Page 135 - 《水产学报》2026年第01期

1 期 水 产 学 报 50 卷

效果远未达预期目标 ，其重要原因之一为鱼道 中-高工况，0.23-0.43-0.91 m/s)。获取草鱼在复杂
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内的水流环境与过鱼目标生态习性的不匹配 。 变化水力环境下的运动轨迹，将草鱼运动轨迹与
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此外，在鱼类生境栖息地修复过程中，合理调控 不同背景流速进行耦合分析，探讨草鱼偏好流速
栖息地流速环境对于提升栖息地适宜性、促进鱼 的分布规律与流场特征之间的关系。研究旨在为
类自然繁殖及其生长具有重要意义 。偏好流速 鱼道内部符合鱼类生态习性的水流环境构建及栖
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作为鱼类在稳定游泳状态下主动选择的适宜流速 息地修复提供科学参考。
区间 ，有助于优化鱼道池室内的流态结构。同
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1 材料与方法
时通过降低上溯鱼类的能量损耗，为栖息地生境
修复的流态塑造提供科学支撑 。
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1.1 实验装置
近年来，国内外学者围绕鱼类偏好流速展开
了大量研究。主要采用两类技术路径：一是基 实验水槽采用自主设计的开放式自循环变频
于室内变速实验装置的可控条件测量；二是结 水槽系统 (图 1)，该系统由前蓄水池、中间实验区、
合野外鱼类资源分布与河流水动力特征的耦合 后蓄水池及水循环系统组成。前蓄水池尺寸为
分析。在室内变速实验研究方面，李敏讷等 [12] 1.20 m × 1.00 m × 2.20 m，中间实验区为矩形钢化
对鲢 (Hypophthalmichthys molitrix)、鳙 (Aristichthys 玻璃明渠水槽 (尺寸为 4.30 m × 1.00 m × 0.50 m)，
nobilis) 幼鱼在过水断面呈收缩式的实验装置中进 坡度为 0°，底部贴白色反光纸，正上方架设 2 台
行偏好流速测试，得到鲢幼鱼的偏好流速小于 红外网络摄像头 (杭州海康威视数字技术股份有限
0.30 m/s， 鳙 幼 鱼 的 偏 好 流 速 小 于 0.30 m/s 与 公司)。中间实验区沿水流方向依次为整流区、分
0.50~0.55 m/s。谭均军等 [13] 通过耦合鱼道水力环 流区、游泳测试区与适应区 (图 1)。整流区与适应
境与鱼类运动轨迹，对鳙与草鱼 (Ctenopharyn- 区均采用两副尺寸为 0.95 m × 0.01 m × 0.50 m 的
godon idella) 幼鱼进行偏好流速测量，得到两种幼 不锈钢可拆卸拦网围成，确保来流均匀并防止实
鱼偏好流速范围为 0.16~0.40 m/s。通过在明渠水 验鱼逃逸至前后蓄水池。分流区设置了 3 个 0.33 m
槽中加入不同障碍物创造不同的特征流场，研究 等宽进口，每个进口的前端插入不同数量的长方
实验鱼在特征流场下的自主游泳行为，也是流速 体格栅 (尺寸为0.05 m × 0.01 m × 0.60 m)，对流量
偏好测量的一种方法。王渊洋等 [14] 采用流速障碍 进行分流，实现不同流速区域 (低、中、高) 的位
装置测得青鱼 (Mylopharyngodon piceus)、草鱼、 置变换。当进口前端插入并变换的格栅数量分别
鲢及鳙幼鱼的共同偏好流速为 0.23~0.45 m/s。Li 为 5、3 与 0 块时，营造 0.33 m 等宽并行流速梯度
等 [15] 采用齐口裂腹鱼 (Schizothorax prenanti) 在明 区的排列组合。采用 2 块亚克力挡板 (1.00 m ×
渠水槽中进行偏好流速测量，得到齐口裂腹鱼的 0.01 m × 0.50 m) 黏贴于实验水槽底部形成分流区，
偏好流速范围为 0.25~0.50 m/s。在野外鱼类偏好 分流区至适应区中间段为游泳测试区，水槽出口
流速研究方面，杨宇等 [16] 用三维数值模拟方法计 设置水位调控闸门，用于调节实验水深。后蓄水
算河段的流场特征，并结合鱼类声呐探测结果获 池尺寸为 3.50 m × 1.00 m × 2.20 m。水循环系统由
得中华鲟 (Acipenser sinensis) 的偏好流速范围为
可调节频率的潜水泵与循环管道组成。潜水泵配
1.17~1.54 m/s。然而，目前对于鱼类偏好流速的 有变频控制箱，通过控制变频箱的频率调节潜水
研究仍存在一些局限性，如供鱼类自主选择的流
泵泵送流量。为使得中间试验区的水流速度匹配
速范围概率分布不均、流速工况单一及边壁效应
目标鱼类游泳能力需求，本实验通过调整潜水泵
对实验结果的影响等，致使复杂变化水力环境下
泵送流量频率与出口水位调控闸门开度，共同塑
鱼类是否存在稳定的偏好流速尚不明晰，因此有
造满足中间试验区流速需求的入流量。调试过程
必要开展复杂变化流场下的鱼类偏好流速研究。
中发现当水泵频率为 190.28 Hz 且水位闸门全开时，
本研究以长江流域典型河湖洄游性鱼类草鱼
中间试验区内流速满足设计需求，此时试验水槽
为实验对象，在开放自循环变频水槽中设置 3 种
水深为 14 cm，流量为 0.07 m /s。
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沿水流方向等宽平行分布的特征流场，分别为工
1.2 实验暂养鱼
况Ⅰ (高-低-中工况，0.65-0.32-0.47 m/s)、工况Ⅱ
(低-高-中工况，0.27-0.78-0.48 m/s) 与工况Ⅲ (低- 本研究用鱼由湖北宜都渔场提供，通过充氧

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