Tự động hóa giám sát điều khiển hệ thống thủy lợi phục vụ nuôi trồng thủy sản theo hướng công nghiệp
Chủ nhật, 02 Tháng 3 2014 20:56    In Email
Trong những năm qua, ngành thủy sản đã khẳng định vai trò và đóng góp rất lớn vào nền kinh tế nước nhà. Tuy nhiên, các mô hình nuôi còn thủ công, nhỏ lẻ chưa phát triển thành quy mô công nghiệp nên chưa phát huy hết tiềm năng nuôi trồng thủy sản của nước nhà, chưa tạo được thương hiệu riêng cho các khu nuôi đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm. Trung tâm Công nghệ Thủy lợi - Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam đã đưa ra giải pháp ứng dụng công nghệ tự động vào nuôi trồng thủy sản. Đây là giải pháp giúp các hộ nuôi có thể áp dụng đúng quy trình nuôi trồng thủy sản, có thể phòng bệnh cho các vật nuôi, tăng năng suất và tránh ô nhiễm môi trường nuôi

Việt Nam có bờ biển dài 3.260km, đây là một lợi thế rất lớn để phát triển ngành thủy sản của nước ta. Trong những năm qua, ngành thủy sản đã đã bước đầu phát huy được thế mạnh, giá trị xuất khẩu thủy sản không ngừng tăng cao (năm 2011 đạt 6,1 tỷ USD, tăng 21% so với năm 2010) góp phần giảm tỷ lệ nhập siêu, nâng cao đời sống của ngư dân. Tuy nhiên, theo đánh giá của ngành thủy sản thì những thành tựu đạt được trong những năm qua vẫn chưa tương xứng với tiềm năng. Có nhiều nguyên nhân, một trong các nguyên nhân chính là các khu nuôi trồng thủy sản hiện nay chủ yếu là do dân tự làm, phát triển manh mún không theo quy hoạch, các công trình thủy lợi phục vụ thủy sản không được thiết kế, xây dựng theo quy định. Một số nơi được Nhà nước đầu tư, nhưng lại thiếu đồng bộ, chưa quan tâm đến vấn đề quản lý vận hành hệ thống công trình sau khi xây dựng, nên hiệu quả đầu tư công trình chưa cao.

Để từng bước tiếp tục phát huy tiềm năng kinh tế biển, ngày 16 tháng 09 năm 2010, Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt chiến lược phát triển ngành thủy sản Việt Nam đến năm 2020. Trong đó có chú trọng đến hiện đại hóa ngành nuôi trồng thủy sản, phấn đấu kinh tế thủy sản đóng  góp 30-35%GDP trong khối Nông – Lâm – Ngư nghiệp, tốc độ tăng giá trị sản xuất ngành thủy sản từ 8-10%/ năm.

Trong quá trình triển khai thực hiện chiến lược phát triển ngành thủy sản trên, Tổng cục Thủy sản đã đề ra một số nhiệm vụ cụ thể, trong đó có nội dung phát triển các hệ thống nuôi trồng thủy sản theo hướng công nghiệp. Để xây dựng các hệ thống này, có rất nhiều vấn đề cần phải nghiên cứu giải quyết, trong đó có vấn đề về công tác quản lý, vận hành hệ thống. Cụ thể như sau:

- Giám sát, cảnh báo chất lượng nước của các ao nuôi: Hiện nay các chủ ao nuôi chủ yếu sử dụng phương pháp thủ công để lấy mẫu nước rồi thử bằng máy chuyên dụng cầm tay. Công việc này không thể làm liên tục trong ngày, nên khó có thể phát hiện kịp thời chất lượng nước trong đầm nuôi không đáp ứng được yêu cầu nuôi trồng thủy sản.

- Kiểm soát chất lượng nước cấp cho các ao nuôi: Trong quy trình nuôi trồng thủy sản thì chất lượng nguồn nước để cấp vào ao nuôi là rất quan trọng. Tùy theo vật nuôi, thời gian sinh trưởng và chất lượng nước trong ao nuôi mà cần phải bổ sung một lượng nước vào ao nuôi với các chỉ tiêu chất lượng nước khác nhau.

- Kiểm soát chất lượng và khối lượng nước thải từ các ao nuôi: Nếu không kiểm soát được chất lượng và khối lượng nước thải từ các ao nuôi ra khu xử lý nước trước khi thải ra môi trường thì công việc xử lý nước gặp rất nhiều khó khăn, gây ô nhiễm môi trường nước sẽ gây bệnh cho các vật nuôi.

Để giải quyết các vấn đề trên một cách chủ động và kịp thời thì nhất thiết phải xây dựng hệ thống tự động hóa giám sát, điều khiển hệ thống thủy lợi phục vụ nuôi trồng thủy sản và xây dựng mô hình về quản lý, vận hành hệ thống nuôi trồng thủy sản theo hướng công nghiệp sau khi xây dựng. 

CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT

Xây dựng hệ thống tự động giám sát, điều khiển

Hình 1 - Sơ đồ tổng thể của hệ thống

Mô tả các thành phần của hệ thống:

 Hệ thống tự động hóa giám sát, điều khiển được thiết kế cho mô hình nuôi trồng thủy sản với ao chứa xử lý cấp và ao xử lý nước thải tập trung. Các thành phần của hệ thống như sau:

- Ao trữ 1: Nước biển được đưa vào ao trữ 1. Tại cửa ra của ao có lắp đặt thiết bị kiểm soát lượng nước phân phối trên kênh (model Smart Gate-CWRS1), thiết bị đo chất lượng nước của ao trữ 1 được tích hợp vào thiết bị (tùy theo yêu cầu thực tế có thể lắp các thiết bị đo chất lượng nước như độ mặn, PH, BOD, COD,...).

- Ao trữ 2: Nước ngọt được đưa vào ao trữ 2. Tại cửa ra của ao có lắp đặt thiết bị Smart Gate-CWRS1, thiết bị đo chất lượng nước của ao trữ 2 được tích hợp vào thiết bị (tùy theo yêu cầu thực tế có thể lắp các thiết bị đo chất lượng nước như độ mặn, PH, BOD, COD,...).

- Ao chứa lắng: Tại cống lấy nước vào kênh chính có lắp đặt thiết bị Smart Gate-CWRS1, thiết bị đo chất lượng nước của ao chứa lắng được tích hợp vào thiết bị (tùy theo yêu cầu thực tế có thể lắp các thiết bị đo chất lượng nước như độ mặn, PH, BOD, COD,...). 

- Tại các cống đầu các cấp kênh được lắp đặt thiết bị Smart Gate-CWRS1.

- Tại các cống lấy vào ao nuôi: được lắp đặt thiết bị Smart Gate-CWRS1, thiết bị đo chất lượng nước của ao nuôi được tích hợp vào thiết bị (tùy theo yêu cầu thực tế có thể lắp các thiết bị đo chất lượng nước như độ mặn, PH, BOD, COD,...)

- Tại cống thoát nước ao nuôi: được lắp đặt thiết bị Smart Gate-CWRS1.

- Tại trung tâm điều hành: Bố trí máy chủ để lưu trữ cơ sở dữ liệu và phần mềm quản lý, giám sát và điều khiển hệ thống nuôi trồng thủy sản; màn hình LCD cỡ lớn để hiển thị phần mềm quản lý, giám sát và điều khiển hệ thống; máy tính PC.

Hình 2 - Cụm thiết bị Smart Gate - CWRS1

Mô tả các chức năng của hệ thống

Hệ thống có 3 chức năng chính: Kiểm soát chất lượng nước cấp cho các ao nuôi; Giám sát, cảnh báo chất lượng nước của các ao nuôi;  Kiểm soát chất lượng và số lượng nước thải từ các ao nuôi.

1. Giám sát, cảnh báo chất lượng nước của các ao trữ, ao nuôi.

Khi chất lượng nước của các ao nuôi, ao trữ thay đổi, thiết bị Smart gate -CWRS1 sẽ tự động truyền số liệu về cơ sở dữ liệu máy chủ qua mạng điện thoại di động thông qua dịch vụ GPRS (hoặc qua sóng vô tuyến, nếu có kinh phí đầu tư). Tại vị trí nào chất lượng nước vượt mức cho phép, thiết bị Smart gate - CWRS1 sẽ gửi tin nhắn đến điện thoại di động của chủ ao nuôi hoặc người quản lý, đồng thời tại màn hình điều khiển trung tâm (trên giao diện GIS), ao nuôi hoặc ao trữ đó sẽ chuyển thành màu đỏ.

Trên máy tính có kết nối Internet (hoặc điện thoại dòng smart phone), các chủ ao nuôi cũng có thể sử dụng trình duyệt web để truy cập vào hệ thống để xem trạng thái chất lượng nước ao của mình.

2. Kiểm soát chất lượng nước cấp cho các ao nuôi:

Khi nhận được tin nhắn ao trữ có chất lượng nước không đạt tiêu chuẩn, người quản lý sẽ xử lý chất lượng nước ngay để đảm bảo luôn có nguồn nước đạt tiêu chuẩn để cấp cho hệ thống.

Khi chủ ao nuôi nhận được tin nhắn chất lượng nước ao của mình không đảm bảo, theo quy trình nuôi trồng thủy sản của từng vật nuôi, chủ ao thực hiện giải pháp xử lý chất lượng nước của ao nuôi. Trong trường hợp chủ ao nuôi xử lý bằng giải pháp tháo một phần lượng nước trong ao và cần cấp bù thì có thể truy cập vào hệ thống qua internet (hoặc nhắn tin bằng điện thoại di động thông qua dịch vụ SMS) đến hệ thống để yêu cầu xả nước khỏi ao đến cao trình mực nước a và xin cấp nước đến cao trình b với độ mặn c%0. Tại Trung tâm điều hành, khi nhận được yêu cầu, người quản lý kiểm tra khả năng của hệ thống xử lý nước thải có thể xử lý được không, trường hợp xử lý được sẽ ra lệnh điều khiển trên máy tính để thiết bị Smart gate - CWRS1 ngoài ao nuôi vận hành tháo nước khỏi ao nuôi đến cao trình đúng như yêu cầu của chủ ao. Trong thời gian tháo nước thì người quản lý cũng ra lệnh vận hành thiết bị Smart gate - CWRS1 tại ao trữ 1 và ao trữ 2 để ao chứa lắng có độ mặn đúng như yêu cầu. Khi tháo nước từ ao nuôi xong thì hệ thống sẽ tự động vận hành để cấp nước cho ao nuôi đến đúng cao trình mực nước và độ mặn yêu cầu. Toàn bộ các số liệu về chất lượng, số lượng nước đã cấp sẽ được hệ thống lưu trữ và là cơ sở để thu phí các chủ ao nuôi.

3. Kiểm soát chất lượng và khối lượng nước thải từ các ao nuôi.

Khi các ao nuôi xả nước thải, hệ thống sẽ lưu trữ toàn bộ các số liệu về chất lượng nước và khối lượng nước đã thải. Đây là số liệu đầu vào cho hệ thống xử lý nước thải và là cơ sở để thu phí các chủ ao nuôi.

Mô hình quản lý khai thác hệ thống nuôi trồng thủy sản theo hướng công nghiệp.

Các khu nuôi trồng thủy sản theo hướng công nghiệp cần được tư duy xây dựng và quản lý như các khu công nghiệp, nơi có các doanh nghiệp đến thuê đất để xây dựng nhà máy, toàn bộ cơ sở hạ tầng và các dịch vụ cấp nước và xử lý nước thải đều do ban quản lý khu công nghiệp cung cấp.

Tuy nhiên, vì đây là ngành nghề đặc biệt, đối tượng nuôi trồng thủy sản chủ yếu là các hộ nông dân, nên cách làm cần phải được điều chỉnh so với các khu công nghiệp để thu hút được các hộ nông dân vào khu nuôi trồng thủy sản theo hướng công nghiệp. Nhà nước cần có chính sách hỗ trợ các  doanh nghiệp xây dựng khu nuôi trồng thủy sản theo hướng công nghiệp, cụ thể như sau:

- Nhà nước xây dựng toàn bộ cơ sở hạ tầng, bao gồm: Các ao nuôi, ao trữ, các công trình thủy lợi cấp nước và thoát nước thải, xử lý nước thải cho khu nuôi trồng thủy sản theo hướng công nghiệp.

- Doanh nghiệp đầu tư xây dựng các nhà quản lý điều hành, cán bộ kỹ thuật để vận hành hệ thống.

- Các hộ nuôi trồng thủy sản hoặc các doanh nghiệp nuôi trồng thủy sản có thể đăng ký thuê các khu nuôi và sử dụng các dịch vụ do Ban quản lý khu nuôi trồng thủy sản cung cấp. Hàng năm các doanh ghiệp nuôi trồng thủy sản hoặc hộ nông dân phải trả phí dịch vụ cấp nước và xử lý nước thải theo khối lượng nước đã sử dụng, phí này phải đủ thấp để hấp dẫn các hộ nông dân hoặc doanh nghiệp nuôi trồng thủy sản.


Bài liên quan