幾種鯉科魚游泳能力研究及豎縫式魚道模擬與評價.pdf

1、水利工程的建設阻斷了連通的河流,影響了洄游性和半洄游性魚類生活史的順利進行。這不僅會導致魚類種群數(shù)量的減少,甚至導致部分魚類種群的滅絕。合理而有效的魚道設計可以提供一種上下游水生物種交流的生態(tài)廊道,從一定程度上緩解魚類所面臨的困境。只有以魚類的不同特性為依據(jù),才能設計出具有較好過魚效果的魚道。通過對魚類游泳特性和魚道水力特征的研究可為相關設計提供技術支撐。
　　本文利用課題組的專利裝置(ZL201020136105.7和 ZL20

2、1320093505.8)以及Fluent6.3進行了5種鯉科魚的游泳特性以及3種豎縫式魚道水力特征的研究。主要包括以下內容:
　　1.研究了在15℃、18℃、21℃、25℃條件下白鰱幼魚的游泳能力及代謝水平。臨界游泳速度(critical swimming speed,Ucrit)隨著溫度(T,℃)升高呈線性增加,擬合方程為: TU3.0730.150crit+=(R2=0.983,P<0.005),說明白鰱的游泳能力隨著溫度升

3、高而增強。四個溫度下耗氧率與流速關系方程中速度指數(shù)c分別為:1.41、1.31、1.60、1.80,隨著溫度的升高速度指數(shù)增大,表明15-25℃范圍溫度越高能量的利用效率越低。
　　2.研究了在0°、3°、6°在三個坡度下青魚和草魚的游泳能力。結果表明:草魚和青魚的游泳能力都隨坡度的升高而降低。比較發(fā)現(xiàn),青魚的臨界游泳速度在6°為0°的86.55％,而草魚只有79.40%。說明雖然草魚具有較高的臨界游泳速度,但是青魚具有更好抵抗坡

4、度的能力。
　　3.研究了在0.6Ucrit、0.8Ucrit、1.0Ucrit、1.2Ucrit的恒定流速下運動1 h然后恢復1 h后的草魚幼魚游泳能力。研究結果表明:運動消耗會導致草魚的有氧運動效率降低,且隨著運動消耗速度的增加有氧運動效率隨之降低。研究結果認為在設計以草魚為主要過魚對象的過魚設施設計時,魚道內的流速不應大于0.8Ucrit,以使魚類順利通過。
　　4.研究了四大家魚(青魚、草魚、白鰱、鳙魚)在0.6 V

5、k( Vk:克流速度)恒定流速下游泳1 h后的游泳能力。測定的相對臨界游泳速度( U crit)分別為:5.96±0.11、6.04±0.19、6.37±0.17、4.74±0.30 BL/s。通過與四大家魚未做運動消耗的游泳能力相比較:在0.6 Vk條件下游泳1 h的這種運動消耗程度對于大部分鯉科魚的游泳能力影響較小。
　　5.研究了巖原鯉游泳能力情況。巖原鯉的日常耗氧量(routine oxygen consumption,

6、RMR)為352.30±41.65 mg/(kg.h),最大耗氧量(maximum oxygen consumption,MMR)可以達到560.24±20.84 mg/(kg.h)。巖原鯉的臨界游泳速度U crit為8.03±0.16 BL/s。過度運動后耗氧量(excess post exercise oxygen consumption, EPOC)為115.22 mg/kg。巖原鯉在兩次間隔30 min的U crit測定的恢復率

7、( crit-2U/ crit-1U)為0.89±0.03,巖原鯉具有較好的游泳能力以及恢復能力,與其洄游特性相適應。在測定 crit-1U和 crit-2U過程中的耗氧量與流速的關系的擬合方程分別為 UMO2=320.15+33.63(R2=0.956), UMO2=295.54+33.44(R2=0.978)。高流速時,測定 crit-2U時的耗氧量較高,運動疲勞會影響魚類游泳呼吸的能力。
　　6.模擬了三種豎縫式魚道池室內的