助溯式鱼道水力特性与鱼类行为的相关性研究

论文摘要

水利枢纽工程的修建能带来巨大的经济效益,但是阻断了河流的连通性,改变了河流的水文情势,从而对鱼类的栖息地造成影响,使得鱼类数量减少,物种丰富度下降。为了保护鱼类资源和维持河流生态系统的稳定性,修建鱼道已成为生态水利的一个热点问题。合理的鱼道体型结构和过鱼方式是提高过鱼效率的关键,只有将鱼道设计与鱼类的行为特性相结合,使得鱼道水力特性与洄游鱼类的克流能力相适应,才能获得较好的过鱼效果。本文以草鱼为研究对象,开展助溯式鱼道物理模型试验,研究了5种工况条件下,鱼道水力特性与鱼类行为的相关性。主要研究内容和结论如下:（1）通过分析鱼道池室中的流态、最小流速的沿程变化和流速分布,揭示鱼道池室内水流运动规律。试验表明:5种工况条件下,池室内水流紊动现象明显,而且随着池室中水位的不断抬升,水流紊动区的影响范围会不断向上游缩小;该鱼道体型有利于水流消能,能够有效减小鱼道池室中间区域的水流速度。（2）通过对试验过程的观察和视频的分析,研究每种工况条件下鱼类的游泳状态和趋流率。研究发现:试验鱼在试验过程主要有四种游泳状态,分别为顺流而下、逆流静止、逆流前进和逆流后退,而且各游泳状态的时间比例在不同的工况条件下有所不同。（3）通过Logger pro软件提取视频中鱼类游泳轨迹,发现在不同工况条件下鱼类的游泳轨迹差异较大,轨迹主要表现为“C”型游泳轨迹和“S”型游泳轨迹。（4）利用Matlab将所得鱼类游泳轨迹与流速云图相叠加,定量分析鱼类在上溯过程中流速对其游泳轨迹的影响。研究表明:在0-20-0和0-25-0两种工况条件下,流速范围大约在0.2m/s～0.4m/s之间,流速适宜,能满足试验鱼上溯的水流需求。图[21]表[3]参[102]。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 研究背景
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 鱼道研究现状
•     1.2.2 鱼道水力特性研究进展
•     1.2.3 鱼类行为研究进展
•   1.3 研究目的和意义
•   1.4 研究内容与技术路线
•     1.4.1 研究内容
•     1.4.2 技术路线
• 第2章 鱼道建设理论基础
•   2.1 鱼道建设原则
•   2.2 鱼道水力学相关理论
•   2.3 鱼类行为学基础理论
•     2.3.1 鱼类行为概述
•     2.3.2 鱼类游泳运动概述
•   2.4 本章小结
• 第3章 试验装置与设备
•   3.1 试验装置
•   3.2 量测设备
•   3.3 本章小结
• 第4章 鱼道水力特性和过鱼试验设计
•   4.1 水力特性试验
•     4.1.1 测点布置
•     4.1.2 试验工况设计
•   4.2 过鱼试验
•     4.2.1 相机布置
•     4.2.2 试验材料
•   4.3 本章小结
• 第5章 鱼道水力特性与鱼类行为的相关性
•   5.1 鱼道水力特性的分析
•     5.1.1 流态
•     5.1.2 最小流速的沿程变化
•     5.1.3 流速分布规律
•     5.1.4 结果
•   5.2 鱼类行为的分析
•     5.2.1 游泳状态的时间比例
•     5.2.2 趋流率
•     5.2.3 游泳轨迹
•     5.2.4 结果
•   5.3 水力特性与鱼类行为的相关性分析
•   5.4 本章小结
• 第6章 结论与展望
•   6.1 结论
•   6.2 展望
•     6.2.1 存在的不足
•     6.2.2 今后的研究方向
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介及读研期间主要科研成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 郑青辉

导师: 戎贵文

关键词: 助溯式鱼道,水力特性,鱼类行为

来源: 安徽理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑,农业科技

专业: 地球物理学,水利水电工程,水产和渔业

单位: 安徽理工大学

分类号: S931;TV135

总页数: 75

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