长期的研究和实践表明,鱼道水力学是一个水工水力学、鱼类行为学和生态学等多学科交叉的学科。鱼道内的水流条件与鱼类游泳行为特性相适应,是确保鱼道工程能够有效过鱼的关键一环。本文针对体长在5.0～16.0 cm范围内的草鱼幼鱼开展均匀流场下鱼类游泳特性指标和特征流场下鱼类上溯行为试验研究,为鱼道池室的水力设计提供技术基础,为鱼类生态栖息地保护与修复提供科学依据,主要研究内容如下:(1)开展草鱼幼鱼游泳能力指标的测定试验。设计鱼类游泳能力测定水槽,利用均匀流场测定草鱼幼鱼感应流速与突进流速指标,得到草鱼幼鱼突进游速与试验鱼体长的定量关系,以及突进游速与临界游速之间的定量关系。(2)研究流速递增条件下草鱼幼鱼游泳行为对流速的响应特性。采用递增流速法,分析流速快速变化对草鱼幼鱼游泳行为的影响,并根据试验鱼游泳行为的变化,提出流速递增条件下的鱼类游泳行为分类方法,得到了以草鱼为过鱼对象的鱼道池室主流区和孔口等高流速区的流速设计临界值。(3)开展鱼道池室特征流场下草鱼幼鱼上溯试验。利用室内水槽建立多级竖缝式鱼道池室模型,通过改变隔板导角制造不同池室流态,开展多池室条件下草鱼幼鱼连续上溯试验。采用ADV测量和数值模拟的方法获取鱼道内部水流信息,利用视频分析软件捕捉鱼类洄游轨迹,实现鱼道池室流场与试验鱼游泳轨迹的耦合分析。(4)研究草鱼幼鱼上溯行为与鱼道池室水动力因子的关系。通过分析不同鱼道池室特征水流条件下试验鱼对上溯路径的选择规律,研究流速、紊动能、阻力对草鱼幼鱼上溯游泳行为的影响,为以草鱼为过鱼对象的鱼道池室水力设计提供基础依据。