Giáo trình môn Công trình và thiết bị thủy sản

101 trang hapham 70

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình môn Công trình và thiết bị thủy sản", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

giao_trinh_mon_cong_trinh_va_thiet_bi_thuy_san.pdf

Nội dung text: Giáo trình môn Công trình và thiết bị thủy sản

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA THỦY SẢN Giáo trình môn học CÔNG TRÌNH VÀ THIẾT BỊ THỦY SẢN Mã số Môn học: TS466
Chæång Måí Âáöu, Cäng trçnh thuíy saín MÔN HỌC: CÔNG TRÌNH NUÔI THỦY SẢN CHƯƠNG MỞ ĐẦU: GIỚI THIỆU MÔN HỌC I. ĐỊNH NGHĨA VỊ TRÍ MÔN HỌC. Công trình thủy sản là một bộ phận của ngành nuôi thủy sản; có nhiệm vụ qui hoạch, cải tiến những cơ sở vật chất và thiết bị của ngành nuôi trồng thủy sản như: Hệ thống ao, kênh mương dẫn nước, cống, các bể sinh sản, bể ấp, ương nhân tạo và các thiết bị phục vụ cho ngành thủy sản Yêu cầu các kỹ sư ngành thủy sản phải biết được những kiến thức cơ bản về xây dựng công trình như: Đo đạc và khảo sát mặt bằng, những tính chất lý hóa và sinh học của đất, tính năng các vật liệu xây dựng, biết các qui luật cơ bản về dòng chảy để vận dụng thiết kế công trình thủy sản thích hợp nhất. Môn công trình thủy sản vận dụng những kiến thức từ các môn học khoa học khác như: Thủy lợi, Thổ nhưỡng, Thủy nông, Trắc địa và các môn khoa học khác nhằm tạo ra một mặt nước, một công trình thích hợp nhất cho việc nuôi và sinh sản của các đối tượng thủy sản. Môn công trình thủy sản trang bị cho người kỹ sư ngành nuôi trồng thủy sản có những kiến thức cơ bản, thiết kế một công trình thủy sản thích hợp để áp dụng biện pháp kỹ thuật nuôi thủy sản nhằm đem lại hiệu quả cao nhất. II. NHIỆM VỤ VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Môn học vừa mang tính tổng hợp vừa mang tính ứng dụng. Vì vậy nó có nhiệm vụ nghiên cứu các thành tựu của các ngành khoa học khác ứng dụng vào lãnh vực thủy sản ở mặt nước tự nhiên cũng như nhân tạo. Nội dung môn học trình bày những vấn đề lý luận và kỹ thuật vẽ thiết kế và thi công công trình thủy sản để tạo ra một thủy vực ổn định và thích hợp. Môn học cũng nhằm trang bị cho kỹ sư ngành thủy sản biết cách đo đạc, khảo sát, qui hoạch trại cá, thiết kế hệ thống cấp nước, ao, bể đẻ, bể ấp Đồng thời môn học trang bị những kiến thức cơ bản để làm cơ sở nghiên cứu thiết kế các thiết bị và công trình khác, đáp ứng theo nhu cầu cụ thể của ngành thủy sản và ngày càng đem lại hiệu quả cao hơn cho ngành thủy sản. Môn học cũng trang bị một số kiến thức cơ bản về an toàn lao động khi sử dụng các thiết bị điện dùng trong ngành thủy sản, hệ thống thổi khí, bình nén khí III. PHÂN BỐ CHƯƠNG TRÌNH Nội dung môn học gồm có tất cả 6 chương. Chương I: Biểu diễn địa hình 1
Chæång Måí Âáöu, Cäng trçnh thuíy saín Nhằm trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản về hình dạng mặt đất, cách biểu thị tọa độ của một điểm trên mặt đất, một số kỹ thuật đo đạt địa hình. Khái niệm về bản đồ, cách đọc và sử dụng chúng trong việc đo đạc cũng như quy hoạch. Ngoài ra chương còn giới thiệu cách trình bày cách vẽ và đọc một bản vẽ kỹ thuật xây dựng. Chương II. Vật liệu xây dựng. Giới thiệu cho sinh viên những tính chất cơ bản của các vật liệu cơ bản thường dùng trong xây dựng. Ngoài ra chương cũng giới thiệu cho sinh viên một số vật liệu xây dựng thông dụng và biết cách bảo quản chúng. Chương III. Các loại công trình trong trại cá. Trong chương này sẽ trình bày cho sinh viên cách thiết kế, xây dựng các hệ thống ao: ao chứa nước, ao lắng, ao cá bố mẹ, ao cá hậu bị, ao ương và các loại ao phụ trợ khác Ngoài ra cũng trình bày cho sinh viên các loại cống được sử dụng để cấp và tiêu nước trong ao. Chương IV. Hệ thống cấp tiêu nước trong trại cá. Chương này nhằm trang bị cho sinh viên kiến thức thiết kế kinh dẫn nước để cấp và thoát nước trong một trại cá. Chương V. Công trình phục vụ sản xuất giống. Chương trình bày cấu tạo và nguyên tắc vận hành các thiết bị cho cá đẻ nhân tạo và tự nhiên như: bể đẻ hình bầu dục, bể đẻ tròn, ao đất Và các thiết bị ấp trứng, bể vòng, bình Jar, lưới phểu và các thiết bị giữ cá bột Chương VI. Quy hoạch trại cá. Trình bày các bước tiến hành quy hoạch một trại cá. Những yêu cầu tối thiểu để quy hoạch một trại cá và cách bố trí các công trình hợp lý. IV. TÀI LIỆU THAM KHẢO. 1. Thổ nhưỡng học - Trường Đại học Nông nghiệp I, Xuất bản. 2. Trần Kim Thạch. Căn bản địa chất học 3. Vũ Văn Tảo và Nguyễn Cảnh Cầm. Thủy lực I và II 4. Đào Như Kiêm. Vẽ kỹ thuật xây dựng 5. Bùi Đức Tiến và Đinh Thanh Tịnh. Đo đạc công trình 6. FAO. 1995. Volume 20/1 - Pond construction for freshwater fish culture: building earthen ponds 7. FAO. 1992. Volume 20/2 - Pond construction for freshwater fish culture: Farms and fish stocks 2
Chæång Måí Âáöu, Cäng trçnh thuíy saín 8. FAO. 1981. Volume 4.Water for freshwater fish culture 9. FAO. 1986. Volume 6. Soil and freshwater fish culture 10. FAO. 1981. Volume 16/1. Topography for freshwater fish culture: topographhical surveys. 3
Chæång 1, Cäng trçnh thuíy saín CHƯƠNG I: BIỂU DIỄN ĐỊA HÌNH A. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ĐO ĐẠC ĐỊA HÌNH. I. MẶT ĐẤT VÀ CÁCH BIỂU THỊ MẶT ĐẤT. 1.Hình dạng trái đất. Ngay từ xưa, con người đã bắt đầu suy nghĩ về hình dạng trái đất. Ở Hylạp, trước công nguyên, người ta đã giả thiết hình dạng trái đất là hình cầu. Nhưng mãi đến thế kỹ 17 việc nghiên cứu sâu về hình dạng trái đất mới bắt đầu. Ngày nay, người ta khảo sát và biết được hình dạng tổng quát của trái đất là hình bầu dục dẹt ở hai cực của trái đất. Đó là một hình Elipxoit. Hình 1 P b Q1 a Q P1 Hình 1 Nếu gọi: : Độ dẹt của trái đất a : Bán kính trục lớn (Bán kính của vòng xích đạo) b : Bán kính trục nhỏ (Bán kính đo ở cực) Thì độ dẹt được biểu thị: (a-b) / a Các trị số a và b đã được nhiều nhà bác học trên thế giới xác định và cũng có nhiều giá trị. Hiện nay ta sử dụng trị số a, b do nhà bác học Liên xô Kraxôpxki xác định: a = 6 378 245m ; b = 6 356 863m ; = (1 / 298,3) Nhìn chung các tác giả đều thống nhất nhau độ dẹt trái đất rất nhỏ, khoảng 4
Chæång 1, Cäng trçnh thuíy saín 1/300 và a=6378km, b=6356km. Do độ dẹt tương đối nhỏ và để giản tiện trong việc đo đạc nên trong các diện tích không quá 20 Km2 có thể xem như là một mặt phẳng và trái đất được coi như là hình cầu có bán kính R = 6 371Km. 2. Mặt thủy chuẩn. Bề mặt trái đất có hình dạng gồ ghề phức tạp. Để xác định độ cao của một điểm trên mặt đất, cần phải có một mặt làm chuẩn. Trong trắc địa người ta gọi mặt chuẩn đó là mặt thủy chuẩn. Bề mặt trái đất với những đỉnh núi cao và những vực rất sâu, khoảng chênh lệch giữa đỉnh cao nhất và vực sâu nhất gần 20Km. Tuy nhiên so với kích thước của trái đất R = 6 371Km thì độ lồi lõm của trái đất khoảng (20Km/6371Km) = 1/318, giá trị này không đáng kể và chúng ta xem bề mặt trái đất như mặt cầu nhẵn. Từ đó người ta đưa ra khái niệm: - Mặt thủy chuẩn là mặt nước trung bình ở trạng thái yên tỉnh và kéo dài xuyên qua các lục địa, hải đảo tạo thành một mặt cong khép kín. Mặt thủy chuẩn như thế còn gọi là mặt thủy chuẩn gốc. - Mặt thủy chuẩn gốc có đặt điểm là: Phương pháp tuyến tại mổi điểm của mặt đó trùng với phương của đường dây dọi. Độ cao của mặt thủy chuẩn được qui ước là 0.00m. Những điểm ở cao hơn mặt thủy chuẩn thì có giá trị dương, những điểm ở thấp hơn mặt thủy chuẩn thì có giá trị âm. Trong nhiều trường hợp để tiện sử dụng người ta còn dùng mặt thủy chuẩn quy ước. Tức là mặt thủy chuẩn không trùng với mặt thủy chuẩn gốc, chúng có thể cao hơn hay thấp hơn mặt thủy chuẩn gốc. 3. Vị trí của một điểm. Hình 2 Vị trí của một điểm được xác định bởi tọa độ địa lý và độ cao của điểm đó. Tọa độ địa lý một điểm được xác định bởi hai trị số sau: a. Kinh độ: Kinh độ của một điểm là gì? Để định nghĩa được nó chúng ta cần hiểu các khái niệm sau: Mặt phẳng kinh tuyến là mặt phẳng chứa trục trái đất, nó cắt mặt trái đất theo một vòng, vòng đó được gọi là vòng kinh tuyến. Người ta qui ước vòng kinh 5
Chæång 1, Cäng trçnh thuíy saín tuyến đi qua đài thiên văn Greenwish của Anh được gọi là kinh tuyến gốc. Nó có giá trị 0o , các kinh tuyến có độ dài bằng nhau. P Hướng dây dọi tại điển A A G Vĩ tuyến qua A Q1 O Q Kinh tuyến gốc G  Vòng xích đạo Kinh tuyến qua A Hình 2 P1 Kinh độ của một điểm là góc nhị diện hợp bởi mặt phẳng kinh tuyến đi qua điểm quan sát và mặt phẳng kinh tuyến gốc. Kinh tuyến có giá trị từ 0o - 180o được tính từ kinh tuyến gốc về hai phía, nếu điểm quan sát nằm ở phía Đông kinh tuyến gốc thì có kinh độ Đông (E), trong tính toán mang dấu cộng(+). Nếu điểm quan sát nằm phía Tây của kinh tuyến gốc thì có kinh độ Tây (W), trong tính toán mang dấu trừ (-). b. Vĩ độ: Trên trái đất tất cả các mặt phẳng vuông góc với trục trái đất được gọi là mặt phẳng vĩ tuyến. Mặt phẳng vĩ tuyến cắt mặt trái đất theo một vòng thì vòng đó được gọi là vòng vĩ tuyến. Mặt vĩ tuyến chứa tâm trái đất được gọi là mặt phẳng xích đạo. Mặt phẳng xích đạo cắt mặt trái đất theo một vòng thì vòng đó được gọi là vòng xích đạo. Các mặt phẳng vĩ tuyến đều song song nhau. Vĩ độ của một điểm là góc pháp tuyến tại điểm đó với mặt phẳng xích đạo. Vĩ độ có giá trị 0o - 90o, được tính từ xích đạo về hai cực. Điểm quan sát nằm ở bán cầu Bắc thì có vĩ độ Bắc (N), trong tính toán mang dấu cộng (+). Điểm quan sát nằm ở bán cầu Nam thì có vĩ độ Nam (S), trong tính toán mang dấu trừ(-). c. Độ cao của một điểm (Còn gọi là cao trình của một điểm): Độ cao của một điểm là khoảng cách từ điểm đó đến mặt thủy chuẩn theo đường dây dọi. 6
Chæång 1, Cäng trçnh thuíy saín Ngoài ra người ta còn phân biệt độ cao tuyệt đối làì khoảng cách từ điểm đó đến mặt thủy chuẩn của trái đất và độ cao tương đối là khoảng cách từ điểm đó đến một mặt phẳng thủy chuẩn qui ước nào đó. Nếu điểm quan sát nằm ở trên mặt thuỷ chuẩn thì có giá trị dương (+), nằm ở dưới mặt thủy chuẩn thì có giá trị âm (-). 4. Bản đồ: a. Khái niệm tổng quát. Bản đồ là hình vẽ thu gọn mặt đất hay một phần mặt đất lên giấy vẽ. Có nhiều loại bản đồ, tuỳ theo mục đích sử dụng mà ta có các loại bản đồ như: bản đồ hành chánh, bản đồ thổ nhưỡng, bản đồ địa hình Trong phạm vi ngành nghề chúng ta chỉ khảo sát bản đồ địa hình. Bản đồ địa hình có hai loại: Bản đồ địa vật: Nội dung chính của nó là mô tả những cơ sở vật chất tự nhiên (hay nhân tạo) hiện diện trong khu vực cần được vẽ như nhà cửa, cầu cống, đường xá, kênh mương Bản đồ địa hình toàn diện: là bản đồ ngoài biểu diễn địa vật còn mô tả thêm thế đất. Nhưng thường mô tả chính là thế đất và một số địa vật quan trọng. Như ta đã biết bề mặt trái đất là một mặt cong. Biểu diễn một mặt cong lên bản đồ là một mặt phẳng sẽ có những sai số nhất định và người ta áp dụng riêng lẽ hay phối hợp các phép chiếu khác nhau để biểu diễn mặt trái đất lên bản đồ. Theo đặc điểm sai số của các phép chiếu của bản đồ mà người ta chia ra các loại phép chiếu như sau: Phép chiếu giữ góc: là phép chiếu trong đó góc được biểu diễn không có sai số. Các phần tử vô cùng nhỏ của Elipxoit đều được biểu diễn lên lưới chiếu thành những hình đồng dạng. Phép chiếu giữ diện tích: là phép chiếu không có sai số về diện tích. Diện tích trên bản đồ tỷ lệ với diện tích tương ứng của khu vực được biểu diễn. Phép chiếu tự do: là phép chiếu trung gian giữa hai phép chiếu trên.Nó vừa có sai số về góc vừa có sai số về diện tích. 7
Chæång 1, Cäng trçnh thuíy saín Trong phạm vi ngành nghề của chúng ta chỉ cần phép chiếu mặt bằng. Tức phép chiếu từ tâm trái đất lên mặt phẳng tiếp xúc với mặt thủy chuẩn nơi cần chiếu, vì tâm trái đất xa và diện tích hình chiếu nhỏ nên tia chiếu được coi là song song với nhau. Vì vậy trong phạm vi được chiếu sai số không đáng kể. b. Tỷ lệ bản đồ. Tỷ lệ bản đồ xác định mức độ thu nhỏ của khu vực biểu diễn lên bản đồ. Có ba phương pháp thể hiện tỷ lệ của bản đồ: Tỷ lệ số: Thể hiện bằng một phân số mà tử số là 1, còn mẫu số thể hiện mức độ thu nhỏ của khu vực. Thí dụ: Bản đồ tỷ lệ 1/10 000 tức, 10 Km thực tế được biểu diễn bằng 1m trên bản đồ. Tỷ lệ chữ: Cho biết đơn vị chiều dài trên bản đồ tương ứng với chiều dài ở thực tế. Thí dụ: “1cm bằng 1Km”. Đoạn tỷ lệ: Là hình vẽ của một đoạn thẳng trên bản đồ, dưới đó có ghi chiều dài thật của đoạn thẳng. Thí dụ: 1 Km 5. Phương pháp biểu diễn bản đồ địa hình. Trên bản đồ địa hình người ta thường phân biệt hai bộ phận chính cần phải thể hiện đó là dáng đất và địa vật. a. Biểu diễn dáng đất: Dáng đất là tổng hợp sự lồi lõm của bề mặt tự nhiên của trái đất. Tuỳ theo tính chất của dáng đất mà người ta chia ra vùng núi, vùng đồi và đồng bằng. Có nhiều cách biểu diễn dáng đất: Phương pháp kẽ vân: tức là dùng những đường kẻ song song nhau để biểu diễn dáng đất. Ở những nơi tương đối bằng phẳng hay có độ dốc thoải thì được biểu diễn bằng nét kẻ mịn, mãnh, dài, các nét vẽ cách xa nhau. Những nơi vùng đất dốc hay đồi núi dốc đứng, đường biểu diễn bằng những nét kẽ đậm, ngắn và khích nhau. Đặc biệt các nét kẽ đều phải xuôi theo hướng dốc. Ưu điểm của phương pháp này thì thấy được dáng dốc rõ ràng nhưng chúng có nhược điểm là không thể sử dụng để xây dựng công trình. Phương pháp tô màu: Tức là dùng màu sắc khác nhau để biểu diễn dáng đất khác nhau. Màu nâu chỉ đồi núi, màu vàng chỉ bình nguyên, 8
Chæång 1, Cäng trçnh thuíy saín màu xanh dương biểu diễn biển, màu xanh lá cây chỉ rừng cây Mức độ đậm nhạt khác nhau của màu sắc thể hiện mức độ cao thấp , nông sâu khác nhau của địa hình. Phương pháp ghi cao độ: Phương pháp này ghi trực tiếp cao độ vào bản đồ. Thường các bản đồ mục đích chính không chủ yếu biểu diễn địa hình nhưng các điểm cao quan trọng cũng được thể hiện ghi trực tiếp trên bản đồ như: đỉnh núi, đỉnh đồi, đỉnh tháp Các phương pháp biểu diễn địa hình trên đây khhông được chính xác. Hiện nay dùng phương pháp phổ biến nhất là đường đồng mức. Phương pháp đường đồng mức: Đường đồng mức được gọi là đường đồng cao độ. Đó là một đường cong khép kính có cùng một độ cao trên mặt đất so với mặt thủy chuẩn. Hay nói cách khác, đó là hình chiếu của các điểm có cùng độ cao lên mặt phẳng nằm ngang. Hình 3 90m h 80m h 70m 90m 80m 70m Hình 3 Đường đồng mức có những tính chất sau: Tất cả các điểm nằm trên đường đồng mức điều có độ cao bằng nhau. Đường đồng mức phải là đường liên tục kép kín. Chỉ có thể bị ngắt đi vì khung bản đồ mà thôi. Các đường đồng mức không thể cắt nhau trừ trường hợp biểu diễn các địa hình đặc biệt như mõm núi có dạng hình hàm ếch. 9
Chæång 1, Cäng trçnh thuíy saín Chổ nào các đường đồng mức cách xa nhau thì chổ đó dốc thoải, chỗ nào các đường đồng mức khích nhau thì chổ đó dốc nhiều. Nếu hai đường đồng mức trùng nhau thì chổ đó vách thẳng đứng. Độ cao đều là hiệu độ cao của hai đường đồng mức kế tiếp. Ký hiệu (h). Thường chọn độ cao đều h= 1m, 5m, 10m, 20m tùy theo mục đích sử dụng. b. Biểu diễn địa vật: Để biểu diễn địa vật người ta thường dùng những ký hiệu đã được thống nhất với nhau. Các ký hiệu này chủ yếu là dựa vào hình dáng, màu sắc đặc trưng nhất của địa vật để dễ nhớ, dễ hiểu. Năm 1977 Cục đo đạc và bản đồ nhà nước đề nghị sử dụng thống nhất một số ký hiệu thông thường sau đây: Hình 4 10
Chæång 1, Cäng trçnh thuíy saín Điểm độ cao cấp nhà nước Hình 4 Điểm tam giác và đường chuyền cấp nhà nước Điệm đo vẽ mặt bằng Điểm độ cao kỹ thuật dưới đất Điểm độ cao kỹ thuật trên tường G Nhà gổ tre lá 2 Nhà gạch đá bê tông hai tầng Nhà đang xây dựng Đường sắt Đường ô tô Đường mòn Địa giới tỉnh Địa giới huyện Địa giới xã Cây lá rộng Cây lá nhọn Họ cọ dừa Họ tre nứa Bệnh viện Chùa Nhà thờ Ruộng lúa 11
Chæång 1, Cäng trçnh thuíy saín II. KỸ THUẬT ĐO ĐẠC. 1. Đo góc: a. Định nghĩa: Góc bằng: của ba điểm AOB lá góc A’O’B’, hình chiếu của ba điểm AOB lên mặt phẳng nằm ngang đi qua O. - OA và OB gọi là hai hướng ngắm. - Hai mặt phẳng ngắm đó là hai mặt phẳng thẳng đứng. Nói cách khác đo góc bằng là đo góc nhị diện hợp bởi hai mặt phẳng thẳng đứng chứa hai hướng ngắm. Góc đứng: Là góc tạo bởi hướng ngắm và mặt phẳng nằm ngang, tức là tạo bởi đường ngắm và hình chiếu của nó trên mặt phẳng nằm ngang. Hình 5 1 : có trị số dương nếu điểm quan sát nằm trên mặt phẳng nằm ngang. 2 : có trị số âm nếu điểm quan sát nằm dưới mặt phẳng nằm ngang. Giá trị của góc đứng của một điểm : 0o - 90o B B’ O A’ A Hình 5 12
Chæång 1, Cäng trçnh thuíy saín Đôi khi người ta còn dùng góc thiên đỉnh (1 , (2 để thay cho góc đứng. Góc thiên đỉnh là góc tạo bởi hướng thẳng đứng với đường ngắm . Mối quan hệ giữa góc thiên đỉnh và góc đứng : Tổng đại số của chúng bằng 90o . Hình 6 Đường ngắm 1 1 Mặt phẳng nằm ngang 1 2 2 Đường ngắm 2 Hình 6 o 1 + 1 = 90 o 2 + 2 = 90 b. Máy đo góc: Máy kinh vĩ (Tự nghiên cứu) Máy kinh vĩ dùng để đo góc đồng thời còn có thể đo khoảng cách cà hiệu độ cao. Máy gồm có ba bộ phận chính: - Bộ phận ngắm là ống kính: Nó chuyển động trong mặt phẳng thẳng đứng nhờ trục quay đặt trên giá đỡ. - Bộ phận đọc số: bàn độ và du xích. - Bộ phận chiếu điểm và cân máy bao gồm: Ôúng thăng bằng ốc cân và quả dọi. Ngoài ra máy kinh vĩ còn có ốc hãm và ốc di động có trục điều khiển của bàn độ, vành du xích và ống kính khi đo ngắm. + Ống kính gồm: Hình 7 - Vật kính biến vật ngắm thành ảnh. - Thị kính biến ảnh thành ảnh phóng đại. - Vạch chữ thập là ngắm ảnh. 13
Chæång 1, Cäng trçnh thuíy saín - Ốc điều chỉnh ảnh để điều chỉnh rõ ảnh trên vạch chữ thập. Vạch chữ thập Ốc điều chỉnh ảnh Thë kênh Vật kính Thấu kính điều chỉnh ảnh Hình 7 + Bàn độ và vành du xích. Bàn độ là một đĩa tròn bằng kim loại có khắc độ theo chiều kim đồng hồ. Mỗi độ chia thành 2, 3,4,6 khoảng bằng nhautương ứng 30’,20’,15’,10’, đó là giá trị của khoảng chia nhỏ nhất của bàn độ. Vì giá trị chia nhỏ nhất của bàn độ vẫn còn lớn có thể đọc được những giá trị nhỏ hơn, người ta làm thêm vành du xích. Muốn đọc kết quả đo được người ta căn cứ vào vạch 0o của du xích để đọc số chẳn của độ trên bàn độ. Sau đó căn cứ vào 2 vạch trùng nhau của du xích và bàn độ ta đọc số lẽ trên du xích. (phút, giây). + Bộ phận chiếu điểm và cân máy. Chủ yếu là ống thăng bằng và dây dọi. Dây dọi dùng để chiếu đúng vị trí của điểm đặt máy. Các ống thăng bằng để điều chỉnh cho máy nằm trong mặt phẳng nằm ngang. Trước tiên người ta đặt giá ba chân của máy sao cho phương của dây dọi đi qua điểm trạm đo. Sau đó đặt máy lên đầu giá và đều chỉnh ốc cân cho bọt nước vào giữa lúc đo máy cân bằng. c. Phương pháp đo góc bằng. + Đo đơn giản. Áp dụng góc độc lập, mỗi góc có hai hướng ngắm. 14
Chæång 1, Cäng trçnh thuíy saín Ví dụ: Đo góc AOB A a O b B Đặt máy chiếu đúng điểm O và cân máy cố định đặt bàn độ nằm. Động tác 1: (trái) đặt bàn độ bên tay trái người do, mở máy ngắm chính xác điểm A đọc được trị số a, xong quay máy thuận chiều kim đồng hồ ngắm chính xác điểm B, đọc được trị số b. Vậy giá trị của AOB trong lần đo này là: AOB = b - a Động tác 2 : Xoay ống kính 180o để chuyễn bàn độ về tay phải người đo và ngắm chính xác điểm B đọc được giá trị b’. Quay ống kính theo chiều ngược kim đồng hồ ngắm điểm A, đọc được giá trị a’. Giá trị của góc AOB trong lần đo này là: AOB = b’ - a’ Giá trị của góc AOB trong phép đo đơn giản là trung bình cộng của hai lần đo: AOB = ((b - a)+(b’-a’))/2 + Đo toàn vòng: Áp dụng trong trường hợp một điểm có nhiều hướng ngắm Hình 8, tức tại mỗi điểm đặt máy đo được nhiều góc. Giả sử tại điểm O ta đo được các góc đến 4 hướng ngắm A,B,C,D. 15
Chæång 1, Cäng trçnh thuíy saín 0o D, d1 A, a1 O B, b1 C, c1 Hình 8 Sau khi đặt và cân bằng máy ta đo: Lần 1: (động tác 1) đưa bàn độ về tay tráy, chuyễn bàn độ ngang về vị trí 0o0’0’’. Mở máy ngắm A, được a1; xoay máy theo chiều kim đồng hố ngắn B, được b1; tương tự ngắm C, được c1; ngắm D, được d1 ; và tiếp tục ngắm A được a’1 . a1 và a’1 không được chênh lệch quá độ chính xác du xích của máy. Lần 2: Đảo ống kính 180o cho bàn độ nằm bên phải. Ngắm A đo được a2; quay ống kính theo chiều ngược kim đồng hồ ngắm D đo được d2; tương tự ngắm C đo được c2; ngắm B đo được b2 và tiếp tục ngắm A đo được a’’2. Lưu ý: a1 và a’1; a2 và a’’2 chêng lệch không quá t. b1,b2; c1,c2; d1,d2 chênh lệch không quá 2t. Bằng cách tính trung bình cộng ta xác định được giá trị của các góc. d. Phương pháp đo góc đứng: i v i v 16
Chæång 1, Cäng trçnh thuíy saín Đặt máy tại A chiếu điểm cân máy và chiều cao đặt máy i , đánh dấu trên cây tiêu một đoạn bằng i, Mo là số đọc khi ống kính nằm ngang. Quay ống kính ngắm điểm đánh dấu trên cây tiêu đặt tại B ta đọc được giá trị M1. v = M1 - Mo 2. Đo khoảng cách. a. Xác định đường thẳng: Đây là yêu cầu và cũng là công việc đầu tiên để tiến hành đo khoảng cách. Nó có nhiệm vạch rõ tuyến đo và giảm bớt sai số trong quá trình đo đạc. Tùy theo yêu cầu độ chính xác mà dóng đường thẳng bằng mắt thường hay bằng máy. Nếu dùng mắt thường để xác định đường thẳng người ta phải sử dụng các tiêu ngắm. Các tiêu ngắm làm bằng gổ có đường kính 3-4cm, dài 1,5-2m một đầu nhọn và bịt sắt dùng để cắm xuống đất. Các tiêu ngắm thường được sơn thành những khoảng màu trắng đỏ xen kẽ nhau để dễ nhìn, mỗi khoảng 20cm - 30cm. Ví dụ : Để xác định đường thẳng AB, người ta cắm ở A và B hai sào tiêu. Người thứ nhất đứng trước và cách sào tiêu A 2-3m ngắm hướng AB. Người thứ hai dùng các sào tiêu còn lại cắm ở các khoảng giữa AB theo sự điều khiển của người thứ nhất sao cho các sào tiêu trung giantrùng nhau trùng nhau trên một đường ngắm AB. Đường kính 3-4cm Sào tiêu 1,5-2m A B 20-30cm Trường hợp A và B nhìn thấy nhau nhưng phải vượt qua một khe sâu ta dùng phương pháp tiến lại gần nhau từ hai đầu. Như hình vẽ, ta ngắm hai sào tiêu AB ta có thể cắm được sào tiêu O1. Qua BO1 ta cắm được sào tiêu O2, tiếp tục tương tự như vậy ta có thể dóng được đường thẳng AB. 17
Chæång 1, Cäng trçnh thuíy saín Nếu dùng máy ngắm ta cũng xác định được đường thẳng như dùng mắt thường nhưng kết quả chính xác và có thể nhìn được xa hơn. b. Phương pháp đo khoảng cách. * Đo đơn giản: Trong trường hợp không cần độ chính xác cao người ta có thể đo bằng cách đếm bước. Mỗi bước chân của người bình thường cách nhau 0,7m. Cách đo này có độ chính xác rất thấp. Do đó trong mọi trường hợp đều cần có thước gỗ hay thước thép (dây) để đo. ( Thước thép (dây) thông thường dài 25m dùng kèm với một bộ 11 que sắt. Khi đo cần có hai người thao tác. Người đi sau cầm đầu thước có vạch 0m, dùng que sắt giữ chặt đầu thước sao cho vạch 0m của thước trùng với điểm đầu cần đo. Người đi trước cầm 10 que sắt và cắm que sắt tại vạch 25m đều chỉnh sao cho hướng của thước trùng với hướng đo. Hai người đi tới và đo tiếp tục, người đi sau thu các que sắt mà người đi trước đã cắm. Khi thu đủ 10 que người đi sau sẽ giao cho người đi trước. Nếu gọi: N: Số lần người đi sau trao bộ 10 que sắt cho người đi trước. n : Số que sắt trong tay người đi sau r : Khoảng lẻ còn lại đọc trên thước. 25 : là chiều dài của thước. nếu thước dài 30m thì số này được thay bằng 30. S: Khoảng cách được đo. Ta có công thức tính khoảng cách bằng: S = 250N + 25n + r A l B ( Khi đo nếu gặp địa hình dốc ít thì có thể nâng thước lên nằm ngang và dùng ống thăng bằng để kiểm tra thăng bằng. khi đó đầu thước nâng cao được treo một dây dọi để định tâm đầu thước ở mặt đất. 18
Chæång 1, Cäng trçnh thuíy saín ( Nếu địa hình dốc đều ta có thể đo trực tiếp mặt đất nghiêng và dùng công d = l cos thức: Trong đó: l độ dài đo nghiêng; d khoảng cách AB; ( góc nghiêng của mặt đất. B A l Đo bằng phương pháp cự lượng: Đây là phương pháp đo gián tiếp, dùng phổ biến trong đo đạc, phương pháp này cần phải dùng máy ngắm có vạch cự lượng như máy kinh vĩ và mia đứng. Mia đứng làm bằng gổ dài 2-4m rộng 8-10cm. Người ta sơn đen đỏ chia mặt mia thành từng đơn vị cm cho dễ nhìn. Cách đo: Muốn đo khoảng cách AB ta đặt máy tại A và dựng mia ở B. Ngắm mia tại B lúc này tại vạch cự lượng sẽ xuất hiện hai trị số M và N của mia cách nhau một khoảng n. Hình 9 Từ hai tam giác đồng dạng OPQ và OMN. Ta có : OI/OH = MN/PQ OI = (OH/PQ)MN Đặt: OI = do = (OH/PQ)MN = (f/l)n ; Vì f và l là hằng số. Đặt K = f/l gọi là hằng số nhân. Và vì f và ( cũng là hằng số, đặt f + ( = C gọi là hằng số cộng. Ta có: d = do +f +  = (f/l)n +f +  = Kn + C Từ hai tam giác đồng dạng OPQ và OMN. Ta có : OI/OH = MN/PQ OI = (OH/PQ)MN 19
Chæång 1, Cäng trçnh thuíy saín Đặt: OI = do = (OH/PQ)MN = (f/l)n ; Vì f và l là hằng số. Đặt K = f/l gọi là hằng số nhân. Và vì f và  cũng là hằng số, đặt f +  = C gọi là hằng số cộng. Ta có: d = do +f +  = (f/l)n +f +  = Kn + C Để thuận tiện khi đo các máy thường được thiết kế có trị số K = 100 và máy đo hiện đại thường có C=0. Do đó trong thực tế đo đạc ta dùng công thức : d = 100 n Ví dụ : Từ A ngắm B ta đọc được trên vạch cự lượng của màng ảnh được hai trị số 60cm và 170cm . Tức n = 170-60= 110cm. Như vậy khoảng cách AB là d = 100 x 110cm = 110m 11 M M 12 13 N N 14 M P I Q  f do N d A B Hình 9 20
Chæång 1, Cäng trçnh thuíy saín * Đo bằng cách sử dụng mia Bala: Mia Bala là mia nằm ngang gắn trên giá ba chân. Hai đầu mia ngắm cách nhau 2m. Trên mia Bala có một ống thăng bằng và ống ngắm chuẩn. Cách đo: Đặt máy tại A và mia Bala tại điểm B. Điều chỉnh sao cho mia vuông góc với đường ngắm AB. Dùng máy ngắm mia ta đo được trị số ( của góc MAN. M A B l /2 N d Trong tam giác vuông MAB ta có: AB = MB cotg /2 d = (l/2)cotg( /2) Thường chọn l = 2m, nên: d = cotg( /2) * Trường hợp ở giữa A và B có chướng ngại vật không nhìn thấy nhau tai áp dụng các biện pháp sau: - Áp dụng phép đồng dạng: Chọn một điểm O bất kỳ có thể nhìn thấy A và B. Ta đo được OA và OB vì chúng có thể nhìn thấy nhau. Trên OA và OB ta chọn hai điểm M, N sao cho: OA/OM= OB/ON= AB/MN= K AB = (OA/OM)MN = K.MN trong đó MN, OA, OM ta được. 21
Chæång 1, Cäng trçnh thuíy saín O M N A B - Sử dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông: Dùng máy kinh vĩ chọn một điểm H bất kỳ sao cho nhìn AB dưới một góc vuông: B d A H Ta đo AH và BH được vì chúng nhìn thấy nhau. Vì tam giác AHB vuông tại H nên ta có: AB2 = AH2 + BH2 AB =  AH2 + BH2 3. Đo độ cao: Mục đích đo độ cao là xác định độ cao của các điểm trên thực địa hoặc hiệu độ cao của chúng. Ta sử dụng máy đo cự ly, dùng trục ngắm nằm ngang của ống kính máy thăng bằng để xác định độ cao của một điểm hay hiệu độ cao của nó đối với một điểm đã biết độ cao trước. Có thể đo bằng máy thủy chuẩn hay kinh vĩ và dùng mia. Đo cao từ giữa: 22
Chæång 1, Cäng trçnh thuíy saín Giả sử cần xác định độ cao giữa hai điểm A và B. Ta dựng mia thẳng đứng tại hai điển A và B. Đặt máy ở khoảng giữa sao cho khoảng cách máy đến hai mia gần bằng nhau. Ngắm mia A đưa trục ngắm của ống kính vào vị trí nằm ngang. Đọc trên mia được trị số a, gọi là mia sau. Tương tự ngắm mia ở B được trị số b, gọi là N M b a B A mia trước. Gọi h là độ chênh cao của B đối với A. Tức số đọc mia sau trừ số đọc mia trước. Hiệu độ cao A và B h = a - b h có giá trị âm, dương Độ cao của điểm B là HB = HA + h Đo cao từ phía trước: m h B, HB? A, HA Ta biết độ cao tại HA và độ cao của giá máy h. Ngắm mia tại điểm B đọc được giá trị m. Vậy hiệu độ cao của A và B là: hAB = h - m Độ cao tại B là: HB = HA + hAB 23
Chæång 1, Cäng trçnh thuíy saín * Nếu A và B quá xa nhau hoặc không nhìn thấy nhau ta dùng phương pháp chuyền cao độ. b3 a4 b4 b1 a2 b2 a3 a1 A, HA N1 N2 N3 B, HB? Trong phương pháp này ta phải xác định độ cao của các điểm trung gian N1 ( Ni là những điểm chuyền cao độ. Ta có : h1 = a1 - b1 h2 = a2 - b2 hn = an - bn ___ h = a - b Vậy độ cao tại điểm B bằng: HB = HA + h B. BẢN ĐỒ ĐIA HÌNH. I. SỬ DỤNG BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH. 1. Định hướng bản đồ  bằng địa bàn. Công tác đầu tiên của việc sử dụng bản đồ địa hình ở thực địa là định hướng bản đồ, thường dùng địa bàn để xác định. Đặt địa bàn ở giữa bản đồ và xoay bản đồ sao cho hướng Bắc của địa bàn trùng với hướng Bắc của kinh tuyến trên bản đồ, lúc đó ta đã định được hướng của bản đồ.  Trong trường hợp không có địa bàn. Trong trường hợp này ta có thể sử dụng hai địa vật có thể hiện trên bản đồ. Ta xoay bản đồ sao cho hướng của chổ ta đứng với hai địa vật trên bản đồ trùng 24
Chæång 1, Cäng trçnh thuíy saín với hai hướng đó ở ngoài thực tế thì lúc đó ta đã định được hướng của bản đồ. Định hướng bằng phương pháp này hạn chế hơn phương pháp trên. 2. Tìm chiều dài thực tế: Muốn tìm chiều dài thực tế ta đo chiều dài trên bản đồ sau đó nhân với tỷ lệ bản đồ ta có chiều dài thực. Chiều dài thực tế = Chiều dài trên bản đồ x Tỷ lệ bản đồ 3. Xác định độ cao của một điểm. Tìm độ cao của một điểm trên bản đồ địa hình chỉ chính xác ở mức độ tương đối mà thôi và người ta phải căn cứ vào vị trí của điểm đó so với đường đồng mức. Nếu điểm A nằm ngay trên đường đồng mức thì độ cao của điểm đó chính là độ cao của đường đồng mức. Và trong tính toán ta xem độ dốc qua điểm A là dốc đều. Hình 10 M A N M’ A1 Mặt phẳng nằm ngang O A’ N’ Hình 10 Giả sử Xác định độ cao điểm A nằm giữ hai đường đồng mức. Ta dóng M,A,N lên một đường thẳng được các điểm N’,A’,O. Trên OM lấy M’ sao cho OM’=h. Xét hai tam giác N’A1A’ và N’OM’ đồng dạng ta có: (A1A’/M’O)=(N’A1/N’M’) A1A’ =(N’A1/N’M’)M’O Trong đó N’A1 và N’M’ đo trực tiếp trên bản đồ, 25
Chæång 1, Cäng trçnh thuíy saín M’O là độ cao đều là h. Đặt : A’A1= a ; Tỷ lệ N’A1/N’M’= k a = k.h Ta có HA = HN + a = HM - a 4. Xác định độ dốc của mặt đất. Độ dốc i của hai điểm M,N là tăng của góc đứng hợp bởi đường nghiêng MN và đường nằm ngang NO. Giả sử ta muốn đo độ dốc của hai điểm N và M nằm trên hai đường đồng mức liên tiếp như hình trên. Ta có hiệu độ cao của hai điểm là h NM = hM-hN Trong đó MN đo trực tiếp trên bản đồ. hMN : Độ cao đều i = tg = hNM/ NM 5. Đo vẽ mặt cắt theo đường đồng mức. Hình 11 40 50 30 10 20 30 40 A 20 B m 50 40 30 20 10 A B Hình 11 26
Chæång 1, Cäng trçnh thuíy saín Trong nhiều trường hợp chúng ta cần phải vẽ mặt cắt của một tuyến nào đó tứ bản đồ địa hình để làm cơ sở qui hoạch. Ví dụ vẽ mặt cắt đoạn thẳng AB. Trên bản đồ ta kẻ đường thẳng AB cắt các đường đồng mức tại các điểm N1, N2, N3, N4, N5 Trên giấy can ta vẽ đoạn thẳng AB và xác định các điểm N’1, N’2, N’3, N’4, N’5 có khoảng cách bằng khoảng cách trên bản đồ (có nghĩa cùng tỷ lệ với bản đồ). Tại các điểm N’1, N’2, N’3, N’4, N’5 ta kẻ các đường thẳng vuông góc với AB. Và xác định các điểm N’’1, N’’2, N’’3, N’’4, N’’5 theo độ cao của các điểm N1, N2, N3, N4, N5 trên bản đồ (Theo giá trị của đường đồng mức). Nối các điểm A, N’’1, N’’2, N’’3, N’’4, N’’5 B ta được mặt cắt của đoạn thẳng AB. 6. Xác định diện tích trên bản đồ: a. Phương pháp hình học. Nếu trên bản đồ, khu vực xác định bởi những đường thẳng khép kín ta có thể chia chúng thành những hình dạng đơn gỉan như tam giác, vuông, chữ nhựt, hình thang và áp dụng các công thức hình học để tính diện tích. Đất có dạng hình nhiều cạnh b. Phương pháp đếm các ô vuông. Trong trường hợp diện tích giới hạn bởi đường cong khép kín. Chúng ta có thể dùng giấy bóng mờ kẻ lưới ô vuông, va ta tính được diện tích của 1 ô vuông. Để lưới ô vuông này lên bản đồ ta đếm được số ô vuông trọn vẹn nằn trong khu cần đo, còn những ô vuông bị khuyến ta có thể ước lượng nhập chúng lại thành một ô để tính. Diện tích củ khu vực bằng tổng diện tích các ô vuông nằm trong nó. II. ĐO VẼ MẶT CẮT: Trong nhiều trường hợp để thể hiện một cách rõ ràng, chính xác độ lồi lõm tự nhiên của mặt đất tự nhiên hay độ cao thấp, kích thước của công trình. Nhất là 27
Chæång 1, Cäng trçnh thuíy saín những công trình có dạng chạy dài như kinh, mương, đê đập. Người ta cần phải có mặt cắt dọc và mặt cắt ngang. 1. Mặt cắt dọc. Là mặt cắt theo hướng dọc của dãy đất. Để vẽ mặt cắt này thông thường người ta lấy tỷ lệ đứng (độ cao) nhỏ gấp mười lần tỷ lệ trục ngang (độ dài). Để đo vẽ mặt cắt dọc trước hết chúng ta cần phải xác định tuyến tim nối liền điểm đầu và điểm cuối của công trình. Trên tuyến tim ta bố trí các cọc cách đều nhau, mỗi cọc cách nhau 50m - 100m đó là những cọc chính. Nếu tuyến tim đi qua những đoạn hình phức tạp, thay đổi đột ngột ta phải bố trí thêm cọc phụ. Hình 12 Nội dung của việc vẽ mặt cắt dọc là: - Xác định độ cao của các cọc trên tuyến tim. - Đo khoảng cách giữa các cọc bằng máy hoặc thước thép. Cao trình (m) Cọc chính B A A N1 N2 N3 N4 N5 N6 B 50m 50m 50m 50m 50m 50m Hình 12 2. Mặt cắt ngang. Mặt cắt ngang là mặt cắt vuông góc với đường tim (vuông góc với mặt cắt dọc). Thường bố trí các mặt cắt ngang ở những nơi có dáng đất thay đổi. Thường khoảng 100m có một mặt cắt ngang. Nội dung vẽ mặt cắt ngang. 28
Chæång 1, Cäng trçnh thuíy saín - Xác định vị trí của các cọc biên, cọc tim. - Đo độ cao của các cọc biên, cọc tim. - Đo khoảng cách các cọc biên cọc tim. Mặt cắt ngang dùng để biểu diển mặt đất tự nhiên, đồng thời cũng kết hợp với mặt cắt dọc để tính khối lượng đào đắp. Hình 13 Cọc tim Cọc biên 2m 1.5m 2m 2m 1.5m 2m Hình 13 C. VẼ KỸ THUẬT XÂY DỰNG. 1. Khổ giấy và khung tên. Khổ giấy được xác định bằng kích thước mép ngoài của tờ giấy vẽ sau khi cắt. Khổ giấy có các kích thước như sau: Ký hiệu Ao A1 A2 A3 A4 Kích thước các 1189x841 594x841 594x420 297x420 297x210 cạnh Đôi khi người ta còn sử dụng khổ giấy A5. Tất cả các bản vẽ đều có khu xung quanh cách mép bản vẽ 5 - 10mm. 29
Chæång 1, Cäng trçnh thuíy saín Khung tên bố trí ở góc dưới, phía bên phải bản vẽ. Nội dung của khung tên cho biết tên công trình được vẽ, tỉ lệ bản vẽ, người vẽ, ngày vẽ, cơ quan đơn vị quản lí, người kiểm tra, ngày kiểm tra Kích thước khung tên thay đổi tùy theo nội dung của bản vẽ và tỉ lệ bản vẽ. Thông thường chiều dài 140 - 180mm, chiều cao 24 - 56mm. 2. Nét vẽ. Trên bản vẽ kỹ thuật mỗi loại nét vẽ thể hiện tính chất và nhiệm vụ riêng của nó. Thường dùng các nét vẽ sau: Tên gọi Dạng nét vẽ Bề rộng Công dụng Nét cơ bản b=0,6- Diễn tả đường bao thấy, 1,5mm, giao tuyến thấy, khung tên, thường khung bản vẽ. 1mm Nét liền b/3 Đường ghi kích thước, mãnh đường dóng, đường gạch gạch Nét đứt b/2 Đường bao khuất, ký hiệu đoạn chân ren. Nét chấm b/3 Đường trục, đường tâm gạch hình tròn Nét cắt 1,5b Chỉ vị trí của mặt phẳng cắt Nét lượng b/3 Đường giới hạn của hình sóng trích Nét ngắt b/3 Đường cắt lìa gổ, vật thể không kim loại Nét chấm b/2 Biểu diễn các ranh giới gạch ngắn 3. Đường ghi kích thước. Để biểu diễn độ lớn của công trình, người ta phải ghi trực tiếp kích thước của nó lên bản vẽ. Trong bản vẽ công trình đơn vị kích thước là mm, độ cao là m. Tiêu chuẩn Việt nam quy định về cách ghi kích thước như sau: 30
Chæång 1, Cäng trçnh thuíy saín - Con số kích thước là trị số thực của vật thể, không phụ thuộc vào tỉ lệ của bản vẽ. - Đường ghi kích thước phải kẻ song song với đoạn ghi kích thước, ở hai đầu đường kích thước có mũi tên chạm vào đường dóng, đối với những đoạn kích thước nhỏ ta cho phép đưa mũi tên hoặc con số hay cả hai ra ngoài đường dóng. - Các đường dóng không được cắt đường kích thước, vì vậy những đường kích thước ngắn đặt gần bản vẽ, những đường kích thước dài đặt xa bản vẽ. - Nếu có nhiều đường kích thước ngắn và kế tiếp nhau có thể thay thế mũi tên bằng một gạch xiên 45o tại giao điểm của đường dóng và đường ghi kích thước. Hình 15 20 20 20 20 R10 0.0m 10 1:1 -2.0m 10 40 20 60 Hình 15 Khi ghi độ dốc ta dùng ký hiệu đặt trước trị số chỉ độ dốc. Ghi kích thước đường kính cung tròn lớn hơn 180o phải dùng ký hiệu . Ghi kích thước bán kính cung tròn nhỏ hơn 180o phải dùng ký hiệu R. Ghi kích thước độ cao, độ sâu ta dùng ký hiệu đơn vị dùng là m. 31
Chæång 1, Cäng trçnh thuíy saín 4. Ký hiệu vật liệu cắt. Để biểu diễn vật liệu xây dựng người ta cắt công trình ở những vị trí thích hợp. Tại những mặt cắt người ta sử dụng nét liền mãnh để biểu diễn vật liệu. Các vật liệu thông thường thống nhất biểu diễn như sau 5. Chữ viết. Chữ viết có thể dùng chữ đứng hoặc chữ nghiêng. Kích thước và chiều cao của chữ cũng phụ thuộc vào kích thước bản vẽ. khoảng cách giữa các chữ và số được quy định như sau: khoảng giửa các chữ và số 2/7h Khoảng giữa các số và tiếng h Khoảng giửa các dòng 1,5h Người ta thường dùng các khổ chữ như sau h=2,5mm; 3,5mm, 5mm;7mm;10mm hoặc lớn hơn nhưng không có chữ bé hơn 1,5mm. Trong một bản vẽ không quá 3 kiểu chữ. 32
Chæång 2, Cäng trçnh thuíy saín CHƯƠNG II: VẬT LIỆU XÂY DỰNG I. KHÁI NIỆM Vật liệu xây dựng là một trong ba yếu tố cơ bản để xây dựng công trình (con người, vật liệu xây dựng, công cụ sử dụng). Nó chiếm một tỷ lệ rất lớn trong tổng chi phí xây dựng, thông thường là hơn 50%. Vì vậy tìm hiểu nguồn gốc, tính năng, cách sử dụng, bảo quản vật liệu xây dựng là một yêu cầu quan trọng trong xây dựng cơ bản, để có thể nâng cao tuổi thọ công trình và hạ giá thành xây dựng. Các vật liệu xây dựng sau khi được sử dụng xây dựng công trình phải chịu tác dụng của nhiều lực và các nhân tố môi trường chung 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 công trình. Tìm hiểu các yếu tố tác động 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 biệt pháp ngăn ngừa. Nắm được kỹ thuật thi công đối với các loại vật liệu thông thường, nhất là 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. Riêng đối với các công trình thủy sản cần chú ý đến điều kiện làm việc lâu dài trong môi trường nước của công trình. II. TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG. 1.Tính chất vật lý: a. 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. a = Gk/Va (Kg/m3; g/cm3) Gk : Trọng lượng mẫu thí nghiệm ở trạng thái 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 dẽo: 0,8 - 1,6 33
Chæång 2, Cäng trçnh thuíy saín Gang, thép: 7,25 - 8,25 Gạch, đất sét nung: 2,6 Trọng lượng riêng dùng để xác định độ đặc, độ rỗng của vật liệu và tính toán cấp phối nhào trộn. b. 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. o = Gk / Vo (g/cm3, Kg/m3) Gk : Trọng lượng khô của mẫu thí nghiệm. Vo : Thể tích tự nhiên của mẫu thí nghiệm. Ở trạng thái tự nhiên trọng lượng thể tích cùng một vật liệu bao giờ cũng nhỏ hơn trọng lượng riêng, trừ các vật liệu đặc như kính, kim loại. 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 chuyễn. Bảng: Trọng lượng thể tích của các vật liệu thông dụng. 3 3 Vật liệu o (Kg/cm ) Vật liệu o (Kg/cm ) Đá hoa cương 2.500  2.700 Cát ở trạng thái khô 1.450  1.650 Đá vôi 1.800  2.400 Đá, sỏi 1.400  1.700 Gạch đất sét 1.600  1.900 Gỗ thông 400  600 nung Bê tông thường 2.000  2.400 Thép 7.850 Bê tông than xỉ 1.200  1.800 Xi măng 1.200  1.400 c. Độ rỗng: Độ rỗng của vật liệu là tỷ số theo phần trăm giữa thể tích rỗng so với thể tích tự nhiên của vật liệu. r(%) = (Vr /Vo)*100 hay r(%) = ((Vo - Va)/Vo)*100 hay r(%) = (1 - (o - a))*100 34
Chæång 2, Cäng trçnh thuíy saín 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, cường độ chịu lực của vật liệu. Thường vật liệu có độ rỗng lớn thì cường độ chịu lực thấp. Hiện nay người ta quan tâm sản xuất và sử dụng các loại vật liệu có độ rỗng lớn nhưng cường độ chịu lực lớn để giảm trọng lượng của công trình. Độ đặc là tỷ số tính theo phần trăm giữa thể tích hoàn toàn đặc và thể tích tự nhiên của vật liệu. đ(%) = (Va - Vo)*100 hay đ(%) = (o / a)*100 2.Tính chất cơ học của vật liệu: a. Tính biến dạng: Biến dạng là hiện tượng vật liệu bị thay đổi hình dạng và thể tích khi có ngoại lực tác dụng. Có hai trạng thái biến dạng là biến dạng đàn hồi và biến dạng dẽo. Biến dạng đàn hồi là sự biến dạng tạm thời khi có ngoại lức tác dụng, nếu ngoại lực bị hủy bõ thì vật liệu trở lại hình dạng ban đầu. Biến dạng dẽo là biến dạng vĩnh cửu, vật liệu không có khả năng trở lại hình dạng ban đầu sau khi ngừng tác dụng ngoại lực. Ngoài ra người ta còn căn cứ vào sự biến dạng của vật liệu trước khi bị phá hủy mà phân biệt vật liệu dòn hay vật liệu dẽo. Vật liệu dòn là vật liệu trước phi bị phá hủy không có biến dạng rõ rệt như: đá, bê tông, gang Vật liệu dẽo là vật liệu trước khi bị phá hủy thì biến dạng dẽo xuất hiện rõ rệt như: cao su, thép, chì, nhôm, đất sét b. Cường độ: là khả năng chống lại tác dụng phá hoại do tải trọng ây ra. Đây là tính chất quan trọng nhất của vật liệu xây dựng. Trong kết cấu công trình, vật liệu thường phải chịu nhiều loại tải trọng tác dụng theo các phương khác nhau như: nén, kéo, uốn, cắt, xoắn các tải trọng thường gặp là tải trọng nén, kéo, uốn. Cường độ của vật liệu xây dựng được biểu thị bằng giới hạn cường độ nén và kéo. Gọi R là cường độ vật liệu: R = P / F (Kg/cm2) 35
Chæång 2, Cäng trçnh thuíy saín F: diện tích mặt cắt ngang ban đầu chịu nén hoặc kéo P: tải trọng phá hoại vật liệu khi nén hay kéo Để đánh giá cường độ cao hay thấp của vật liệu người ta dùng số hiệu Mac (mark). Số hiệu mac càng lớn thì cường độ vật liệu càng cao. Bảng: Cường độ của các vật liệu thông thường Vật liệu Cường độ Vật liệu Cường độ nén nén (Kg/cm2) (Kg/cm2) Đá hoa cương 1.000  2.200 Gổ 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 Ximăng Pooc 200  400 lăng Bê tông nhẹ 15  50 Ví dụ: Mác xi măng là 200, nghĩa là một hỗn hợp xi măng và cát của mẩu theo tiêu chuẩn 1 xi măng x 3 cát (và nước 0.4 xi măng) đúc mẩu có kích thước 40mm x 40mm x 40mm. Sau 28 ngày dưỡng hộ ở nhiệt độ 20oC - 25oC và độ ẩm lớn hơn 90% thi mẩu có thể chịu được lực nén 200Kg/cm2 b.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 luôn thay đổi như nhiệt độ, độ ẩm, mưa khả năng chịu lực của vật liệu sẽ bị giảm. Hiện tượng đó gọi là hiện tượng mỏi của vật liệu. Trong trường hợp này cường độ chịu lực sẽ nhỏ hơn cường độ giới hạn (cường độ thí nghiệm còn gọi là 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] R: Cường độ giới hạn (cường độ thí nghiệm) [R]: Cường độ cho phép (cường độ cho phép tính toán) K: hệ số an toàn luôn lớn hơn 1, K phụ thuộc cấp công trình, tuổi thọ công trình. 36
Chæång 2, Cäng trçnh thuíy saín III. MỘT SỐ VẬT LIỆU THÔNG DỤNG. 1.Vật liệu đá thiên nhiên: Đá thiên nhiên là loại vật liệu thông dụng nó có cường độ chịu lực cao, độ cứng 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: a. Đá hộc: đá lấy được bằng phương pháp nổ mìn không cần gia công đẽo, gọt. Viên đá dày ít nhất là 10cm, dài 25cm, bề rộng tối thiểu gấp 2 lần bề dày. Mặt không được lồi lõm quá 3cm. Đá hộc dùng để xây móng, mái bằng, mái nghiêng, sân tiêu năng của những công trình nhỏ yêu cầu chống thấm không cao. b. Đá giăm: Đá giăm loại đá vụn có đường kính từ 0,5 đến 10cm. Ngoài ra người ta còn gọi đá (1x2); (2x3); (4x6) là các loại đá dùng trong xây dựng kích thước các cạnh theo cm tương ứng. c. Cát: là hỗn hợp của các hạt rời rạc của các loại đá trong quá trình phong hóa tự nhiên. Đường kính thay đổi (0,14 - 5mm) và được dùng làm cốt liệu bê tông, (0,06 - 2mm) dùng trong vữa xây. 2.Vật liệu đất sét nung: a. Gạch thường: Gạch đặc và gạch 2 lỗ có kích thước dài 200mm, rộng 95mm, dày 50mm. Gạch bốn lỗ có kích thước dài 200mm, ngang 95mm, cao 95mm, Gạch tàu có kích thước 400x400x20mm. Thường các loại gạch này được sản xuất theo kích thước tiêu chuẩn, cường độ chịu lực có thể thay đổi từ 50 - 150Kg/cm2 . Để xây nhà thường người ta sử dụng gạch có Số hiệu 50, 75; Xây những kết cấu nhô ra ngoài người ta sử dụng gạch có số hiệu 100, 150, 200. b. Ống sành: Ống sành được dùng phổ biến trong công trình thủy sản dưới qui mô nhỏ như cống cấp và tiêu nước. Đường kính ống sành được sản xuất với nhiều kích cỡ khác nhau từ 10 - 40cm; chiều dài 40 - 100cm; dày 1 - 4cm. Thường được làm bằng loại đất sét tốt, ít tạp chất, nung ở nhiệt độ cao hơn 2000oC nên cường độ chịu lực củ ống sành cao 200 - 250Kg/cm2. 3.Vật Liệu keo kết vô cơ: o a. Vôi: Vôi được chế tạo từ đá vôi CaCO3. Sau khi nung ở 1000 C CaCO3 sẽ cho ra vôi sống CaO thường ở dạng cục hay dạng bột. Khi sử dụng phải đem vôi sống CaO tác dụng với nước để có vôi tôi Ca(OH)2 dùng làm vữa xây và vữa bê tông. Vữa bê tông chế tạo từ vôi có cường độ mác thấp 5 - 20 và rất lâu khô, nên ít được sử dụng rộng rãi. Tuy nhiên trong điều kiện thiếu xi măng vôi cũng được dùng để thay thế một phần. Ngoài ra vì nó không ngưng kết trong 37
Chæång 2, Cäng trçnh thuíy saín nước và có thể hòa tan lại sau khi ngưng kết nên không được sử dụng trong công trình thủy sản. b. Xi măng: Đây là loại keo kết có thể đông cứng được trong nước, nó được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp xây dựng vì có cường độ cao và khả năng rắn trong nước nhanh. Có nhiều loại xi măng như xi măng Pooclăng, xi măng aluminat, xi măng pouzoland. Khác nhau chủ yếu là thành phần khoáng vật. Trong đó xi măng Pooclăng là phổ biến nhất. Thành phần của xi măng Pooclăng gồm: CaO 60  67% SiO2 21  24% MgO 2  4% FeO3 2  5% Al2O3 1  3% Ta nhận thấy nguyên liệu chủ yếu để làm xi măng là đá vôi và đất sét. 3 Trọng lượng thể tích o = 1,3 tấn/m . Cường độ thay đổi tùy theo thành phần khoáng vật và độ mịn của hạt. trong một số trường hợp cần thiết có thể chế tạo các loại xi măng mác cao lên đến 800 - 900Kg/cm2. Xi măng có khả năng đong cứng trong nước nhưng trong quá trình làm việc do thành phần của chúng bao gồm đá vôi nên cũng bị các axít trong môi trường nước ăn mòn. Để khắc phục hiện tượng này phải có lớp bảo hộ. c. Mác xi măng: Mác xi măng đươợc xác định theo độ nén của vữa xi măng, cát tiêu chuẩn theo tỷ lệ 1:3. Sau khi trộn khô hỗn hợp xi măng cát và đổ nước vào trộn để vữa có độ dẽo quy định. Đúc ba mẫu hình lập phương kích thước 7,07x7,07x7,07 tức có tiết diện F= 7,07x7,07=50cm2. Ngâm mẩu trong 28 ngày trong nước rồi vớt lên đem lên máy thủy lực nén đến khi mẫu vỡ, ta xác định được lực ép P. Cường độ của vữa xi măng xác định: 2 Rx = P/F (Kg/cm ) Căn cứ vào cường độ của mẩu xi măng đã xác định, quy tròn số sẽ được mác xi măng thường là bội số của 100 như: 200, 300, 400, 500, 600. IV. VỮA XÂY - BÊ TÔNG. 1.Vữa xây: là vật liệu được chế tạo từ ximăng, nước, cát cốt liệu nhỏ và có thể pha thêm chất phụ gia, vì vậy vữa có thể coi như một loại bê tông hạt nhỏ (không có cốt liệu thô). Cốt liệu của vữa bao gồm những hạt có kích thước nhỏ 38
Chæång 2, Cäng trçnh thuíy saín và đều. Tùy theo chất kết dính ta có vữa vôi, vữa thạch cao, vữa xi măng, vữa đất sét, và vữa hỗn hợp Theo mục đích sử dụng ta có vữa xây, vữa trát (tô). Thành phần của vữa xây gồm có : - cát: Cát cấu tạo nên bộ xương cứng của vữa, chất lượng của cát ảnh hưởng đến cường độ cua vữa nên phải sạch, đường kính tối đa của cát là 2,5mm. - Chất keo kết: Có thể dùng vôi, ở những nơi khô ráo, với mác thấp, hoặc dùng vữa hổn hợp trong yêu cầu cường độ mác 10-75kg/cm2. Đối với các loại vữa mác cao 100-200 nhất thiết phải dùng xi măng làm chất keo kết. Hiện nay người ta thường sử dụng làm chất keo kết cho mọi trường hợp. Mác vữa Mác xi măng Mác xi măng Sử dụng chính Cho phép sử dụng 4-8 Chất kết dính thấp Chất kết dính thấp 25 200 300-400 50 200-300 400-500 75 300-400 500-600 100 400-500 600 150 400-500 600 200 400-500 600 - Nước: Nên dùng nước sạch có thể uống được , không nên dùng các loại nước ao hồ, cống rãnh, nước thải công nghiệp chứa các loại muối, axít và các hợp chất hửu cơ, Độ mặn S‰ 4. Cường độ của vữa xây: Cường độ của vữa thay đổi tuỳ theo mác xi măng, lượng xi măng, tỷ lệ xi măng, nước và chất lượng cát. Cường độ của vữa, giới hạn độ nén, hay mác của vữa được xác định bằng cách thí nghiệm 3 mẫu tiêu chuẩn kiúch thước 7,07x7,07x7,07cm, dưỡng hộ 28 ngày, sau đó nén bằng máy ép thủy lực đến khi mẫu vỡ ra ta được lực nén là P(kg), và ta có tiết diện mẫu là F=7,07x7.07= 50cm2 . Cường độ của vữa được xác định như sau: Rv28=P/F Cường độ của vữa sẽ tăng theo thời gian theo công thức sau: 39
Chæång 2, Cäng trçnh thuíy saín Rt=Rv28(at/(28(a-1)+t)) Rv28: cường độ của vữa ngày thứ 28. Đơn vị kg/cm2 Rt : Cường độ củ vữa ngay thứ t. Đơn vị kg/cm2 a : hệ số vữa xi măng và vữa hỗn hợp; a=1,5 t : Thời gian rắn chắc của vữa, tính bằng ngày < 90 ngày. Cấp phối vữa: Tỷ lệ cát và xi măng được phối trộn dựa theo yêu cầu mác vữa và mác xi măng như sau: Mác xi măng Cấp phối vữa xi măng (theo thể tích X:C) theo vữa 100 75 50 25 10 600 1:4,5 1:6 - - - 500 1:4 1:5 - - - 400 1:3 1:4 1:6 - - 300 - 1:3 1:4,5 - - 250 - - 1:3 1:5 - 200 - - 1:2,5 1:5 - 150 - - - 1:3,5 1:6 2.Vữa Bê tông: Bê tông là vật liệu hỗn hợp gồm cát, đá và xi măng. a. Chất kết dính: Hiện nay để chế tạo vữa bê tông người ta sử dụng chất kết dính là xi măng. Xi măng dùng trong vữa bê tông phải có số hiệu mác lớn hơn bê tông. Nếu dùng xi măng mác thấp sẽ tốn nhiều xi măng, cò sử dụng xi măng mác cao sẽ gây lãng phí. Thường căn cứ cào bảng sau: Mác bê tông 100 150 200 250 300 400 Mác xi măng 200 300 300 400 400 500 b. Cát: Cát là loại cốt liệu nhỏ trong bê tông, thường dùng cát to và trung bình có màu vàng nên thường gọi là cát vàng. Khi sử dụng cát cần chú ý lượng ngậm bùn, bụi sét trong cát làm giảm cường độ bê tông, làm trở ngại cho việc tiếp xúc 40
Chæång 2, Cäng trçnh thuíy saín giữa cát và xi măng, làm xi măng đông cứng chậm. Cát được sử dụng trong vữa có đường kính cường độ của vửa bê tông. - Đường kính lớn nhất của cốt liệu Dmax = 3/4 - 2/3 khoảng cách cốt thép. - Dmax = 1/5 - 1/3 Bề day của kết cấu. Vì khi thỏa mãn điều kiện thứ nhất thi cát hạt đá lọt qua khe cốt thép dễ dàng khi đầm và phân bố đều trong bê tông. Và khi thỏa mãn điều kiện thứ hai thì theo bề day mặt cắt kết cấu ít nhất 2 - 3 viên đá, như vậy sẽ tạo xương cốt vững chắc hơn trong bê tông. d. Nước: Ta nên sử dụng nước sạch như trong phần vữa xây. e. Cường độ bê tông: Cường độ bê tông là khả năng chịu lực của bê tông. Đây là tính chất quan trọng củ bê tông. Bê tông là vật liệu dòn giống như đá, khả năng chịu lực nén rất cao. Cường độ bê tông được xác định bằng giới hạn cường độ chịu nén của các mẫu bê tông đúc theo tiêu chuẩn có kích thước như sau: 20x20x20cm. Sau thời gian bảo dưỡng 28 ngày, ta đem nén mẫu bê tông bằng máy đo thủy lực đến khi mẫu vỡ ta có lực nén là Pbt (kg). Ta tính được cường độ của bê tông là: f. Bê tông cốt thép: Bê tông cốt thép là loại vật liệu xây dưng. Trong đó bê tông là vật liệu dòn chịu nén tốt, thép là vật liệu dẽo chịu kéo tốt. Do đó dùng thép phối hợp với bê tông ở vùng chịu kéo của cấu kiện chịu uốn thì rất có lợi. V. ĐẤT 1. Kích cỡ: Đất có cỡ hạt thô: 0,006<d<20mm - 20mm - 2mm: Sạn sỏi - 2mm - 0,06mm : cát Đất có cỡ hạt mịn: - d<0,06mm: gồm bùn, sét, chất hữu cơ. 41
Chæång 2, Cäng trçnh thuíy saín Tên của đất là tên của thành phần chiếm phần trăm cao nhất. Thí dụ: Đất có : 10% cát, 20% bùn, 70% sét: Thì gọi là đất sét lẫn bùn pha cát. 2. Phân loại đất theo thành phần cơ giới: là tỷ lệ phần trăm những chất khoáng có kích thước khác nhau trong tổng trọng lượng của đất. Loại Cấp hạt, % trọng lượng đất tên gọi Cát Bụi Sét (2- (0,02- (<0,002m 0,02mm) 0,002mm) m) Cát Đất cát 85-100 0-15 0-15 Thịt Đất pha cát 55-85 0-45 0-15 Đất thịt pha cát 40-45 30-45 0-15 Đất thịt nhẹ 0-45 45-100 0-15 Thịt Thịt trung bình 55-85 0-35 15-25 nặng Thịt nặng 30-55 20-45 15-25 Sét nhẹ 0-40 45-75 15-25 Sét Sét pha cát 55-75 0-20 45 Sét pha thịt 0-30 0-45 25-45 Sét trung bình 10-55 0-45 25-45 Sét 0-55 0-55 45-65 Sét nặng 0-25 0-35 65-100 Thành phần của đất ảnh hưởng rất lớn đến tính chất của đất. Mỗi loại đất có thành phần cơ giới khác nhau, tính chất của nó cũng khác nhau. a. Đất cát: là loại đất trong đó cát chiếm hơn 70% trọng lượng. Đất cát dễ thấm nước, giữ nước kém. Đất cát chịu tác động nhiệt mạnh, dễ nóng, dễ lạnh. Đất cát nghèo chất dinh dưỡng và các chất keo kết, dễ bị xói mòn. b. Đất sét: Đất sét là loại đất chứa hơn 65% sét. Nó có tính chất ngược lại hoàn toàn đất cát. Khó thấm nước, giữ nước tốt, đất sét chặc. Đất sét khó nóng lên nhưng lâu nguột sét chứa nhiều chất dinh dưỡng hơn đất cát. c. Đất thịt: Mang tính chất trung gian giữa đất cát và đất sét. Nếu là đất thịt nhẹ thì nó có tính chất ngã về đất đất cát, có đất thịt nặng thì có tính chất ngã về đất sét. Nói chung đất thịt thích hợp cho việc xây dựng công trình thủy sản. Đất sét thường dùng để đắp, đất cát dùng làm nền. 42
Chæång 2, Cäng trçnh thuíy saín 3.Tính chất cơ học của đất. a. Góc đỗ tự nhiên của đất. Còn gọi là góc ma sát trong của đất, hay góc nghỉ tự nhiên của đất. Đó là góc hợp bởi mặt phẳng nghiêng của mái dốc và mặt phẳng nằm ngang. Để xác định góc đổ tự nhiên của đất người ta đào đất lên đổ thành đống cao. Sau một thời gian đến khi đấn đã ổn định, không còn lài ra nữa, ta tiến hành đo góc hợp bởi mái nghiêng với mặt phẳng nằm ngang ta sẽ được góc đổ tự nhiên của đất. Thường ký hiệu góc đổ tự nhiên là (. Đất có tính chất ngã về đất sét thì có góc ôổ tự nhiên lớn hơn đất có tính chất ngã về đất cát. Người ta ứng dụng góc đổ tự nhiên của đất để tính tóan hệ số mái bờ sao cho bờ khỏi phải sụp lỡ sau khi xây dựng. Đất mới đào lên Đất đã ổn định b. Hệ số mái bờ. Ta có mái bờ ao như hình vẽ. Hệ số mái bờ m: h b Mái bờ ao Người ta thường tính toán hệ số mái m sao cho góc của bờ luôn nhỏ hơn góc đổ tự nhiên của đất để bờ không bị sụp lỡ trong quá trình vận hành. Tùy theo loại đất mà ta thiết kế mái bờ có hệ số mái thích hợp. b m cot g h 43
Chæång 3, Cäng trçnh thuíy saín CHƯƠNG III: CÁC LOẠI HÌNH CÔNG TRÌNH TRONG TRẠI CÁ I. CÔNG TRÌNH AO. A. CÁC YÊU CẦU TRONG XÂY DỰNG AO NUÔI CÁ. 1. Yêu cầu về sinh vật học: Ao phải thiết kế thích hợp với sự sinh trưởng và đối tượng nuôi. Mỗi loài nuôi đòi hỏi môi trường nuôi khác nhau, ta khó có thể tạo ra một môi trường nuôi đảm bảo thỏa mãn cho cho tất cả các yếu tố. Tuy nhiên trong thiết kế, ta thường chú ý đến các yếu tố cơ bản sau: độ sâu, diện tích, độ trong, ánh sáng, nhiệt độ, chất nước: pH, O2, CO2, độ mặn, hàm lượng hửu cơ, sinh cảnh: chất đáy, thực vật thủy sinh. 2. Yêu cầu về kỹ thuật quản lý sản xuất: Ao phải xây dựng sao cho quá trình sản xuất được dễ dàng. Thuận tiện cấp, tiêu nước nhanh chóng, thu hoạch triệt để, vận chuyển thuận lợi. 3.Yêu cầu về kỹ thuật công trình: Xây dựng ao phải đảm bảo ổn định và giá thành thấp. Ao phải giử được nước, được cá, không bị rò rỉ, sụp lở. Có thể sử dụng các vật liệu sẳn có ở địa phương để giảm hiá thành của công trình. B.YÊU CẦU CỦA TỪNG LOẠI AO. Trong trại cá có nhiều loại hình ao khác nhau, tuỳ theo nhiệm vụ mỗi loại hình đòi hỏi kỹ thuật xây dựng khác nhau để phù hợp với yêu cầu kỹ thuật sản xuất. 1. Nhóm ao sản xuất: a. Ao cá bố mẹ: là ao chuyên nuôi vỗ cá bố mẹ và cá hậu bị nên chúng đòi hỏi không gian hoạt động rộng, chế độ thay nước, nhiệt độ, ánh sáng thích hợp mới nâng cao được hiệu suất sinh sản. Thường độ sâu thay đổi từ 1,2m - 2m, diện tích từ 800m2 -2000m2. Các ao quá sâu và quá rộng, thao tác kéo lưới bắt cá khó khăn. Ao quá cạn và nhỏ, không thích hợp với sự tăng tưởng và phát dục của cá. Ta có thể tham khảo vài chỉ số theo bảng sau: Loại cá Diện tích Độ sâu mực Bùn đáy Ghi chú (m2) mước (m) (cm) Cá trắm cỏ 1000-2500 1,5-2 đáy trơ bùn<10cm Mè trắng, mè hoa 1000-2000 1,5-2 30cm-40cm Chép 800-1200 1,2-1,5 20-30 Rô phi 500-1000 0,5 20cm Cá tra 1000-1500 1,5 20-30 Trê phi 100-300 1-1,2 44
Chæång 3, Cäng trçnh thuíy saín Nhìn chung diện tích ao cá bố mẹ biến thiên khoảng 1000-1500m2, sâu 1,5m là tốt nhất. b. Ao cá đẻ: Ao cho cá đẻ tự nhiên có thể xây bằng đất, gạch, xi măng, bê tông diện tích biến đổi 10-500m2, mực nước sâu khoảng 1m. Số lượng ao cá đẻ trong một trại cá phụ thuộc vào diện tích, năng lực sản xuất của trại, số lượng cá giống cần sản xuất, đối tượng sản xuất. Thường một trại cá có từ 1-3 ao cho cá đẻ tự nhiên và một bể cho cá đẻ nhân tạo. c. Ao ương san cá hương và cá giống. * Ao cá hương: là ao dùng để nuôi từ cá bột lên cá hương, do cá bột còn quá nhỏ chưa chịu được sóng gió, chưa cần không gian hoạt động rộng và nhất là cần chế độ chăm sóc và quản lý cẩn thận cho nên chỉ cần có diện tích ao vừa phải 500- 1000m2, sâu 1-1,2m, đáy cần một ít bùn 10-20cm, bờ ao quang đảng để chống địch hại. * Ao cá giống: là ao dùng để nuôi từ cá hương lên cá giống. Cá hương, cá có chiều dài khoảng 3cm, có thể chịu được sống gió và cần không gian hoạt động rộng hơn nên phải san qua ao cá giống. Ao cá giống thường rộng bằng 1,5-2 lần ao cá hương 1000-1500m2, nước sâu 1,2-15m. Yêu cầu bờ ao, đáy ao cũng như ao cá hương. d. Ao cá thịt: là ao dùng để nuôi cá giống trở thành cá thịt bán trên thị trường. Ao cần có diện tích lớn hơn các ao khác, có nơi xây dựng ao rộng đến 1 hecta. Tuy nhiên trong trại cá ao cá thịt không phải là mục tiêu chính, người ta thường sử dụng hệ thống ao này để nuôi cá hậu bị. Nên thường thiết kế hệ thống ao này trong trại cá có diện tích không quá lớn, thường bằng diện tích ao cá bố mẹ 1500- 2000m2. 2. Nhóm ao phụ trợ. a. Ao chứa nước. loại ao này thường được xây dựng ở những vùng trong năm có giai đoạn thiếu nước hoặc nước không sử dụng được như: vùng trung du, vùng bị nước mặn uy hiếp. Ao chứa nước lớn hay nhỏ tùy theo nhu cầu cấp nước trong thời gian bị thiếu nước, thường nó có diện tích từ 1,5-2ha, sâu 2-3m. Về lý thuyết ao chứa nước chỉ làm nhiệm vụ cấp nước cho cá ao khác, tuy nhiên trên thực tế ao này thường thả cá hậu bị của các nhóm cá ăn thực vật và động vật đáy, mật độ thả rất thấp 30-40m2/1kg cá để tận dụng thức ăn tự nhiên của ao. Ao chứa nước không được bón phân. b. Ao lắng: Ở những vùng nguồn nước chứa nhiều phù sa, độ trong <5cm, chúng ta cần xây dựng ao lắng để vừa chứa nước vừa lắng động bớt phù sa. Nếu chỉ có một mục đích là lắng phù sa thì ao lắng không cần diện tích quá lớn. Nhiều nơi người ta chỉ cần dẫn nước đi qua một đường kinh ngoằn ngoèo có nhiều rau mát cũng có thể tăng độ trong 20-30cm. 45
Chæång 3, Cäng trçnh thuíy saín c. Ao tăng nhiệt: ao này cần thiết cho những nơi sử dụng nước từ mạch nước ngầm hay nước suối vì chúng có nhiệt độ thấp không thích hợp cho một số loài cá. Ao tăng nhiệt là một dạng ao chứa có đáy trơ và cạn, độ sâu 50-70cm để nhanh chóng nâng cao nhiệt độ nước. d. Ao trú đông: là những ao dành cho cá bố mẹ và cá hậu bị trú ẩn qua mùa đông lạnh. Ao trú đông phải sâu hơn các ao khác, thường 2,5-3m thả nhiều bèo trên mặt ao và trồng cây chắn gió rét. Ở ĐBS Cửu Long không cần hệ thống ao này. e. Ao trữ cá: là ao nhỏ diện tích khoảng 100-300m2, sâu 1-1,5m, dùng để chứa cá tạm trước khi xuất trại hay chờ tiến hành sinh sản nhân tạo. Ao này thường bố trí gần cổng trại hoặc gần khu vực sinh sản nhân tạo. f. Ao kiểm dịch và cách ly: Ở một trại cá hoàn chỉnh cần phải có ao kiểm dịch và cách ly để kiểm tra tình hình dịch bệnh của các đàn cá từ nơi khác chuyễn đến hoặc cách ly những cá bệnh của trại để theo dõi và chữa trị. Ao kiểm dịch và cách ly chỉ cần diện tích nhỏ 100-300m2, sâu 1-1,2m. Ao này thường bố trí ở cuối trại, cuối nguồn nước. 3. Nhóm ao nghiên cứu, thí nghiệm. Công tác nghiên cứu thí nghiệm ở các trại giống cũng thường tiến hành song song với công tác sản xuất. Tùy theo qui mô của trại. Nhóm ao này có thể nhiều hay ít, lớn hay nhỏ. Thông thường nên xây dựng một hệ thống ao thí nghiệm 4-10 ao nằm cạnh nhau và gần khu quản lý có kích thước 300-500m2 để dễ bố trí thí nghiệm. C. THIẾT KẾ AO NUÔI CÁ. Một ao nuôi cá gồm các bộ phận sau đây cần tính toán: 1. Hình dạng ao. Có thể thiết kế ao với nhiều hình dạnh khác nhau, vì hình dạng ao không phải là nhân tố quyết định đến đời sống của cá. Tuy nhiên ao có hình dạng chữ nhật là thích hợp cho quá trình bố trí dãy ao, quản lý, đánh bắt và thi công. Ao chữ nhật thường chọn chiều dài lớn bằng 4-6 lần chiều ngang. 2. Diện tích và độ sâu: Diện tích và độ sâu của ao tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng và đối tượng nuôi (như đã trình bày ở phần trên). Thường cá có thể trọng lớn thì cần ao nuôi rộng và sâu hơn ao nuôi cá có thể trọng nhỏ. Tuy nhiên ao không nên quá rộng, quá sâu sẽ tốn nhiều công sức trong việc thi công, chăm sóc cá và thu hoạch. Nếu ao quá nhỏ và hẹp thì không thích hợp với một số loài cá và không kinh tế vì tốn nhiều đất cho bờ ao, đường đi và hệ thống cấp tiêu nước. Nói chung để xác định diện tích ao và độ sâu của từng hệ thống ao phải tính toán tổng hợp dựa vào: - Yêu cầu đối tượng nuôi và kỹ thuật nuôi. - Tính toán chi phí xây dựng trên một diện tính ao. 46
Chæång 3, Cäng trçnh thuíy saín 3. Bờ ao: Nhiệm vụ chủ yếu của bờ là giử được nước, giử được cá và đi lại. Do đó bờ ao phải vững chắc, không sụp lở, rò rỉ. Tuỳ theo nhiệm vụ của bờ ao mà các thông số tính toán có thể thay đổi. a. Mặt bờ: Độ cao bờ Mặt bờ ao Siêu cao bờ Lưu không Bờ ao Để xác định bề rộng mặt bờ, người ta thường căn cừ vào phương tiện vận chuyễn thức ăn, phân bón của trại. Với các bờ liên ao là đường giao thông chính thì bề rộng mặt bờ 5-6m để máy kéo có thể di chuyển được. Nếu trại có quy mô nhỏ thì bề rộng mặt bờ có thể 3-4m. Nhìn chung các bờ nên thiết kế có bề mặt >3m. Loại bờ ao Là đường giao Không phải là thông chính đường giao thông (m) chính(m) Bờ liên ao 5-6 3-4 Bờ ao 4 3 Bờ bên, bờ bao 5-6 4 Sông, rạch Bờ bao Ao Ao Bờ liên ao Ao Ao Bờ ao Ao Ao 47
Chæång 3, Cäng trçnh thuíy saín b. Độ dốc bờ ao (hệ số mái bờ ao m): Thường được biểu diễn bởi cotg góc hợp bởi mái nghiêng của bờ ao và mặt phẳng nằm ngang. m= cotg = b/h h båì ao b Thí dụ : mái bờ có độ cao h=2m, đáy b=3m thì m = b/h = 3/2 = 1,5 vậy hệ số mái của bờ ao là m=1,5. Nếu hệ số mái cáng lớn thì góc càng nhỏ, bờ ao cáng vững. Tham khảo hệ số mái bờ theo loại đất ở bảng dưới đây: Loại đất m tự nhiên m thiết kế Đất sét nhẹ, đất thịt nặng, đất thịt vừa 1 1,5-2 Đất thịt nhẹ 1,25 1,5-2 Đất thịt pha cát hay cát sỏi 1,5 2-2,5 Đất cát pha sét 1,5-2 2,5-3 Trên thực tế các nhóm đất vùng ĐBS Cửu Long thường thuộc đất thịt và đất sét. Vì vậy hệ số mái bờ ao thường chọn m=1-2. Ngoài ra đối với công trình có độ dốc và qui mô lớn thay vì thể hiện độ dốc bằng hệ số mái bờ người ta sử dụng độ dốc i được tính bằng % hoặc %o c. Độ cao của bờ ao. Độ cao của bờ ao được tính từ mặt đất tự nhiên đến mặt bờ ao. Độ cao của mặt bờ ao được tính từ mặt nước đến mặt bờ ao (còn gọi là siêu cao bờ). Siêu cao bờ ao được xác định tuỳ thuộc vào đối tượng cá nuôi và giai đoạn nuôi. Đối với cá hương, cá giống siêu cao bờ 40-50cm, với cá thịt, cá bố mẹ siêu cao bờ 50-60cm. 48
Chæång 3, Cäng trçnh thuíy saín Loại bờ của ao Siêu cao bờ nuôi cá hương, cá giống 40-50 cá thịt, cá bố mẹ 50-60 bờ bao, bờ bên 50-80 Giữa phần đất đấp bờ và phần đất tự nhiên người ta thường thiết kế một khoảng 50-70cm, gọi là lưu không, để dể thi công và chăm sóc ao dễ dàng. 4. Đáy ao. Đáy ao cần phải phẳng và dốc về phía cống độ dốc thiết kế thường là i=0,5-1% để có thể tiêu được nước hoàn toàn, đây là độ dốc dọc ao. Còn đối với mặt cắt ngang cũng cần có độ dốc vào giữa. Thường ở đáy ao được đào các rãnh nhỏ theo đường xương cá hay hình rẻ quạt để tập trung cá. Kích thước tiết diện rãnh sâu 30cm, rộng 40cm. Đối với ao lớn hơn 1000m2 người ta thường thiết kế trước cửa cống thu cá một hố thu cá hình vuông hay hình bán nguyệt. Kích thước hố này tuỳ thuộc vào lượng cá nuôi trong ao, theo kinh nghiệm cứ 1kg cá bố mẹ cần 5 lít nước, 50-60con cá giống cần 1 lít nước. 49
Chæång 3, Cäng trçnh thuíy saín Hố thu cá Dạnh rãnh hình xương cá Hố thu cá Dạnh rãnh hình rẽ quạt II. CỐNG ĐIỀU TIẾT NƯỚC AO. Cống điều tiết nước ao, mỗi ao có thể có hai cống : cống cấp nước riêng và cống tiêu nước riêng hoặc hay chỉ có một cống làm hai nhiệm vụ tiêu và cấp nước trong ao. Cống điều tiết nước ao có thể làm bằng gổ, bê tông, hay xây bằng gạch 1. Cống đơn giản. Thường làm bằng tre, gổ, ống kim loại, ống bê tông đúc sẳn, bộng dừa. Những loại này sử dụng có tính cách gia đình và những ao nhỏ. Các loại cống đơn giản thường có tiết diện tròn, vuông, tam giác hay hình chữ nhựt. Kích thước của tiết diện cống thay đổi tùy theo khối lượng nước và yêu cầu thời gian cấp tiêu nước 50
Chæång 3, Cäng trçnh thuíy saín Lưu Kích thước tiết diện cống (cm) Ghi chú lượng ( ống tròn (R) cạnh hình cạnh đều Q (l/s) vuông (cm) (cm) (cm) 0,5 3,0 2,5 4,5 Chênh lệch 1,0 4,0 3,5 6,5 cột nước bình quân 2,0 5,7 5,0 9,0 50cm. 5,0 9,0 8,0 12 10 12,5 11 16,5 20 18 16 25 Cống đơn giản quản lý tương đối phức tạp nên người ta thường cải tiến bằng cách lắp ở hai đầu ống cống để đóng mở dể dàng. Ống cống Kinh cấp nước Bờ ao Ao Cao trình đáy cống : Đối với cống cấp nên đặt ngang với mực nước yêu cầu thấp nhất trong ao. Với cống tiêu hay cống điều tiết có thể đặt sát đáy ao. Miệng cống luôn luôn gắn một tấm lưới để ngăn cá thoát ra ngoài. Hai đầu cống nhô ra khỏi bờ ao 30-50cm để tránh xói lỡ bờ. 2. Cống kiên cố: xây dựng ở những ao lớn, ở những trại cá người ta thường thiết kế bằng ống bê tông đúc sẳn, có bệ đỡ vững chắc và nhất thiết cửa cống có thiết bị đóng mở. a.Cống ván phai. Cống gồm ba bộ phận. - Nền cống: có tác dụng giữ cho cống ổn định, bền vững, bệ cống phải xây trên nền đất vững chắc, được đầm nện kỹ, có thể đóng thêm cừ tràm từ 16- 25cây/m2. Sau khi đóng cừ và đầm nện kỹ chúng ta lót một lớp bê tông đá 4x6 dày từ 10-20cm cho nền được vững chắc. Bệ cống có thể xây bằng gạch hay đúc bằng bê tông mác 150-200kg/cm2. 51
Chæång 3, Cäng trçnh thuíy saín - Ống cống: nên dùng loại ống bê tông đúc sẳn có thể có lưới thép hoặc không. Cường đô chịu nén của cống phải đạt 150-200kg/cm2. Ống cống thường không đủ chiều dài, vì vậy khi đặt ống cống thường chú ý đến các khớp nối cho chắc. Thường ngay tại khớp nối người ta xây một lớp gạch để giữ chặc và bít các khớp nối. Đường kính ống cống tùy thộc kối lượng nước của ao và yêu cầu thời gian cấp tiêu nước. Thông thường thời gian tiêu cạn một ao mất khoảng 2-3 giờ. Do đó ao 1000m2 thì cần ống ống có đường kính khoảng 40cm. Việc tính toán đường kính ống ống ống tương đối phức tạp. Ta có thể tham khảo bảng sau: Stb: diện tích trung bình= (diện tích mặt nước + dện tích đáy ao)/2 h : chênh lệch cột nước bình quân: là độ cao chênh lệch mực nước trong ao và mực nước bện ngoài (kinh hoặc sông). 52
Chæång 3, Cäng trçnh thuíy saín Bảng tra đường kính ống cống Diện Chênh Mực nước trong ao (m) tích lệch cột 1,00 1,5 2,0 2,5 trung næåïc bình (m) Thời gian cấp (tiêu) nước (giờ) (m2) 2,5 5 10 2,5 5 10 2,5 5 10 2,5 5 10 500 0,2 35 25 15 40 30 20 45 35 25 50 40 30 0,4 30 20 15 35 25 20 40 30 20 45 35 25 0,6 25 20 10 30 25 15 35 30 20 40 35 25 0,8 25 20 10 30 25 15 35 25 15 40 30 20 1000 0,2 50 35 25 60 40 30 70 50 35 75 55 40 0,4 40 30 20 50 35 25 60 40 30 65 45 30 0,6 35 30 20 45 30 20 50 35 25 60 40 30 0,8 35 25 15 40 30 20 50 35 25 55 40 30 1500 0,2 55 40 30 70 50 35 80 55 40 90 70 40 0,4 45 40 25 60 45 30 65 50 35 70 60 40 0,6 40 35 20 55 40 25 60 50 30 65 55 35 0,8 40 30 20 50 40 25 55 45 30 65 50 35 2000 0,2 70 50 35 85 60 40 95 70 50 110 75 55 0,4 55 40 30 70 50 35 80 60 40 90 60 45 0,6 55 35 25 65 45 30 75 50 35 80 60 40 0,8 50 35 25 60 40 30 70 50 35 80 55 40 2500 0,2 80 60 40 100 70 50 110 80 55 120 90 65 0,4 70 50 35 80 65 40 95 75 50 100 85 55 0,6 60 50 30 75 55 35 85 65 40 95 75 50 0,8 60 45 30 70 55 35 80 60 40 90 70 45 3000 0,2 110 75 55 130 95 65 150 110 75 170 120 85 0,4 90 65 45 110 80 55 130 90 65 140 100 70 0,6 80 60 40 100 70 50 120 85 60 130 90 65 0,8 75 55 35 95 65 45 110 75 55 120 85 60 53
Chæång 3, Cäng trçnh thuíy saín - Thân cống: Thân cống có tiết diện hình chữ U, bề lõm quay vào trong ao để đón nước. Tường cống dày 12cm. Bề rộng 50cm-100cm. Phíc trong có 2-3 khe phai để lắp ván phai, khe phai rộng 5-10mm, sâu 5-10mm. Thân cống thường được xây bằng gạch hay bê tông hay bê tông cốt thép, có cường độ chịu lực 100-150kg/cm2. Tấm ván phai dày 3-4cm; cao 10-50cm; dài tùy theo miệng cống 50-100cm. Kích thước chiều dài thân cống phụ thuộc vào vị trí đặt. Nền cống Ván phai Ống cống Thân cống Khe ván phai Bờ ao Lưới chắn cá ÄÚng cäúng Hình vẽ cống ván phai b.Cống bậc thang. Nền cống và ống cống cũng giống như cống ván phai nhưng thân cống người ta thiết kế theo hình bậc thang để lên xuống thao tác dễ dàng và có thể khống chế mực nước trong ao theo độ sâu thích hợp. Số lượng bậc cống có thể thay đổi từ 3-5 bậc tùy theo yêu cầu của ao cá. Thân cống có thể làm bằng gạch xây hay đúc bê tông, cường độ chịu lực không nhỏ hơn 100kg/cm2. Nắp cống thiết kế theo hình nón cụt để giử được nước. Nắp cống được đùc bằng bê tông trên nắp có khoen sắt để dễ mở. 54
Chæång 3, Cäng trçnh thuíy saín Thân cống Nắp cống Bờ bao Ống cống Nền cống c. Cống ba lỗ: Nền cống và ống cống ba lỗ cũng giống như cống ván phai nhưng thân cống người ta xây kín thành một hình trụ vuông tiết diện 50x50cm, tường dày 10cm, xây bằng gạch hay đúc bê tông. Bề mặt cống hướng về phía ao được thiết kế làm ba lỗ tròn với đường kính 20-25cm. Trên mặt cũng có một lỗ cống. Thông thường người tiết kế cống ba lỗ để quản lý mực nước ao theo ba mức nước. Thân cống Bờ bao Ống cống Nền cống III. TÍNH TOÁN DIỆN TÍCH AO TRONG TRẠI CÁ. 1.Khái quát: Xác định diện tích của các ao nuôi và tính toán để cân đối diện tích của các nhóm ao là một công tác phức tạp nhưng rất quan trọng trong thiết kế trại cá. Nó phụ thuộc vào nhiều thông số và mỗi thông số thay đổi làm sẽ làm cho các số liệu tính toán thay đổi theo. Trong tính toán người ta căn cứ vào các vấn đề sau đây: - Đối tượng sản xuất. 55
Chæång 3, Cäng trçnh thuíy saín - Chỉ tiêu sản xuất. - Thời gian nuôi. - Chu kỳ nuôi dưỡng. - Kỹ thuật sản xuất. - Mật độ nuôi. - Tỷ lệ sống. - Số loài cá phải sản xuất. - Tỷ lệ thành thục Mặc dù có những phương pháp tính toán tương đối khoa học, tuy nhiên người ta vẫn chủ yếu là dựa vào kinh nghiệm của các trại và diện tích của các nhóm ao trong một trại cá giống. Thường biến đổi xung quanh những số liệu kinh nghiệm sau: - Diện tích ao cá bố mẹ : 10-30% tổng diện tích trại. - Diện tích ao cá đẻ tự nhiên: 3-4% tổng diện tích trại. - Diện tích ao ương: 40-60% tổng diện tích trại. - Diện tích ao trữ tạm 4-5% tổng diện tích trại. Nếu trại cá nuôi cá thịt là chủ yếu thì diện tích ao ương không quá 10%. Ngoài ra người ta còn dựa vào kinh nghiệm để ước lượng tổng diện tích trại dựa vào năng lực sản xuất trại như sau:” Cứ 1 hecta tổng diện tích trại thì sản xuất được 2 triệu cá giống các loại”. Nếu ta có diện tích trại sản xuất giống ta có thể dựa vào số liệu trên để tính toán ra diện tích các ao và cân đối thích hợp. Còn nếu giao chỉ tiêu sản xuất thì ta có thể tính toán như sau: 2.Xác định diện tích ao ương san từ chỉ tiêu nhà nước: Chỉ tiêu này giao cho qui hoạch trại cá do ta đề xuất, hoặc nhà nước đề ra. Gọi a là số lượng cá giống phải sản xuất theo chỉ tiêu. A là số cá bột phải nuôi để sản xuất ra số cá giống a. thì: a=KA K: Hệ số sản xuất, là tích số của các tỷ lệ sống Pi qua nhiều giai đoạn. Nếu chỉ có nuôi một giai đoạn thì K=P. Giả sử nuôi qua hai giai đoạn: Từ cá bột lên cá hương và từ cá hương lên cá giống thì ta có: Tỷ lệ sống từ cá bột lên cá hương là PH. Tỷ lệ sống từ cá bột lên cá hương là PG. Thì K= PH x PG 56
Chæång 3, Cäng trçnh thuíy saín Ví dụ: Thả 5 triệu cá bột Được 2,5 triệu cá hương 1,5 triệu cá giống PH=2,5/5=0,5 PG=1,5/2,5=0.6 K=PH*PG=0,5*0,6=0,3 cũng bằng 1,5/5=0,3 Gọi D là mật độ thả cá (con/m2). 2 sn (m ) là diện tích mặt nước cần có để nuôi được A là: sn = A/D = a/KD Vì trong năm ta có thể ương nhiều vụ thì diện tích ao thực cần có để sản xuất là: Gọi n là số vụ trong năm thì: sx=sn/n Trong thiết kế người ta tính số vụ n như sau: n=Tm/T - Tm là thời gian nuôi cá liên tục trong mùa sản xuất (ngày). Với những trại có điều kiện tốt thì Tm = 240-300 ngày, thông thường Tm=200-240 ngày. - T là chu kỳ nuôi dưỡng của mỗi giai đoạn cá, tức là thời gian để hoàn thành một giai đoạn nuôi từ bắt đầu dọn tẩy đến khi thu hoạch. T=Tn +Tx - Tn thời giain nuôi mỗi giai đoạn. - Tx thời gian dọn tẩy, thu hoạch và xử lý ao. Vậy sx = a/KDn 57
Chæång 3, Cäng trçnh thuíy saín 3.Tính tổng diện tích của ao nuôi cá bố mẹ. Đối với tổng diện tích ao nuôi cá bố mẹ được tính theo công thức sau: ,0 001* a 1(* r) Snc KcDcB Snc: Diện tích cần có để nuôi một nhóm cá bố mẹ. r: tỉ lệ cá đực/cá cái, r thường lớn hơn 1 a: Chỉ tiêu sản xuất cá giốngü của từng nhóm cá bố mẹ. Kc: Hệ số sản xuất của cá cái, phụ thuộc vào tỷ lệ thành thục của cá bố mẹ, tỷ lệ cá đẻ, tỷ lệ thụ tinh, tỷ lệ nở, tỷ lệ sống trong các giai đoạn ương san. Dc : Mật độ nuôi dưỡng cá bố mẹ. B. Số trứng tương đối (số trứng/gam). Đây là công thức tính cho một nhóm cá bố mẹ. Nếu có nhiều nhóm thì tổng diện tích nuôi cá bố mẹ bằng tổng diện tích của các nhóm bố mẹ. 4.Tổng diện tích trại. Tổng diện tích trại bao gồm diện tích mặt nước, diện tích ao phụ trợ, diện tích kinh mương, khu sinh hoạt, chăn nuôi, trồng trọt Diện tích toàn trại S luôn luôn lớn hơn diện tích mặt nước Smn. Gọi P là tỷ lệ diện tích mặt nước và diện tích tính toán của trại thì: P= Smn/S Thường P=0,5-0,7 .Tức là diện tích mặt nước chiếm 50-70% diện tích toàn trại. 58
Chæång 4, Cäng trçnh thuíy saín CHƯƠNG IV. HỆ THỐNG CẤP TIÊU NƯỚC TRONG TRẠI CÁ A. KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG KINH MƯƠNG TRONG TRẠI CÁ. Ở bất cứ cơ sở nuôi cá nào, công tác cấp tiêu nước là một công tác quan trọng hàng đầu và nó có tính chất thường xuyên trong quá trình sản xuất. Để có thể hoàn thành nhiệm vụ quan trọng này, hệ thống cấp nước cần phải đạt các yêu cầu cơ bản sau: - Cấp đủ nước và tiêu hết nước trong thời gian qui định. - Cấp và tiêu nước chủ động cho hệ thống ở tất cả các mùa trong năm. - Xử lý được những nhược điểm của nguồn nước để phù hợp với yêu cầu kỹ thuật. - Có hiệu suất sử dụng cao. Nước ít bị thất thoát trong quá trình vận chuyễn. Lợi dụng thủy triều để cấp và tiêu nước. - Xây dựng ít tốn kém và tiết kiệm được diện tích sản xuất Thường hệ thống cấp, tiêu nước có ba bộ phận, trên mỗi bộ phận có những kiến trúc vật khác nhau. - Bộ phận lấy nước hay bộ phận đầu kinh gồm đập ngăng sông, đập tràn, cống lấy nước. - Bộ phận dẫn nước gồm kinh mương cấp, máng nước, cống chia nước, cống luồn, ống xi phông. - Bộ phận phân phối nước, bao gồm các mương máng nhỏ. Đối với công trình thủy sản cần chú ý đến công trình kinh mương. B. CÔNG TRÌNH KINH MƯƠNG. I.KHÁI NIỆM VỀ KINH MƯƠNG TRONG TRẠI CÁ. Kinh mương trong trại cá là những đường dẫn nước có mặt nước lộ thiên, do con người hoặc máy đào đắp để dẫn nước phục vụ cấp tiêu cho hoạt động sản xuất của trại cá. Để phân loại kinh mương có nhiều cách; - Theo mục đích sử dụng: Kinh cấp, kinh tiêu, kinh giao thông thủy. - Theo kết cấu thiết kế: Kinh đào, kinh đắp, kinh nữa đào nữa đắp. - Theo tiết diện kinh: kinh hình thang, hình vuông, hình chữ nhựt, hình tam giác. - Theo vật liệu xây dựng: kinh đất, kinh bê tông. 59
Chæång 4, Cäng trçnh thuíy saín - Cấp kinh theo qui mô công trình: kinh lớn Q>200m3/s, kinh nhỏ Q<30m3/s, kinh trung bình Q= 30-200m3/s. II. THIẾT KẾ KINH MƯƠNG. Nội dung của việc thiết kế kinh mương là xác định các thông số trên mặt cắt ngang và mặt cắt dọc của kinh theo yêu cầu về lượng nước mà kinh cần phải tải trong một thời gian qui định và hợp với nền đất tại chổ. 1. Yêu cầu của việc thiết kế kinh mương. - Bảo đảm được lưu lượng tính toán. - Xác định được lưu tốc trong kinh hợp lý nhất để lòng kinh không bị xói lỡ, bồi lắng. Vbl<V<Vxl - Bờ kinh phải đủ độ vượt cao để nước không tràn qua. - Kết cấu mái, độ dốc mái kinh phải đảm bảo ổn định. - Kinh đi qua vùng địa chất có tính thấm nước lớn gây nên tổn thất lưu lượng nhiều. Trong trường hợp này phải dùng biện pháp chống thấm như đầm nện kỹ hoặc áo mặt kinh bằng vật liệu chống thấm. 2. Lựa chọn loại hình kinh mương. Lựa chọn loại hình kinh mương tức là chọn hình dạng mặt cắt ngang của kinh mương. B B Kinh hình thang Kinh hình chữ nhật Kinh parabol Kinh nhiều cạnh - Với thế đất bằng phẳng, đất thịt, đất thịt pha sét hay đất thịt pha cát nên chọn mặt cắt hình thang. - Ở những vùng đất phân tầng về kết cấu nên xây dựng loại hình mặt cắt nhiều cạnh. - Ở những vùng đất cứng, chắc hay có thể xây bằng gạch, bằng gổ thì có thể chọn kinh có mặt cắt hình vuông hay hình chữ nhựt. 60
Chæång 4, Cäng trçnh thuíy saín - Kinh parabol, kinh nhiều cạnh thích hợp với những vùng có địa chất yếu. Về hình dạng mặt cắt ta còn phải chọn một trong hai dạng sau: - Dạng sâu và hẹp: khối đất đào tương đối ít , tiết kiệm được diện tích, lượng nước thấm tương đối ít. - Dạng nông và rộng: bờ kinh an toàn, lòng kinh ổn định khó bị xoáy lỡ nhưng tốn đất, dễ thi công, thích hợp cho những vùng sinh phèn cạn. 3. Thiết kế kinh mương. Để thiết kế kinh mương ta phải biết được lượng nước yêu cầu của các ao cá, thời gian cấp tiêu nước cho phép. a. Lưu lượng thiết kế của kinh. Lưu lượng thiết kế của kinh thường được xác định theo khối lượng nước cần cấp hay tiêu cho hai dãy ao nằm hai bên kinh hay khối lượng nước của khu vực cần cấp, tiêu. Tổng khối lượng nước cần cấp hay tiêu đó chính là yêu cầu về chế độ nước. Tuy nhiên trên thực tế không phải đồng thời cấp hoặc tiêu cho tất cả ao và các thời kỳ cấp hoặc tiêu nước trong năm cũng thay đổi theo mùa. Vì vậy người ta thường căn cứ vào lượng nước cần thiết lớn nhất của các ao giữa các tháng trong năm để làm yêu cầu thiết kế. Lúc đó lưu lượng qua kinh tính toán theo công thức: C C 3 1000 * C Q Q (m /h) q (l/s) T n *t 3600 * n * t Q: Lưu lượng nước cần cấp cho một năm. T: Thời gian cấp nước trong một năm. C: Thể tích nước cần cấp tiêu cho các ao trong khu vực. n: Số ngày cấp nước. t: số giờ cấp nước trong ngày. T= n*t. Trị số C căn cứ vào biểu đồ yêu cầu nước của hai dãy hai bên kinh và lấy giá trị cực đại giữa các tháng. Nếu cấp tiêu nước theo thủy triều thì số ngày cấp nước n có thể thay đổi trong khoảng 5-10 ngày và thời gian cấp nước trong ngày thay đổi 3-6 giờ. Do quá trình vận chuyễn lượng nước bị tổn thất dọc đường, do đó lưu lượng đầu kinh (lưu lượng thiết kế cho kinh) phải bằng : Qđ = Q + Qt 61
Chæång 4, Cäng trçnh thuíy saín Qt: Lưu lượng thất thoát dọc đường kinh. Qt= (0,1-0,3)*Q Q: Lưu lượng tính toán theo C. Qđ: lưu lượng đầu kinh (thiết kế). b. Lưu tốc nước an toàn cho kinh. [vkl]< v < [vkx] v: là vận tốc nước chảy trung bình trong kinh. [vkl]; [vkx] : là vận tốc không lắng và vận tốc không xói lỡ. * [vkx] 0,1 [vkx]= K*Q K: hệ số phụ thuộc vào chất đất, tuyến kinh đi qua. Bảng xác định hệ số K. Loại đất K Đất thịt pha cát 0,53 Đất thịt pha sét 0,57 Đất thịt pha sét vừa 0,62 Đất thịt pha sét nặng 0,68 Đất sét 0,75 lưu tốc xói lỡ tới hạn tùy thuộc vào chất đất xây dựng kinh, vật liệu bảo hộ mái và lòng kinh, độ dốc kinh và các yếu tố thủy lực khác. [vkx]= 0,7-0,8m/s. 62
Chæång 4, Cäng trçnh thuíy saín Bảng tra vận tốc không xoáy. Loại đất và vật liệu bảo hộ [vkx] m/s Đất thịt pha cát, sỏi 0,7-0,8 Đất than bùn 0,7-1 Đất thịt 1-1,2 Đất sét các loại, lượng sét >60% 1,2-1,8 Mái kinh được bảo vệ bằng cỏ 0,8-1 Mái kinh được bảo vệ bằng đá 1,5-3,5 cuội Mái kinh được bảo vệ bằng tôn 5-10 Lòng kinh bằng gổ 7 *[vkl] Lưu tốc bồi lắng tới hạn được xác định bằng công thức Tasi: 1/2 [vkl]= e*R (m/s) R: Bán kinh thủy lực của kinh. Đó là tỷ số giữa diện tích ước và chu vi ướt. e: Hệ số quy định theo lượng phú sa, thành phần hạt trong phù sa, độ nhám của lòng kinh. Trị số e được tham khảo ở bảng dưới đây: Tính chất phù sa e Bùn cát hạt thô 0,65-0,77 Bùn cát hạt trung bình 0,58-0,64 Bùn hạt nhỏ 0,41-0,57 Bùn cát hạt rất mịn 0,37-0,41 Kinh tải hàm lượng bùn cát ít và hạt nhỏ. 3 Q>1m /s, [vkl]= 0,3m/s 3 Q< 1m /s, [vkl]= 0,2m/s Kinh nhỏ, vận tốc kinh không được nhỏ hơn 0,2m/s, thường [vkl]= 0,2-0,4m/s. 63
Chæång 4, Cäng trçnh thuíy saín c. Độ dốc đáy kinh. Đáy kinh phải có độ dốc để đảm bảo cấp thoát được lượng nước theo yêu cầu, bảo đảm tính ổn định của lòng kinh. Ở đồng bằng ven sông: độ dốc i=1/5000-1/1000 Ở đồng bằng phù sa ven biển i= 1/10000-1/15000 Theo kinh nghiệm ở ĐBSCL : Đối với kinh chính: Q> 5m3/s ; i=1/200-1/1000 Q 3m, tính theo điều kiện ổn định mái kinh . Ở Đồng Bằng Sông Cửu long thường chọn m=1,5-2. e. Độ cao và độ siêu cao bờ kinh. Độ cao của kinh được tính bằng độ sâu của mực nước cao nhất của kinh và siêu cao bờ kinh. 64
Chæång 4, Cäng trçnh thuíy saín Siêu cao bờ kinh d thường được tính theo lưu lượng của kinh Qtk . Được tra theo bảng dưới đây. Qtk (m3/s) d (m) 3m để dễ dàng giao thông. Ngoài ra còn làm cơ kinh để tăng tính ổn định mái kinh và dễ quản lý, thi công. Cơ kinh có chiều1-2m. 65
Chæång 4, Cäng trçnh thuíy saín Cơ kinh g. Bề rộng đáy kinh tương đối: Trong thiết kế bề rộng đáy kinh b và chiều cao mực nước h có liên quan với nhau và ảnh hưởng đến lưu lượng Q của kinh. Gọi (là hệ số tương đối giữa bề rộng đáy kinh và chiều sâu mực nước kinh). b  h Theo công thức kinh nghiệm của Liên Xô b  4 Q m h Q (m3/s)  5 <12 Chọn bề rộng b (m)= 1; 1,2; 1,5; 1,8; 2; 2,5; 3,5; 4; 4,5; 5; 6 h A3 Q Chọn III. ỐNG NGẦM. Ống ngầm là những công trình dẫn nước đặt ngầm dưới đất. Ống ngầm tránh được các nhược của các kinh mương hở là khối lượng đào đắp ít, tiết kiệm được diện tích sản xuất nhưng sửa chữa khó khăn. Ống ngầm có thể làm bằng bê tông, gạch xây, ống sành, kim loại, gổ Thường người ta sử dụng ống bê tông đúc sẳn có hoặc không có cốt thép. Đường kính từ 30-100cm, dài 1-3m. Mặt cắt hình tròn hay hình vuông. 66
Chæång 4, Cäng trçnh thuíy saín Tính thủy lực ống ngầm. Lưu tốc v của dòng chảy trong ống ngầm được tính bằng công thức: Q  2gh Lưu lượng Q µ hệ số lưu lượng thay đổi tuỳ theo chiều dài của ống và đường kính ống. µ=0,6-0,9  Tiết diện ngang của ống. h. Độ chêng lệch cột nước. g. Gia tốc trọng trường g= 9,81m/s2 h h Thi công đặt ống ngầm. Trong quá trình thi công đặt ống ngầm người ta chú ý các vấn đề sau: - Nền móng: Phải vững chắc, ổn định. Nghĩa là phải chịu được tải trọng của cống, khối đất trên ống và các điều kiện công tác trên nó. Nếu nền cống yếu có thể gia cố thêm cừ 16-25cây/m2. Nền cống cần đầm nện kỹ sau đó trãi một lớp bê tông đá dăm hoặc đá 4x6 dày 10-20cm. - Khớp nối: phải kín để khỏi thất thoát nước và tránh xói lỡ. Ở khớp nối ta có thể sử dụng vữa xi măng, cát để trát bít khớp nối hoặc có thể xây xunh quanh khớp nối. 67
Chæång 4, Cäng trçnh thuíy saín Gạch thẻ Nền cống Lắp đặt khớp nối IV. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH LƯỢNG NƯỚC SỬ DỤNG VÀ HỆ THỐNG CẤP, TIÊU NƯỚC TRONG TRẠI CÁ Yêu cầu - Cấp đủ nước và tiêu hết nước trong thời gian qui định. - Cấp và tiêu nước chủ động cho hệ thống ở tất cả các mùa trong năm. - Có hiệu suất sử dụng cao, ít bị thất thoát nước trong quá trình vận chuyễn. - Xây dựng ít tốn kém và tiết kiệm được diện tích sản xuất Hệ thống cấp nước gồm: - Bộ phận lấy nước hay bộ phận đầu kinh gồm đập ngăng sông, đập tràn, cống lấy nước. - Bộ phận dẫn nước gồm kinh mương cấp, máng nước, cống chia nước, cống luồn, ống xi phông. - Bộ phận phân phối nước, bao gồm các mương máng nhỏ. 68
Chæång 4, Cäng trçnh thuíy saín CÁC DẠNG NGUỒN NƯỚC. Nguồn nước trên - Cấp nước chủ động, không tốn chi phí bơm nước. cao: suối - Dễ dàng thiết kế hệ thống cấp và tiêu riêng. - Hệ thống cấp nước có thể bằng đường ống hay kinh hở. - Lượng nước cấp phụ thuộc vào nguồn nước. - Cần phải có bể chứa. Biên độ triều lớn. - Tiết kiệm được chi phí bơm nước. - Thời gian cấp nước phụ thuộc vào thủy triều. - Hệ thống cấp và tiêu nước phải tính toán kỹ. - Thường cần phải có ao lắng. Biên độ triều không - Tốn nhiều chi phí cấp và tiêu nước cho hệ thống. đáng kể. - Hệ thống cấp nước có thể bằng đường ống hay kinh hở. Nguồn nước ngầm - Tốn chi phí cho khoan cây nước. - Chất lượng nước phụ thuộc vào từng vùng. - Cần bể xử lý nước trước khi sử dụng. - Lượng nước hạn chế, phụ thuộc vào công suất của giếng. Nước lọc tuần hoàn - Nước được sử dụng cho hệ thống ít. - Cần phải có hệ thống lọc tuần hoàn. - Dễ quản lý chất lượng nước nhưng khi hệ thống nhiễm bịnh thì rất khó khống chế. 69
Chæång 4, Cäng trçnh thuíy saín HỆ THỐNG CẤP NƯỚC. 1. Xác định khối lượng nước cần được sử dụng. Xác định lượng nước cần sử dụng cho hệ thống ao. (theo ngày). Tên ao Khối lượng nước % nước cần cấp trong Khối lượng nước cần trong ao 1 ngày cấp trong 1 ngày (m3) (m3) (I) (II) (III) (IV= II x III) A1 VA1 KA1 vA1 A2 VA2 KA2 vA2 An VAn KAn vAn Tổng VAn vAn Lượng nước sử dụng trong trại tôm, trại cá (theo ngày) Tên bể Khối lượng nước % nước cần cấp trong Khối lượng nước cần trong bể 1 ngày cấp trong 1 ngày (m3) (m3) (Lưu lượng nước lít/s) (I) (II) (III) (IV= II x III) B1 VB1 KB1 vB1 B2 VB2 KB2 vB2 Bn VBn KBn vBn Tổng VBn vBn Cần lưu ý: Dựa vào khối lượng nước sử dụng trong ngày của hệ thống ao và hệ thống trại tôm và trại cá ta tính dược tổng khối lượng nước sử dụng trong ngày, trong tháng và năm. Trong đó: KAi: là hệ số thay nước cho mỗi ao. Nó phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố: 70
Chæång 4, Cäng trçnh thuíy saín - Đối tượng nuôi. - Thời điểm thu hoạch, cải tạo ao. - Hình thức nuôi: quảng canh, quảng canh cải tiến, bám thâm canh, thâm canh. - Lượng nước rò rĩ . KBi: là hệ số cấp nước cho bể. - Lượng nước thay cho mỗi bể. - Thời điểm thu hoạch và vệ sinh bể. - Lưu lượng cấp nước cho mỗi bể. 2. Ao lắng, ao chứa. - Cấu tạo giống như ao nuôi. - Thể tích. - Khu vực nguồn nước chủ động quanh năm: Thể tích ao lắng và ao chứa bằng lượng nước sử sụng trong ngày của hệ thống trại. - Khu vực có mùa thiếu nước trong năm: Thể tích bằng lượng nước thiếu trong năm. - Công trình đáy ao: Ao lắng, ao chứa Kinh dẫn nước Hệ thống ao nuôi Dạng biên độ triều lớn Dạng biên độ triều nhỏ 71
Chæång 4, Cäng trçnh thuíy saín Hệ thống lọc nước. - Lưới lọc. - Bể lọc. Hệ thống xử dụng lưới lọc Vật liệu lắng. Hệ thống dẫn nước. 72
Chæång 4, Cäng trçnh thuíy saín Cấp và tiêu nước chung Nguồn nứớc Hệ thống cấp và tiêu nước chung Cấp và tiêu nước riêng. Nguäön næåïc Hệ thống cấp và tiêu nước riêng  Cấp nước. - Kinh cấp. - Thường được sử dụng ở những vùng biên độ triều lớn. - Mặt bờ và mái bờ giống như bờ ao. - Cao trình đáy ao tùy thuộc vào chức năng của kinh. 73
Chæång 4, Cäng trçnh thuíy saín - Máng nước. - Dùng trong trường hợp cấp nước theo nguyên tắc tự chảy hoặc sử dụng máy bơm để cấp nước. - Máng nước được thiết kế xây bằng gạch hoặc bê tông có tiết diện hình chữ nhật. - Máng được xây trên bờ liên ao. - Tại mỗi ao có máng cấp với hệ thống có thể điều chỉnh được lưu lượng nước cấp. - Đường ống.  Tiêu nước. - Kinh tiêu nước cũng có kết cấu như kinh cấp nước. - Cao trình đáy ao phải thấp hơn cống tiêu 0,2m. Kinh tiêu Ao nuôi Ao nuôi 74
Chæång 4, Cäng trçnh thuíy saín Trong trại tôm, trại cá. - Tháp nước. - Dùng để cấp nước cho các thiết bị trong trại, độ cao đáy tháp cách mặt đất ít nhất 2m. - Thể tích của tháp nước phụ thuộc vào khối lượng nước sử dụng của trại trong một giờ và thời gian bơm nước. - Máy bơm phải thích hợp với thể tích tháp nước. Khối lượng nước 1 lần bơm 75
Chæång 4, Cäng trçnh thuíy saín - Bể chứa. - Hệ thống cấp nước và tiêu nước. 76
Chæång 4, Cäng trçnh thuíy saín Hệ thống lọc nước tuần hoàn. Hệ thống ương tôm sú bằng hệ thống lọc tuần hoàn Hệ thống lọc tuần hoàn 77
Chæång 4, Cäng trçnh thuíy saín V. CÁC KIẾN TRÚC VẬT KHÁC. 1.Bậc nước và dốc nước. Trong trường hợp những tuyến kinh đi qua những vùng có độ dốc lớn và thay đổi bất thường. ta có thể thiết kế dốc nước hay bậc nước để giảm độ dốc tuyến kinh, giảm năng lượng dòng chảy không làm xói lỡ hạ lưu công Sân tiêu năng Bậc nước trình.Bậc nước có thể thiết kế theo hình bậc thang. Số bậc thang nhiều hay ít tùy thuộc vào độ cao của dốc. Chiều dài mỗi bậc 1-2m, Chiều cao của mỗi bậc 0,5- 2m. Cuối bậc nước thường có sân tiêu năng làm bằng gạch hay bê tông để tráng xói lỡ phần hạ lưu. * Dốc nước là một đoạn kinh có độ dốc để dẫn nước vượt qua một vùng có địa hình quá dốc, mức nước tập trung cao. Cuối dốc nước cũng xây dựng sân tiêu năng để tráng xói lỡ phần hạ lưu. Sân tiêu năng Dốc nước 2. Ống xi phông. Trong những trường hợp đặt biệt đối với những ao không có ống cống điều tiết nước ao . Người ta có thể sử dụng ống xi phông để cấp hay tiêu nước cho ao. Ống xi phông làm bằng kim loại hay chất dẽo. Hai đầu ống có val đóng mở được đặt một đầu vào nguồn nnước hay ao cần tháo cạn (có mực nước cao), một đầu đặt vào vào ao cần cấp nước hoặc rãnh nước tháo cạn (có mực nước thấp) Lưu lượng ống xi phông cũng được tính bằng: 78
Chæång 4, Cäng trçnh thuíy saín Q  2gh Lưu lượng Q  hệ số lưu lượng thay đổi tuỳ theo chiều dài của ống và đường kính ống. =0,6-0,9  Tiết diện ngang của ống. h. Độ chêng lệch cột nước. g. Gia tốc trọng trường g= 9,81m/s2 Val 2 Val 1 Val 3 Sử dụng ống xi phông Vận hành ống xi phông: Khóa hai val 1 và 3, mở val 2 đổ nước đầy ống xi phông. Đóng val 2 rồi lần lượt mỡ val 1 và val 3. Nước sẽ chảy từ val 1 sang val 3. 3.Cống luồn: Còn gọi là ống xi phông ngược dùng để dẫn nước vượt qua chướng ngại vật. Trường hợp hai đường dẫn nước cắt nhau người ta cũng thường sử dụng cống luồn. Cách tính lưu tốc cũng sử dụng công thức dành cho ống xi phông. Kinh cấp Cống luồn 79
Chæång 4, Cäng trçnh thuíy saín 4. Bể lọc nước. Nhiệm vụ của bể lọc là loại bỏ rác, phù sa, động vật phù du, địch hại trong nước trước khi đưa vào tháp nước. Bể lọc có thể xây ngay ở ao chứa hay ao lắng. Đáy bể lọc sâu hơn đáy ao 0,5-1m được đầm nện kỹ sau đó rãi một lớp cát sõi, lớp đá dăm 10-20cm. Tường xây bằng gạch dày 20cm cao hơn mặt nước ao 0,5m. Xung quanh có chừa bốn cửa để nước vào. các cửa này có khe để khung lưới lọc. Lưới lọc được sử dụng là lưới kapron No=18-34.Khung lưới lọc được đặt cách đáy ao 0,3-0,5m để tránh bùn. Nước đã được lọc Lưới lọc Hệ thống lọc nước bằng lưới 80
Chæång 4, Cäng trçnh thuíy saín Đôi khi người ta cũng sử dụng gạch ống xây thành hai lớp tường. Ở giửa để cát lớp đá và cát để lọc nước như hình vẽ. Máy bơm nước lên Gạch ống tháp nước Đá 1x2 Cát Hệ thống lọc bằng gạch, đá và cát Khi hoạt động nước từ ngoài ao đi qua lớp gạch ống ngoài rồi xuyên qua lớp đá, cát vào giữa. Nước ở giữ bể đã được lọc, ta tiến hành dùng máy bơm bơm nước lên tháp. Ngoài ra người ta cũng thiết kế một bộ phận để lọc nước khác như sau. Máy bơm nước lên tháp nước Ao lắng Bể lọc Ống cống Lưới lọc Bể lọc này có đường ống dẫn nước từ ao lắng đi qua bể lọc. Nước sẽ được lọc qua lưới lọc đi ra ngoài. Nước ở ngoài khung lọc là nc đã lọc sạch. Ta có thể dùng máy bơm bơm nước lên tháp nước để sử dụng. 81
Chæång 4, Cäng trçnh thuíy saín 82
Chæång 5, Cäng trçnh thuíy saín CHƯƠNG V. CÔNG TRÌNH PHỤC VỤ SẢN XUẤT GIỐNG I. KHÁI QUÁT. Công trình phục vụ sản xuất giống bao gồm các ao cá đẻ, hệ thống bể đẻ, bể ấp, các loại máng ấp, các thiết bị phục vụ cấp tiêu nước và lắng lọc Nói chung việc xây dựng và quản lý các công trình này đòi hỏi kỹ thuật phức tạp. Đặc biệt là phải am hiểu về quá trình thành thục, đẻ trứng, phát triển phôi Trên cơ sở đó sử dụng các yếu tố sinh thái khác mà chủ yếu là dòng chảy để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình sinh sản. II. YÊU CẦU. Các yêu cầu sản xuất cá giống cần đạt các yêu cầu sau: - Địa điểm trại cần bố trí ở đầu nguồn nước, gần trạm bơm, tháp nước,, bể cứa, gần khu quản lý, gần ao ương san và ao cá bố mẹ để dễ chăm sóc, quản lý và vận chuyển. - Nên bố trí ở thế đất cao ráo, vững chắc, bằng phẳng, nền đất ổn định. - Bồ trí hệ thống công trình sản xuất giống phải chặc chẽ, liên tục để có thể tận dụng được nước và quá trình thao tác thuận lợi. - Cấp tiêu nước phải chủ động, cấp được đầy đủ, tiêu triệt để, có thể khống chế được lưu tốc nước theo yêu cầu. - Phải phù hợp với kỹ thuật sản xuất giống cho từng đối tượng. - Phải cân đối với qui mô của trại để khỏi gây lãng phí hoặc không đủ sức phụ vụ sản xuất giống. - Có thể sử dụng vật liệu địa phương để giảm chi phí công trình. III. BỂ CÁ ĐẺ. Các loài cá nuôi có tập tính sinh đẻ khác nhau và có thể chia làm hai nhóm. Nhóm cá đẻ được trong nước tĩnh và nhóm cá đẻ cần nước chảy. 1. Bể đẻ cho các loại cá đẻ nước tĩnh. a. Ao đất. Là những ao dành cho cá chép, tai tượng, cá hường, rô phi sinh sản. Thiết kế các ao này cũng tương tự như các ao nuôi cá khác, tuy nhiên diện tích thường khoảng 15-50m2 mực nước không sâu quá 0,5-1m. Bờ ao làm bằng đất thịt nặng hoặc đất sét nhẹ để giữ nước và giữ cá. Trên mặt ao thả khung bèo hay sơ dừa để cho trứng bám. Riêng đối với ao cá đẻ dùng cho cá rô phi, do chúng thường chọn khu nước nông để làm tổ. Vì vậy đáy ao dùng cho cá rô phi đẻ thường được thiết kế một bậc thềm rộng (1/2-1/3) diện tích ao để làm nơi cá đẻ. Một số loài cá đòi hỏi lúc sinh sản phải có giá thể, lúc đó người ta có thể sử dụng ao bậc thềm có trồng cỏ nơi nông để cho cá đẻ. 82
Chæång 5, Cäng trçnh thuíy saín Ngoài ra người ta còn thiết kế ao cá đẻ gồm hai phần. Phần sâu dùng để nuôi cá bố mẹ, phần cạn dùng để chọn cá bố mẹ có thể sinh sản được thả vào, giữa vùng cạn và vùng sâu có cổng bằng lưới để chắn cá bố mẹ và cá con khỏi qua lại. Khi đẻ xong trứng dính vào cỏ ta đuổi cá bố mẹ về khu vực sâu tiếp tục nuôi vỗ còn vùng cạn ta tiếp tục cho trứng nở và ương. 0.5m 1m Dạng ao cá đẻ có bậc thềm Khu vực sâu, dùng Khu vực cho cá đẻ cho cá bố mẹ 83
Chæång 5, Cäng trçnh thuíy saín b. Ao cá đẻ bằng xi măng: Ngày nay người ta cũng thường xây các bể xi măng dùng cho cá đẻ . Kích thước bể thường 4m*5m*1m. Mực nước sâu 0,7-0,8m. Bể được xây bằng gạch dày 10-20cm. Cường độ chịu lực 75-100kg/m2. Hệ thống bể thường có từ 3-6 cái. Trong mỗi bể có thể có hoặc không có vách ngăn để thả cá bố mẹ sau khi đẻ. Khi xây bể cần lưu ý đến độ dốc đáy bể để tiêu nước triệt để nhanh chống. Hệ thống bể đẻ bằng bể ximăng 2. Bể đẻ dùng cho các loài cá đẻ cần nước chảy. Bể đẻ hình tròn (Kiểu Trung Quốc) Bể đẻ gồm hai phần: phần cho cá đẻ và phần thu trứng. Phần cho cá đẻ là một hình trụ đường kính 5-6m. Tường bể trơn láng, dày 15-22cm. Tùy theo vật liệu nhưng cường độ chịu lực không dưới 150kg/cm2.Bể có thể xây nổi hay chìm dưới đất. Đáy bể cá đẻ thiết kế dốc vào giữa. Độ dốc 4-5%. Giữa bể có một hố hình vuông, đó là nơi trứng dồn vào dưới tác dụng của dòng chảy tròn vòng quanh bể và được đưa qua bể thu trứng. Kích thước hố thu trứng 40*40*20cm. đây cũng là cống tiêu của phần bể cá đẻ. Chiều cao bể 1,6-1,8m. Hố thu trứng: có hình chữ nhật dài khoảng 2m rộng 1,5m, sâu hơn đáy bể đẻ 20cm. Giữa bể đẻ và bể thu trứng có một hố nước trồi dùng để nắn dòng chảy và đưa trứng vào giai hứng trứng. Giửa bể thu trứng và hố nước trồi có một cửa thu trứng hình tròn đường kính 30-50cm. Nguyên tắc vận hành: Nước cấp vào bể từ tháp nước bằng một ống có đường kính 10-15cm. Ống cấp nước được đặt theo phương tiếp tuyến với thành bể ở vị ví 2/3 chiều cao của bể. Dòng chảy sẽ tạo dòng chảy tròn trong bể kích thích cho cá đẻ. Sau khi cá đẻ, trứng sẽ dồn lại ở hố thu trứng và theo dòng nước sang hố nước trồi . Ở đây trứng được nước đưa lên và qua cửa thu trứng đi vào giai hứng trứng. Trứng được giử lại trong giai và nước tiếp tục đi qua giai qua cống điều tiết mực nước rồi ra ngoài. Ta sử dụng vợt thu trứng đem đến bể ấp. 84
Chæång 5, Cäng trçnh thuíy saín Khi cá đẻ xong ta tháo cạn nước bằng các val xả cạn., ta tiến hành bắt cá bố mẹ thả xuống ao tiếp tục nuôi vỗ. 6 1 9 5 8 3 4 2 7 10 11 1. Ống cấp nước từ tháp nước. 2. Thành bể trơn láng. 3. Hố thu trứng. 4. Đáy bể. 5. Hố nước trồi. 6. Cửa thu trứng. 7. Bể thu trứng. 8. Giai hứng trứng. 9. Cống điều tiết mực nước trong bể, ván phai. 10. Val tháo cạn. 11. Đường ngầm tháo nước, đường kính 20cm. 85
Chæång 5, Cäng trçnh thuíy saín IV. THIẾT BỊ ẤP TRỨNG. Nói chung đủ hàm lượng oxy thi trứng ác loại cá nuôi điều có thể ấp được trong nước tĩnh. Dòng nước trong các thiết bị ấp trứng nhằm tăng cường hàm lượng oxy, kích thích các hoạt động trao đổi chất của trứng, ổn định nhiệt độ lam cho phôi phát triển nhanh, giảm được các tác nhân nguy hiểm hay địch hại ở bên ngoài và nâng đỡ trứng và cá bột không bị lắng đọng tập trung lại chết. Hiện nay người ta thường sử dụng các thiết bị ấp trứng sau đây. 1. Bể ấp vòng. Cống tràn Lưới mạng tràn Thành bể Vòi phun nước Ống cấp nước Val tháo cạn Thaình bãø Ống tháo cạn Cấu tạo: Bể vòng có đường kính 3-4m, chiều cao bể 0,9-1m. Bể được xây chìm hay nổi tuỳ theo điều kiện địa hình cho phép và xây dựng trong trại cá. Nếu xây chìm thì thành bể phải cao hơn mặt bằng 0,2-0,3m. Thành bể có thể xây bằng gạch 86
Chæång 5, Cäng trçnh thuíy saín dày 20cm, mặt trong tô trơn láng để tránh cọ sát trứng. Ống cấp nước lấy nước từ tháp nước có đường kính 10-15cm, co val điều chỉnh lưu tốc nước. Nước được cấp vào bể bằng 6-8 vòi phung đặt theo tiếp tuyến quét sát đáy bể để toàn bộ khối nước di chuyễn vòng quanh bể không sinh ra góc chết. Đáy bể có hình lòng máng nông. Giữa bể có cống tràn nước. Cống này có những lỗ đường kính 3-4cm với độ cao khác nhau để có thể điều chỉnh mực nước trong bể. Dưới cống tràn có ống thoát nước. Noài ra cũng có val dùng để tháo cạn toàn bộ nước trong bể. Xunh quanh cống tràn có khung sắt đặt lưới mạng tràn để tránh cá bột và trứng ra ngoài. Vận hành: Trước khi ấp trứng rữa sạch bể kiểm tra vòi phung và lưới mạng tràn để chắc chắn trứng và cá bột không thoát ra ngoài. Cho nước vào đầy bể và điều chỉnh lưu tốc nước 0,1-0,15m/s rồi cho trứng vào bể. Nước vào bể qua một val điều chỉnh và chia điều cho các vòi phun tạo thành dònh chảy tròn trong bể giúp cho trứng phát triển và nở. Khi mực nước trong bể được cấp liên tục cao hơn lổ cống tràn thì nước tràn qua lổ đó qua ống thoát ra ngoài. trứng và cá bột được giữ lại trong bể nhờ lưới mạng tràn. trung bình một bể ấp vòng 3-4m3 có thể ấp 2-4 triệu trứng. Trong quá trình ấp đến giai đoạn trứng nở, vỏ trứng sẽ làm tắt mạng tràn nước sẽ không thoát được qua lưới mạng tràn vì vậy nước sẽ dâng cao hơn lưới và chảy ra ngoài mang theo cả cá và trứng. Chính vì vậy giai đoạn này cần theo dõi và rữa mạng tràn thường xuyên. Hiện nay để tăng hiệu quả ấp của bể hoặc tiết kiệm nước người ta cấp thêm oxy cho bể bằng các vòi thổi không khí từ máy sục khí. 2. Bình WEYS (hatching jar). Bình WEYS là loại bình dùng để ấp trứng có dạng hình chay lật ngược. Loại bình này là dạng kiểu ấp trứng được sử dụng rộng rãi ở các trại cá ở Châu Âu. Hiện nay nó cũng được sử dụng để ấp trứng của các loài cá ở Việt nam. Thể tích bình thay đổi rất lớn từ 5 lít đến hằng trăm lít nhưng người ta vẫn chọn những bình có thể tích nhỏ làm bằng thủy tinh để ấp trứng còn kích thước lớn làm bằng composite để dưỡng cá bột. a. Bình WEYS dùng để ấp trứng. Cấu tạo: Bình WEYS bằng thủy tinh có dạng hình chay lật ngược, có dung tích 7- 15 lít. Trên miệng có máng để hướng nước ra ngoài. Giữa máng và bình có lưới mạng tràn để tránh trứng và cá bột thoát ra ngoài. Đáy bình có dạng hình phiểu để tránh tạo góc chết làm trứng và cá bột lắng đọng chết. Đáy bình được liên kết với ống cấp nước. ở đây có gắn một val để có thể điều chỉnh được lưu tốc dòng chảy. Vận hành: Trước khi ấp trứng cần rữa bình sạch và kiểm tra lưới mạng tràn. Mở val cấp nước vào 2/3 bình rồi khóa nước lại. Trứng được khử dính xong ta đổ trứng vào bình rồi ở val điều chỉnh lưu lượng nước 2-3lít/phút. Nước được cấp liên tục dâng lên rồi ra mạng tràn, qua máng rước thoát ra ngoài. Trứng được giử lại trong bình bằng lưới mạng tràn tiếp tục phát triển và nở. Khi trứng gần nở ta ngưng cấp nước khoảng 5-10 phút để trứng thiếu oxy, cá con hoạt động mạnh vỏ 87