Quản lý chất lượng nước nuôi trồng thủy sản - Chương 2

Tính cht vt lý ca môi trng nc

13
CHNG 2
TÍNH CHT VT LÝ CA MÔI TRNG NC
1 ÁNH SÁNG VÀ MÔI TRNG NC
1.1 Phân phi nng lng mt tri
Nng lng mt tri khi truyn qua khí quyn đn mt đt thì nng lng gim dn
do s hp th ca khí quyn và vt cht trên b mt qu đt. Nng lng mt tri
đc truyn  hai dng sóng ánh sáng, ánh sáng kh kin và bt kh kin. S phân b
nng lng đc trình bày qua hình 2-1.

Hình 2-1. Nng lng mt tri truyn vào khí quyn và mt đt.
1.2 S xâm nhp ca ánh sáng vào ct nc
 mt ngày trong lành, cng đ bc x mt tri gia tng t 0 trc lúc bình minh và
đt cc đi vào lúc gia tra (14:00-16:00). Quá trình quang hp ca thc vt thy
sinh gia tng khi cng đ bc x mt tri gia tng và s gim khi cng đ bc x
mt tri gim.
Khi chiu ti mt nc ánh sáng không hoàn toàn xâm nhp vào ct nc mà
mt phn b phn x li không khí. Kh nng xâm nhp ca ánh sáng vào môi trng
nc ph thuc vào tính phng lng ca mt nc và góc ti ca tia sáng so vi mt
nc. Nhng tia sáng chiu gn thng góc vi mt nc s xâm nhp vào nc nhiu
Qun lý cht lng nc nuôi trng thy sn





14
nht. Cng đ ánh sáng s gim khi xuyên qua ct nc vì b phân tán và hp thu
bi ct nc. i vi nc tinh khit, ch 53% cng đ ánh sáng bin đi thành

nhit và trit tiêu khi xuyên qua mt mét nc đu tiên ca ct nc. Các tia sáng có
bc sóng dài (đ, cam) và ngn (hng ngoi, tím) thì b trit tiêu nhanh hn các tia
sáng có bc sóng trung bình (lc, lam và vàng). Nc thiên nhiên có nhiu tp cht
ngn cn quá trình xâm nhp ca ánh sáng vào môi trng nc.
Quá trình quang hp ca thc vt thy sinh không th thc hin đc khi cng đ
ánh sáng thp hn 1%. Tng nc nhn đc hn 1% cng đ ánh sáng đc gi là
tng ánh sáng hay tng quang hp (photic layer). Nc trong ao nuôi tôm, cá thng
đc do thc vt phù du phát trin mnh nên tng ánh sáng ca nó thng thp. Theo
Boyd (1990) thì tng ánh sáng thng gp đôi đ trong ca nc đo bng đa Secchi.

Hình 2-2. S xâm nhp ca ánh sáng vào 3 ao cá có bón phân
Mc đ hp th ánh sáng ca nc  đ sâu z đc tính theo công thc sau:

Trong đó
I
O
= Bc x xâm nhp vào mt nc
I
Z
= Bc x  đ sâu Z.
 hp th khi đu đc s dng đ nghiên cu s xâm nhp ca ánh sáng đn sc,
nhng khái nim này đc m rng cho tng bc x. Lng ánh sáng xâm nhp vào
đ sâu Z nào đó đc tính bng phng trình Lambert:
Tính cht vt lý ca môi trng nc

15
I
Z
= I
O

e
-kz
hoc LnI
O
= LnI
z
- K
z

Trong đó:
E = C s ca logarithms t nhiên (c s e)
K = H s mt đi
In = Logarithm t nhiên.
1.3 Nng lng nhit
1.3.1 Nng lng nhit tích ly trong mt thy vc
Ngun nhit chính làm cho nc trong các thy vc m lên là do nng lng ánh sáng
mt tri cung cp. Ngoài ra, còn có th do nng lng sinh ra trong quá trình oxy hóa
các hp cht hu c và vô c trong nc và nn đáy ca thy vc, nhng nng lng
sinh ra bi các quá trình oxy này không đáng k so vi nng lng mt tri cung cp.
Do đó, nhit đ ca nc thay đi theo v trí đa lý ca thy vc, theo mùa, theo thi
tit và theo ngày đêm. S thay đi nhit đ ca nc trong các thy vc theo ngày
đêm gn lin vi cng đ chiu sáng ca mt tri trong ngày. Thng nhit đ ca
nc trong các thy vc thp nht vào bui sáng lúc 2:00-5:00, cao nht vào bui
chiu lúc 14:00-16:00 gi và lúc 10:00 gi nhit đ ca nc trong thy vc gn ti
nhit đ trung bình ngày đêm. Biên đ dao đng nhit đ trong ngày đêm ln hay nh
ph thuc vào tính cht ca thy vc: các thy vc nh và nông có biên đ dao đng
nhit đ ngày đêm ln hn các thy vc ln và sâu. S thay đi nhit đ theo ngày
đêm  các ao nông có th rt đáng k:  tng mt s chênh lch nhit đ ngày đêm có
th ti 10
o

C,  đ sâu 20 cm là 5
o
C còn  đáy ao là 2
o
C.
Trong thy vc nng lng nhit có th b mt đi do nc bc hi, phát x nhit, hp
th vào nn đáy hoc dòng chy ra khi thy vc.

Hình 2-3. Nng lng nhit chy vào và ra khi thy vc nc ngt. (S liu t F. W.
Wheaton, 1977). Trích dn bi C.K. Lin & Yang Yi (2001)
Qun lý cht lng nc nuôi trng thy sn





16
1.3.2 T trng nc
Nc  4
o
C có t trng ln nht, khi nhit đ tng hay gim mt đ phân t nc b
gim làm nc tr nên nh hn. T trng nc  các mc nhit đ khác nhau đc th
hin  Bng 2-1 và Hình 2-4.
Bng 2-1: T trng nc (g/cm
3
)  các nhit đ khác nhau
°C
g/cm
3

°C
g/cm
3

°C
g/cm
3

0 0,9998679 11 0,9996328 22 0,9977993
1 0,9999267 12 0,9995247 23 0,9975674
2 0,9999679 13 0,9994040 24 0,9973256
3 0,9999922 14 0,9992712 25 0,9970739
4 1,0000000 15 0,9991265 26 0,9968128
5 0,9999919 16 0,9989701 27 0,9965421
6 0,9999681 17 0,9988022 28 0,9962623
7 0,9999295 18 0,9986232 29 0,9959735
8 0,9998762 19 0,9984331 30 0,9956756
9 0,9998088 20 0,9982323
10 0,9997277 21 0,9980210


Hình 2-4. S thay đi t trng nc theo nhit đ
Tính cht vt lý ca môi trng nc

17
1.4 S phân tng nhit đ
1.4.1 Nguyên nhân và quá trình phân tng
Các thy vc t nhiên, đc bit là các thy vc nc tnh, s phân tng thng xy ra
khi có s chênh lch nhit đ gia tng mt và tng đáy. Do tác đng ca gió và sóng,
nhit đ t mt nc đc truyn xung sâu 1m đn vài trm mét thành mt tng

nc có nhit đ đng nht, tng này gi là tng mt (surface mixed layer). T đ sâu
200-300m, nhit đ bt đu gim rt mnh đn đ sâu 1000m. Tng nc này gi là
tng gia (thermocline). Nhit đ có th gim đi 20
o
C qua tng nc này. Di tng
“thermocline”, nhit đ nc gim chm li và n đnh  vùng đáy sâu (Hình 2-5).

Hình 2-5. S phân tng nhit đin hình trong ao cá
Khi nhit đ nc  tng mt thay đi (gim dn đn 4
o
C hoc tng lên đn 4
o
C), lúc
này t trng nc tng mt cao chúng s chìm xung và nc  tng dc nh hn s
ni lên gây nên hin tng phá v phân tng. Tùy theo tng vùng trên trái đt mà s
phân tng và phá v phân tng din 1 ln hay nhiu ln trong nm. Có th chia s
phân tng thành các kiu sau:
1.4.2 Kiu phân tng
- Amictic - b ph bi lp bng vnh cu trên b mt, không có hin tng phá
v phân tng.
- Oligomictic – các h cn  vùng xích đo hu nh ít xy ra hin tng phân
tng hoc thy vc lnh nc
- Monomictic – phân tng và phá v phân tng mt ln trong nm vào mùa lnh
 vùng nhit đi và cn nhit đi vào mùa m  vùng cc
- Dimictic – phân tng và phá v phân tng đu đn hai ln trong nm  các h
vùng ôn đi vào mùa xuân và mùa thu
- Polymictic – các thy vc cn thng xuyên xy ra s phân tng và phá v
phân tng (thng xy ra theo chu k ngày đêm).