马口鱼自主上溯游泳行为及对流场选择策略研究

• 作者: 孙双科 李志敏 李敏讷 涂志英 石小涛 谭均军 金志军 雷青松
• 来源期刊: 武汉大学学报（工学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 马口鱼 开放水槽 自主上溯 流场偏好 行为轨迹 鱼道
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 所属期刊栏目: 水利水电工程
• 页码范围: 483-491
• 页数: 9页
• 分类号: TV131.6
• 语种: 中文
• DOI: 10.14188/j.1671-8844.2020-06-002

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Ⅰ 62.40 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.