基于鱼类游泳能力的鱼道设计流速解析

短须裂腹鱼(Schizothorax wangchiachii)是黑水河流域重要的保护鱼类,为了使过鱼设施取得最佳过鱼效果,鱼类有更好的上溯路径,需要针对性探究过鱼对象的游泳能力指标;基于鱼道的水力学特性,对短须裂腹鱼感应流速、临界游泳速度、爆发游泳速度以及游泳耐力进行研究.结果表明,短须裂腹鱼的感应流速为(0.09±0.03)m/s,相对感应流速为(0.39±0.15)BL/s,流速0.04～0.14 m/s,趋流率(F)随流速(V)增大而显著增大,F=0.7576 lnV+2.485(R2=0.97,P<0.01);临界游泳速度(Ucrit)为(1.41±0.18)m/s,相对临界游泳速度(U'crit)为(6.27±1.14)BL/s;递增流速法测得的爆发游泳速度(Uburst)为(1.83±0.23)m/s,相对爆发游泳速度(U'burst)为(7.95±1.04)BL/s;固定流速法测得爆发游泳速度为1.8 m/s,持续游泳速度为1.2 m/s,在1.2～1.8 m/s耐久游速区间,持续游泳时间(T)随水流速度(V)增大而减小,lgT=-4.5015V+9.468(R2=0.69,P<0.01).结合鱼道水力学特性,推荐鱼道最小流速为0.20 m/s,高速区流速小于1.44 m/s,鱼道进口部分流速为1.20～1.44 m/s,休息池段流速为0.20～1.16 m/s.