鯽魚趨流行為對(duì)不同水動(dòng)力條件的響應(yīng)研究.pdf

1、興建魚道恢復(fù)河流連通性對(duì)魚類資源的保護(hù)意義重大，魚道是解決魚類過壩常用的工程措施，魚道水力設(shè)計(jì)密切關(guān)系到魚類能否順利通過魚道完成洄游。許多已建成的魚道過魚效果并不明顯，缺乏對(duì)魚類生態(tài)行為的考慮。魚類行為的研究與魚道建設(shè)密切相關(guān)。綜合與魚道設(shè)計(jì)相關(guān)的魚類游泳行為的研究成果，特別是極具應(yīng)用價(jià)值的魚類趨流行為的研究成果。有針對(duì)性的對(duì)目標(biāo)魚類開展室內(nèi)試驗(yàn)研究，將魚類運(yùn)動(dòng)行為的成果應(yīng)用于水工設(shè)計(jì)中以提高魚道過魚效率。
　　本文以鯽魚為研究對(duì)

2、象，在均勻流場(chǎng)、漸變流場(chǎng)和紊流場(chǎng)速條件下進(jìn)行室內(nèi)放魚試驗(yàn)，以均勻流場(chǎng)下鯽魚的運(yùn)動(dòng)節(jié)律，漸變流場(chǎng)下鯽魚的流速偏好特性和紊流場(chǎng)下鯽魚的運(yùn)動(dòng)機(jī)理為研究指標(biāo)，重點(diǎn)分析不同流速條件下鯽魚對(duì)流速的響應(yīng)關(guān)系，以及各種流速條件下鯽魚運(yùn)動(dòng)規(guī)律的相關(guān)聯(lián)系，探究并論證魚類運(yùn)動(dòng)機(jī)理與水力學(xué)條件間的關(guān)系，本文主要結(jié)果如下：
　?。?）斷面沿程不變的環(huán)形試驗(yàn)裝置中均勻流速條件下，鯽魚為研究對(duì)象，獲得不同鯽魚在0.2m/s～1.2m/s共11個(gè)試驗(yàn)流速區(qū)段內(nèi)的

3、運(yùn)動(dòng)情況，探討魚類運(yùn)動(dòng)節(jié)律與流速的相關(guān)關(guān)系。運(yùn)動(dòng)節(jié)律特征參數(shù)采用停留時(shí)間、擺尾頻率、擺尾幅度以及斯特哈爾數(shù)St4個(gè)特征量進(jìn)行定量分析，獲得魚類運(yùn)動(dòng)節(jié)律和流速的定量關(guān)系。結(jié)果表明0.5m/s為過度特征流速點(diǎn)，1.0m/s為鯽魚偏好流速的最大值。
　?。?）斷面沿程漸變的裝置中漸變流場(chǎng)條件下，鯽魚為研究對(duì)象，拍攝不同鯽魚在0.2m/s～0.9m/s的流速區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情況，獲得鯽魚對(duì)不同試驗(yàn)流速的偏好特性，鯽魚對(duì)流速為0.5m/s最為偏

4、好，是鯽魚的對(duì)流速偏好的特征流速點(diǎn)。
　?。?）多功能水槽試驗(yàn)裝置中紊流場(chǎng)條件下，鯽魚為研究對(duì)象，拍攝不同鯽魚在三種工況，兩種不同障礙物布置型式下，鯽魚的運(yùn)動(dòng)軌跡以及流速選擇特性，獲得鯽魚在不同工況下魚全運(yùn)動(dòng)的完成率，轉(zhuǎn)彎概率和流速的選擇概率。
　　以鯽魚在不同恒定流速中的實(shí)測(cè)游泳數(shù)據(jù)為依據(jù)，利用計(jì)算流體力學(xué)軟件flow-3d對(duì)魚類波狀擺動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬，以鯽魚的推進(jìn)效率為研究指標(biāo)。得到隨著流速的增大，鯽魚的推進(jìn)效率呈現(xiàn)出先增