS ngày 7/3/2005 tại điểm 9 quy đònh về kiểm soát dư lượng hóa chất kháng sinh có hại trong hoạt động thủy sản: sử dụng hóa chất phải đúng mục đích, nghiêm cấm sử dụng hóa chất trong danh mục cấm của Bộ Thủy Sản; phải có sổ ghi chép quá trình nuôi (Con Tôm số115, 8/2005). Như vậy bằng những chỉ thò, quy đònh, Bộ Thủy Sản đã thực hiện quản lý chất lượng nước nuôi thủy sản ở tầm vó mô. Tại các cấp đòa phương đều thực hiện quy hoạch NTTS để xác đònh vùng thích hợp cho nuôi trồng thủy sản. Ninh Thuận đã tiến hành quy hoạch sử dụng đất và mặt nước cho NTTS nước lợ giai đoạn 2001 - 2010 nhằm tận dụng tối đa lợi thế về mặt nước. Thông qua đó để lập các dự án đầu tư xây dựng cơ sở hạ tầng như hệ thống đê bao phòng lũ, hệ thống kênh cấp thoát nước, đường giao thông, điện,… cho từng vùng nuôi. Vì thế đã hạn chế sự thiệt hại do lũ hàng năm gây ra, giảm nguy cơ ô nhiễm môi trường. Các trạm quan trắc môi trường nuôi thủy sản đã cung cấp thông tin dữ liệu về môi trường nuôi cho người nuôi cũng như các nhà quản lý để có biện pháp xử lý phù hợp, kòp thời. Trung tâm Khuyến Ngư tỉnh Bến Tre đã hình thành trạm quan trắc môi trường từ năm 2003, thu mẫu nước đònh kỳ 2 lần/ tháng nên có thể đánh giá và báo cáo kòp thời cho ngành thủy sản cũng như người nuôi tôm trước những biến động của môi trường, dòch bệnh (Con Tôm số 100, 5/2004). 8 Phổ biến kiến thức kỹ thuật cho các hộ nuôi tôm, nhằm nâng cao hiểu biết của người nuôi tôm thông qua các lớp tập huấn và đài truyền hình tỉnh Ninh Thuận của Trung tâm Khuyến Ngư tỉnh Ninh Thuận đã nâng cao trình độ kỹ thuật và ý thức bảo vệ nguồn nước nuôi tôm cho người nuôi. Quản lý chất lượng nước nuôi tôm còn được thực hiện bởi cộng đồng những người nuôi thông qua các chi hội. Mục đích của hội là tập trung bà con nông dân nuôi tôm vào hoạt động có tổ chức thông qua các chương trình khuyến ngư, các hoạt động khoa học kỹ thuật. Đối với người nuôi tôm, chọn đòa điểm để xây dựng ao nuôi tôm là công việc phải lưu ý trước khi lập trại nuôi tôm. Việc chọn đòa điểm tốt sẽ tránh được những vùng không phù hợp để nuôi tôm. Việc chọn vò trí xây dựng trại nuôi thích hợp sẽ đảm bảo viếc cấp nước đủ về chất và lượng cũng như biện pháp kỹ thuật nuôi. Việc thiết kế và xây dựng, tu dưỡng ao nuôi hợp lý cũng là biện pháp để quản lý chất lượng nước. Việc thiết kế phải đảm bảo việc lấy nước nhanh chóng (trong vòng một con triều) và lấy được nguồn nước tốt; xã thải nhanh chóng và quản lý được nguồn thải, đãm bảo không gian cho tôm sống và hoạt động. Hóa dược, các thiết bò máy sục khí, quạt nước được sử dụng và phải sử dụng có hiệu quả. Công việc chuẩn bò ao nuôi là khâu đòi hỏi phải thực hiện trước khi đưa vào sử dụng lần đầu cũng như trước vụ nuôi. Mục đích chính của việc chuẩn bò ao là tạo cho tôm có một nền đáy sạch, chất lượng nước thích hợp và ổn đònh. Thả giống với mật độ phù hợp với trình độ kỹ thuật nuôi, điều kiện môi trường ao nuôi và nguồn nước cấp, điều kiện khí hậu thời tiết, lượng thức ăn và trình độ quản là một trong những khâu quan trọng trong nuôi tôm thành công và mang lại hiệu quả [27]. Điều hành trại nuôi là công việc hết sức quan trọng, để điều hành trại nuôi có hiệu quả đòi hỏi sự hiểu biết về mối quan hệ giữa tôm và môi trường sống của nó. Nội dung của phần này là những thông tin có liên quan đến các yếu tố tác động lẫn nhau để tạo nên môi trường ao nuôi. Các yếu tố này bao gồm ôxy hòa tan, độ kiềm, pH, các chất dinh dưỡng hòa tan và các chất thải. Hiểu biết về môi trường ao nuôi sẽ giúp ích cho người nuôi khi đánh giá môi trường ao nuôi để có những quyết đònh phù hợp.Trong ao nuôi tôm, những điều kiện bất lợi thường thấy phổ biến hơn là các tác nhân gây tôm chất trực tiếp. Do vậy nguyên tắc chính của việc quản lý ao nuôi là giữ các điều kiện nuôi sao cho phù hợp chứ không phải tránh những nguyên nhân gây tôm chết [27]. 3. GIS TRONG QUẢN LÝ CHẤT LƯNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC Ở nước ta công nghệ GIS đã được sử dụng tương đối phổ biến đặc biệt tại các viện nghiên cứu và một số trường đại học trong lónh vực quản lý môi trường, hệ sinh thái, quản lý đất đai, quản lý đô thò… và nó nhanh chóng trở thành công cụ đắc lực trong công tác đánh giá hiện trạng và dự báo xu hướng diễn ra trong tương lai nhờ vào những phép phân tích thích hợp. 9 Bản đồ phân vùng chất lượng môi trường vùng ven bờ vònh Nha Trang và đánh gía hiện trạng chất môi trường vùng này được thực hiện nhờ công nghệ GIS bởi các tác giả Viện Hải dương học Nha Trang. Trong công trình này các tác giả đã sử dụng một số tham số môi trường như: Coliform, DO, COD, BOD 5 , NO 3 - N, PO 4 - P, F e , Pb, Cu, Zn và được phân làm ba nhóm: Nhóm đặc trưng cho nhiễm bẩn do con người (Coliform, COD, BOD 5 ), nhóm các muối dinh dưỡng (NO 3 - N, PO 4 - P ) và nhóm kim loại nặng (F e , Pb, Cu, Zn). Sử dụng ngôn ngữ SQL và các phép toán số học, đại số và các phép toán logic để chồng lớp, phân tích thông tin để xây dựng bản đồ phân vùng chất lượng nước dưới dạng bản đồ raster và vector. Để xác đinh mối quan hệ giữa các yếu tố môi trường và xác đònh yếu tố chính làm chỉ tiêu sinh thái cho môi trường vinh Nha Trang, các tác giả đa sử dụng kỹ thuật phân tích nhân tố R - Q mod kết hợp [3] (phân tích thành phần chính - Priciple Component Analysis). Kỹ thuật phân tích nhân tố R - Q mod là công cụ rất hữu hiệu trong xử lý GIS, đặc biệt là khi điều tra, thu thập một lượng lớn các dữ liệu về thông số môi trường trong khu vực nước. Việc tìm hiểu mối quan hệ giữa các thông số chất lượng môi trường là vô cùng quan trọng, nó giúp ta đònh hướng trong việc bố trí mạng lưới khảo sát thu thập số liệu, những thông tin nào là cần thiết và hiệu quả nhất, tìm hiểu ảnh hưởng của các thông số môi trường lên một số đối tượng cụ thể [2]. Sử dụng GIS để xây dựng bản đồ nhạy cảm môi trường không những được thực hiện ở vùng ven bờ vònh Nha Trang [3], mà còn được thực hiện tại vùng ven bờ tỉnh Đình Đònh [2]. Trong báo cáo chuyên đề “Xây dựng cơ sở dữ liệu - bản đồ vùng ven bờ Bình Đònh phục vụ quản lý tổng hợp dải ven bờ” thuộc dự án “xây dựng các phương án quản lý tổng hợp đới ven bờ biển Bình Đinh”. Ở đây các tác giả đã sử dụng phương pháp đánh giá đa chỉ tiêu (Multiple Criteria Evaluation - MCE) có sử dụng trọng số cho các yếu tố được xác đònh từ mà trận Saaty để thành lập bản đồ nhạy cảm môi trường. Việc đánh giá đa chỉ tiêu có sử dụng trọng số cho các yếu tố (đây chính là phương pháp đánh giá đa chỉ tiêu bằng trung bình trọng số tuyến tính theo bậc - Multi criteria evaluation and Ordered weighted averaging, MCE - OWA) vừa giải quyết được yêu cầu việc ra quyết đònh không chỉ thỏa mãn một chỉ tiêu riêng lẻ mà cùng lúc phải thỏa mãn nhiều tiêu chuẩn vừa khắc phục được nhược điểm khi cho các yếu tố có tầm quan trọng như nhau (Đánh giá đa chỉ tiêu theo tổ hợp tuyến tính trọng lượng - Multi criteria evaluation - Weighted linear combination, MCE - WLC). Đánh giá đa chỉ tiêu có sử dụng trọng số cho các yếu còn được sử dụng để đánh giá phân vùng chức năng và quy hoạch phát triển du lòch bền vững vùng ven biển vònh Phan Thiết bằng công nghệ GIS trong dự án “Hiện trạng và đònh hướng chính trong quản lý và phát triển bền vững ven bờ vinh Phan Thiết” (Bùi Hồng Long, 1997) [2]. Ở đây các tác giả cũng dùng ma trận Saaty để tính trọng số cho các yếu tố. 10 Hệ thống 20 mảnh bản đồ quy hoach NTTS vùng ven biển tỉnh Khánh Hòa do Viện Hai dương học Nha Trang xây dựng đã thực hiện qua các giai đoạn: chọn yếu tố, chọn chỉ tiêu và sử dựng GIS trong phân vùng và quy hoạch. Các yếu tố và chỉ tiêu được các tác giả chọn và phân ra làm các nhóm yếu tố sau: - Nhóm chỉ tiêu khai thác ưu thế không gian mặt bằng (đất, nước, không khí) rộng lớn và đa dạng về các điều kiện sinh thái trong vùng dự án quy hoạch theo quan điểm nuôi đa canh, đa dạng vật nuôi và đa hình thức nuôi. - Nhóm chỉ chỉ tiêu khai thác tối ưu những điều kiện tự nhiên, môi trường, đặc tính sinh học vật nuôi và nguồn lợi thủy sản vốn có của vùng. - Nhóm chỉ tiêu nhằm giảm tải nguồn chất thải nguồn chất thải tự sinh và nguồn thải từ các hoạt động kinh tế ven biển . - Nhóm chỉ tiêu về mặt kinh tế xã hội nhằm khai thác tốt phong tục tập quán sản xuất của ngư dân, trình độ kỹ thuật, thò trường, nguồn giống… để đưa vào giải pháp khả thi khi thực hiện quy hoạch nuôi biển. Dựa trên đặc điểm chi tiết của các nhóm chỉ tiêu cần quy hoạch như trên, một loạt các bản đồ được thành lập, sau đó raster hóa chúng và tiến hành chồng lớp để phân tích vùng thích nghi và quy hoạch các vùng nuôi theo vật nuôi ở các tiểu vùng sinh thái khác nhau [2]. Một trong những kỹ thuật cao của công nghệ thông tin được ứng dụng vào GIS là kỹ thuật viễn thám. Công nghệ viễn thám đã nâng cao chất lượng và hiệu quả sử dụng GIS trong quản lý môi trường biển và ngành thủy sản [20]. Một trong những nội dung của các đề tài thuộc chương trình cơ bản cấp nhà nước mang mã số 6.1.14 và 622.101 là việc ứng dụng ảnh viễn thám và GIS trong việc ước lượng năng suất sinh học sơ cấp [2]. Đònh lượng năng suất sinh học sơ cấp là cơ sở để xem xét đánh giá nguồn lợi nguồn lợi sinh vật đặc biệt là nguồn lợi cá biển, ngoài ra nó còn là chỉ thò về chất lượng môi trường, là chỉ thò hoạt động của các loài tảo đơn bào và các điều kiện sinh thái trong vùng biển [2]. Ngoài những những đặc điểm mang tính đặc thù, điểm tương đồng của GIS và viễn thám là quản lý thông tin dạng raster, các lớp thông tin này cũng có thể chồng lớp, tính toán và phân tích thông tin như các lớp thông tin của GIS thông thường [2]. GIS trong quản lý môi trường nuôi trồng thủy sản bền vững đã cũng được thực hiện ở nước ta. Ứng dụng GIS để quản lý phát triển nghề nuôi thủy sản bền vững được thực hiện trong dự án “Môi trường nuôi tôm bền vững ở đồng bằng sông Mekông, Việt [...]... ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS THÀNH LẬP BẢN ĐỒ PHÂN VÙNG CHẤT LƯNG NƯỚC NUÔI TÔM Xây dựng bản đồ phân vùng chất lượng nước nuôi tôm là quá trình xác vùng nuôi thích hợp cho sự phát triển của con tôm 4.1 Sử dụng thông số chất lượng nước trong việc phân tích thống kê nhiều chiều Để xác đònh mối quan hệ giữa các thông số số chất lượng nước (nếu có) và chọn yếu tố chính làm chỉ tiêu chất lượng nước nuôi tôm tỉnh. .. biết vò trí của chúng (vùng nuôi, sông, suối,…), nhưng cũng có những loại dữ liệu không mang yếu tố đòa lý (chất lượng nước, năng suất từng vùng nuôi tôm, …) Thông qua nhận xét trên, chúng ta 15 chia thông tin quản lý chất lượng nước nuôi tôm thành hai loại thông tin không gian và thông tin phi không gian Những thông tin này được lưu trữ trong hệ quản lý CSDL của GIS, hệ quản lý CSDL của GIS có thể được... thực hiện ở nhiều cơ quan, tuy nhiên kết quả ứng dụng công nghệ mới vào thực tế chưa nhiều, có nơi còn lầm giữa hệ thống thông tin bản đồ với GIS và hệ quản trò cơ sở dữ liệu với GIS Việc ứng dụng GIS trong quản lý chất lượng nước nuôi tôm hầu như chưa được thực hiện ở nước ta Các thông tin về chất lượng nước nuôi tôm, các biện pháp kỹ thuật, công trình nuôi, điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội,…là... Môi Trường tỉnh Ninh Thuận xây dựng và cung cấp § Bản đồ mạng lưới thủy văn tỉnh Ninh Thuận (lưới chiếu Non Earth tỷ lệ 1/100.000 do Sở Tài Nguyên và Môi Trường tỉnh Ninh Thuận xây dựng § Bản đồ hiện trạng nuôi trồng thủy sản tỉnh Ninh Thuận năm 2000 tại Sở Thủy Sản tỉnh Ninh Thuận, tỷ lệ 1/100000 § Bản đồ quy hoạch nuôi trồng thủy sản tỉnh Ninh Thuận năm 2001 - 2010 tại Sở Thủy Sản tỉnh Ninh Thuận, tỷ... chúng ta hệ thống lưới ô vuông thông qua việc 27 chia nhỏ diện tích vùng nuôi tôm thành các ô lưới hình vuông Giá trò các thông số môi trường tại các ô lưới này được xác đònh qua phép nội suy Bản đồ hiện trạng vùng nuôi tôm Thông số chất lượng nước ao nuôi tôm Xây dựng lưới ô vuông Nội suy giá trò thông số chất lượng nước Nhập giá trò các thông chất lượng nước vào ô lưới Biên tập bản đồ Bản đồ thông số... cho hệ sinh thái 12 Chương 2 KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG GIS TRONG QUẢN LÝ CHẤT LƯNG NƯỚC NUÔI TÔM 1 CƠ SỞ ỨNG DỤNG GIS TRONG QUẢN LÝ CHẤT LƯNG NƯỚC NUÔI TÔM GIS là công cụ hội tụ các lónh vực công nghệ với các ngành truyền thống Đặc biệt với sự phát triển của các ngành công nghệ cao, công nghệ thông tin, viễn thám, siêu máy tính, trí tuệ nhân tạo (artificial intelligent), toán học… GIS đã trở thành công nghệï... nghệ [2] 16 Chương 3 TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU I THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU Thời gian nghiên cứu : Từ ngày 8/8 năm 2005 đến ngày 19/11 năm 2005 Đòa điểm nghiên cứu : Khu vực nuôi tôm tỉnh Ninh Thuận Tại các vùng nuôi tôm và Đầm Nại đều được chúng tôi thu mẫu và phân tích và chúng đại diện cho các vùng nuôi tôm của Ninh Thuận Theo cán bộ kỹ thuật Sở Thủy Sản tỉnh Ninh Thuận, khu vực nuôi. .. trong GIS vì chúng liên quan đến các phần mềm xử lý GIS vừa liên quan đến CSDL thông qua các lớp thông tin dạng raster [2] 1.4 Khả năng ứng dụng GIS trong quản lý chất lượng nước nuôi tôm GIS là công nghệ mới, nó xâm nhập vào Việt Nam trong một số chuyên ngành đã làm nảy sinh hàng loạt vấn đề xung quanh bản chất, chức năng và khả năng ứng dụng trong điều kiện nước ta Việc tổ chức các vấn đề có liên quan... Statistica 6.0 để xác đònh mối quan hệ giữa các yếu tố môi trường và xác đònh yếu tố làm chỉ tiêu chất lượng nước cho vùng nuôi tôm tại Ninh Thuận 20 2 ỨÙNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA LÝ CHUNG Bản đồ đòa lý chung là loại bản đồ được phân loại theo nội dung (bản đồ đòa lý chung và bản đồ chuyên đề) Trên bản đồ đòa lý chung cho ta thấy đặc điểm của lãnh thổ về mặt đòa lý tự nhiên và kinh tế xã hội... đồ thông số môi trường chính là việc xác đònh các thông số môi trường tại các vùng nuôi tôm và mô hình hóa chúng lên các lớp bản đồ đơn tính Lớp hiện trạng nuôi tôm Raster hóa bản đồ vùng nuôi tôm Thiết lập CSDL không gian Thiết lập, cập nhật CSDL phi không gian Liên kết CSDL không gian và CSDL phi không gian Xây dựng lớp thông số chất lượng nước Biên tập và hoàn chỉnh bản đồ thông số chất lượng nước . nghệ thông tin nói chung và GIS nói riêng là giải pháp khoa học trong công tác quản lý chất lượng nước nuôi tôm của tỉnh Ninh Thuận. Hệ thống thông tin đòa lý GIS là kỹ thuật ứng dụng hệ thống. đáp ứng được nhu cầu cấp bách trên của tỉnh. Xuất phát từ những vấn đề trên, chúng tôi thực hiện đề tài : Bước đầu thử nghiệm ứng dụng hệ thống thông tin đòa lý (GIS) để quản lý chất lượng. giữa hệ thống thông tin bản đồ với GIS và hệ quản trò cơ sở dữ liệu với GIS. Việc ứng dụng GIS trong quản lý chất lượng nước nuôi tôm hầu như chưa được thực hiện ở nước ta. Các thông tin về chất