thủy văn học đầm lầy

TÁC DỤNG CỦA HỒ VÀ ĐẦM LẦYHồ lake là phần trũng thấp chứa nước thường là nước ngọt nằm trong lục địa và không nối liền trực tiếp với biển Đầm lầy là một vùng đất bằng phẳng bị ngập nước

5.6 TÁC DỤNG CỦA HỒ VÀ ĐẦM LẦY

Hồ (lake) là phần trũng thấp chứa nước (thường là nước ngọt)

nằm trong lục địa và không nối liền trực tiếp với biển

Đầm lầy là một vùng đất bằng phẳng bị ngập nước (do mực nước ngầm khá nông) hoặc một khu vực được hình thành

do lũ lụt mà nước đọng lại chưa thể thoát được

5.6.1 Các quá trình địa chất của hồ

5.6.1.1 Hồ và các loại hồ:

- Hồ (lake) là phần trũng thấp chứa nước (thường nước ngọt) nằm trong l/địa và không nối liền

tr/tiếp với biển

- Ng/cứu hồ  giúp l/hệ với những b/đổi, q/trình x/ra ở trong và trên mặt đất, hiểu sự b/đổi kh/hậu

từ hồ ngọt sang hồ mặn, h/động k/tạo, đứt vỡ, sụt

lún dọc theo sự ph/bố của hồ

- K/sản l/quan tr/tích hồ: Fe, Al,Mn, than, dầu khí, muối ăn, xút, thạch cao, bùn thối (sapropel)- phân

bón, bùn chữa bệnh

-  d/tích các hồ trên thế giới = 27 triệu km2

(=1,8% d/tích l/địa)

- Nước hồ có v/động nhưng rất chậm  ch/yếu

là t/dụng tr/tích

- Quy mô hồ: < 1 km2 ÷ nghìn km2: hồ Kaspi (430.000 km2), hồ

Thượng ở Mỹ (82.400 km2), hồ Aral (65.500 km2), hồ Victoria châu Phi (69.400 km2), hồ Baikal (31.722 km2)

- Độ sâu hồ = vài m ÷ hàng trăm m Sâu nhất là hồ Baikal (1741 m) Nằm ở độ cao nhất: hồ Thanh Hải (ĐB Tây Tạng) = 3205 m; ở độ cao thấp nhất: hồ Kaspi = (-28 m) Hồ Kaspi, hồ Aral gọi là biển

a)- Hồ thành tạo do tác dụng nội sinh:

- Hồ kiến tạo (tectonic lake): h/thành do các ch/động k/tạo (vỏ TĐ sụt

theo đ/gãy tạo ra các bồn trũng chứa nước dạng hẹp đ/hướng

kéo dài, lòng hồ khá sâu (Baikal, Đông Phi)

5.6.1.2 Nguồn gốc của hồ: 2 loại hồ cơ bản khác nhau về ng/gốc:

- Hồ liên quan với n/lửa: x/hiện trên miệng trũng n/lửa cổ hoặc

ở miệng các ống nổ (Kuril Kamchatka, Island, Biển Hồ -Pleiku) Loại hồ khác th/tạo do d/nham n/lửa phun ra chặn

lấp các thung lũng (hồ ở cao nguyên Armeni)

- Hồ nguồn gốc băng hà: do t/dụng cày mòn và tích tụ của băng hà (hồ băng hà x/thực) Khi

chuyển dịch: băng hà mang v/liệu vụn thô, tảng lớn đi + t/dụng cày mòn, ph/hủy mạnh mẽ Đ/thời băng hà cũng để lại v/liệu khi không còn đủ sức di chuyển Các v/liệu này chắn lấp

thung lũng và tạo ra hồ (hồ băng tích)

b)- Hồ thành tạo do tác dụng ngoại sinh:

- Hồ nguồn gốc kast: là những phễu lớn hay

những lòng chảo nằm trên mặt các đá đã bị

hòa tan (đá vôi, dolomit, thạch cao, muối)

hoặc lòng chảo ph/sinh do đất đá bị sụt

xuống trên các hốc karst ngầm

- Hồ nguồn gốc sông: ở

trung lưu và hạ lưu sông

do t/dụng x/thực bên và

tích đọng bồi tích, nhiều

khúc sông bị cắt đứt và

tách rời khỏi sông  hồ

móng ngựa.

- Hồ nguồn gốc do gió: ở vùng khô hạn (hoang mạc) gió thổi mạnh khoét

mòn mặt đất  thành 1 bồn trũng chứa nước, hoặc tạo các cồn cát cao, chân cồn tạo nơi trũng  nước tụ lại thành hồ (rất nông, gặp giữa các đụn cát)

Dựa vào t/chất của nước hồ chia ra 2 loại:

Hồ nước ngọt: nhiều nhất trong l/địa, do sông nước ngọt

chảy qua hay do mưa

Hồ nước mặn rất ít, do di tích biển, đ/dương bị cô lập

giữa l/địa hay trước kia là hồ nước ngọt nhưng vì kh/hậu khô hạn nên nước hồ cạn dần và tỉ lệ muối

khoáng trong hồ tăng lên

- Hồ do trượt lở: các khối trượt, lở chắn qua các thung

lũng sông tạo thành hồ

- Hồ duyên hải hay vũng vịnh biển: do sự bồi đắp ngăn

cách với phần biển bên cạnh

- Hồ nhân tạo: do con người làm ra ph/triển thủy điện,

thủy lợi (ngăn sông, chắn đập)

 Đa số các hồ lớn có ng/gốc k/tạo hoặc ng/gốc hỗn hợp

*Nước hồ có ng/gốc khác nhau  TP h/học ph/tạp: Ngoài những ion thường có trong nước tự

nhiên (HCO3, CO2, SO4, Cl, Ca, Mg, Na, K) còn có 1 số hợp chất của N, P, Si, Fe Ngoài ra còn có O2, N2, CO2 và các h/chất hữu cơ do s/vật ph/giải

- Vùng rừng ẩm ướt: chứa nhiều Ca(HCO3)2 và các chất hữu cơ

- Trong vùng lãnh nguyên (tundra) (lãnh nguyên, đài nguyên hay đồng bằng rêu là một quần

xã s/vật, trong đó sự ph/triển của cây gỗ bị cản trở do T o thấp và mùa sinh trưởng

ngắn): hồ có nhiều Si + HCO3

- Trong vùng thảo nguyên: chứa nhiều SO4, Na, đôi khi HCO3

Dựa vào lượng muối:

+ hồ nước nhạt (lượng muối  0,3‰), + hồ nước lợ (0,3-24,7‰),

+ hồ nước mặn (>24,7‰)

5.6.1.3 Nguồn gốc của nước hồ - Chế độ thuỷ văn của hồ:

Theo ch/độ thủy văn (c/cấp nước và mất nước) có 2 loại hồ:

- Hồ không chảy: được c/cấp nước do sông + mưa

- Hồ chảy: 2 kiểu:

+ Hồ được c/cấp nước do sông, còn mất nước thì do bay hơi + do sông

chảy ra trên mặt hoặc do chảy ngầm

+ Hồ chảy gián đoạn: dòng chảy ra chỉ h/động vào th/kỳ nước cao

- Hồ không chảy có nhiều tr/tích vụn, tr/tích h/học, hữu cơ hơn hồ chảy

* Chế độ thuỷ văn của hồ:

- Nước hồ có thể ch/động do sóng hồ, q/mô sóng không lớn, x/thực bờ không mạnh

- Dòng chảy hồ, ch/yếu do gió gây ra, động năng rất yếu

- Dòng xoáy của hồ do t/động tr/lực nước, có thể chảy v/tốc lớn nhưng ở phạm vi hẹp

(ở các hồ t/đối lớn, sâu)

- Ở những hồ không sâu có thể có sự đối lưu do ch/lệch To nước trên mặt và dưới sâu 

đối lưu phương thẳng đứng  làm oxy có thể đưa xuống đáy  s/vật ph/triển

Hồ Victoria, Đông Phi có bờ thấp, thoải, là hồ sụt lún, có nhiều đảo đá

b1)- Tác dụng trầm tích của hồ ở vùng khí hậu ẩm ướt:

+ Trầm tích cơ học: v/liệu vụn ch/yếu do nước trên mặt đưa đến  tr/tích l/quan đến

địa hình quanh hồ + lượng nước tải v/liệu đến hồ

 Một năm sẽ có những vi lớp tr/tích với các độ hạt khác nhau thể hiện sự bi/đổi thời tiết

 Màu sắc: mùa hè tr/tích vụn là chính  màu xám, mùa đông tr/tích hạt mịn, do s/vật chết,

tăng TP hữu cơ  màu đen

 Tr/tích hồ sẽ b/đổi từ hạt thô ở phía bờ  hạt mịn ở tr/tâm hồ tạo c/tạo vòng đới

 Từ bờ vào tr/tâm hồ có thể có sự b/đổi về MT từ oxy đến khử do đó màu sắc đổi thay từ

xám, xám nhạt (ven bờ) đến xám xanh, xanh đen (tr/tâm hồ)

b)- Tác dụng trầm tích của hồ:

- Nếu hồ có d/tích rất lớn thì hồ cũng có những kiểu tr/tích như biển Trong q/trình tr/tích nếu

hồ tiếp tục sụt lún và nước hồ vẫn được c/cấp đầy đủ thì tr/tích hồ có thể rất dày

- Nếu ch/động k/tạo nâng lên, hoặc lượng v/liệu c/cấp đầy đủ  hồ cạn dần tạo thành đầm lầy

- Tr/tích của hồ có cả tr/tích vụn, tr/tích h/học và tr/tích sinh học: ở vùng kh/hậu ẩm ướt: có

cả 3 loại, trong đó tr/tích sinh học rất phổ biến; ở vùng kh/hậu khô nóng:

nước bị hóa mặn nên ít tr/tích sinh học, ch/yếu là tr/tích muối

a)- Tác dụng phá hoại và vận chuyển của hồ: x/thực của hồ t/đối yếu

- Ở hồ lớn nước sâu, sóng hồ lớn  đập phá bờ  hang sóng vỗ, vách đứng Nếu sau đó

có ch/động k/tạo nâng lên  tạo bậc thềm ở bờ hồ

- Tác dụng v/chuyển hồ mạnh yếu  v/tốc ch/động của nước hồ và độ hạt mang đi

+ Nếu dòng nước hồ chảy b/thường: hạt thô lắng đọng gần bờ, hạt mịn đưa vào tâm hồ

+ Nếu dòng nước của hồ là dòng xoáy: pha trộn hạt to + nhỏ

5.6.1.4 Các quá trình địa chất của hồ

Trầm tích sắt: ở vùng kh/hậu ẩm ướt th/tạo quặng sắt nâu, siderit, pyrit (ven bờ) do nước ngầm

(hoặc nước trên mặt) chứa sắt mang tới

 Quặng sắt nâu: nước có d/dịch sắt (hydroxyt sắt) hoặc Fe(HCO3)2 khi vào hồ do th/đổi MT,

pH hoặc ion điện ly sẽ kết tủa ra các quặng sắt nâu dạng trứng cá, cầu, hạt đậu

với những lớp đồng tâm hoặc kết hạch 4Fe(HCO3)2 + O2 + H2O  4Fe(OH)3  + 8CO2 

 Siderit: h/thành trong đ/kiện kh/hậu t/đối lạnh và ẩm với t/dụng oxy hóa t/đối yếu với v/trò q/trọng của các vi khuẩn Vi s/vật tạo sắt lấy CO2 trong Fe(HCO3)2 làm FeCO3 lắng đọng

Fe(HCO3)2 (với t/dụng của s/vật)  FeCO3  + H2O + CO2 

Trầm tích carbonat calci: có l/quan với h/động s/vật

Khi d/dịch Ca(HCO3)2 chảy vào hồ, ở đ/kiện To, P thuận lợi các s/vật sẽ hút CO2 trong nước

làm CaCO3 kết tủa lắng đọng Ca(HCO3)2  CO2  + CaCO3  + H2O

Mặt khác s/vật khi chết bị rửa lũa ph/giải ra NH4(OH) và t/dụng với Ca(HCO3)2 →CaCO3

Ca(HCO3)2 + 2NH4(OH)  CaCO3  + (NH4)2CO3 + 2H2O Carbonat calci lẫn cùng với sét  đá sét vôi

+ Trầm tích hóa học: ở vùng kh/hậu ẩm ướt hồ nhiều nước nên các muối carbonat, sulphat và oxyt của K, Na, Mg không đạt được mức bão hòa nên không có tr/tích Nếu hồ liên thông với ngoài thì chúng có thể bị cuốn đi Tr/tích h/học chỉ có các muối của Fe, Mn, Al (các oxyt,

carbonat) và 1 bộ phận của carbonat calci

- Sau những q/trình b/đổi đ/chất ph/tạp chúng tạo  than đá sapropelit (than bùn thối) hoặc

thành đá phiến dầu (oil shale) với h/lượng dầu 5-20%.

- Các lớp sapropel nằm ở sâu, trong đ/kiện khử, dưới t/dụng của vi khuẩn và địa nhiệt

(50-200oC hoặc < 300oC) và dưới P = 30.106 Pa, chất hữu cơ dần dần ph/giải 

tạo ra hợp chất hydrocacbua

- S/vật chết t/trung vào đáy hồ trong MT khử và qua s/vật ph/giải

làm cho các chất béo, chất albumin phân thành các chất hữu cơ

giàu C và trộn lẫn chung với sét trầm tích tạo thành bùn thối (sapropel)

- Sapropel do các s/vật trôi nổi đơn bào động vật và thực vật tạo nên

- Sapropel chứa: 40-50% C; 6-7% H; 34-44% O; >6% N; còn lại là các k/vật >33%

- Có t/liệu: sapropel có TP hữu cơ > 60%, có khi đạt 95-98%

- Khi ướt là dạng keo bùn sét (nâu, lục xám, xanh ô lưu); khi khô thành khối dẻo, sau cứng lại Các hồ vùng thảo nguyên chứa nhiều bùn thối nhất

+ Trầm tích sinh vật và sự hình thành dầu mỏ, đá phiến chứa dầu:

 Pyrit: th/tạo trong đ/kiện đáy hồ sâu trong MT khử Xác s/vật ph/giải ra H2S t/dụng với

Fe(HCO3)2 để h/thành pyrit

Fe(HCO3)2 + 2H2S  FeS2  + 3H2O + CO2  + CO 

hoặc FeSO4 + 2H2S  FeS2  + 2H2O + SO2 Siderit và pyrit nếu có đ/kiện oxy hóa sẽ tạo thành quặng sắt nâu

Các trầm tích Mn, Al: d/dịch chứa Mn, Al khi vào trong hồ t/dụng với chất ph/giải của s/vật

để tạo ra các tr/tích Mn, Al

- Than bùn: ở các hồ nếu có nhiều thực vật mọc, sau khi chết chúng tạo thành than bùn (peat)

Các lớp than bùn có thể xen kẽ với các lớp sét, các lớp cát mịn trong các tầng sét thối

- Than bùn được h/thành do sự tích tụ và ph/huỷ không h/toàn tàn dư thực vật trong đ/kiện

yếm khí xảy ra liên tục (diễn ra tại các vùng trũng ngập nước)

- Diatomit là đá tr/tích với TP ch/yếu oxyt silic với TP k/vật: vỏ tảo diatomea, opal, các k/vật

sét, gai xương bọt biển, glauconit, vụn thạch anh

- Diatomit có nhiều g/trị trong c/nghiệp: làm chất lọc, tẩy rửa trong công nghệ s/xuất bia, rượu,

nước giải khát, dầu , trong nuôi trồng thủy sản, làm chất phụ gia thủy lực

cho xi măng, làm ng/liệu cho s/xuất v/liệu cách nhiệt

Diatomit:

- Trải qua q/trình b/đổi ph/tạp sau đó, hydrocacbua  dầu mỏ và khí thiên nhiên

- Dầu và khí thành tạo xong nhưng do sự ch/lệch áp suất của đ/tầng, nước dưới đất và do sự

khuyếch tán của các phân tử nên chúng bị di chuyển đi

- Khi có các đ/kiện đ/chất thuận lợi như trong các bẫy c/tạo, chúng mới t/trung lại để tạo

thành mỏ dầu khí (mỏ dầu Đại Khánh của Tr/ Quốc được h/thành trong h/cảnh

hồ tướng l/địa hoặc tam giác châu do hồ tạo ra)

- Ở các hồ nước ngọt

vùng ôn đới t/đối lạnh

có rất nhiều tảo silic;

sau khi chết chúng

tạo thành diatomit

- Q/trình h/thành x/ra lâu dài và ph/tạp với 4 g/đoạn sau:

1)- G/đoạn th/tạo muối carbonat: CaCO3  MgCa(CO3)2 (dolomit)  Na2CO3.10H2O (soda)

 Na2CO3.NaHCO3.2H2O (soda tự nhiên) Nếu trong hồ có muối Bo thì l/đọng tr/tích borat natri 2)- G/đoạn th/tạo muối sulphat: CaSO4.2H2O (thạch cao)  Na2SO4 (sodium sulfate);

MgSO4.7H2O (magnesium sulphate); NaK3(SO4)2; Na2SO4.MgSO4.4H2O (astrakanite) 3)- G/đoạn th/tạo muối halogen: NaCl, KCl, KMaCl, KMgCl.6H2O Hồ được gọi là hồ muối 4)- G/đoạn bị cát bao phủ: sau khi h/thành các tầng muối hồ bị tầng cát phủ lên trên

b2)- Tác dụng trầm tích của hồ ở vùng khí hậu khô nóng:

- Ở vùng kh/hậu khô nóng đa số các hồ thuộc loại đóng kín, không thông ra ngoài

- Mùa lũ nước v/chuyển các vụn thô vào hồ, đến mùa cạn thì lượng bốc hơi tăng lên, x/hiện ch/yếu là các tr/tích h/học D/dịch muối có nồng độ cao dần tạo những lớp muối xen các lớp sét

What is a swamp (marsh)?

often forming a transition zone between water and land.

cây cỏ, thường tạo thành một đới chuyển tiếp giữa nước và đất

a)- Đầm lầy ph/triển từ hồ: sông chảy vào hồ, phát triển tam giác châu trong hồ, dần dần nó lấn vào lấp kín hồ làm cho kh/vực ở phía bờ của hồ trở thành nơi ẩm ướt đầm lầy hóa và rồi dần cả hồ cũng biến thành đầm lầy Vì thế đầm lầy h/thành vào g/đoạn cuối của hồ

Như vậy: đầm lầy tạo do bồi tích hữu cơ mục nát lắng đọng ở đáy hồ

5.6.2.1 Nguồn gốc của đầm lầy:

- Đ/trưng: nước đọng, úng ngập, nước thoát chậm Được h/thành liền kế với sông, hồ

- Đất ở đầm lầy xốp, mềm, đi đứng khó khăn, có sức lún

- Nét đ/trưng cơ bản của đầm lầy là sự tích lũy và h/thành than bùn (than bùn = di tích cây

cỏ mới bị phá hủy một nửa, màu nâu, nâu đen t/trung thành lớp)

- Đầm lầy là một vùng đất bằng phẳng bị ngập nước (do mực

nước ngầm khá nông) hoặc 1 kh/vực được h/thành do lũ lụt

mà nước đọng lại chưa thể thoát được

- Đây là 1 kiểu hệ sinh thái và có c/trúc đất mềm, đ/hình lõm,

đất khô xen lẫn đất ướt

- Đầm lầy được bao phủ bởi thảm th/vật thủy sinh, có kh/năng

chịu ngập lụt, ngâm nước

- Nước ở đầm lầy có thể là nước ngọt (đầm lầy h/thành gần lưu

vực sông), nước lợ hoặc nước biển (h/thành gần cửa sông, biển)

5.6.2 Các quá trình địa chất của đầm lầy

a)- Các kiểu đầm lầy:

- Đầm lầy thấp: địa hình trũng, có bề mặt phẳng hoặc hơi lồi Do nước dưới đất c/cấp, mặt nước ngầm cao gần mặt đất Cây cối ph/triển thành rừng rậm, nhiều cây cỏ (ph/triển các cây khó tính như lau, rêu lục ) Than bùn từ các loại cây này cho nhiều tro và ít nhiệt năng

- Đầm lầy cao: nằm ở các đường chia nước và có mặt lồi (Rêu có kh/năng mọc cao lên khi phần dưới chết, vì thế lớp rêu phủ trên ngày càng mọc cao, trồi lên thành hình gò) Nước: nước mưa, mặt nước ngầm thấp hơn mặt đầm lầy do đó trong nước thiếu các muối khoáng nên chỉ ph/triển thực vật dễ tính như rêu, rong, tạo than bùn ít tro cho nhiều nhiệt năng

- Đầm lầy trung gian: có t/chất tr/gian giữa 2 kiểu trên

*Trong đầm lầy: than bùn + tr/tích Fe nâu và siderit (khối xốp, kết hạch), photphat Fe

5.6.2.2 Các kiểu đầm lầy và quá trình hình thành:

b)-Đầm lầy ph/triển từ l/địa bị đầm lầy hóa:

+Do sự tràn ngập của nước sông lên các bãi bồi: sau khi nước rút các bãi này trở thành đầm lầy +Do tầng đá không thấm nước ở cách mặt đất không sâu, nước mưa được giữ lại tạo ra đầm lầy +Do vùng đóng băng lâu dài, ở phần trên băng đã tan chảy nhưng ở phần dưới băng hãy còn

Nước ở trên không ngấm xuống được sẽ tạo ra đầm lầy

+Ở vùng bờ ven biển cũng có thể thành đầm lầy // bờ biển được ngăn cách bởi gờ Đầm lầy do

nước biển tràn lên thường xuyên gây ra ẩm lầy

b)- Quá trình hình thành đầm lầy:

Muốn có đầm lầy cần phải có sự th/tạo than bùn, có th/vật đặc biệt mà khi chết chúng thối rữa tạo ra than bùn thì mới thành đầm lầy Ngoài ra cần có một số y/tố thuận lợi như:

- Kh/hậu ẩm thấp, To phải t/đối cao

5.6.2.4 Ý nghĩa của việc nghiên cứu đầm lầy:

- Đầm lầy là nguồn dự trữ than bùn rất lớn (nguyên liệu phân bón hoặc h/học)

- Than bùn bị chôn vùi sâu bị các lớp tr/tích phủ trên đè xuống, chặt lại thành than đá

-T rong l/sử đ/chất, các kỷ nhiều than nhất là C, P, J và Đệ Tam (than Quảng Ninh =T)

5.6.2.3 Tác dụng địa chất của đầm lầy:

- Đầm lầy cũng có tr/tích vụn nhưng rất ít

-Q/trình hóa than bùn x/ra như sau: xác th/vật chết t/trung ở đáy đầm lầy bị ph/hủy (dưới t/dụng của các vi khuẩn trong MT khử) bị O và H t/dụng tạo acid carbonic, khí metan  bùn thối O và H bay đi, h/lượng C tăng dần  than bùn có h/lượng C đến 59%

- Than bùn là tr/tích hữu cơ màu nâu hoặc đen, nhiều lỗ hổng, chứa nhiều nước, còn bảo

tồn chất sợi Ở vùng ẩm nóng thường gặp những lớp xen tr/tích vụn với than bùn

-Dưới t/dụng sau đó của To và P lớn than bùn có thể b/đổi (than bùn  than nâu  than khói  than không khói với nhiệt lượng ngày càng cao: 5400 - 6700 - 8500 - 8500J/kg)

- Ngoài than bùn trong đầm lầy có thể gặp các thấu kính siderit, hematit, limonit

dạng thấu kính, kết hạch

- Địa hình bằng thoải, đáy phải bằng và thoải dần từ phía bờ xuống

- Có nhiều vi khuẩn t/động vào các thực vật thối rữa để sinh ra mùn thối

- Có lớp sét nằm gần mặt đáy ngăn cản nước ngấm xuống

- Các th/vật trong đầm lầy ph/bố từ nơi nước nông đến sâu theo trình tự: ở phía bờ là cói túi  sậy (sâu 1-2m); cây bấc (sâu 2-3m)  quyền bá nước và cây súng (sâu 4-5m)