4 Енергозабезпеченість водних екосистем

4.1 Основні чинники теплового режиму водних об`єктів

Тепловий режим водоймищ - важливий і універсальний екологічний чинник, який визначає граничні умови діяльності гідробіонтів, їхній розподіл по вертикалі й по горизонталі водоймища, а також міграцію по його акваторії.

Температура водоймищ визначає наявність життєво необхідних для біоти умов - концентрації газів СО₂, О₂, і інших. Вона управляє швидкістю протікання фізико-хімічних процесів у клітках гідробіонтів, впливає на швидкість розвитку організмів. З підвищенням температури води розвиток майже всіх гідробіонтів прискорюється. Проте гідробіонти можуть існувати тільки в певному температурному інтервалі, теоретично: між 0° і 70° С. При 0°С -точка замерзання води, коли вона перетворюється на тверде тіло й усі основні фізіологічні функції в гідробіонтах припиняються. Друга межа 70°С - при такій температурі згущуються деякі білки й ферменти.

Завдяки високій теплоємності води коливання її температури мають значно менші межі, ніж температури атмосфери. Так у Дніпровських водосховищах вона коливається в межах від 0°С до +32°С, а в прилеглому шарі атмосфери від - 35°С до +40°С. Тому гідробіонти в порівнянні з організмами інших середовищ менш пристосовані до різких змін температури. Проте вплив температури на біоту водоймищ не може бути однозначним - її дія на гідробіонти виявляється у взаємодії з іншими чинниками - мутністю води, хімічним складом і ін. Тому виділяють декілька груп чинників теплового режиму водоймищ.

Перша група чинників, які управляють процесами надходження й витрачання тепла водоймищем, така: сонячна енергія, теплообмін водної маси з навколишнім середовищем, тепло джерел пароутворення, танення льоду, внутрішнє тертя, біологічні процеси, антропогенні чинники.

Друга група чинників впливає на перерозподіл тепла усередині водної товщі: турбулентне, конвективне й дифузійне перемішування. Морфометричні характеристики водоймищ також впливають на тепловий режим водоймищ. Розміри водних поверхонь визначають ступінь впливу вітру на хвилювання й течії, а останні викликають перемішування вод. Температурний режим мілководій знаходиться під впливом рослинності, що затінює водну поверхню, а також інших антропогенних чинників - скидання теплих вод від електростанцій (ТЕС), промислові й побутові скидання, що мають вищу температуру.

У нижніх б'єфах водосховищ при ГЕС у теплий період року температура води завжди нижче, ніж у верхніх шарах водосховищ, оскільки при роботі турбін скидання води здійснюється з нижніх його шарів перед греблею. У зимовий період - навпаки - при зворотній термічній стратифікації в нижніх шарах водосховища температура води вище, ніж у нижньому б’єфі, тому в нижній б'єф скидається тепліша вода, а після дамби завжди утворюється незамерзаюча взимку ополонка.

Розглянемо окремо вплив перерахованих чинників, що визначають енергетичний стан гідроекосистеми. Найголовнішою з них є та величезна кількість променистої енергії, яка від сонця безперервно поступає в атмосферу й на земну поверхню. По кількості сонячної енергії, що поступає у воду, можна судити про величину біологічної продуктивності того або іншого водоймища. Термічний режим, залежний від режиму сонячної енергії, визначає умови існування гідробіонтів. Особливо велике значення має ця енергія для фотосинтезуючих рослин. З енергетичної точки зору у водних екосистемах промениста енергія сонця трансформується в потенційну енергію хімічних зв'язків при утворенні білків, вуглеводів та інших органічних речовин