水是维持我们生命的珍贵物质，因为我国水资源分布不均，自然界中水的原有状态不能满足人们的实际需求。为了改善水资源分布不均，水利工作者在河流中修建了许多大坝和堤堰来控制水流，很大程度上避免了洪水对人类造成的危害，同时也能够利用水能资源进行发电、灌溉等，从而改善了人们的生活，但同时也给河流流域的生态系统和水生态环境带来了严重的破坏。它阻断了原始河流的连通性，致使鱼类无法从下游通过大坝回到上游进行觅食、产卵等，对某些洄游鱼类造成不可逆的损伤，造成河流生态系统的失衡，破坏河流生态环境，因此为了避免这种现象，越来越多的国家在修建连接上下游的通道。鱼道作为一种生物补偿工程，可以使洄游鱼类通过鱼道回到上游。但据《华盛顿州鱼道导则》显示，目前已修建的鱼道过鱼效率普遍低于50％，因此，改良和优化鱼道迫在眉睫。
　　随着对鱼道的不断研究，越来越多的问题也逐渐被发现，其中最主要的问题是修建的鱼道只从水工结构进行考虑，没有与鱼类的游泳能力和行为特性相结合，所以造成只有少数的洄游鱼类能够进行上溯，而大多数洄游鱼由于其鱼道内部的水力特性不满足上溯的需求。鱼道的过鱼效果很差。基于此，本文以鲫鱼为研究对象，研究其游泳能力并进行上溯试验，通过对鲫鱼在上溯过程中与水动力因子的耦合分析，得到最适宜鲫鱼洄游的水力特性数据。并以此为测定其他洄游鱼与水动力因子之间的关系提供研究方法，得到其他洄游鱼的水力特性数据。进而改善与优化鱼道。主要研究内容与结论如下:
　　(1)鲫鱼游泳能力试验研究。在鱼类游泳能力试验装置中，使用特定的方法测得鱼类的游泳能力的指标，得到19cm-27cm的鲫鱼感应流速为0.046m/s-0.086m/s、临界游泳速度与体长的关系式为:Ucrit=2.9606BL+59.474。相对临界游泳速度与体长关系式为:Ucrit=-0.1088BL+8.0824。突进游泳速度与体长的关系式为:Uburst=2.2012BL+98.719。相对突进游泳速度与体长的关系式为:Uburst=-0.2026BL+11.203。
　　(2)运用物理模型和数值模拟相结合的方法对鱼道内的流速场、紊动能、主流曲线、最大流速沿程衰减情况进行分析。利用数值模拟可以对鱼道内部水流情况进行研究分析。流速场:主流区的流速比回流区的流速大，流线轨迹呈反“S”型曲线形状;随着流量的增加，主流区流速场形状没有发生改变，但池室内流速增加了。鱼道池室内流速最大的地方在竖缝处下游。紊动能:池室中竖缝处位置的紊动能最大。随着流量的增加，池室中相同区域的位置的紊动能也随之增大。主流曲线:在不同流量的条件下，鱼道内的主流曲线基本重合，说明改变流量不会改变池室内部主流的形态。最大流速沿程衰减情况:主流流速衰减率达到30％，主流区最大流速沿程衰减明显，说明水池的消能效果较好。
　　(3)开展竖缝式鱼道多级池室条件下鲫鱼连续上溯试验，分析鱼道池室内的水力因子对鲫鱼上溯行为的影响。得到体长为19cm-27cm的鲫鱼上溯所喜好的池室流速范围为0.091m/s-0.524m/s，同时水流的紊动能不宜超过0.0210m2/s2。