1 VNITROZEMSKÉ VODY
Jan 11, 2016
1
VNITROZEMSKÉ VODY
2
Vody podzemní
3
Podzemní vody
podpovrchová voda - veškerá voda nacházející se pod povrchem půdy
puklinová voda - vyplňuje pukliny v zemské kůře
podzemní vody - stojaté i proudící
• nedostatek světla• nízká a konstantní teplota• nízký obsah kyslíku• chemismus vody souvisí se složením hornin
• omezené potravní zdroje (allochtonního původu)• chybí fotosyntetizující organismy
4
Stygon - společenstvo podzemních vod
5
Obyvatelé intersticiálních prostor
6
Stygobionti - adaptace: - ztráta pigmentace- redukce světločivných orgánů- dominance hmatu a čichu
Reliktní charakter fauny – glaciální relikty:
Bathynella natans - bezkrunýřka slepá
Troglochaetus beranecki - máločlenka sladkovodní
Marifugia cavatica - rournatec jeskynní
Slepé ryby: Amblyopsis speleusLucifraga subterranea
Mlok: Proteus anguinus - macarát jeskynní
7
Vody povrchové
8
Systémy otevřené
• lineární charakter
• umožňují migrace, i mezi mořem a sladkou vodou
• kontakt s terestrickým prostředím - tok a jeho povodí tvoří komplex
• přísun látek přítokem, z okolí, jejich ztráty odtokem
• kolísající průtok
• nestabilní dno
• jednosměrné proudění
VODY TEKOUCÍ
9
Proudění
• v přírodě laminární vyjímečně (pojem se však používá)turbulentní obecně
riffles: lotické úseky - peřejnaté úseky, turbulentnípools: lenitické úseky - málo proudivéruns: proudivé úseky
• ovlivňuje fyzikální a chemické faktory vody,
10
Rychlost
závisí na:
• spádu• charakteru dna• tvaru koryta - nejvyšší rychlost v proudnici v určité
hloubce pod hladinou nižší rychlost při hladině a březích
v blízkosti obtékaných těles zóna klidné vody
Kamenité dno - rychlost proudění asi 120 cm.s-1Štěrkovité dno - rychlost proudění asi 40 cm.s-1 Středně hrubý písek - rychlost proudění asi 20 cm.s-1 Bahnité dno - rychlost proudění asi 10 cm.s-1
11
Průtok
základní charakteristika vodního stavu v toku – průtok (Q) n-leté a m-denní průtoky
pravděpodobnostní hodnoty
Q355 - po 355 dnů v roce bude dosaženo daného nebo vyššího průtoku
Q100 – pravděpodobná frekvence výskytu daného maximálního
průtoku je 1x za 100 let
Sledování průtoků, limnigrafy, modelování
Specifický odtok – množství vody odtékající z plochy povodí za jednotku času
Rozkolísanost průtoků – vazba k podloží, eroze
12
Teplota vody
• Prameniště - nejmenší kolísání s rozpětím do 5°C• Horní úsek toku - roční výkyvy do 10 °C• Střední úsek toku - roční výkyvy nad 10 °C• Dolní úsek toku - roční výkyvy nad 15 °C
• měření teplot, dlouhodobá sledování, přepočty z průměrných teplot vzduchu
• význam letních maxim
13
Prostředí tekoucích vod a cenózy
• Volná voda – rheopelagial – rheo(potamo)plankton, nekton
• Povrchová vrstva dna – benthal - benthos
• Podříční dno – hyporheal – hyporheos
14
Členění toku
15
Rybí pásma
16
Ekologické členění toku: krenál - ritrál - potamál
Krenáleukrenal pramen
přepadavý (reokrenní)mokřadní (heleokrenní)tůňkový (limnokrenní)
hypokrenal pramenná stružkaEukrenál
přechod mezi podzemními a povrchovými vodami nízká a stálá teplota (ale: horké prameny)
málo kyslíku druhy z podzemí (Niphargus) druhy nižších úseků toku (Gammarus).
Hypokrenálobvykle málo vodný, více kyslíku než v euk.teplota blízká teplotě pramene, max 14 °C Diatoma hiemale, Bithynella austriaca, Crenobia alpina
17
Ritrál
Potok: ritrál epiritrál - horní pstruhové pásmo, max. 16 °C pstruh, střevle, vranka, mechorosty
metaritrál - dolní pstruhové pásmo, max. 18 °C hlavně pstruh, mechorosty
Řeka (horní tok): hyporitrál - pásmo lipanové, max. 22 °C pstruh, jelec, mřenka, nárosty řas včetně vláknitých, lakušník, hvězdoš
• obvykle vysoký obsah kyslíku• převážně kamenitý až štěrkovitý substrát dna, spád obvykle vyšší
• oligostenotermní a polyoxybiontní organismy (hojně jepice, pošvatky, chrostíci, kamomil)• tvarem těla přizpůsobení proudu (jepice Ecdyonurus, vranka Cottus gobio), • pravý plankton chybí
18
Potamál
Řeka: (střední tok) epipotamal - pásmo parmovéřasové nárosty, submerzní vyšší rostliny, emerzní r. v ripálu, potamoplanktonhoubovci, mechovky, máloštětinatci,
plži, mlži, různý hmyz, parma, podoustev,
(dolní tok) metapotamal pásmo cejnovéoživení jako v epipotamálu, hojně pakomáři
Veletok: hypopotamal brakická voda
V potamálu:• letní teploty přesahují 20°C• může docházet ke kyslíkovým deficitům• proudění pomalejší – malý spád, dno obvykle písčité až bahnité• eurytermní až polystenotermní druhy (Oligoneuriella,
Theodoxus)
19
Slepá a mrtvá ramena
• Slepé rameno: zanesením jednoho konce vedlejšího ramene toku – spojeno s mateřským tokem
• Mrtvé rameno: odříznuté meandry původního toku, napájené průsaky nebo rozlivy:
– Parapotamal: nedávno odříznutý meandr, silně ovlivňovaný tokem
– Plesiopotamal: stabilizovaný, méně řekou ovlivňovaný
– Paleopotamal: zazemňující se meandr
20
Rozložení potravních skupin podle teorie říčního kontinua v podélném profilu toku (RCC - River Continuum Concept)
21
Madikolní habitaty
• hygropetrické habitaty– kameny (skály) permanentně smáčené tenkou
vrstvou vody• madikolní habitaty s.str.
– dtto, pokud voda smáčí také další substráty (mech, bahno)
Peřeje a vodopádyVýtoky z jezer
Temporární toky – dočasné – efemérní– pereniální– intermitentní
Zvláštní typy tekoucích vod
22
Toky aridních oblastí • Temporární toky• Permanentní pouštní toky
– např. JZ USA: běžně malý průtok vzhledem k velikosti povodí – přívalové srážky – bleskové povodně – vyplavení organismů, ale rychlá rekolonizace (několik týdnů), velmi vysoká roční produkce, limitace dusíkem
• Chladné pouštní toky
• Extrémně nízká prediktabilita, vysoká variabilita průtoků ve vazbě na nahodilost v režimu srážek
23
VODY STOJATÉ
systémy s relativně uzavřeným cyklem určující je:
dotace vodousrážkypřítokpodzemní vody
a
ztráty vody odtokodpar
- dopad na chemismus vody
24
Členění stojatých vod - vodních nádrží
pelagiál – volná voda, plankton (organismy pasivně se vznášející ve
volné vodě nebo s omezeným aktivním pohybem, např. korýši)
nekton (organismy aktivně plovoucí, např. ryby)
horní, prosvětlená eufotická vrstva, (epilimnion) – trofogenní vrstvadolní vrstva s nedostatkem světla hypolimnion – trofolytická vrstvamezi nimi – skočná vrstva – termoklina metalimnion
bentál – dno, obývá bentoslitorál - příbřežní prosvětlená zóna bentálu profundál - část dna pod kompenzačním bodem
v přirozených mělkých nádržích chybí
25
Ekologické členění stojatých vod
26
Teplotní stratifikace a cirkulace vody v nádržích
27
28
Litorál příbřežní prosvětlená zóna bentálu (toky - ripál)odpovídá epilimnionu
charakter a rozsah dánmorfologií nádržepropustností vody pro světlo
lze jej dále členit na:epilitorál – půda již není přeplavována, hladina závislá na výšce hladiny, přechod k terestrickému biotopu, z rostlin hygrofyty, mezofyty
eulitorál - dochází k velkému kolísání vody, převážně emerzní makrofyty (helofyty, hygrofyty)
sublitorál –přechodná zóna, odpovídá termoklině, vymezený letní nízkou hladinou v hlubší části rostou natantní a submerzní hydrofyty, v mělčí části emerzní rostliny
29
Rostliny vyšší i nižší – podle velikosti lze dělit:
Mikrofyty – zelené řasy, sinice, rozsivky – fytoplankton, perifyton, důležití primární producenti
Makrofyty – většinou vyšší rostliny, ale i mechy, parožnatky, chaluhy, ruduchy
Dělení podle polohy rostlinných orgánů:
1. Hydrofyty – vlastní vodní rostliny
submerzní – ponořené: fotosyntetizující orgány pod hladinou
natantní – splývavé: fotosyntetizující orgány na hladině nebo těsně nad ní
2. Helofyty
emerzní – vynořené: fotosyntetizující orgány ve vzdušném prostředí
30
Typy nádrží
Přirozené:jezera - podle původu ledovcový
tektonickývulkanickýmeteoritickýříčnísesuvovýlimanyreliktnísmíšenývětrnýjiný (krasový)
Umělé: rybníky údolní nádrže - doba zdržení
Podle úživnosti (trofie) oligo - eutrofní nádržedystrofní nádrže
Podle odtoku: s odtokem nebo bez odtoku
31
Oligotrofní nádrže
• malá produkce organické hmoty v epilimniu
• převažuje objem trofolytické vody v hypolimniu
• dostatek kyslíku
• mnoho stenooxybiontních živočichů v pelagiálu i bentálu
• roční přírůstek sedimentů je malý
32
Eutrofní nádrže
• velká produkce organické hmoty v trofogenní vrstvě vody
• relativně menší objem trofolytické vrstvy vody
• bohatý déšť mrtvého planktonu, zvýšený přísun org. hmoty z vegetace litorálu - tvorba hnijícího bahna gyttja
• klesá množství kyslík v profundálu
• v zimě a v létě u dna kyslíkový deficit
• v bentálu žijí pouze euryoxybiontní živočichové (Chironomus, Tubifex, Chaoborus)
.
33
Dystrofní nádrže
• vysoký obsah huminových látek (žlutohnědá barva)• chudé na sloučeniny N, P, Ca• bohaté na huminové látky v koloidním stavu• omezený rozvoj planktonu (řas a sinic) • chudý zooplankton i zoobentos (kyselá voda)• (v planktonu dominují perloočky Ceriodaphnia, Chydorus,
Polyphemus, v bentosu Chironomus, Tubifex)
Humus blokuje rozvoj baktérií rozkladný proces na dně se hromadí organická hmota nehnijící bahno dy
Polyphemus pediculus – velkoočka slatinnádo 2 mm, v zarostlých, slatinných vodách
34
Rybníky
• cílevědomý chov vodních organismů – akvakultura
• rybníky: uměle vytvořené, vypustitelné nádrže, určené k chovu ryb nebo vodní drůbeže, dnes ale i další účely (rekreace, chráněná území)
• typy:– nebeské - napouštěcí
– intenzifikační – polointezifikační – ostatní
– podle přirozené produktivity (tj. bez přikrmování):• velmi dobré – dobré – průměrné – špatné – velmi
špatné ryníky
35
Zvláštní typy stojatých vod
Rašeliniště: rozsáhlá území, tvorba humifikované půdy
Slatiny - vznikly zazemněním jezer a jiných nádrží, spodní vodaVrchoviště – dotována vodou srážkovou
• Voda rašelinišť• nízký obsah elektrolytů• vysoký obsah huminových látek (hnědá barva)• vysoký obsah CO2 , pH 3,5 – 5,5
• Osídlení: - tyrfobiontní a tyrfofilní organismyřasy – dvojčatkovití (Desmidiales)kořenonožci, vířníci, perločky
vážky, chrostíci, vířníci
• Pylové analýzy v jednotlivých horizontech - sledování historického vývoje okolních lesních porostů, vliv člověka
36
Periodické (astatické) vody vznik: jarní záplavy, tání sněhu, zvýšení podzemní vody, deštěosídlují živočichové s krátkým generačním cyklem:
Daphnia, Moina, vířníci, hlístice, broucijarní druhy: žábronožka sněžní (Siphonophanes grubei) listonoh jarní (Lepidurus apus) – ihned po
rozmrznutí
Adaptace živočichů k vyschnutí (diapauza) i vymrznutí
Zvláštní typy: dendrotelmy – dutiny stromů fytotelmy –úžlabí listů
lithotelmy – štěrbiny a pukliny skalisek
(larvy vířníků, pakomárců (Dasyhelea) a pakomárů (Metriocnemus)
37
3. Saliny:
Abnormální existenční podmínky - vysoká koncentrace solí, - kolísání salinity
Osídleny sladkovodní euryhalinní druhy: bičíkovci: Dunaliella halinažábronožka: Artemia salinabřežnice: Ephydra riparia – v pelagiálu