幾種特征流場下鰱、鳙幼魚游泳特性研究.pdf

1、水利工程的建設(shè)阻隔了魚類的洄游通道，導(dǎo)致生境破碎，影響魚類種群遺傳多樣性，改變了河流水流的局部流態(tài)和溫度。合理而有效的魚道的修建可以在很大程度上的減緩魚類所面臨的洄游困境，為流域上下游水生物提供交流通道。魚類游泳特性的研究，可為魚道設(shè)計提供科學依據(jù)。魚道中不同流態(tài)下相關(guān)魚類的游泳特性研究將會受到更多關(guān)注，在這些復(fù)雜流場下的魚類研究更具意義。
　　本文利用課題組魚類運動呼吸裝置以及Flow-3D軟件，對鰱鳙幼魚在均勻流場、豎縫式湍流

2、流場和單雙圓柱式繞流流場下的游泳特性進行了研究。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下：
　　1．在10℃、15℃、20℃、25℃條件下，測定了鰱幼魚連續(xù)兩次重復(fù)運動后，游泳能力及運動代謝的變化。結(jié)果表明，在10~25℃溫度范圍內(nèi)，鰱幼魚連續(xù)運動兩次的臨界游泳速度均隨溫度升高而呈線性增加，重復(fù)運動后的臨界游泳速度明顯小于第1次。運動最大耗氧量(MMR)和標準代謝率(SMR)亦均隨溫度升高而增加，且第1次測試的耗氧率顯著高于第2次的耗氧率；運動后過

3、量耗氧率(EPOC)隨著溫度升高而增加，與溫度相關(guān)性顯著(P=0.024)；第2次測試疲勞后EPOC較第1次低，疲勞運動對EPOC影響不顯著；表明適宜溫度范圍內(nèi)，溫度對游泳能力和活動代謝具有促進作用，疲勞運動對魚類游泳能力和活動代謝不利，有一定的抑制作用。
　　2．自然水溫下，在豎縫式湍流流場中測定了鰱、鳙幼魚的游泳能力、游泳效率及生態(tài)行為隨流速的變化情況。鰱在均勻流場和豎縫湍流流場中的臨界游泳速度分別為4.95±0.28 BL/

4、s、3.96±0.26BL/s；鳙在均勻流場和豎縫湍流流場中的臨界游泳速度分別為3.89±0.25BL/s、4.82±0.21BL/s。實驗水流為均勻狀態(tài)時，鰱幼魚耗氧隨流速的擬合關(guān)系為：MO2=512.72+19.4U1.94(R2=0.97， P<0.05)；湍流流態(tài)時，關(guān)系式為MO2=335.23+169.3U1.64，(R2=0.98，P<0.05)。未通過豎縫的鰱幼魚耗氧率隨流速的變化關(guān)系擬合為：MO2=520+13.61U2

5、.23，(R2=0.99，P<0.05)。通過豎縫的幼魚耗氧情況分為兩類，一類為通過豎縫之前的耗氧情況：MO2，1=363.91+164.97U1.01(R2=0.98， P<0.05)；另一類為通過豎縫之后的耗氧情況：MO2，2=199.67+154.44U0.78(R2=0.99， P<0.05)。結(jié)果表明，均勻流場和豎縫式湍流流場中，鰱幼魚的耗氧率都隨流速的增加而增加；相同流速下，均勻流態(tài)下鰱幼魚的耗氧率要高于豎縫湍流流態(tài)，且均勻

6、流態(tài)下的游泳效率要高；有豎縫的流場中，鳙幼魚的耗氧率隨流速的增加而增加；通過豎縫的幼魚的游泳效率要高于未通過豎縫的幼魚游泳效率。
　　3．豎縫湍流流場下，基于視頻軟件對魚類行為的統(tǒng)計分析得出：魚類在低流速區(qū)停留時長顯著大于在高流速區(qū)域停留時長(P<0.05)，④流速區(qū)＞①流速區(qū)＞③流速區(qū)＞②流速區(qū)，低流速時，②、③區(qū)域停留時間差異不顯著(P>0.05)，流速逐漸增加，②區(qū)域停留時間顯著大于③區(qū)域停留時間(P<0.05)；在豎縫湍流

7、下，鰱幼魚和鳙幼魚的擺尾頻率（TBF）都隨流速(U)的增大而增大，且每個流速下鳙幼魚的擺尾頻率要大于鰱幼魚的擺尾頻率。
　　4．單、雙圓柱式繞流流場下，測量了鰱、鳙幼魚的游泳能力、呼吸代謝及游泳行為等隨流速的變化情況。鰱在均勻流場、單圓柱流場和雙圓柱流場下的游泳能力分別為7.17±0.22BL/s，6.02±0.28BL/s，7.21±0.43BL/s，鳙的游泳能力分別為4.60±0.51 BL/s，4.08±0.48BL/s，3

8、.35±0.45BL/s。測得鰱幼魚耗氧率隨流速的增加而增加，其方程的擬合關(guān)系為：均勻流場，MO2=420.1+19.4U1.33(R2=0.97，P<0.05)；單圓柱流場， MO2=436.4+21.2U1.95(R2=0.98，P<0.05)；雙圓柱流場，MO2=530.3+33.1U1.58(R2=0.97， P<0.05)。鳙幼魚的耗氧率隨流速的變化更具規(guī)律性，也都隨進口流速的增加而增加，可用直線方程進行擬合，其方程的關(guān)系為：

9、均勻流場，MO2=201.1+122.9U(R2=0.98， P<0.05)；單圓柱流場，MO2=220.2+142.6U(R2=0.97，P<0.05)；雙圓柱流場，MO2=244.7+163.4U(R2=0.90，P<0.05)。單圓柱流場干擾和雙圓柱流場下的擺尾頻率隨流速的變化關(guān)系差異性不顯著，但是兩者均顯著小于均勻流場中的擺尾頻率。以鳙幼魚的擺尾頻率為例說明：均勻流場：TBF1=0.52U+1.47(R2=97，P<0.05)；