Thạc Sĩ Nghiên cứu đánh giá mức độ ổn định thực tế của loại tàu lưới vây khai thác xa bờ tại tỉnh Ninh Thuận

Luận văn thạc sĩ năm 2012
Đề tài: Nghiên cứu đánh giá mức độ ổn định thực tế của loại tàu lưới vây khai thác xa bờ tại tỉnh Ninh Thuận


MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa
Lời cảm ơn . i
Lời cam đoan .ii
Mục lục . iii
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt v
Danh mục các bảng vii
Danh mục các hình vẽ, đồ thị viii
Chương 1 : ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 13
1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC . 14
1.3. MỤC TIÊU, PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 14
1.3.1. Mục tiêu nghiên cứu . 14
1.3.2. Phương pháp và nội dung nghiên cứu . 15
1.3.3. Giới hạn phạm vi nghiên cứu . 15
1.4. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ NGHỀ LƯỚI VÂY NINH THUẬN . 15
1.4.1. Đặc điểm ngư trường 15
1.4.2. Năng suất khai thác và hiệu quả đầu tư . 16
Chương 2: MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ LÝ THUYẾT ỔN ĐỊNH 17
2.1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ỔN ĐỊNH TÀU THỦY . 17
2.2. CÁC CÔNG THỨC TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH . 17
2.2.1.Bản chất của ổn định . 17
2.2.2. Ổn định tĩnh và biểu thức tính cánh tay đòn ổn địnhtĩnh 18
2.2.3. Khái niệm về tâm nổi và tâm ổn định . 23
2.2.4. Ổn định động và biểu thức tính tay đòn ổn định động . 24
2.2.5. Cơ sở lý thuyết của thuật toán tính ổn định . 28
2.2.6. Tiêu chuẩn ổn định . 29
2.2.7. Các phương pháp tính tay đòn ổn định . 34
2.3. THUẬT TOÁN TÍNH ỔN ĐỊNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRỰC TIẾP . 39
Chương 3 : KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 46
iv
3.1. KHẢO SÁT VÀ PHÂN TÍCH CÁC MẪU TÀU LƯỚI VÂY THỰC TẾ . 46
3.1.1. Đo đạc và xây dựng đường hình . 46
3.1.2. Phân tích đặc điểm hình dáng và kết cấu các mẫu tàu khảo sát . 48
3.2. CHƯƠNG TRÌNH TÍNH ỔN ĐỊNH TÀU THỦY 58
3.2.1. Các dữ liệu đầu vào 58
3.2.2. Các module tính toán ( được mô tả đối với tàu NT-040111) . 61
3.3. ĐỘ TIN CẬY CỦA SỐ LIỆU TÍNH TOÁN . 63
3.4. TÍNH KIỂM TRA ỔN ĐỊNH CỦA CÁC TÀU KHẢO SÁT 68
3.5. TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH THỰC TẾ CỦA CÁC TÀU KHẢO SÁT . 68
3.5.1. Đặc điểm về trang bị khai thác tàu nghề cá lưới vây . 69
3.5.2. L ựa chọn trạng thái nguy hi ểm trong quá tr ình khai thác c ủa tàu lưới vây 72
3.5.3. Mô hình tính ảnh hưởng của quá trình thu l ưới đến ổn định của tàu lưới vây . 73
3.5.4. Kết quả tính toán ổn định thực tế của các tàu khảo sát 76
3.6. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU ĐỰNG SÓNG GIÓ THỰC TẾ . 79
3.6.1. Đặt vấn đề 79
3.6.2. Đánh giá khả năng chịu sóng gió thực tế của các tàu khảo sát 80
3.6.3. Kết luận về khả năng chịu sóng gió thực tế của tập hợp tàu khảo sát 87
3.6.4. Xác định ảnh hưởng của góc vào nước θf
. 87
Chương 4 : THẢO LUẬN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 92
TÀI LIỆU THAM KHẢO 95
PHỤ LỤCI 1
PHỤ LỤCII 60
PHỤ LỤCIII . 129


Chương 1 : ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
Như đã biết, đa số tàu cá ở nước ta nói chung và của tỉnh Ninh Thuận nói riêng
là loại tàu đánh cá vỏ gỗ, do ngư dân tự đóng theo mẫu truyền thống của địa phương
dựa trên kinh nghiệm và ý thích của ngư dân và hầu như chưa được tính toán, thiết kế.
Sau khi đóng xong, các tàu mới được lập hồ sơ thiết kế tàu dưới dạng hồ sơ hoàn công
nhằm hợp thức hóa việc đưa tàu vào hoạt động hơn là kiểm tra, đánh giá tính năng tàu.
Mặt khác, các hồ sơ hoàn công nếu có cũng chỉ mang tính hình thức, không đảm bảo
độ chính xác nên không đánh giá mức độ an toàn của tàu trong điều kiện khai thác.
Đặc điểm này không chỉ tạo ra chi phí bất hợp lý cho người dân và gây nhiều trở ngại
cho công tác quản lý kinh tế -kỹ thuật của cơ quan quản lý loại tàu đánh bắt thủy sản
mà còn ảnh hưởng đến an toàn và hiệu quả khai thác của đội tàu cá nước ta hiện nay.
Do đó, mặc dù vẫn đủ ổn định theo tính toán lý thuyết và được phép ra khơi khai thác
nhưng thực tế cho thấy nhiều tàu đã bị tai nạn lật tàu do không đảm bảo được ổn định,
nhất là trong điều kiện khai thác thực tế của nghề khi gặp điều kiện thời tiết bất lợi.
Đặc biệt đối với đội tàu lưới vây, một trong những nghề đánh bắt cá có năng suất cao
của tỉnh Ninh Thuận hiện nay thì tai nạn lật tàu xảy ra ngay trong quá trình khai thác
xuất hiện khá lớn do đặc điểm và điều kiện làm việc của nghề này khá phức tạp. Mặt
khác, công cụ pháp lý hiện hành duy nhất được áp dụng để kiểm tra và phân cấp tàu cá
hiện nay là TCVN 7111:2002 “Qui phạm phân cấp và đóng tàu cábiển cỡ nhỏ” qui
định kiểm tra ổn định chủ yếu ở bốn chế độ tải trọng hành trình và chỉ lưu ý kiểm tra
ổn định bổ sung đối với các tàu thu lưới và cá bằng cẩu nhưng lại áp dụng chung cho
mọi loại tàu cá, không xem xét các trường hợp riêng. Trong khi mỗi nghề khai khác lại
có đặc thù riêng nên điều kiện hoạt động của các tàu tương ứng khác nhau, tùy thuộc
nghề, đặc điểm khai thác, môi trường làm việc v v . Vì thế với vai trò là một Đăng
kiểm viên tàu cá ở Ninh Thuận hiện nay, cùng hy vọng góp phần làm giảm thiểu bớt
các tai nạn của tàu đánh cá tỉnh nhà, chúng tôi đã đề xuất thực hiện đề tài cao học về
vấn đề “Nghiên cứu đánh giá mức độ ổn định thực tế của mẫu tàu đánh cá lưới vây
khai thác xa bờ tại tỉnh Ninh Thuận“.
14
1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
Việc đánh giá mức độ thỏa mãn ổn định cũng như khả năng chịu sóng gió của
tàu, nhất là việc xác định mômen phụ bổ sung xuất hiện trong quá trình khai thác thực tế
như khi thu lưới, thu cá v v . là một trong những vấn đề thực tiễn rất thiết thực, có liên
quan đến tính ổn định của tàu, đòi hỏi các nhà nghiên cứu và quản lý cần phải giải quyết
nhằm đảm bảo tính an toàn cho tàu đi biển. Đặc biệt đối với đội tàu cá cỡ nhỏ Việt Nam
nói chung và tàu cá Ninh Thuận nói riêng, khi mà thân tàu hầu hết chỉđược đóng theo
mẫu dân gian, không được tính toán, thiết kế nhưng lại phải làm việc trong môi trường
thời tiết khắc nghiệt và tải trọng luôn thay đổi trong suốt quá trình hoạt động. Khi tìm
hiểu các đề tài có liên quan đến vấn đề đặt ra trong đề tài, chúng tôi nhận thấy mặc dù có
nhiều đề tài đã đặt vấn đề nghiên cứu ổn định của đội tàu đánh bắt hải sản Việt Nam
nhưng thường cũng chỉ tiến hành đánh giá ổn định theo hướng thống kê trên một tập
hợp lớn các tàu đánh cá, không phân biệt đến cơ cấu ngành nghề khai thác, thông qua
việc so sánh giá trị của các đại lượng đặc trưng cho ổn định đã được tính cho các
trường hợp tải trọng lý thuyết với hệ tiêu chuẩn chung đã được công nhận, chưa xem
xét đến các trường hợp riêng mà trong điều kiện khai thác thực tế của nghề, ổn định
tàu có thể bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi các tác nhân phụ gây nghiêng tàu. Như vậy,
vấn đề đặt ra trong đề tài mặc dù không phải là lĩnh vực hoàn toàn mới, nhưng vẫn còn
nhiều nội dung cần giải quyết nhằm đáp ứng nhu cầu của thực tiễn.
Với khuôn khổ cho phép về thời gian và nguồn lực có hạn của đề tài nghiên cứu,
chúng tôi sẽ cụ thể hóa mục tiêu đặt ra bằng việc khảo sát, nghiên cứu một số mẫu tàu
thuộc cơ cấu nghề vây của tàu đánh cá Ninh Thuận, bằng cách đặt tàu trong môi trường
làm việc cụ thể để phân tích đầy đủ các tác nhân có thể gây ảnh hưởng đến ổn định tàu
và dựa trên cơ sở đó tính toán, kiểm tra để đánh giá mức độ thỏa mãn ổn định cũng như
khả năng chịu đựng sóng gió của tàu trong điều kiện khai thác thực tế.
1.3. MỤC TIÊU, PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
1.3.1. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu đề tài là nghiên cứu đánh giá mức độ ổn định thực tế và khả năng chịu
đựng sóng gió của tàu đánh cá lưới vây truyền thống khai thác xa bờ tại Ninh Thuận,
trên cơ sở đó bổ sung một phần cơ sở lý thuyết làm tiền đề cho việc nghiên cứu xây
dựng các mẫu tàu thích hợp với nghề này cho địa phương ở những nghiên cứu tiếp
theo.
15
1.3.2. Phương pháp và nội dung nghiên cứu
Với mục tiêu đặt ra, phương pháp nghiên cứu ở đây là tiến hành khảo sát thực
tế đường hình một số mẫu tàu đánh cá lưới vây điển hình của địa phương Ninh Thuận
và thực hiện tính toán cần thiết để đánh giá mức độ ổn định thực tế của các tàu khảo
sát. Với cách đặt vấn đề như thế, đề tài bao gồm những nội dung chính như sau:
1. Khảo sát thực tế và phân loại các mẫu tàu đánh cá lưới vây điển hình của tỉnh
Ninh Thuận;
2. Phân tích trạng thái tải trọng nguy hiểm thực tế của tàu lưới vây và tính toán
ổn định của các mẫu tàu khảo sát;
3. Đánh giá mức độ ổn định thực tế và khả năng chịu đựng sóng gió của các mẫu
tàu lưới vây khảo sát;
4. Phân tích và đề xuất tiêu chuẩn ổn định phù hợp với mẫu tàu lư ới vây khảo sát.
Trên cơ sở đó, cấu trúc đề tài được phân thành các chương cụ thể như sau:
Chương 1 : Đặt vấn đề
Chương 2 : Một số vấn đề lý thuyết ổn định
Chương 3 : Kết quả nghiên cứu
Chương 4 : Thảo luận kết quả nghiên cứu
1.3.3. Giới hạn phạm vi nghiên cứu
Do mang kiểu đặc thù riêng của tập quán địa phương nên tàu cá trong tỉnh gần
như không khác nhau nhiều về hình dáng (đặc biệt là đối với loại tàu cùng cơ cấu nghề),
cùng khối lượng khảo sát và tính toán, nhất là tính trọng lượng, trọng tâm tàu khá lớn
nên trong đề tài chúng tôi lựa chọn và thực hiện tính toán trên một số mẫu tàu nhất định.
1.4. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ NGHỀ LƯỚI VÂY NINH THUẬN
1.4.1. Đặc điểm ngư trường
Ninh Thuận là một trong những tỉnh thuộc khu vực vùng Duyên hải miền
Trung, phía Đông tiếp giáp biển Đông có bờ biển dài hơn 105 km, có vùng đặc quyền
kinh tế rộng 24.480 km
2
, lại nằm ở trung tâm vùng nước trồi nên nguồn lợi thủy sản vô
cùng đa dạng và phong phú. Từ lâu vùng biển Ninh Thuận được đánh giá là ngư
trường có trữ lượng cá nổi lớn, thuận lợi hơn nữa là nằm kề với các ngư trường trọng
điểm như Bình Thuận, Bà Rịa-Vũng Tàu, Cà Mau, Kiên Giang, Trường Sa, DK1 nên
có thể nói tiềm năng phát triển của nghề lưới vây Ninh Thuận trong tương lai là rất
lớn.
16
1.4.2. Năng suất khai thác và hiệu quả đầu tư
Nghề vây là nghề đánh bắt cá chủ động làm việc theo nguyên lý lọc nước bắt cá
nên hiệu quả khai thác của nghề này không những chỉ phụ thuộc vào kỹ thuật khai thác
mà còn phụ thuộc vào khả năng đầu tư và mức độ trang bị các trang thiết bị cho tàu.
Với qui mô khai thác hiện nay cho thấy để phát hiện đàn cá, tàu phải trang bị thiết bị
dò tìm và muốn vây được toàn bộ đàn cá đòi hỏi lưới phải đảmbảo dài và đủ độ cao,
ngoài ra tàu còn phải đạt tốc độ nhất định. Hoặc muốn rút ngắn được chu kỳ đánh bắt
thì tàu phải được trang bị các thiết bị khai thác nhằm cơ giới hóa quá trình thu lưới, cá.
Tùy qui mô đầu tư, giá thành một tàu vây ở Ninh Thuận khoảng (1,5 2,0) tỷ đồng,
năng suất khai thác của tàu vây xa bờ khá lớn, bình quân khoảng (100 150) tấn/năm,
tập trung chủ yếu vào thời điểm vụ cá nam (khoảng tháng 4 đến tháng 10 hàng năm).
Bảng 1.1 thống kê cơ cấu nghề theo công suất của đội tàu cá xa bờNinh Thuận
tính đến hiện nay (trích số liệu của Chi cục Khai thác và Bảo vệ nguồn lợi thủy sản
Ninh Thuận [12]).


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Đăng Cường (2000), Thiết kế và lắp ráp thiết bị tàu thủy, NXB Khoa học
và kỹ thuật.
2. Nguyễn Quang Minh (2006), Một số vấn đề lý thuyết tàu thủy nâng cao “Advanced
problems in ship theory”, NXB Nông nghiệp, TP. Hồ Chí Minh.
3. Trần Công Nghị (2006), Thiết kế tàu thủy, NXB Đại học quốc gia TP. Hồ Chí Minh.
4. Trần Gia Thái (2010), Kết cấu thân tàu, NXB Khoa học và kỹ thuật.
5. Nguyễn Hữu Vượng, Nguyễn Đức Ân, Trương Cầm, Trần Công Nghị, Trần Hùng
Nam, Hồ Quang Long (1998), Sổ tay kỹ thuật tàu thủy và công trình nổi, tập I, NXB
Giao thông vận tải.
6. Vũ Văn Xứng, Thiết bị khai thác cá, NXB Nông nghiệp.
7. Derrett.D.R and Barrass.C.B (2001), Ship stability for masters and mates,
Butterworth-Heinemann.
8. Rawson. K.J and Tupper. E.C (2001), Basic ship theory V1 and V2, Butterworth-Heinemann.
9. Sevestianop.N.B; Ananiep. DM.; Nhechaep. Iu.I, người dịch Phạm Ngọc Hòe-Lê
Ngọc Phước (1991), Ổn tính cho tàu đi biển, NXB Giao thông vận tải-NXB Nông
nghiệp.
10. Bô Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn -Cục Khai thác và Bảo vệ Nguồn lợi
(2008), Các văn bản pháp qui về quản lý tàu cá, NXB Lao động xã hội.
11. Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN-7111:2002 “Qui phạm phân cấp và đóng tàu cá biển
cỡ nhỏ”, NXB Nông nghiệp, Hà Nội, 2003.
12. Chi cục Khai thác và bảo vệ nguồn lợi Thủy sản tỉnh Ninh Thuận, Báo cáo tổng
kết tình hình quản lý tàu cá năm 2009.