【摘要】：本研究選取具有明確下行洄游需求的四大家魚幼魚及具有短距離下行洄游需求的拉薩裸裂尻魚作為研究對象。首先對四大家魚幼魚進行了 攔魚網(wǎng)不同設(shè)置角度下魚類下行行為量化及導(dǎo)魚效果評價‖實驗研究,其中攔魚網(wǎng)的設(shè)置角度為與水流垂直方向呈10 o、20 o、30o三種工況,為控制實驗變量,不同工況下的水流條件相同,均采用與大壩庫區(qū)水流速度相似的范圍。通過量化四大家魚幼魚的下行行為,如 下行時長‖、 貼網(wǎng)次數(shù)及貼網(wǎng)時間‖、 逃逸次數(shù)及時間‖、 主被動下行情況‖及 游泳軌跡‖等,分析四大家魚行為的差異性,并利用量化的行為評價不同設(shè)置角度下攔魚網(wǎng)導(dǎo)魚效果。關(guān)于該實驗研究,主要得出了以下結(jié)論:1)不同設(shè)置角度工況下同種魚的下行時長存在不同,相同角度工況下,不同的實驗魚下行時長也存在顯著性差異(P0.05),可認為不同魚對攔魚網(wǎng)反應(yīng)的靈敏程度不同。在影響下行時長的因素分析上,通過以實驗魚種類、角度設(shè)計和兩者交互為自變量,以下行時長為因變量進行雙因素分析發(fā)現(xiàn),實驗魚種類及兩者交互后會顯著影響下行時長(P0.05)。單純的角度設(shè)計對下行時長不存在顯著性影響(P0.1)。因此可以弱化通過下行時長來評價攔魚網(wǎng)的導(dǎo)魚效果。2)通過分析以鳙幼魚為代表的實驗魚貼網(wǎng)行為發(fā)現(xiàn),不同設(shè)置角度工況下四大家魚幼魚貼網(wǎng)次數(shù)較少且每次貼網(wǎng)時間較短。3)通過分析魚類遭遇攔魚網(wǎng)時的逃逸行為發(fā)現(xiàn),鳙幼魚在不同的工況下逃逸次數(shù)及逃逸時間無顯著性差異(P0.1),鰱幼魚、草魚幼魚在10o工況下的逃逸次數(shù)及時間要明顯高于另外兩種工況(P0.05)。因此從逃逸行為上評價,推薦攔魚網(wǎng)設(shè)置采用20o、30o工況。4)通過分析四大家魚主被動下行情況可知四大家魚在30o工況下,主動下行比率最高,平均值±方差達到了(66.99±34.44)%,同時在該工況下四大家魚被動下行率最低,為(0.46±0.79)%,因此從主被動下行狀態(tài)推薦攔魚網(wǎng)設(shè)置角度為30o。綜上,通過對每種下行行為進行量化及差異性分析后對攔魚網(wǎng)導(dǎo)魚效果進行評價發(fā)現(xiàn),四大家魚下行應(yīng)對攔魚網(wǎng)時,當(dāng)攔魚網(wǎng)采用與水流垂直方向呈30o的夾角設(shè)置能取得較好的導(dǎo)魚效果,因此推薦實際工程實踐中魚類下行攔魚網(wǎng)設(shè)置角度采用30o設(shè)計。在下行過程中,魚類除了要應(yīng)對物理洄游障礙外,也會遇到如加速流等水流障礙,加速流普遍存在于魚類過壩通道中,是魚類下行必須應(yīng)對的特征水流。鑒于本實驗室前期已有較豐富的關(guān)于四大家魚下行應(yīng)對加速流的研究積累,為探索不同流域不同下行洄游需求魚類應(yīng)對相應(yīng)洄游障礙的行為響應(yīng),本研究選取了雅魯藏布江流域的拉薩裸裂尻魚為研究對象,在流速范圍分別為58.91~81.19cm/s、63.85~90.52cm/s、71.29~116.45cm/s,對應(yīng)的流速梯度(進出口流速差絕對值與實驗段長度比值)分別為0.405m·s-1/m、0.485 m·s-1/m、0.821m·s-1/m工況下進行下行實驗,分析拉薩裸裂尻魚發(fā)生特征行為時對應(yīng)的水力學(xué)條件,以期為相關(guān)的魚類下行工程提供一定的水力學(xué)設(shè)計參數(shù)。關(guān)于該實驗研究,主要得出了以下結(jié)論:1)低流速工況下大部分實驗魚都貼著邊壁游泳,中流速工況下實驗魚逃逸點的分布則相對離散,高流速工況下實驗魚逃逸點主要分布在加速流下游區(qū)域。2)不同工況下拉薩裸裂尻魚逃逸時的絕對及相對游泳速度存在差異。3)下行方式上,低流速工況下表現(xiàn)出了主動、被動及趨流方向轉(zhuǎn)換的行為,而在中流速及高流速工況下實驗魚僅表現(xiàn)出了主被動下行行為,且被動下行比率要高于主動下行比率。4)提取實驗魚發(fā)生逃逸行為時對應(yīng)的水力學(xué)條件,發(fā)現(xiàn)實驗魚會在60~70cm/s流速范圍內(nèi)發(fā)生逃逸行為,對應(yīng)的湍動能主要分布范圍為20~30cm2/s2,水流加速度為主要分布范圍為0.6~1.2m/s2�；谝陨稀拔宸N具有不同下行洄游需求魚類在洄游障礙下的特征行為”實驗結(jié)果,論文以位于金沙江中游的龍開口水電樞紐工程為例,提出了針對該水利樞紐工程進行的魚類下行措施設(shè)計思想,即在灌溉取水口上方修建放置攔魚網(wǎng)的水渠,攔魚網(wǎng)的設(shè)置角度采用第三章的實驗結(jié)果,即與水流速度呈30o的設(shè)計,水渠內(nèi)的流場設(shè)計需要考慮下行魚類的偏好水流速度并避開了使其發(fā)生逃逸行為的水力學(xué)特性,基于本實驗室前期已有研究積累及本人開展的實驗研究,水渠內(nèi)的流速定為0.3m/s。綜上,本研究圍繞“五種具有不同下行洄游需求魚類的特征行為及水力學(xué)特性”展開了兩項魚類生態(tài)學(xué)實驗,并將實驗結(jié)果運用于金沙江中游的龍開口水利樞紐工程魚類下行措施設(shè)計中,使研究結(jié)果具有了一定的實際工程運用價值。
【學(xué)位授予單位】：三峽大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S957
【圖文】：

魚類下行是指具有下行洄游需求的魚類通過不同方式從大壩上游降河洄游至下游的過程，是洄游性魚類生命周期中的一個重要階段[1]，下行過程中幼魚可以借助水流探覓生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)[2]、進行基因交換[3]以及加強棲息地的連通性與群落穩(wěn)定性[4]。有些種類的魚下行洄游周期會持續(xù)一年甚至更久[5]，如草魚(Ctenopharyngodonidella)、鰱魚(Hypophthalmichthys molitrix)、黑背鯡魚(Alosa kessleri)、里�？陧汈~(Barbus brachycephalus)等[6]。魚類下行洄游過程會受到多種變化的生物因素（物種特性、年齡階段、防御機制）及非生物因素（光照、溫度、水文條件）的影響[7,8,9,10]，其中物理障礙及水流障礙是下行魚類必須面對的洄游環(huán)境。為幫助下行洄游魚類順利過壩，國內(nèi)外部分水利工程結(jié)合工程及過魚對象特點建造了輔助魚類下行的過魚設(shè)施。以下以魚類下行過壩相關(guān)工程案例介紹其具體設(shè)計。1）下行過魚旁路系統(tǒng)。在水輪機進水口處設(shè)置傾斜的導(dǎo)魚柵（Fish Screens），該導(dǎo)魚柵的柵片間距 bc最大一般設(shè)為 0.101BL（魚體體長），傾斜角度一般不超過 45o，根據(jù)情況可設(shè)為 15o、25o、35o、45o。水流經(jīng)導(dǎo)魚柵時產(chǎn)生的紊動對下行魚類有一定的趨避作用，能夠?qū)Ⅳ~向上引導(dǎo)到安全區(qū)域后下放至下游，圖 1 中黃色示意線即為幼魚旁路系統(tǒng)下行流程。

圖 2 Alden Turbine 結(jié)構(gòu)示意圖3）下行導(dǎo)魚柵系統(tǒng)。為避免下行魚類因水泵或水輪機進水口的卷吸作用被帶至危險區(qū)域，有水利工程在大壩上游修建了導(dǎo)魚柵以引導(dǎo)魚類至安全區(qū)域。如美國Skinner 魚類保護設(shè)施（圖 3）。導(dǎo)魚柵由一系列金屬制成的水力柵組成，形狀類似于“V”形，水流流經(jīng)導(dǎo)魚柵時會引起水體紊動，下行魚類為避開這種紊動會沿著百葉窗式水力柵進入位于“V”形底部的旁路管道，并沿著管道進入集魚罐，最終利用運魚車運至下游合適地點進行下放。圖 3 導(dǎo)魚柵結(jié)構(gòu)示意圖

大 學(xué) 全 日 制 專 業(yè) 學(xué) 位 碩 士 學(xué) 位 論式溢流堰。下行洄游魚類大多活動在水庫表層，當(dāng)擋水閘門開魚下行，但若開度過大會造成水資源的浪費。為緩解矛盾，有式溢流堰”的工程設(shè)計（圖 4）。當(dāng)工程樞紐沒有下行過魚任底，其他水工建筑物正常工作，當(dāng)有下行過魚任務(wù)時，移動式開始工作，此時只需在閘門開度較小的情況下表面魚類便可以

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2 李長安;;安康電站水庫攔魚網(wǎng)工程設(shè)計的探討[J];水利漁業(yè);1989年01期

3 徐森林;余邦涵;裴滿意;;多功能大跨度攔魚網(wǎng)設(shè)施的設(shè)計與應(yīng)用[J];水利漁業(yè);1989年05期

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7 徐森林;;太平湖攔魚網(wǎng)與裝配工藝設(shè)計[J];水庫漁業(yè);1983年01期

8 ;升降式溪河攔魚網(wǎng)簡介[J];淡水漁業(yè);1975年10期

9 徐森林;;東張水庫攔魚網(wǎng)防逃效果與經(jīng)濟效益[J];水庫漁業(yè);1985年01期

10 朱小梅;石門水庫溢洪道靜電攔魚網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的探討[J];東北水利水電;1995年02期

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本文編號：2802930