鱼类游泳能力评价指标及其测定方法研究现状

对鱼类游泳能力的评价指标及影响因素进行归纳总结,介绍了各评价指标的测定方法及研究进展,以期优化游泳能力测定方法帮助其建立体系与标准。

福建省罗源霍口水库工程过鱼设施设计中鱼类游泳能力试验的研究

高坝水库的建设会对洄游鱼类造成影响,为促进坝上坝下的鱼类基因交流以及保持河道的连通性,过鱼设施的建设非常重要。福建省罗源霍口水库工程的主要过鱼对象共有6种,为确保这几种主要过鱼对象可以找到过鱼设施的进鱼口,并顺利保证它们通过,以及为过鱼设施提供设计参数支持,对这几种鱼类进行了鱼类游泳能力测试。根据测试结果,分析了几种主要过鱼对象的感应流速、临界游泳速度、突进游泳速度和持续游泳时间,为过鱼设施的设计提供了参考和依据。

九龙江北溪水闸鱼道过鱼对象游泳能力测试

九龙江北溪水闸阻断河流连续性,鱼道工程建设有利于减缓水闸对洄游鱼类的影响。该文选取九龙江下游流域4种典型鱼类弓斑东方鲀、鲻鱼、中华海鲇和花鲈为研究对象,在封闭循环水槽中采用递增流速法测试其感应流速、临界游泳速度和突进游泳速度,通过整理分析测试数据得到4种试验鱼的游泳能力,并探讨各特征流速与鱼类体长的关系,为九龙江北溪水闸鱼道设计提供依据,也可供附近流域同种鱼类游泳能力确定参考。

交错蛮石墙式仿自然鱼道水力学特性研究

根据某工程特点和过鱼要求,提出了三种不同的结构方案,采用标准三维紊流数学模型对比分析了三种方案的水力学特性,并用模型试验对数值模拟结果进行验证。对流场、过鱼适宜性空间和紊动能的分析研究表明,在单级池室中主流流速有先减小再增大的趋势,最大流速出现在长蛮石墙附近;主流两侧的低流速区紊动能范围为0~0.02m^2/s^2,能够形成紊动能较弱的鱼类休息区;同等长宽比时,增加底宽主流最大流速减小0.1~0.2m/s,低流速区面积相对增加5%~8%;同等长宽比和底宽时,鱼道出口的两级池室改为平坡,紊动能减小0.01m^2/s^2。研究结果为交错蛮石墙式仿自然鱼道在实际工程中的应用提供了参考。

鱼道进口研究综述

防洪、灌溉、发电等需求的日益增加,使得全球范围内诸多国家在江河上修建了大量的大坝、堰、水闸等水工建筑物。鱼类需要通过洄游来满足不同时期他们对群落生境结构的要求。而这些水工建筑物的修建,破坏了河流纵向的连通性,造成了河流生境的片段化,阻断了鱼类的洄游通道和基因交流,造成了鱼类生境的破碎化,使鱼类无法完成洄游这一自然过程,引起鱼类种群数量减少。鱼道是恢复鱼类洄游通道的有效工程措施,是沟通鱼类破碎化生境的桥梁,设置的主要目的就是让鱼类顺利通过其障碍物。其作用除了减缓工程对鱼类的不利影响外,更使得许多的鱼类免于灭绝,保障了河流的连通性和生物多样性。因此,运行良好的鱼道具有重要的生态意义、经济意义和工程意义。鱼道进口是鱼道设计时必须充分考虑的关键问题,但以往在进行鱼道设计时,却又并没有得到足够重视;尤其在中国,研究人员设计鱼道时主要将他们的注意力集中在鱼道内部的结构水力设计参数的研究及型式选择上,而由于对鱼类生活习性和洄游规律等方面的认识还不完善,对鱼道进口位置布置及结构的研究相对薄弱,导致鱼类进入鱼道困难甚至根本无法进入鱼道,诱鱼效果差。总之,鱼道的进口是否能够吸引过鱼目标,是决定鱼道成败的关键因素之一。本文总结了国内外鱼道进口的研究现状,在此基础上,结合对鱼类游泳能力及集群等习性的分析,提出了未来研究设计鱼道进口的思路。

与鱼道水力设计相关的草鱼幼鱼游泳行为特性研究

在25±0.5℃水温条件下,针对体长在5.0~16.0 cm范围内的草鱼幼鱼,利用鱼类游泳行为测试水槽研究了与鱼道水力设计密切相关的草鱼幼鱼游泳特性指标和游泳行为,结果表明该体长范围的草鱼幼鱼平均感应流速为12.84 cm/s,突进游泳速度随着体长增加而线性增加,相对突进游速随着体长增加而线性减小,突进游速约为临界游速的1.05~1.28倍,而且鱼体越长,突进游速超出临界游速就越多。在突进游速试验过程中分析了流速快速变化对鱼类游泳行为的影响,发现试验鱼在适应流速变化过程中,顺流而下、逆流静止、逆流冲刺、逆流后退4种游泳行为相互穿插,并根据鱼类游泳状态的变化,将整个流速递增的游泳过程分为4个阶段,提出以草鱼为过鱼对象的鱼道池室主流最大流速不宜超过第1阶段的最大流速(草鱼幼鱼突进游速的52%~60%),对于竖缝、孔口等鱼道的高流速区,其最佳流速不应高于第2阶段的最大流速(突进游速的76%~79%),绝不可超过第3阶段的最大流速(突进游速的90%~96%)。研究成果补充了四大家鱼游泳特性指标,可为鱼道设计提供水力设计参数。

变态相似理论应用于鱼道模型试验研究

为使鱼道模型中进口流场与试验鱼类的游泳能力相匹配,在以往变态模型相似性研究的基础上,将变态相似理论应用于鱼道建筑物,使模型变率小于1。利用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)软件对3种变率方案下的鱼道建筑物进行数值模拟计算,根据计算结果量化变率对物理模型中水流特性的影响,得到变率对横向、纵向、平面速度的影响规律以及建筑物中流量对变态相似误差产生的影响,并给出了可参考的变率范围。