Luận văn Mô phỏng sự lan truyền bệnh trên da cá trơn ( Cá tra)

-3mm. Các ñốm trắng thường xuất hiện trước tiên ở thận, làm thận sưng to gấp 2-3 lần bình thường và mềm nhũn. Khi bệnh nặng mới có thể quan sát thấy các ñốm trắng ở tùy tạng và gan, các ñốm trắng ở gan thường thưa và nhỏ hơn ở thận. Đường lan truyền [10] • Vi khuẩn trong nước có thể qua ñường mũi của cá xâm nhập vào cơ quan khứu giác và di chuyển vào dây thần kinh khứu giác, sau ñó vào não (Miyazaki và Plumb, 1985). Bệnh lan rộng từ màng não ñến sọ và da. • E. ictaluri cũng có thể xâm nhiễm qua ñường tiêu hoá qua niêm mạc ruột vào máu gây nhiễm trùng máu (Shotts et al.,1986). Bằng ñường này thì vi khuẩn vào mao mạch trong biểu bì gây hoại tử và mất sắc tố của da. Cá da trơn còn nhiễm E.ictaluri qua ñường miệng gây nhiễm khuẩn ruột. Bệnh tiến triển gây viêm ruột, viêm gan và viêm cầu thận trong vòng 2 tuần sau khi nhiễm bệnh. Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu Trang 26 Chương 4: XÂY DỰNG MÔ HÌNH LAN TRUYỀN BỆNH TRÊN CÁ TRA Với ñầy ñủ các thông tin về lý thuyết mô hình hóa và mô phỏng hướng tác tử, cấu trúc mô hình ngăn, cũng như các dữ liệu về quá trình nuôi cá cùng với các ñặc ñiểm về bệnh, mô hình sẽ ñược tiến hành xây dựng. 4.1 Khảo sát thu thập số liệu Chúng tôi (gồm có nhóm phân tích và thiết kế hệ thống, nhóm dự báo, nhóm mô phỏng) ñã có các ñợt lấy ý kiến chuyên gia về thủy sản ở Khoa Thủy Sản, trường Đại học Cần Thơ và khảo sát thực ñịa, phỏng vấn người nuôi tại một số ñịa ñiểm thuộc tỉnh An Giang như sau: - Trung tâm khuyến nông – khuyến ngư tỉnh: nghe báo cáo ñể nắm thông tin chung về tình hình nuôi cá tra toàn tỉnh. - Phòng nông nghiệp các huyện Châu Phú, Phú Tân ñể tìm hiểu thông tin nuôi cá tra và tình hình dịch bệnh. Đồng thời tham khảo một số kinh nghiệm thực tế của bà con nuôi cá tra tại từng huyện. - Chúng tôi ñã thu thập ñược một số thông tin thông qua sự tiếp xúc với các kỹ thuật viên của trung tâm cũng như các hộ dân có nuôi cá tra nhưng chúng tôi chỉ quan tâm ñến những thông tin quan trọng phục vụ cho việc xây dựng mô hình như: diện tích thông thường của một ao nuôi, hình thức nuôi cá tra phổ biến (phần lớn nuôi trong ao và có một số nuôi trong bè ñặt trên sông), mật ñộ nuôi cá, các ñiều kiện về môi trường, các chỉ tiêu thủy lý, thủy hóa phù hợp khi nuôi cá, chế ñộ chăm sóc. - Chúng tôi cũng ñã tìm hiểu về tình hình dịch bệnh qua các kỹ thuật viên của trung tâm và các cộng tác viên tại các trạm thu mẫu của các huyện. Các kỹ thuật viên ñã cung cấp cho chúng tôi rất nhiều thông tin liên quan ñến quá trình nuôi cá tra từ khâu chọn cá giống, xử lý ao/ bè, thả cá cho ñến việc quản lý và chăm sóc cá. Họ còn cung cấp cả cách pha chế thức ăn, tỉ lệ cho cá ăn hằng ngày, các loại thuốc thường ñược dùng ñể xử lý ao cũng như xử lý cá trước khi thả nuôi. Một số bệnh thường gặp và triệu chứng cũng như cách phòng trị trong trường hợp bệnh xảy ra. Đặc biệt chúng tôi chú ý nhiều ñến bệnh gan thận mủ: thời ñiểm thường xảy ra, dấu hiệu bệnh lý, các yếu tố ảnh hưởng trực tiếp ñến bệnh. Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu Trang 27 4.2 Mô hình lan truyền diện rộng Mô hình lan truyền diện rộng là mô hình lan truyền của mầm bệnh theo nguồn nước trên sông, và từ sông lan truyền vào ao hay ngược lại mầm bệnh từ ao lan truyền ra sông. Hình thức lan truyền trên diện rộng thứ hai ñó là sự lan truyền từ ao này sang ao khác do chim hoặc các sinh vật ăn xác cá bị bệnh chết di chuyển. Đây là một vấn ñề phức tạp và chưa ñược quan tâm ñúng mức. Nhưng vấn ñề này là một vấn ñề rất thực tế, việc lan truyền bệnh giữa các ao nuôi trong vùng có cùng nguồn nước cấp vào là có thực và ñáng ñược quan tâm. 4.2.1 Môi trường Môi trường là một thành phần quan trọng của hệ thống. Có hai phương pháp diễn tả môi trường trong GAML, hoặc là dùng GIS hoặc là dùng GRID. Trong mô hình này, môi trường ñược sử dụng là GRID.. Mô hình lan truyền diện rộng có thể ñược xây dựng trên một huyện, một tỉnh hay kết hợp nhiều tỉnh. Mô hình ñược xây dựng ở ñây là trong phạm vi một huyện. Bước 1: Chọn dữ liệu sử dụng Dữ liệu ñược chọn là dữ liệu ảnh về bản ñồ. Chúng tôi ñi khảo sát ở hai huyện của An Giang ñó là huyện Châu Phú và Phú Tân (An Giang là một trong những vựa cá tra lớn của ĐBSCL). Bản ñồ ñầu tiên ñược chọn ñể thử nghiệm ñó là bản ñồ huyện Phú Tân vì Phú Tân là một vùng ñất có nhiều thuận lợi ñể nuôi cá tra thâm canh, nó nằm giữa hai nhánh sông Tiền và sông Hậu, có nguồn nước ngọt dồi dào quanh năm. Hơn nửa, chỉ cần 1 ñịa ñiểm Phú Tân là ta có thể khảo sát ñược ñặc trưng của cả hai nguồn nước khác nhau, một của sông Tiền và một từ sông Hậu. Theo thống kê của Phòng nông nghiệp huyện Phú Tân vào cuối năm 2008, diện tích ao - hầm nuôi cá tra tại 19 xã của huyện lên ñến 3.206.639 m2 và thể tích lồng bè 42.259,2 m3. Khi quản lý dữ liệu mỗi vụ nuôi cá, người ta sẽ quản lý theo tuyến tương ứng với một nguồn nước cung cấp cho ao nuôi. Dữ liệu bản ñồ huyện Phú Tân sẽ có hai tuyến chính ñó là tuyến dọc sông Tiền và tuyến dọc sông Hậu. Dữ liệu bản ñồ sẽ qua một bước tiền xử lý ñể có ñược một ảnh phù hợp làm môi trường cho mô hình. Môi trường này sẽ bao gồm nhiều ô (hay nhiều ngăn) với kích thước mỗi ô là 100x100m minh họa cho diện tích của huyện khoảng 360km2. Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu Trang 28 Bước 2: Tiền xử lý dữ liệu – lưới hóa bản ñồ Dữ liệu bản ñồ hành chính của huyện sẽ ñược xử lý ñể ñược một ảnh với kích thước 200x200 pixel thể hiện ñược một số thông tin sau: • Hệ thống thủy lợi của vùng: sông ngòi (2 tuyến sông chính là: Sông Tiền và Sông Hậu), hệ thống các kênh rạch ñể nước lưu thông. Hệ thống thủy lợi này ñảm bảo sự liên thông với nhau ñể nước có thể lưu thông tốt nhất. Chú ý, sự lưu thông của nước trong hệ thống thủy lợi sẽ ñược ñặt hướng gần giống như hướng nước chảy thực tế khi nước lên và nước xuống. • Các ñường ranh giới của các vùng nhỏ hơn, cụ thể là các xã trong huyện. • Hệ thống các ao nuôi cá tra ñược ñặt mô phỏng theo hệ thống thủy lợi bên trên. Vì lý do, kích thước của mỗi ô lưới là 100x100m nên nếu tính diện tích thì diện tích mỗi ô lên ñến 10.000m2, trong khi ñó khi chúng ta ñưa lên máy tính thì kích thước rất nhỏ, nên ñể dễ dàng theo dõi tôi vẫn phóng to một vùng nuôi gồm nhiều ô lưới ñể chúng ta có thể quan sát dễ dàng hơn. Trong hệ thống ao này, có những ao theo ñúng quy trình nuôi, nghĩa là có cả ao lắng và ao xả; bên cạnh ñó cũng có những ao nuôi lấy nước và thải nước trực tiếp ra hệ thống thủy lợi mà không qua một bước xử lý nào. Trong hệ thống ao này, tùy từng thời ñiểm thực tế mà sẽ có một vài ao mở ửa ñể lấy nước vào hoặc thải nước ra; một vài ao khác thì ñóng cửa vì những ao này không cần thay nước. Như vậy, mỗi ao nuôi sẽ có hệ thống cửa ao ñể lấy nước và thải nước. o Điều kiện ñể lấy nước vào ao: Nước chỉ ñược lấy vào ao khi cửa ao mở, nước ñang lên (nước lớn) và mực nước trong ao phải thấp hơn so với mực nước sông. Tuy nhiên trên thực tế, các hộ nuôi cá ña số là dùng máy bơm nước vào ao tùy thuộc vào nhu cầu nước của ao ñó, vì vậy ở ñây chúng ta chỉ quan tâm ñến nhu cầu nước của từng ao nuôi và trạng thái ñóng/ mở cửa của o. Ao có nhu cầu lấy nước (vì tại một thời ñiểm có ao cần lấy nước nhưng cũng có ao không cần) và cửa ao mở thì nước sẽ ñược bơm vào ao nuôi. Và khi bơm nước vào ao nuôi, nước này có thể mang theo mầm bệnh vào ao. o Điều kiện ñể thải nước: tương tự như lấy nước vào, cửa ao phải mở và ao phải có nhu cầu thải nước ra. Tóm lại, dựa vào dữ liệu bản ñồ hành chính của một huyện, dữ liệu này ñược xử lý ñể xây dựng một bản ñồ mô phỏng gần giống với thực tế ñể làm môi trường cho mô hình mô phỏng. Trên mô hình này thể hiện rõ các vùng ñất, nước, ao nuôi thông qua các màu khác nhau sẽ ñược diễn tả trong bảng 4.1. Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu Trang 29 Hình 4.1 là bản ñồ hành chính của huyện Phú Tân, Tỉnh An Giang [9], và hình 4.2 là bản ñồ ñã qua xử lý, mô phỏng hệ thống thủy lợi, hệ thống các ao nuôi cá theo bản ñồ hành chính. Hình 4.1: Bản ñồ hành chính của huyện Phú Tân Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu Trang 30 Hình 4.2: Môi trường cho mô hình Quan sát hình 4.2, ta sẽ thấy các thành phần nhận ñược sau bước tiền xử lý. Các thành phần khác nhau của bản ñồ ñược thể hiện qua các màu như trong bảng 4.1. Bảng 4.1: Bảng màu mô tả các thành phần của môi trường Màu Thành phần Màu ñen Đường ranh giới giữa các vùng trong huyện Màu xanh biển Hệ thống thủy lợi (sông Tiền, sông Hậu và hệ thống kênh rạch) Màu xanh rêu Các vùng nuôi cá Màu xám Đất và các phần còn lại (các phần không thuộc các thành phần trên/ các vùng không thuộc huyện ñang xét). Để tạo ra môi trường trong GAML ta dùng cú pháp sau: ▪ Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu Trang 31 Môi trường còn chứa các thông tin về tổng lượng mầm bệnh (vi khuẩn) trong mỗi ngăn (ô nước, ao), các chỉ số thủy hóa, thủy lý khác. Từ những thông tin này và sự tương tác giữa các tác tử ta sẽ mô hình hóa và mô phỏng sự lan truyền của vi khuẩn theo dòng nước chảy trên sông. Để minh họa rõ ràng hơn về mật ñộ (tổng lượng) vi khuẩn trong từng ao nuôi hay cũng như tổng lượng vi khuẩn trên sông, nói cách khác là biểu diễn một yếu tố quan trọng ảnh hưởng ñến trạng thái của ao nuôi, ta ñịnh nghĩa thêm các màu ñể diễn tả sự tồn tại của vi khuẩn trong môi trường nước như sau (phục vụ cho việc quan sát): Bảng 4.2: Bảng mô tả màu minh họa cho trạng thái của tác tử Màu Trạng thái nhiễm bệnh Màu hồng nhạt Số vi khuẩn ít. Màu hồng ñậm Số vi khuẩn trung bình Màu ñỏ Tác tử nước mang rất nhiều vi khuẩn Tr ên sô n g Chú ý: trên ñây chỉ là ba màu ñại diện, trong mô hình thì màu sẽ thay ñổi từ nhạt ñến ñậm ñể thể hiện tổng lượng vi khuẩn thực có trong nước. Màu càng ñậm thể hiện tổng lượng vi khuẩn càng lớn. Màu xanh rêu Ao ở trạng thái bình thường (chưa nhiễm bệnh hoặc là ñã sạch bệnh). Tổng lượng vi khuẩn <106 cfu/ml (cfu: khuẩn lạc) Màu vàng Đã có vi khuẩn xâm nhập nhưng chưa ñáng kể, ñây gọi là trạng thái "nhạy cảm" với bệnh của ao nuôi, cá trong ao chưa bệnh, chưa gây thiệt hại gì. Màu xanh dương Vi khuẩn ñã tấn công, vùng nuôi ñã nhiễm bệnh, cá trong vùng nuôi ñã bệnh nhưng chưa chết. Tr o n g a o Màu ñỏ Nhiễm bệnh nặng, xuất hiện cá chết. Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu Trang 32 4.2.2 Tác tử (agent) Tác tử hay còn gọi là thực thể hoặc loài (entity or species). Môi trường và các tác tử là những thành phần chính của hệ thống. Từ những thành phần này ta tiếp tục xác ñịnh các hành vi, các hoạt ñộng giao tiếp giữa chúng. Các tác tử có thể của hệ thống là: nước, mầm bệnh, ao nuôi, ao lắng, ao xả, cửa ao, cá, thuốc trị bệnh. Tuy nhiên sau quá trình phân tích chi tiết yêu cầu, một số tác tử ñược chuyển thành những thuộc tính cho các tác tử khác, chỉ giữ lại các tác tử chính sau: nước, ao nuôi, cá. 4.2.2.1 Tác tử "nước" (water) Đây là một trong những tác tử quan trọng trong hệ thống. Tập hợp các tác tử nước sẽ tạo nên dòng nước chảy trên các sông ngòi và kênh rạch. Trong dòng nước luôn có tiềm ẩn những mầm bệnh ít hay nhiều, khi gặp ñiều kiện thuận lợi của môi trường xung quanh các mầm bệnh này phát triển một cách nhanh chóng và tăng về số lượng (sinh sản và phát triển), khi hội ñủ ñiều kiện thuận lợi thì mầm bệnh sẽ tấn công ñộng vật thủy sản. Ngược lại, khi gặp ñiều kiện bất lợi thì mầm bệnh cũng sẽ giảm ñi (chết). Như vậy trong tác tử nước luôn có mang mầm bệnh nói chung; mầm bệnh có thể là vi khuẩn, virus, ký sinh trùng, mấm,... trong mô hình này chúng ta chỉ quan tâm ñến tổng lượng vi khuẩn có trong dòng nước và ñặc biệt là vi khuẩn E. ictaluri. Tập các tác tử nước (hay còn gọi các ngăn/ô nước như trong mô hình ña ngăn) tạo nên dòng nước. Dòng nước có mang mầm bệnh sẽ chảy theo hướng của nó và trong quá trình chảy các ô nước sẽ ñược cập nhật các thông số liên quan, tạo nên một sự lan truyền giữa các tác tử. Sự lan truyền này tạo nên hệ thống sông ngòi giống như trong thực tế. Và ñây chính là sự lan truyền bệnh trên sông. Tác tử nước - Vị trí - Màu - Tổng lượng vi khuẩn - Hướng nước • Chảy trên sông (cập nhật giá trị) Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu Trang 33 - Vị trí: là nơi tác tử ñang ñịnh vị trong môi trường. Dựa vào vị trí này ta có thể xét các vị trí lân cận của nó. - Màu: ñược sử dụng với mục ñích biểu diễn trực quan tổng lượng vi khuẩn mà ô nước mang. Màu càng ñậm thì tác tử mang càng nhiều vi khuẩn. - Tổng lượng vi khuẩn: Lượng vi khuẩn tổng mà tác tử nước ñang mang tại thời ñiểm ñang xét, giả sử là thời ñiểm t, số lượng này thay ñổi sẽ ảnh hưởng ñến màu của tác tử nước. Để dễ dàng trong bước cập nhật theo các luật, thuộc tính "tổng lượng vi khuẩn trước thời t-1" sẽ ñược thêm vào trong suốt quá trình thực hiện. - Hướng nước: biểu diễn hướng nước chảy tại thời ñiểm ñang xét. Hướng nước này sẽ thay ñổi tùy theo nước lớn hay nước ròng. 4.2.2.2 Tác tử "ao" (pond) Đây là tác tử biểu diễn cho ao nuôi cá, tác tử này sẽ ñược thể hiện bằng nhiều ô trong lưới của môi trường với một ô chính và các ô phụ xung quanh. Mỗi ao có cửa ao, cửa ao thuộc vào một trong 3 loại ñược diễn tả như hình 4.3. - Cửa hỗn hợp: Là cửa vừa cho nước ra vừa lấy nước vào. - Cửa ra: Là cửa chỉ ñể thải nước ra sông. - Cửa vào: Cửa lấy nước vào. Hình 4.3: Các loại cửa ao Để ñơn giản, trong mô hình này chúng ta chỉ quan tâm trước tiên ñến một loại cửa ñó là cửa hỗn hợp. Các cửa ao này ñặt ở vị trí tiếp giáp giữa sông và ao, việc lấy nước từ sông vào ao và thải nước từ ao ra sông sẽ ñược thực hiện thông qua các cửa ao. Với ñặc trưng như vậy, các cửa ao sẽ ñược xét như là một tập con của tập Cửa hỗn hợp Cửa lấy nước vào Cửa xả nước ra Cửa ao Ao Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu Trang 34 tác tử nước và thêm vào thuộc tính ñặc trưng về loại cửa ao. Hành vi "nước ra vào ao" cũng ñược thêm vào. Hành vi này cho phép nước ñi từ sông vào ao và ngược lại. Quá trình nước ra vào ao cũng mang theo mầm bệnh, cho nên hành vi này ñược xem là hành vi lan truyền bệnh từ sông vào ao và ngược lại. Có hai loại ao nuôi: - Ao loại 1: Ao lấy nước và thải nước trực tiếp ra sông. Đối với loại ao này thì xác suất nhiễm bệnh sẽ cao vì nước ñược lấy trực tiếp từ sông và trên sông luôn luôn có vi khuẩn. - Ao loại 2: Ao có hệ thống ao xả (ao thải) và ao lắng. Ao lấy nước gián tiếp qua ao lắng và thải nước vào ao xả trước khi thải ra sông. Khi nước vào ao lắng, nước sẽ ñược xử lý tại ao lắng nên mầm bệnh trong nước sẽ giảm ñi rất nhiều, vì vậy xác suất nhiễm bệnh ñối với loại ao này là rất thấp. Và nước thải ra sông từ ao loại này cũng không mang nhiều vi khuẩn vì ñã qua xử lý tại ao xả trước khi ñổ ra sông. Hình 4.4: Sơ ñồ phân loại ao nuôi Tập con Tác tử nước Tác tử Cửa ao - Loại cửa ao • Nước ra vào ao (lan truyền bệnh sông ↔ ao) Ao loại 1 Ao loại 2 Ao Ao lắng Ao xả Lấy nước vào Thải nước ra Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu Trang 35 Vậy ngoài tác tử ao nuôi cá là tác tử chính ta còn có hai tác tử ao phụ với các thuộc tính hoàn toàn tương tự ñó là tác tử ao lắng và tác tử ao xả. Hai tác tử này phục vụ việc xử lý nước cho ao nuôi loại 2. Hình 4.5: Sơ ñồ kế thừa giữa các loại ao Tuy nhiên, trên thực tế người ta không quản lý ao lắng và ao xả mà chỉ quản lý ao nuôi nên ta chỉ cần ñưa thêm thuộc tính loại ao cho tác tử ao nuôi ñể xác ñịnh ao nuôi ñó có hệ thống ao lắng và ao xả hay không. Mặt khác, tổng lượng vi khuẩn ổn ñịnh có trong ao hoặc trên sông mà chúng ta ñã ñề cập ở trên lại ñược chia làm hai nhóm: - Nhóm vi khuẩn có ích: Nhóm vi khuẩn này có thể sống chung với các ñộng vật thủy sản ñược nuôi trong ao mà không gây hại gì. - Nhóm vi khuẩn cơ hội: Nhóm vi khuẩn này là nhóm vi khuẩn gây bệnh. Khi gặp ñiều kiện thuận lợi về môi trường và sức khỏe cá không ñược tốt thì vi khuẩn sẽ phát triển và tấn công cá nuôi. Hình 4.6: Sự phân hóa vi khuẩn trong ao Ao nuôi Tổng lượng vi khuẩn trong ao vi khuẩn có ích vi khuẩn cơ hội (E. ictaluri) Ao lắng Ao xả Ao loại 2 Ao loại 1 Ao nuôi Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu Trang 36 Vi khuẩn E. ictaluri gây bệnh gan thận mủ trên cá tra thuộc nhóm vi khuẩn cơ hội tiềm ẩn trong ao nuôi. Khi ao nuôi có hiện tượng bệnh thì người nuôi thường sử dụng thuốc ñể ñiều trị, vì vậy khi một ao bắt ñầu bị bệnh thì số lượng vi khuẩn trong ao thường sẽ không tăng thêm nhiều do tác dụng của thuốc ñiều trị. Các tác tử ao sẽ nhận nước từ các tác tử nước trên sông thông qua những cửa ao và cũng sẽ nhận vi khuẩn từ sông. Đồng thời ao cũng truyền vi khuẩn ra sông nếu ao ñang bị nhiễm bệnh mà ao thải nước ra ngoài. Khi số lượng mầm bệnh trong nước tại một ao nuôi tăng ñến một ngưỡng xác ñịnh cho trước, và sức khỏe cá nuôi trong ao không tốt thì ao nuôi ñó sẽ bị bệnh tấn công. Do ñó thuộc tính tình trạng sức khỏe cá trong ao sẽ ñược thêm vào cho tác tử ao. Tổng hợp thuộc tính của tác tử ao như sau: Trong ñó: - Mã ao: dùng ñể phân biệt giữa các ao với nhau. - Vị trí: vị trí ao trong môi trường. - Màu: biểu diễn trực quan cho mức ñộ nhiễm bệnh của ao. - Diện tích: diện tích ao nuôi. Tác tử Ao - Mã ao - Vị trí - Màu - Diện tích - Mực nước - Tổng lượng vi khuẩn - Loại ao - Tình trạng sức khỏe cá trong ao - Các chỉ tiêu thủy lý/ hóa • Cập nhật giá trị • Được chữa bệnh • Lan truyền bệnh ao – ao • Chuyển trạng thái Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu Trang 37 - Mực nước: ñể xác ñịnh nhu cầu nước, ao cần lấy nước vào hay thải nước ra. Mức ñộ nhiễm bệnh của một ao nuôi nặng hay nhẹ sẽ tùy thuộc vào số lượng mầm bệnh có trong nước ao, sức khỏe của cá và một số ñiều kiện môi trường khác. Mức ñộ nhiễm bệnh hay gọi tắt là trạng thái bệnh của ao sẽ ñược ước lượng hóa và ñược chia làm ba cấp ñộ (mức) như sau: • Ao bệnh ñộ 1 - trạng thái nhạy cảm (susceptible status): vùng mới xuất hiện vi khuẩn, nghĩa là mầm bệnh ñã xâm nhập vào vùng nuôi nhưng chưa ñủ khả năng gây bệnh. Ở những vùng nuôi này khi gặp ñiều kiện thuận lợi về thời tiết, môi trường nước thì mầm bệnh sẽ phát triển, khi số mầm bệnh ñủ lớn ñể có khả năng gây bệnh cho cá trong vùng. • Ao bệnh ñộ 2 - trạng thái nhiễm bệnh (infected status): mầm bệnh bắt ñầu tấn công vùng nuôi nhưng mức ñộ thiệt hại chưa ñáng kể. Đây là tình trạng nhiễm bệnh nhẹ. • Ao bệnh ñộ 3 - trạng thái nhiễm bệnh nặng (serious infected status): Vùng nuôi bị nhiễm bệnh rất nặng. Bệnh gây thiệt hại nghiêm trọng ñến vùng nuôi, có thể gây thiệt ñến 90%. Như vậy, một ao sẽ có 4 trạng thái: trạng thái bình thường tức là ao ở trạng thái chưa bị nhiễm bệnh hoặc ao ở trạng thái ñã khỏi bệnh (normal/ recovered), ao có thể ở trạng thái bệnh ñộ 1, bệnh ñộ 2 hay bệnh ñộ 3. Từ một trạng thái bệnh bất kỳ, ao có thể thay ñổi thành trạng thái trước hoặc trạng thái sau khi có sự thay ñổi về số lượng mầm bệnh thâm nhập vào trong ao theo dòng nước hay do chim kết hợp với sự thay ñổi ñiều kiện môi trường. Trạng thái của ao có thể thay ñổi theo sơ ñồ trong hình 4.7. Hình 4.7: Sơ ñồ mô tả quá trình chuyển trạng thái ao nuôi Ao bệnh ñộ 2 Ao bệnh ñộ 1 Ao bệnh ñộ 3 Ao chưa nhiễm/ sạch bệnh Sự thay ñổi: ñiều kiện môi trường, mầm bệnh, sức khỏe cá Thuốc ñiều trị Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu Trang 38 Khi một ao bị bệnh, ao này thải nước ra hệ thống thủy lợi và chắc chắn trong nước thải ñó có mang theo một số mầm bệnh và các mầm bệnh này tiếp tục di chuyển trong dòng nước. Mầm bệnh có thể: - Gia tăng số lượng: Mầm bệnh có thể gia tăng số lượng nhờ vào việc mầm bệnh (vi khuẩn) có thể sinh sản thêm theo thời gian. - Giảm số lượng: Nghĩa là số lượng mầm bệnh có thể giảm xuống khi một số vi khuẩn bị chết ñi do ñiều kiện môi trường không thuận lợi hay do thời gian. Nước chảy mang theo mầm bệnh và khi nước lên, các ao lân cận khác tiến hành lấy nước vào và mầm bệnh trong dòng nước sẽ vào những ao này, tiếp tục tích tụ và khi ñủ lớn thì mầm bệnh lại tấn công ao nuôi, gây bệnh cho cá. Quá trình này cứ tiếp tục và ñược gọi là quá trình lan truyền bệnh theo dòng nướ. Tương tự, sự di chuyển của chim hoặc các sinh vật ăn xác cá chết do bệnh từ ao này sang ao kia sẽ gây nên sự lan truyền bệnh giữa các ao. Ta ñặt: S : Tổng diện tích nuôi cá tra trong vùng (huyện). S0 : Tổng diện tích các ao nuôi chưa bị nhiễm bệnh hoặc ñã sạch bệnh. S1 : Tổng diện tích các ao bệnh ñộ 1. S2 : Tổng diện tích các ao bệnh ñộ 2. S3 : Tổng diện tích các ao bệnh ñộ 3 (mức nguy hiểm nhất). Ta có: S = S0 + S1 + S2 + S3 là một hằng số. 4.2.2.3 Tác tử "cá tra" (catfish) Một quần thể các tác tử cá sẽ ñược tạo ra trong mỗi ao theo mật ñộ nuôi xác ñịnh. Trạng thái sức khỏe của cá cũng có 4 trạng thái cụ thể như sau: - Trạng thái không bệnh (normal) hoặc hết bệnh (recovered): sức khỏe cá ñang tốt hoặc là cá ñã hết bệnh. - Trạng thái nhạy cảm với bệnh (susceptible): cá yếu, khả năng ñề kháng bệnh rất thấp và dễ dàng bị nhiễm bệnh. - Trạng thái nhiễm bệnh (infected): cá bị mầm bệnh tấn công và ñã nhiễm bệnh nhẹ tức là trong cơ thể cá ñã có mầm bệnh (tuy nhiên cá chưa có khả năng lan truyền bệnh). Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu Trang 39 - Trạng thái nhiễm bệnh nặng (serious infected): cá bị nhiễm bệnh nặng, mầm bệnh phát triển và có khả năng lan truyền cho những cá thể cá khác. Cá có thể chết do bệnh. Tuy nhiên, việc xét chi tiết trên từng tác tử cá là không thực hiện chung trong mô hình lan truyền xét ở diện rộng (quan sát sự lan truyền bệnh giữa các ao) nên chúng ta chỉ xét các trạng thái trên là ñối với cả quần thể cá ở trong ao như ñã diễn giải trong tác tử ao. Hơn nữa, việc xác ñịnh các giai ñoạn cá bệnh như thế cũng rất khó thực hiện ñược vì ñôi khi chúng ta không phát hiện ñược bệnh kịp thời. Khi chúng ta thấy cá có những triệu chứng của bệnh thì có thể chỉ một cần qua một ñêm là cá ñã chết trắng cả ao nuôi, tức là cá ñã phát bệnh từ nhiều ngày trước ñó nhưng người nuôi không phát hiện, khi phát hiện thì ñã là giai ñoạn bùng phát của bệnh. Hình 4.8: Sơ ñồ mô tả quá trình chuyển trạng thái của tác tử cá 4.2.3 Mô hình quan hệ giữa các tác tử Khi xác ñịnh các thuộc tính của các tác tử, có rất nhiều thuộc tính tương tự nhau. Vì vậy ñể tiết kiệm ta sẽ ñịnh nghĩa một số thuộc tính dùng chung cho các tác tử. Các tác tử sẽ kế thừa các thuộc tính dùng chung này và có thể thêm vào các thuộc tính riêng theo yêu cầu của tác tử ñó như hình 4.9, ta thấy ngoài sông có nước, trong ao từng cũng có nước, nước trong ao hay nước ngoài sông cũng có ñầy ñủ các thuộc tính như nhau. Trong GAML việc kế thừa thực hiện thông qua từ khóa "parent". Cá bệnh nhẹ Cá yếu Cá bệnh nặng Cá khỏe Chưa nhiễm/ sạch bệnh Sự thay ñổi: ñiều kiện môi trường, mầm bệnh, sức khỏe cá Chế ñộ chăm sóc, thuốc ñiều trị Cá chết Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu Trang 40 Hình 4.9: Sơ ñồ kế thừa giữa các tác tử Các tác tử khi ñược tạo ra sẽ ñịnh vị trong môi trường của mô hình, các hành vi của các tác tử trong hệ thống cũng như sự tác ñộng qua lại của các tác sẽ tạo nên một sự biến ñổi của hệ thống theo thời gian. Hình 4.10: Mô hình tương tác giữa các tác tử. Nước Các thuộc tính dùng chung: - màu - số vi khuẩn - các chỉ tiêu thủy lý/ hóa .............. Ao Diện tích Mực nước Ô nước Ao có ao xử lý Ao không có ao xử lý Tác tử Nước (mang vi khuẩn) Vi khuẩn Môi trường Tác tử Ao Lấy vào (có thể lan truyền bệnh) Sinh sản/ chết/ truyền ñi Truyền ñi, thay ñổi các chỉ tiêu thủy hóa/ lý Thải ra (có thể lan truyền bệnh) Cá tra tác ñộng ñến trạng thái ao Định vị, thay ñổi ñiều kiện lan truyền mầm bệnh lẫn nhau Bệnh chết Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu Trang 41 4.2.4 Mô hình lan truyền bệnh diện rộng Lan truyền diện rộng ñược quan tâm theo hai hình thức ñó là lan truyền theo nguồn nước và lan truyền do sự di chuyển của sinh vật ăn ñộng vật thủy sản. Mô phỏng sự di chuyển của tác tử nước: Nước di chuyển trong sông, trong kênh có thể mang theo mầm bệnh, và khi nước sông ñược lấy vào ao nuôi, mầm bệnh này sẽ có thể ñi vào ao nuôi, nếu số lượng mầm bệnh ít thì không ñáng kể, không có khả năng gây bệnh cho cá, nhưng khi số lượng mầm bệnh ñạt một ngưỡng cực ñại thì sẽ là một nguyên nhân gây bệnh cho cá nếu sức khỏe cá không tốt. Ngoài hai nguyên nhân vi khuẩn và sức khỏe của quần thể cá yếu còn một nguyên nhân rất quan trọng ñó là sự thay ñổi của ñiều kiện môi trường cũng góp phần