论文部分内容阅读
水电开发在阻断河流连续性的同时也阻断了鱼类的上下行,尤其是洄游性鱼类。洄游性鱼类在通过下行洄游通道时,经常受到加速流的干扰,其主要影响洄游性鱼类通过下行洄游通道的效率。加速流普遍存在于鱼类下行过坝通道中,例如水轮机、船闸、溢洪道以及过鱼旁路等。加速流的存在对鱼类的洄游产生了一定的干扰,为了降低这种干扰,学者们尝试使用多种行为导鱼措施引导鱼类下行过坝,但是效果并不理想,其原因是对鱼类下行行为与加速流之间的响应关系缺乏了解。为了解鱼类下行过程中应对加速流的行为响应特征,本研究以具有下行洄游需求的鳙幼鱼为研究对象,并针对其下行通过加速流的响应行为展开了研究。 研究发现:鳙幼鱼在受到刺激后,采用疾冲的游泳方式逃逸。鳙幼鱼在0.12s时达到最大游泳速度1.07±0.19m/s,加速度为6.13±1.36m/s2,相对疾冲游泳速度为10.31±1.81BL/s,相对疾冲加速度为59.08±13.11BL/s2。鳙幼鱼在达到最大游泳速度后开始减速滑行,滑行时间为0.12s,最后保持在0.711±0.01m/s的游泳速度。了解鳙幼鱼的逃逸行为,可以估算鳙在下行通过加速流时,逃离加速区域的成功率。鳙幼鱼在静水和流水条件下的昼夜游泳存在一定的差异性。在不存在任何人为干扰的条件下,于静水和低流速水流(0.018m/s)条件下进行鳙(11.36±0.47cm)的昼夜节律实验,研究发现鳙在静水条件下的活跃时间段为19:00-08:00,平均游泳速度为0.033±0.012m/s,不活跃时间段为08:00-19:00,平均游泳速度为0.006±0.002m/s;在流水条件下的活跃时间段为19:00-09:00,平均游泳速度为0.081±0.019m/s,不活跃时间段为09:00-19:00,平均游泳速度为0.014±0.004m/s。实验选择在活跃时间段对鳙幼鱼进行下行行为研究,本实验设置了三个水流梯度,研究发现鳙具有非常高的通过率,基本为100%。在实验设置条件下,鳙通过孔口的方式以尾部通过为主,尤其是在水流速度较高的时候,头部通过的比例最低,仅6.25%。在活跃时间段,鳙在低流速下的总时间与中流速下的存在一定的差异性,而在高水流速度下,鳙的总时间与低流速与中等流速下的总时间不存在差异性。而在不同的水流速度下通过时间不存在差异性。为研究鳙幼鱼在加速流中的具体行为,设置不同的入口流速,在活跃时间段进行鳙幼鱼的下行实验。结果指出,在设置的两种入口水流条件下,鳙的通过率为100%,但是在通过方式和通过时间上存在一定的差异性。在高的入口流速下,鳙以顺流而下的方式进入加速区域,而在较低的流速下,鳙进入加速区域的方式存在顺流和逆流两种方式。在活跃时间,对鳙在加速区域的行为研究发现:鳙在高的入口流速下,会出现有规律性的通过时间和在特定流速下的转弯现象,而在低的入口流速下,行为相对杂乱;但是鳙出现概率随着水流速度的增加而减小。为进一步了解鳙与其他三种鲤科鱼类在下行过程中应对加速流的行为表现的差异性,对四大家鱼在特定的水流速度下的下行行为究发现,四大家鱼幼鱼在下行过程中具有较高的通过率,均高于93%,在下行过程中,大多数的青、草和鳙头部先通过孔口(比例分别为88.8%、92.6%和82.76%),但是鲢的头部首先通过孔口的比例为53.33%。四大家鱼下行通过加速流的总时间存在一定的差异性,但是通过时间不存在差异性。在该流速下,青、草、鲢和鳙的延迟时间分别为383s、613s、11.16s以及667.58s。 根据以上研究发现:鳙的活跃程度存在昼夜差异,水流会对鳙的下行产生一定的影响,鳙在不同流速下采用不同的下行行为响应,鱼的下行行为存在种属特异性。在下一步的研究中,需要进一步探索环境因子如光和水流对鳙下行行为产生影响的机制,结合水力学因素进一步的探索鱼类行为发生规律为兼顾鱼类下行的水工建筑物水力学设计技术提供理论依据。