Nhiệt độ nước là một yếu tố sinh thái quan trọng và có ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến đời sống và các hoạt động của cá và các thủy sinh vật trong nước. (Xem bài giảng về sinh lý, sinh thái, thủy sinh học.).
13 trang |
Chia sẻ: haohao89 | Lượt xem: 2109 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đặc điểm lý, hóa học của mặt nước lớn, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ĐẶC ĐIỂM LÝ, HÓA HỌC CỦA MẶT NƯỚC
LỚN
1- Nhiệt độ nước
Nhiệt độ nước là một yếu tố sinh thái quan trọng
và có ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến đời sống
và các hoạt động của cá và các thủy sinh vật trong
nước. (Xem bài giảng về sinh lý, sinh thái, thủy sinh
học.).
1.1- Nhiệt độ trung bình trong năm và sự biến đổi
nhiệt độ nước trong năm
Nhiệt độ nước phụ thuộc vào nhiệt độ không khí
và sự đối lưu về nhiệt ở trong nước. Ở các vùng lãnh
thổ khác nhau nhiệt độ trong từng thời điểm tùy
thuộc vào vĩ độ. Qua các tháng trong năm có sự thay
đổi về sự chênh lệch giữa nhiệt độ nước và không
khí.
1.2- Phân bố nhiệt độ theo chiều ngang và theo
chiều sâu
Giữa các khu vực khác nhau trong một hồ nhiệt
độ nước có thể có sự sai khác nhất định. Rõ rệt nhất
là ở các vùng nước nông ven bờ và vùng sâu, vùng
nước chảy và vùng nước tĩnh. (Trong những ngày
thời tiết vừa mới chuyển từ bình thường chuyển sang
lạnh nhất hoặc nóng nhất). Nhưng sự sai khác này
không có ảnh hưởng lớn lắm đến nhiệt độ trung bình
của toàn bộ khối nước của sông, hồ. Thông thường ở
sông có nước chảy thì nhiệt độ của nước đồng đều
hơn ở những sông hồ nước tĩnh, ít lưu động.
Nhiệt độ hồ chứa nước Cấm Sơn ở tầng mặt
(0,5m) dao động trong cả năm là 12-310C; tầng giữa
(8-15m) là từ 18-250C và tầng đáy (>15m) từ 13,5-
180C.
Nhiệt độ nước tháng 4 và 5 ở hồ Ba Bể ở tầng
mặt là 25-270C; tầng đáy (18-21m) là 23-240C.
Tóm lại: ở các mặt nước lớn ở nước ta nhiệt độ
trung bình hàng năm khá cao. Tuy vẫn có sự biến đổi
theo mùa nhưng biên độ biến đổi không lớn như nhiệt
độ không khí và ở các ao, ruộng nhỏ.
Đồng thời một số đặc điểm về sự thay đổi nhiệt
độ nước theo tầng là những đặc điểm đầu tiên có lợi
về mặt sinh thái học đối với sinh vật và cá. Đối với
những hồ cỡ lớn như Cấm Sơn, Thác Bà quanh năm
luôn có những tầng nước ổn định thích hợp cho sự
sinh sống của các loài thủy sinh vật và cá.
2- Độ trong và tình hình phù xa
Trong giới hạn thích hợp độ trong càng nhỏ
chứng tỏ vùng nước càng giàu dinh dưỡng. Lượng
phù xa càng lớn chứng tỏ nguồn dự trữ dinh dưỡng
trong vùng nước càng dồi dào.
Ở các hồ chứa nước độ trong do đặc điểm
thủy văn và địa hình quyết định, độ trong của các hồ
chứa nước ở nước ta nhìn chung lớn hơn ở các hồ
thiên nhiên và sông (trung bình khoảng 80-120cm)
Do ảnh hưởng của chất hữu cơ, phù xa và sự
phát triển của sinh vật phù du, độ trong của hồ chứa
nước thời kỳ mới ngập nước thường lớn hơn khi đã
ngập nước lâu năm, mùa lũ độ trong thấp hơn mùa
cạn. Trong cùng một hồ độ trong thường ổn định nhất
ở vùng trung tâm hồ, sau đến hạ lưu và biến động lớn
nhất ở vùng thượng lưu.
Những năm lũ lớn, sau những thời kỳ nắng hạn
lâu ngày, nước mới có thể thay thế đại bộ phận nước
cũ, nước hồ rất đục, độ trong rất thấp nhưng tình
trạng này duy trì không lâu. Khi phù xa lắng đọng
sinh vật phù du phát triển trở lại bình thường độ trong
lại tăng lên.
Các hồ chứa nước có độ trong thấp từ 40-80cm
thường ứng với màu nước trong, xanh lục giàu sinh
vật phù du.
Ở các hồ chứa nước, nhất là các hồ nghèo dinh
dưỡng, độ trong các khu vực của hồ có thể lên tới
150-250cm, ứng với màu trong xanh biếc thể hiện
bên trong chứa ít chất hữu cơ và sinh vật phù du.
Độ trong của các hồ chứa nước nhìn chung là
cao, tuy về điều kiện dinh dưỡng thể hiện kém hơn ở
sông, hồ thiên nhiên, nhưng khả năng quang hợp có
thể tiến hành ở độ sâu tương đối lớn. Chúng ta cần
chú ý đến vấn đề này để lưu ý đánh giá đúng mức.
3- pH trong hồ chứa
pH của hồ chứa nước đa số biến động từ 6,8-7,5.
Một số hồ khi mới ngập nước, giàu dinh dưỡng, thực
vật phù du phát triển mạnh, pH có thể đạt tới 7,6-8,5
như ở hồ Suối Hai, Đồng Tranh....
Những hồ chứa nước được xây dựng ở các khu
vực đồi núi trọc, đất bạc màu thì độ pH chỉ đạt từ 5,8-
6,5. Ở những hồ này sinh vật thủy sinh có thể chịu
đựng được nhưng phát triển không tốt và đặc biệt là
cá chậm lớn và rất gầy, sinh vật phù du cũng nghèo.
PH biến động theo tầng nước thể hiện tương đối
rõ rệt. ở hồ chứa nước Cấm Sơn pH tầng mặt là 7,6-
8,2 nhưng ở tầng đáy (>20m) chỉ còn khoảng 7,0-7,1.
4-Hàm lượng ôxy hòa tan.
Qua kết quả nghiên cứu nhiều hồ đã xác định
được hàm lương ôxy hòa tan trên tầng mặt biến động
từ 4-11,5 mgO2/l, trung bình từ 6,5-8,5 mgO2/l. Hàm
lượng ôxy hòa tan cũng có qui luật biến động tương
tự như ở hồ thiên nhiên . Tức là cũng có qui luật biến
dộng theo chu kỳ ngày - đêm; theo tầng nước.
Riêng sự biến động theo tầng nước ở các hồ lớn
và sâu (Cấm Sơn, Hòa Bình ...)do hồ rộng, điều kiện
sóng gió lớn nên tốc độ giảm của hàm lượng ôxy hòa
tan là tương đối chậm.
Tóm lại: Qua các dẫn liệu nêu trên có thể thấy
hàm lượng ôxy hòa tan trong các sông hồ mặt nước
lớn tương đối cao, phần lớn đạt trên mức bão hòa.
Nguyên nhân có sự hòa tan cao là do sóng, gió,
nước chảy. Riêng ở hồ thiên nhiên và hồ chứa nước
trong thời kỳ giàu dinh dưỡng tác dụng hô hấp và
quang hợp của sinh vật phù du cũng đóng vai trò
tương đối quan trọng trong việc làm tăng hàm lượng
ôxy hòa tan trong nước.
Mặt khác mật độ cá và thủy sinh vật trong nước
còn thấp nên mức độ tiêu hao oxy chưa lớn. Tuy hàm
lượng ôxy hòa tan có giảm dần, nhưng chỉ trừ tầng
sát đáy là hàm lượng oxy quá thấp còn ở độ sâu
khoảng 20m trở lại ôxy hòa tan vẫn đủ cung cấp cho
các loài cá nuôi thuộc họ cá chép phát triển bình
thường.
5- Hàm lượng C02 hòa tan và các chất khí khác
Tại các hồ chứa nước khí CO2 tồn tại với hàm
lượng từ 1 - 5mg/lít, gần bằng ở sông. Xuống dưới
các tầng sâu khí CO2 cũng tăng dần. Qua các theo dõi
ở hồ chứa nước Cấm Sơn và các hồ khác, nước ở
tầng đáy khu vực hạ lưu gần cửa cống của hồ chứa do
tích lũy nhiều chất hữu cơ dưới đáy, đến mùa nóng
nhiệt độ cao, chất hữu cơ phân hủy mạnh sinh ra hiện
tượng thiếu Oxy, đồng thời phát sinh ra các loại khí
độc như NH3; CH4; H2S... có mùi thối khó chịu bốc
lên và thoát ra ở phía hạ lưu các cửa cồng khi mới xả
nước và mất dần khi cho nước chảy nhiều ngày liên
tục.
6- Hàm lượng Cl- và độ cứng tổng cộng
Ở các hồ chứa nước hàm lượng Cl- biến động
không lớn lắm, thường từ 4-8mg/lít (trung bình 5-
6mg/lít).
Nhận xét chung: ở cả 3 loại vùng nước (sông, hồ
thiên nhiên, hồ chứa nước) hàm lượng Cl- tương đối
ổn định và không có sự chênh lệch giữa các nguồn
nước.
* Độ cứng: So với phạm vi độ cứng tổng cộng và
hàm lượng Cl- đối với sinh vật nước ngọt, các chỉ
tiêu mà chúng ta đã phân tích được là bình thường
(trừ một số vùng cửa sông, hồ thiên nhiên ở và các
sông nước mặn ở ven biển).
7- Hàm lượng đạm (NH4+; N03-), lân (PO43-) và
lượng vật chất hữu cơ tiêu tao oxy.
Đạm lân vô cơ là các loại muối dinh dưỡng chủ
yếu và quan trọng nhất quyết định đến năng suất cây
trồng trên cạn cũng như năng suất sinh vật dưới nước.
Các chất hữu cơ trong nước là nguồn dự trữ đạm,
lân và các chất muối khoáng khác sau khi được phân
hủy và vô cơ hóa. Đạm, lân và các chất hữu cơ càng
nhiều (trong phạm vi nhất định) thì sức sản xuất cũng
như năng suất càng cao. Vì vậy, việc đánh giá một
vùng nước thông qua các chỉ tiêu đạm, lân và các
chất hữu cơ (vật chất tiêu hao oxy) là một điều hết
sức cần thiết. Cũng chính vì vậy mà việc nghiên cứu
xác định những đặc điểm về hàm lượng đạm, lân và
các chất hữu cơ được coi trọng và phân tích có hệ
thống hơn so với các yếu tố khác.
Sự biến động hàm lượng N,P và mùn bã hữu cơ
của hồ chứa nước có sự phức tạp hơn so với sông và
hồ thiên nhiên. Sự biến động này thể thể qua các
năm, theo mùa vụ, theo chiều ngang và theo độ sâu.
1- Sự biến động hàm lượng muối N,P và mùn bã
hữu cơ theo năm:
Những hồ chứa mới ngập nước , do mùn bã hữu
cơ và muối khoáng từ lưu vực dồn về nên hàm lượng
muối đạm (NH4) và lân (PO4) tương đối khá. Sau một
thời gian sử dung thì hàm lượng đạm giảm nhanh và
lân tăng ít.
Ví dụ:
Hồ Cấm Sơn, đợt điều tra năm 1971 cho kết
quả NH4 có hàm lượng 0,115mg/lít và lân PO4 là
0,043mg/lít. Nhưng đến năm 1993 đo lại ở hồ này
hàm lượng đạm bằng 0, hàm lượng lân là 0,75mg/lít.
Các đợt điều tra ở hồ Vân Trục cũng có kết qủa
tương tự. Năm 1973 hàm lượng đạm (NH4) là 0,05-
0,25mg/lít, lân (PO4) 0 - 0,29mg/l.Đến năm 1993
hàm lượng muối đạm bằng 0 và lân bằng 1.
Đối chiếu với bảng phân loại dinh dưỡng của
Đặng Ngọc Thanh thì hầu hết hồ chứa đều nghèo
dinh dưỡng.
Sự biến đổi đạm, lân và mùn bã hữu cơ trong quá
trình hình thành và sử dụng hồ chứa nước thường
biến đổi qua 3 giai đoạn:
1. Giai đoạn đầu (giai đoạn dinh dưỡng phát
triển): Xảy ra vào thời kỳ đầu hồ mới ngập nước. Ở
giai đoạn này quá trình sinh hóa diễn ra mạnh nhất,
đặc biệt là quá trình phân hủy của vi sinh vật. ở thời
kỳ này hàng loạt sinh vật đáy không thích nghi thì bị
tiêu diệt, các cây cối thì bị ngập nước và chết. Tất cả
đều được vi khuẩn phân hủy mạnh giải phóng ra một
lượng rất lớn phốt pho và đạm amôn. Sau đó đạm
amôn lại được chuyển hóa thành các dạng khác như
NO2 và NO3. Mức độ dinh dưỡng của hồ thời kỳ này
là mạnh nhất và thời gian kéo dài từ 2-3 năm đầu.
2. Giai đoạn muối dinh dưỡng suy giảm (suy
thoái): Giai đoạn này được thể hiện vào lúc động vật
đáy, thực vật không thích nghi do ngập nước bị chết
đã hoàn toàn bị vi sinh vật phân hủy và được các loài
thủy sinh vật trong nó sử dụng hết hoặc do bị dòng
chảy của nước cuốn trôi. Lúc này hàm lượng các
muối dinh dưỡng trong hồ là rất nghèo nàn (như đã
nêu trong ví dụ ở hồ Vân Trục ở trên). Đây là một
trong những nguyên nhân làm giảm lượng sinh vật
phù du và lượng sinh vật đáy của hồ chứa nước. Thời
gian của gian đoạn này dài ngắn khác nhau tùy thuộc
vào điều kiện của từng hồ và thường từ 10-15 năm.
3. Giai đoạn phục hồi dinh dưỡng: (giai đoạn dinh
dưỡng ổn định tăng dần). ở giai đoạn này chất đáy
của hồ của hồ đã được tự nhiên hóa (đáy hồ đã có
một lớp mùn bã hữu cơ ổn định), sinh vật đáy đã
thích nghi dần và đã bắt đầu phát triển trong điều
kiện mới của hồ. Mặc khác các qui luật biến động của
mức nước trong hồ đã ổn định dần