湖泊及水库的类型与环境特点

一、湖泊及水库的类型与环境特点

（一）湖泊类型及环境特点

1．湖泊的形态和类型

陆地表面的天然洼地就叫湖泊，是一种自然静水水体，其形状、大小、深浅相差悬殊。湖泊蓄水的凹陷部分称为湖盆，湖盆分为三部分：沿岸带，是指湖底遭受波浪作用的沿岸部分，有维管束植物生长；深水带，指深水区的湖底部分，波浪不能直接作用于它，通常堆积着含有机质丰富的软泥，底栖动物很少；亚沿岸带，是指前两者的过渡地带，堆积有一些贝壳。

按面积大小可将湖泊分为：小型湖泊，666．7 hm²以下；中型湖泊，666．7～666　6．7hm²；大型湖泊，666　6．7hm²以上。

根据湖水的营养水平可将湖泊分为：①贫营养型：这类湖湖岸陡，水深（30～50m以上）透明度高（超过5～6m），水草少，底栖动物贫乏，浮游植物生物量低于2 mg／L，浮游动物生物量低于1．5mg／L；②中营养型：水深10～25m，水草和底栖动物较多，浮游植物生物量2～5mg／L，浮游动物生物量1．5～3mg／L；③富营养型：湖岸较倾斜，水浅（5～10m以下），透明度只有几十厘米，浮游植物生物量在5mg／L以上，浮游动物生物量在3mg／L以上，水草和底栖动物丰富，常出现绿藻或蓝藻水华。

2．湖水的物理性质

（1）水色。湖水的颜色受光照、浮游生物、溶质的种类、泥沙以及其他悬浮物等多种因素的影响。光射入水中后，长波光（如红光）很易被水吸收并转变为热能，使水温升高，短波光（如蓝光、紫光）容易被散射，故清澈湖水常呈浅蓝色。浮游生物、水中溶解物质、悬浮物等对光的反射和散射也使水表现出相应的颜色，如蓝绿藻多的水体常呈蓝绿色，硅藻丰富的水体常呈淡黄色，水中含较多的钙盐、铁盐、镁盐时，水体常呈黄绿色，腐殖质丰富的水体则呈褐色。

（2）透明度。是指光线透入水中的深度。用透明度盘通过肉眼观察而测定。影响湖水透明度的主要因素是浮游生物和悬浮物。所以，根据湖水的颜色和透明度可以大致判断水体的营养状况。一般咸水湖、深水湖、贫营养湖的透明度较大，浅水湖、富营养湖的透明度较小；沿岸区透明度较小，湖心区透明度较大；春夏季透明度较小，秋冬季透明度较大。

（3）水温。湖水的热量主要来自于太阳辐射。进入湖水的太阳能约有80%被1 m深的表层水吸收，而且最表面的20 cm水层吸收了大部分热量。由于水的导热性较差，表层水的热能很难传入下层水。热之所以能达到湖的深处，是由于水的对流、流动和波浪作用的结果。

淡水在4℃时密度最大，因而当冬季表面水温低于4℃时，下面水温则高于4℃，这样的温度分层叫逆温层。随着春季来临，气温升高，表层水温也逐渐升高（密度增大），造成水上、下层对流而破坏逆温层，使水体处于一个全同温状态。随气温的继续升高，表层水温逐渐升高（＞4℃）而变成上高下低的正温层状态。随着天气变暖，白天升温越来越高而夜间降温不大，夜间降温下沉的水团就会在中层形成一个温差很大的薄水层，称之为温跃层。一般风浪作用较小且水深在5 m以上的湖泊，夏季很容易形成温跃层，而风浪作用剧烈且较浅的湖泊不会形成跃温层。当秋季来临，表层水温下降而造成上下层水的对流，逐渐又会达到一个全同温状况；以后水温继续下降，当表层水温低于4℃时又会形成逆温层。

温跃层的形成对渔业影响极大，它阻碍氧气透入底层，造成底部有机质不能分解，阻碍底质中的营养物质到达表层供浮游生物利用。温跃层还是水生动物不易克服的障碍，而且由于秋季出现全同温状态时，随上下层水的对流将底部大量的未分解的有机质突然翻至整个水层中，造成水质恶化。

（4）湖水的运动。风力和水的密度差是引起湖水运动的主要因素。进、出湖的水流、气压差和地壳运动也有一定作用。风会造成波浪、漂流、垂直环流和水平环流从而引起湖水的涡动混合；水的密度差造成湖水的对流混合。

湖水的运动以及入湖的径流，使岸边的以及外来的泥土被搬运入湖，并向湖心移动，使湖泊逐渐淤积，湖盆变得平坦。

3．湖水的化学性质

（1）主要离子和生物营养元素。不同湖泊的水化学成分差异极大。主要离子有钠、钾、钙、镁、氯离子、硝酸根、碳酸根、碳酸氢根、硫酸根离子等。当水的矿化度小于500mg／L时，碳酸氢根和钙离子占优势，为重碳酸盐水。当矿化度更大一些时，硫酸根和氯离子最多，为硫酸盐水。随矿化度的增高，氯离子和钠离子最多，为氯化物水。我国的淡水湖大都是重碳酸盐型。生物营养元素比较重要的有磷、氮、铁、硅。这些营养元素在水中含量低，容易缺乏，为植物生长所必须，被称之为限制性营养元素。我国大多数湖泊、水库的第一限制性营养元是磷，第二限制性营养元素是氮。

（2）溶解气体和pH值。湖水中的溶解气体有氧气、二氧化碳、氮气、硫化氢、甲烷等。氧气、二氧化碳的含量受浮游植物光合作用的影响较大，但除了较深湖泊的底层水，冬季冰层下的水以及其他特殊情况外，溶氧含量一般较丰富。硫化氢、甲烷是底泥中有机质分解产生的，对水生动物有一定危害性。湖水pH的高低与二氧化碳含量呈反比，一般鱼类生活的适宜pH值为7～8．5。

（二）湖库类型及环境特点

1．水库概念及分类

水库是指在山沟或河流的狭口处建造拦河形成的人工湖泊。水库建成后，可起防洪、蓄水灌溉、供水、发电、养鱼等作用。水库的形态较复杂，有很多分支、岛屿和库湾，沿岸和库床很不规则。沿岸的复杂程度用岸线发育系数（Dl）表示：Dl＝l／2　（l：岸线长度；A：水面面积）。大坝建成后，水位因蓄水而抬高，向上游延伸，这称之为洄水。洄水与进库河流交汇处称为洄水区。水库有上、中、下游之分，泛指水库从干流入口到大坝的纵向上的不同区段，相互间无明显界限。与湖泊一样，也有沿岸带、亚沿岸带、敞水带之分。水库大小的分类可按库容和水面面积来划分，详见表1－5。

表1－5　水库类型与库容对应表

根据水库所在地区的地貌、库床及水面的形态，可将水库分为四类：

（1）平原湖泊型水库。是在平原、高原台地或低洼地区修建的水库。形状与生态环境都类似于浅水湖泊。主要特征为：水面开阔，岸线较平直，库湾少，底部平坦，库岸斜缓，水深一般在10m以内，通常无温跃层。渔业性能优良。如山东峡山水库、河南宿鸭湖水库。

（2）山谷河流型水库。是建造在山谷河流上的水库。主要特征为：库岸陡峭，水面呈狭长形，水较深，但不同部位差异极大，一般水深20～30m，最大水深可达30～90m，上下游落差大，夏季常出现温跃层。如四川的长寿湖水库、浙江新安江水库等。

（3）丘陵湖泊型水库。是在丘陵地区河流上建造的水库。形态特征介于以上两种水库之间，库岸线较复杂，水面分枝很多，库湾多，库床较复杂。渔业性能良好。如浙江青山水库、陕西南沙河水库等。

（4）山塘型水库。在小溪或洼地上建造的微型水库，主要用于农田灌溉。水位变动很大。根据水质的肥度，同样可将水库划分为贫营养型、中营养型和富营养型。

2．水库的水文特点

（1）水位与库容和面积。一定的水位高度对应着一定的库容和面积。水库的水可完全受人为控制用于发电、灌溉等，水的补给量的季节变化很大，因而水库水位变动较大。水位的变动会影响到鱼的生存空间和沿岸的草上产卵场或石砾产卵场。水交换量过大也会引起大量营养物质流失；但水位的变动又有利于消落区土壤的矿化作用，使消落区能长出大量陆生草类，水位低时还有利于捕捞（图1－6）。

图1－6　水库的各种水位与库容

由于水位变化较大，因而水库养鱼面积的计算比较混乱。现在根据水利部的规定：兴利水位减去死水位，乘以2／3，然后再加上死水位，其对应的面积即为养鱼面积。

（2）流速和交换率。水库的流速在上游和水面狭窄处较明显，而在开阔区几乎看不见水流。有些水库上游有较大的河流，可为产漂流性卵的鱼类提供产卵场，但一般流程不够，后代存活下来较困难。库水的交换量一般以年交换次数表示。我国大型水库的年交换次数一般为1左右，部分可达2～4。

（3）淤积。由于洪汛期带入大量的泥沙，因而水库的淤积较严重。泥沙淤积使底栖生物和水生植物难以生存。当淤积至拦河坝高度时，水库就“死亡”了。

3．库水的理化特性

（1）水库建成后的增温效应。水库建成后，年平均水温将会比原河道的水温有所增高，如长寿湖水库蓄水后，鲤科鱼类最适温度（25～32℃）的持续期由建库前的4个月增加到6个月。

（2）透明度。水库的透明度较大，特别是在开阔区和大坝区。大中型水库的透明度一般为1～3m。洪水期对水库的透明度影响较大，当混浊的洪水从上游逐渐将鱼赶至下游大坝区，可趁此时机进行捕捞。1966年新安江水库在近坝区捕获被洪水赶下的鲢、鳙等56万千克。

（3）溶解氧。水库的水处在一定程度的流动和交换状态，其溶氧较充足、稳定，垂直分布较深。表层溶氧可达7～10mg／L。有温跃层的水库，底层溶氧很少或没有。与池塘相比，水库溶氧含量高，昼夜变化和垂直变化都较小。

（4）水库的营养盐类。水库的营养盐类主要靠流入水库的上游河水和库周集水补给，因而受周围环境即集水区和上游河水的状况影响较大。水库建成后，其营养盐类含量的变化要经历三个时期：营养高涨期：是水库蓄水初期，由于淹没了大片农田、土地，里面有大量的植物、有机质、营养盐类，是水库最肥沃的时期；营养相对低落期：蓄水数年后，原来淹没入库的大量有机质逐渐消耗，因而营养盐含量有回落的趋势；营养稳定期：库水营养主要靠集水补给，营养物质的补给量与输入和沉积量逐渐达到平衡，营养趋于稳定。