Bài giảng quản lý môi trường ao nuôi thủy sản chương 3 đặc tính vật lý của môi trường nước

CHƯƠNG 3

ĐẶC TÍNH VẬT LÝ CỦA
MÔI TRƯỜNG NƯỚC


Chất lượng nước?
Yếu tố vật lý
(to, ánh sáng...)
Yếu tố sinh học
(TVPD, ĐVPD...)

Chất lượng nước

Yếu tố hóa học
(O2, NH3, H2S, NH4+,
NO3-, PO43-...)

Yếu tố vật lý
(cỡ hạt, rò rỉ...)


Quản lý yếu tố chất lượng nước?






Tác động trực tiếp đến yếu tố hóa
học, sinh học để cải thiện chất lượng

nước.
Không thể tác động trực tiếp đến yếu
tố vật lý để cải thiện chất lượng nước
Ngăn ngừa tác động xấu của yếu tố
vật lý bằng biện pháp chọn vùng
nuôi, chọn đối tượng nuôi, thiết kế
và thi công công trình.


Ánh sáng


Bức xạ mặt trời đi vào khí quyển


Cường độ bức xạ mặt trời trong ngày
Bức xạ mặt trời
(g-cal/cm2/min)

1

0
6:00

14:00

18:00

18:00

6:00


Sự xâm nhập của ánh sáng vào cột nước
Ánh sáng tới
Phản xạ

Đi vào thủy vực



Sự xâm nhập của ánh
sáng vào cột nước phụ
thuộc:
• Góc tới
• Sự phẳng lặng
• Bước sóng.
• Độ đục/vật chất lơ
lửng của nước

 53% năng lượng ánh
sáng chuyển thành
dạng nhiệt và triệt tiêu
trong 1m đầu tiên


Độ hấp thụ ánh sáng được tính theo công thức:

IO : Cường độ bức xạ ở mặt nước
IZ : Cường độ bức xạ ở độ sâu Z

Phương trình Lambert:
IZ = IOe-KZ
Hoặc:
LnIZ = LnIO - Kz hoặc Kz = LnIO – LnIZ
e : Cơ số của logarithm tự nhiên
K : Hệ số hấp thụ bức xạ
Ln : Logarithm tự nhiên


Sự xâm nhập của ánh sáng vào ao cá
Độ sâu (m)
0
30
60
Độ trong thấp

90

Độ trong vừa
120

Độ trong cao

150
10

20

30

40

50

60

Ánh sáng tới (%)

70

80

90

100


Độ trong, độ đục của nước





Độ đục có tương quan nghịch với
độ trong và tầm nhìn trong nước
Độ trong đo bằng đĩa secchi (cm)
Độ đục được đo bằng khả năng
xuyên qua nước của ánh sáng
(NTU) hoặc hàm lượng của tổng
vật chất lơ lửng (mg/L).

Yếu tố ảnh hưởng đến độ trong, độ đục
 Chất hữu cơ dạng hạt
Plankton
Detritus
Chất mùn
 Chất vô cơ
Huyền phù (canxi)
Bùn (2-50m)
Keo đất (<2 m)


Nguồn gây đục




Bên ngoài:
Nguồn nước
Rửa trôi
Nội tại:
Bùn đáy bị xáo trộn
Thức ăn thừa
Chất thải của sinh vật nuôi


Độ trong, đục và chất lượng nước






Độ trong cao (độ đục thấp)
> 40 cm (<25 NTU)
Ao bị nhiễm phèn hay thiếu dinh dưỡng
Độ trong, độ đục thích hợp
25-40 cm (25-100 NTU)
Độ trong thấp (độ đục cao)
< 25 cm (>100 NTU)
Ao giàu dinh dưỡng hoặc nhiễm bẩn


Độ trong, đục và chất lượng nước
Cá thiếu thức ăn tự nhiên
Tảo đáy phát triển

Cá có đủ thức
ăn tự nhiên
40 cm

Ao giàu dinh dưỡng
Tảo phát triển mạnh
Cá bị thiếu oxy vào sáng sớm


Ảnh hưởng của nước đục


Hạn chế sự phát triển của thực vật



Gây ảnh hưởng đến hô hấp của cá



Gây lắng tụ bùn ở đáy ao



Hấp thụ và giải phóng dinh dưỡng


Quản lý độ trong, độ đục
Nước quá trong




Bón phân khi nước ao thiếu dinh
dưỡng
Bón vôi và bón phân khi nước bị
nhiễm phèn


Quản lý độ trong, độ đục
Nước đục


Hạn chế rửa trôi



Sử dụng ao lắng



Kết tụ keo đất bằng các cation
(Al3+, Fe3+, Ca2+, Na+, H+...)

Keo đất

Al3+
Fe3+
Ca2+
Mg2+
NH4+
H+

NH4+

Mg2+
Ca2+

Al3+

Na+

Fe3+
H+


Kết tụ keo đất bằng vật chất hữu cơ





Chất hữu cơ sống
Tế bào tảo là nhân kết tụ keo đất
Nên gây màu trước khi thả cá
Chất hữu cơ không sống
Zeolite ►phân hủy hữu cơ.


Nhiệt độ


Sự phân tầng của nước



Sự khác nhau về nhiệt độ giữa tầng
mặt và tầng đáy ► Nguyên nhân của
sự phân tầng nhiệt và sự phá vỡ
phân tầng nhiệt trong thủy vực.

Các kiểu phân tầng









Amictic - mặt nước bị phủ bởi lớp băng vĩnh cửu
Oligomictic – ít khi xảy ra phân tầng – các thủy
vực cạn vùng nhiệt đới hoặc thủy vực lạnh và sâu
Monomictic - nước xáo trộn một lần trong năm
trong điều kiện mùa lạnh ở vùng thời tiết ấm
hoặc mùa ấm trong vùng thời tiết lạnh
Dimictic - nước xáo trộn 2 lần trong năm ở các hồ
vùng ôn đới trong mùa xuân và mùa thu
Polymictic - nước xáo trộn thường xuyên trong
vùng nước cạn


Hệ quả của sự phân tầng






Vật lý - hạn chế sự xáo trộn và trao

đổi nhiệt trong cột nước
Hóa học - giảm dinh dưỡng tầng
mặt; hạn chế trao đổi vật chất hòa
tan trong cột nước
Sinh học - giới hạn không gian sống,
giảm năng suất sinh học


Nguyên nhân và quá trình
phá vỡ phân tầng






Nhiệt độ thay đổi
Gió/bão
Mưa to
Cấp nước
Di chuyển của động vật


Hệ quả của sự phá vỡ phân tầng






Vật lý
• Cân bằng nhiệt
• Xáo trộn nước
• Tăng cường sự xâm nhập của ánh sáng
Hóa học
• Xáo trộn các chất hòa tan và lơ lửng
• Bổ sung dinh dưỡng cho tầng mặt
• Giảm oxy hòa tan và tăng chất độc (NH3,
CH4, H2S)
Sinh học
• Gây chết động vật
• Kích thích sự pháp triển của thực vật


Ảnh hưởng của nhiệt độ
Khoảng chịu đựng nhiệt độ của cá từ 5-36oC
Khoảng nhiệt độ tối ưu cho sinh trưởng của cá là
25-30oC, cá vùng á nhiệt đới hay nhiệt đới sẽ chết
khi nhiệt độ dưới 10 hay 15oC
Cá vùng ôn đới (coolwater species) có thể sinh
trưởng tốt nhất ở nhiệt độ từ 10-20oC nhưng sẽ
chết nếu nhiệt độ quá 25oC
Cá vùng cực (coldwater species) sinh trưởng tốt ở
nhiệt độ dưới 10oC
Nhiệt độ thay đổi đột ngột (3-4oC) cá bị sốc hoặc
chết, tốc độ thay đổi nhiệt độ 0,2oC/phút sẽ không
ảnh hưởng đến cá