马口鱼自主上溯游泳行为及对流场选择策略研究

作     者：雷青松 涂志英 李志敏 李敏讷 谭均军 金志军 孙双科 石小涛 LEI Qingsong;TU Zhiying;LI Zhimin;LI Minne;TAN Junjun;JIN Zhijun;SUN Shuangke;SHI Xiaotao

作者机构：三峡大学三峡库区生态环境教育部工程研究中心湖北宜昌443002 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司贵州贵阳550081 中国水利水电科学研究院北京100038 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(编号:51679126,51709152) 湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队计划鱼类过坝技术项目(编号:T201703) 

出 版 物：《武汉大学学报（工学版）》 (Engineering Journal of Wuhan University)

年 卷 期：2020年第53卷第6期

页      码：483-491页

摘      要：鱼类通过流速障碍的能力是鱼道设计的关键因素,鱼类游泳行为对鱼类克服流速障碍起着重要作用。以马口鱼为对象,在开放水槽中放入不同长度的阻流体,制造不同的特征流场,研究马口鱼在3种不同工况及特征流场条件(竖缝流速分别为工况Ⅰ62.40 cm/s,工况Ⅱ84.55 cm/s,工况Ⅲ71.49 cm/s)下的自主上溯游泳能力与行为,并分析了其流场偏好。实验结果表明:3种工况条件下,马口鱼游泳速度分别为工况Ⅰ0.72~1.62 m/s、工况Ⅱ1.00~2.51 m/s、工况Ⅲ0.89~2.29 m/s;工况Ⅰ中马口鱼通过的成功率最高,为72.73%,工况Ⅲ最低,为45%,工况Ⅱ与工况Ⅰ相近,为71.43%;工况Ⅲ条件下的竖缝长度超出了马口鱼的耐力范围,导致大多数实验鱼多次尝试通过,造成能量大量消耗而疲劳。这表明游泳速度和障碍物长度均是鱼类能否成功上溯的重要因素。在成功通过的鱼中,3种工况下分别有83.33%、76.92%、77.78%选择从近壁处低流速区进入竖缝。上溯过程的流场偏好分析表明,3种工况下马口鱼有共同的偏好流速范围,为0.30~0.35 m/s。将开放水槽内水力因子与鱼类运动轨迹相叠加,确定马口鱼上溯过程的偏好流速,发现马口鱼在应对流速障碍时选择低流速场上溯的流场利用策略,为过鱼设施设计及评价提供研究的新思路。

主 题 词：马口鱼 开放水槽 自主上溯 流场偏好 行为轨迹 鱼道 

学科分类：080103[080103] 08[工学] 080104[080104] 081502[081502] 0815[工学-矿业类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.14188/j.1671-8844.2020-06-002

馆 藏 号：203940959...