与鱼道设计相关的鱼类游泳行为研究_郑金秀

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鱼类游泳能力测定方法的研究进展

鱼类游泳能力测定方法的研究进展

鱼类游泳能力测定方法的研究进展于晓明;张秀梅【期刊名称】《南方水产科学》【年(卷),期】2011(007)004【摘要】文章综述了鱼类游泳能力的研究概况、鱼类游泳速度的分类和鱼类游泳能力的测定方法,分析比较了各种方法的优劣,以期为进一步优化鱼类游泳能力的评价指标、完善测试鱼类游泳能力的方法与手段提供参考.%The paper reviews the research progress on fish swimming ability, classification of fish swimming speed and the methods for measuring fish swimming ability. Besides, the advantages and disadvantages of different methods are analyzed, which provides references for improving the evaluation indices and measurements for fish swimming ability.【总页数】9页(P76-84)【作者】于晓明;张秀梅【作者单位】中国海洋大学教育部海水养殖重点实验室,山东青岛266003;大连海洋大学海洋工程学院,辽宁大连116023【正文语种】中文【中图分类】S917.4【相关文献】1.计算机视觉技术在监测鱼类游泳行为中的研究进展 [J], 张胜茂;张衡;唐峰华;吴祖立;么宗利;樊伟2.计算机视觉技术在监测鱼类游泳行为中的研究进展 [J], 张胜茂;张衡;唐峰华;吴祖立;么宗利;樊伟;3.鱼类游泳能力测定方法的研究进展 [J], 于晓明;张秀梅4.鱼类游泳运动的研究——Ⅰ、三种海洋鱼类游泳的运动学特性 [J], 何平国;C.S.Wardle5.鱼类游泳能力评价指标及其测定方法研究现状 [J], 于洋;谢明原因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

日本鳗鲡游泳能力和游泳行为研究

日本鳗鲡游泳能力和游泳行为研究

收稿日期:2020-12-19修回日期:2022-06-23作者简介:陈橙,1988年生,博士,副研究员,主要从事生态水利及河口海岸防灾减灾方面的研究。

E-mail :日本鳗鲡游泳能力和游泳行为研究陈橙,闫慧,张挺,苏燕(福州大学土木工程学院,福建福州350018)摘要:研究日本鳗鲡的游泳能力特性指标和游泳行为,为日本鳗鲡的保护及渔业管理提供参考。

在(22±0.5)℃试验水温下,针对体长为21.4~43.5cm ,体重11~62g 的日本鳗鲡,利用自循环明渠变坡水槽,采用流速递增法开展鱼类感应流速、临界游泳速度和爆发游泳速度的试验研究。

结果表明:(1)闽江流域日本鳗鲡的感应流速为(3.3~4.8)cm/s ,即(0.109~0.196)BL/s ;临界游泳速度为(49.5~86.5)cm/s ,即(1.874~2.331)BL/s ;爆发游泳速度为(86.9~135.9)cm/s ,即(2.982~4.062)BL/s 。

(2)日本鳗鲡的绝对特征流速随体长的增加而增加,相对特征流速随体长的增加而减小。

(3)随着流速的递增,日本鳗鲡游泳形态分为5个阶段:顺流爬越、逆流转向静止、逆流上溯爬越、逆流冲刺后静止、逆流后退。

以日本鳗鲡为主要过鱼对象时,建议鱼道内最小水流速度应大于10.0cm/s ,高流速区最大设计水流大于70.0cm/s ,小于112.0cm/s 。

研究结果可为闽江鱼道水力设计提供依据。

关键词:日本鳗鲡;感应流速;临界游泳速度;爆发游泳速度;闽江流域中图分类号:TV61;Q958文献标志码:A文章编号:1674-3075(2022)04-0127-06鱼类洄游是鱼类为适应环境变化和自身生长需要所进行的周期性、定向性和集群性的一种迁移活动(曹平等,2017)。

日本鳗鲡(Anguilla japonica )是闽江主要的经济鱼种之一,属于典型的暖温性降海洄游性鱼类。

亲鱼在每年秋末冬初由淡水水域向河口移动,随流出海,进入中国台湾南部深海水域产卵,仔鳗随海流漂移生长为幼鳗,鳗苗每年春季聚集于河口,溯河而上到闽江各干、支流索饵、肥育、生长。

国外高坝过鱼设施概况及启示

国外高坝过鱼设施概况及启示
表 1 高坝过鱼设施特点比较 Tab.1 Characteristicsofthehigh-dam fishpassagefacilities
过鱼设施 鱼游泳能力
过鱼方向 过鱼能力
水头
鱼闸 可过小型鱼类及游泳能力弱的鱼 类 可作为下行过鱼设施 过鱼不连续,过鱼能力较小,仅适 用于过鱼量不多的枢纽
可用于中高水头大坝(7~15m)
过鱼设施是通过人工干预使鱼类主动或被动通 过河道障碍物,到达其繁殖地、索饵场或越冬场等重 要生活史场所的工程或技术手段,其主要形式包括 鱼道、仿 自 然 通 道、升 鱼 机、集 运 鱼 设 施 和 鱼 闸 等。 过鱼设施在国际上已经有 300多年的修建历史。低 水头大坝通常采用鱼道,其类型包括池型鱼道、丹尼 尔鱼道和仿自然旁通道等;水头大于 10m或更高的 大坝,多采 用 升 鱼 机 和 鱼 闸 (Clay,1995)。 鱼 闸 和 升鱼机在国外,如英国(Redeker& Stephen,2006)、 澳 大 利 亚 (Baumgartnerand Harris,2007)、巴 西 (Pompeu & Martinez,2007)和 俄 罗 斯 (Pavlov, 1989)均 有 应 用。 我 国 已 建 的 过 鱼 设 施 主 要 为 鱼 道,鱼闸、升鱼机在我国还从来没实践过。然而,复 杂多样的地形地貌,以及水资源的分布状况,决定了 我国的水利水电工程有很大一部分建在高山峡谷 中,其建设水头往往较大,不适合建鱼道。因此,了 解国外高坝过鱼设施的状况,借鉴国外经验,有助于 解决我国中高水头过鱼问题,这对我国鱼类和渔业
拥挤会造成鱼类的损伤
对上游水位变化不敏感
不干扰大坝的运行,易于建造; 投资成本 相 对 较 低,但 维 护 和 操作费用较高;操作灵活,转运 次数和时间不受限制

鱼道规划设计研究进展

鱼道规划设计研究进展
境产生 了不可忽视 的影 响 。目前 , 水利 水 电工 程 对生 态环境 的影 响正受到政府和公众越来越 多的关注 。这
世纪 5 0年代以来 , 鱼类 种群逐 年下降 , 上游 的白鲟 、 中
下游 的鲧 已濒临灭绝 。正是大坝建设对河流 内鱼类
资源 如此严 重的影 响 , 才迫使人们 将鱼道 的规划建设
相继设计 建 设 了 4 0余 座 鱼 道 ; 滞 期 ( 90~20 停 18 00 年 ) 由于葛洲坝水利枢纽工程采取人工增殖放 流中华 , 鲟获得 成功 的影响 , 一时期我 国建设 的水 利水 电工 这 程 中很少修弃 ; 二次发 展 期 ( 00年 以 20
【 关键词 】 鱼道
规划设 计 主要型式 参数选取原则
伴 随着 工业化 、 城市化的快速发展 , 中国对 能源 的 需求 日益旺盛。建 设水利水电工程 , 开发利 用绿色 、 可 再 生 的江河水力 资源 , 于满 足我 国经 济发展对 能源 对
和半洄游性鱼类 的影 响更为严重 。澳大利亚墨 累河 流 域修建大坝后 , 鱼类种群 明显减少 , 全流域鱼类种群数
鱼道陆续建成 。
冬洄游 习性 的鱼类 的洄游 路线 ; 另一方面改变 了坝前 、
坝后河 流水体 的环境 。大坝的这 种隔断作用对 鱼类的 生 长和繁殖 都会 产生不 利影响 , 尤其是 对洄游性 鱼类

早期 的鱼道规划建设更 多考 虑的是保证 鱼类 的洄 游, 关于鱼道设 计 的水力 学研 究 占主要方 面 。随着人 板过 鱼孔 淹没于水下 ,L 孑 口流态为淹没 流, 靠孑 后水 依 L 流扩散 消能。此 类鱼道适用于喜 中、 底层洄 游 的鱼类 。 竖缝式的过 鱼孔 是 从上 到下 的一 条高 而 窄 的过 水 竖 缝, 水流通过竖缝 紊流 消能 。此类 鱼 道适用 于 能适应 复杂流态 的大 中型鱼类 。组合式是上 述 3种型式 的组 合, 此类型鱼道能充分发挥各种 型式孔 口的水力 特性 , 有利于更多种类鱼类 的洄游 。以上 只是 国内外 几种常 见 的隔板式 鱼道 , 由于鱼类 和其他 水生 动物 的习性千

福建省罗源霍口水库工程过鱼设施设计中鱼类游泳能力试验的研究

福建省罗源霍口水库工程过鱼设施设计中鱼类游泳能力试验的研究
Dong Yanlong (Fujian Provincial Investigation, Design & Research Institute of Water Conservancy & Hydropower, Fu­
zhou Fujian 350001, China)
Abstract:Construction of high dam reservoir can lead adverse effects to migratory fishes. In order to facilitate ex­ change of genes and maintain connectivity of the Aojiang river basin, dams should be constructed with fish passage fa­ cilities. For the Huokou water conservancy project in Luoyuan, Fujian Province, six species of fishes are defined as main migratory fishes and their migration breeding should be guaranteed by construction of fish passage facility. The swimming ability test of these six species of fishes are done in order to ensure they can find the entrance of the fish passage facility so that they are capable o£ passing the passage successfully, and moreover provide parameters for opti­ mizing the design of fish passage facility in this project. The test analyzed induced velocity, critical swimming speed, burst swimming speed and swimming duration of these six species of fishes, and thereby provides references and de­ sign bases for fish passage facility of this project・

松花江鲫鱼游泳能力的研究

松花江鲫鱼游泳能力的研究

第4卷第1期2021年1月水利科学与寒区工程HydroScienceandColdZoneEngineeringVol.4,No.1Jan..2021李树航,韩雷,王正君!等.松花江鲫鱼游泳能力的研究水利科学与寒区工程!2021,4(1):33-37.松花江鲫鱼游泳能力的研究李树航S韩雷2,王正君S王璐2,苏国青S狄高健2(1.黑龙江大学水利电力学院,黑龙江哈尔滨150080; 2.黑龙江省水利科学研究院,黑龙江哈尔滨150080)摘要:本文在水温为24°C±1°C的条件下,通过流速递增法测得体长为19〜27cm的松花江鲫鱼的游泳能力,得到松花江鲫鱼的感应流速、临界游泳速度、突进游泳速度,为过鱼设施的建设提供重要的参考依据。

关键词:鲫鱼;感应流速;临界游泳速度;突进游泳速度中图分类号:S931.1;U643.2文献标志码:A为了调节水资源分布不均,水利工作者在河流中修建了许多大坝和堤堰来控制水流。

但大坝建成后,鱼类无法从下游通过大坝回到上游,鱼类也无法进行觅食、产卵,最后可能导致某些具有汹游习性的鱼类的消失,造成河流生态系统的失衡,破坏河流生态环境。

为保护鱼类和恢复河流生态系统,许多国家在建成的水工建筑物上修建可以过鱼的通道。

鱼道作为一种生物补偿工程:1],可以为鱼类汹游提供人工通道,有利于河流生态系统的恢复。

我国在过鱼建筑物的建设和研究方面起步较晚,传统鱼道更多是从水工建筑物的水力特性开展研究,基本没有考虑到汹游鱼类是否能够顺利地通过鱼道。

但实践证明,由于鱼类对水流天然的趋避性,如果没有对汹游鱼类的游泳能力进行研究直接设计鱼道,鱼道的过鱼效果难以达到理想的目标⑵4。

因此要研究和建设鱼道,必须要考虑到目标鱼类的游泳能力。

1材料与方法1.1试验材料试验所用鲫鱼选取于哈尔滨某鱼场,采集时间为2020年6月上旬。

试验鱼体长度为19〜27 cm。

将试验鱼放在矩形水池中暂养两周后开始试验,期间每隔3天换一次水,水温变化范围在文章编号:2096-5419(2021)01-0033-0524C±1°C。

大渡河软刺裸裂尻鱼(Schizopygopsis malacanthus)游泳能力研究

大渡河软刺裸裂尻鱼(Schizopygopsis malacanthus)游泳能力研究

大渡河软刺裸裂尻鱼(Schizopygopsis malacanthus )游泳能力研究李阳希1,朱正强2,3,侯轶群2,王永猛1,柯森繁1,石尚上1,石小涛1,张东亚4(1.三峡大学水利与环境学院,湖北宜昌443002;2.水利部中国科学研究院水工程生态研究所,水利部水工程生态效应与生态修复重点实验室,湖北武汉430079;3.湖北中水长江生态保护研究院有限公司,湖北武汉430079;4.中国电建集团北京勘测规划设计研究院,北京100024)摘要:探究大渡河软刺裸裂尻鱼的游泳能力,为大渡河软刺裸裂尻鱼的人工繁殖、保护以及大渡河过鱼设施建设提供参考和基础数据支持。

采用递增流速法,用自制Brett-type 水槽对大渡河软刺裸裂尻鱼的感应流速、临界游泳速度、突进游泳速度进行测试。

结果表明,在水温范围为11.9~14.1℃条件下,体长为15.0~21.5cm ,体重为34.8~152.9g 的大渡河软刺裸裂尻鱼的绝对感应流速为0.084~0.095m/s ,相对感应流速为0.321~0.588BL/s ,相对感应游泳速度随体长增大而减小;绝对临界游泳速度(U crit )为0.61~1.31m/s ,相对临界游泳速度为4.16~5.08BL/s ,两者均随体长增大而增大;绝对突进游泳速度(U burst )为1.02~1.40m/s ,与体长关系并不显著(P >0.05),相对突进游泳速度为5.73~8.36BL/s ,随体长增加而减小。

视频回放发现,实验鱼突进游泳速度测试过程分为3个阶段:第1阶段游速为0~0.4m/s ,占突进速度0~29%;第2阶段游速为0.40~0.84m/s ,占突进速度29%~60%;第3阶段游速为0.84~1.40m/s ,占突进速度60%~100%。

各阶段的静止不动、平稳摆动、突进-滑行3种游泳状态所占比例有显著不同。

关键词:大渡河软刺裸裂尻鱼;感应流速;临界游泳速度;突进游泳速度;游泳特性中图分类号:Q175文献标志码:A文章编号:1674-3075(2022)03-0121-07收稿日期:2020-12-03修回日期:2020-05-16基金项目:国家自然科学基金优秀青年科学基金项目(51922065);湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队计划项目(T201703)。

《水土保持通报》杂志官网征稿鲢鱼自由游泳行为的研究

《水土保持通报》杂志官网征稿鲢鱼自由游泳行为的研究

1 研究意义鱼类自由游泳行为作为游泳过程的一种表征现阶段研究较少,主要原因为自由游泳行为不易人工定量以及鱼类标记追踪技术不易操作。

运用计算机软件对鱼类游泳行为进行研究可以一定程度上提高分析鱼类游泳行为的效率。

2 材料与方法2.1 试验材料及暂养试验用鱼鲢由宜都渔场提供,通过充氧水包或供氧水箱车分批运送到三峡大学生态水工实验室,暂养3d后进行试验。

暂养水槽为长为1.10 m、宽为0.22 m、高为0.95 m。

(暂养期间水温为(20.00±3.00)℃,24 h连续持续充氧。

2.2 试验装置长方立体玻璃缸(长1.10 m、宽0.22 m、高0.95 m)为试验鱼的游泳环境。

玻璃缸的正前方1.20 m处放置摄像头记录试验鱼的自由游泳行为。

试验数据通过视频回放和swistrack软件收集数据和处理数据。

试验水温为(20.00±3.00)℃,溶解氧保持在6.0 mg/L。

2.3 试验方法 2.3.1 试验方法试验鱼选择鲢幼鱼,体长为(8.79±0.62) cm,试验鱼禁食24 h后,将鱼放置于试验水槽,适应30 min后进行试验。

控制水温在(20.0±3.0) ℃,试验时用遮光布把试验水槽围住,禁止试验水槽附近的活动,避免干扰。

使用红外摄像头(型号)录像24 h,选用每个小时中间时间段做视频分析。

试验截取3个不同的背景图,分为早上、下午、夜晚用作背景减法处理,用swistrack软件对视频进行轨迹分析。

试验每次使用一种共3尾鱼,同一种鱼做3天即9个重复。

试验数据包括体长(cm)、自由游泳速度(cm/s),相对自由游泳速度(bl/s)。

投稿加微信 LSN20202.3.2 Swistrack软件对鲢游泳速度的运算SwisTrack采用了英特尔的OpenCV的库,用于快速图像、视频处理。

主要步骤包括视频输入,背景剪切,参数设定和目标识别与坐标输出。

载入鲢游泳视频后,通过OpenCV库把视频转化为可处理格式,筛选出只含有目标鱼的运动图像。

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第3卷第5期2010年9月水生态学杂志Journal of Hydroecology Vol.3,No.5Sep.,2010收稿日期:2010-04-30基金项目:水利部引进国际先进水利科学技术计划(“948”计划)(200803),国家水利部公益性行业科研专项经费项目(200701008),水利部公益性行业专项(200701029)作者简介:郑金秀,1979年生,女,助理研究员,主要从事环境生物及生态学研究。

E -mail :surexxzh@126.com与鱼道设计相关的鱼类游泳行为研究郑金秀,韩德举,胡望斌,王翔,张晓敏(水利部中国科学院水工程生态研究所,湖北武汉430079)摘要:当前鱼类生境遭受破坏,渔业资源日益减少,修建鱼道等过鱼设施已成为减缓水利工程建设所致不利影响的重要举措。

纵观世界各国,早期的鱼道建设往往因为缺乏对鱼类的了解而最终成为摆设。

我国的鱼道建设起步晚,其再度兴起需要更可靠的生物学信息。

鱼类的游泳能力及行为关系着鱼道设计的各个方面,决定着设计的成败。

针对鱼道设计,综述了国内外几十年来鱼类游泳行为的研究成果。

鱼类的游泳速度可分为3类,即持续游泳速度、耐久游泳速度和突进游泳速度,其中与鱼道设计密切相关的是后2者。

影响鱼类游泳速度的因素既有生物个体因素也有环境因素,主要包括摆尾频率、体长、疲劳时间、温度及耗氧量等。

还简述了鱼类游泳行为学在鱼道设计中的应用,我国针对过鱼设施建设的鱼类行为学研究极少,总结国外的研究方法和经验成果可为我国的过鱼设施建设提供生物学基础,进而促进该领域的发展。

关键词:鱼道设计;游泳速度;鱼类行为中图分类号:Q959.4,S956.3文献标志码:A文章编号:1674-3075(2010)05-0104-07近年来,随着人们对水工程建设所引起的生态问题的认识加深,兴建过鱼设施、重建洄游通道已成为当前生态修复研究的热点之一。

鱼道的研究在国外已有很长的历史,最早的鱼道建于17世纪的法国(Katopodis C &Rajaratnam N ,1983)。

早期的鱼道设计多是凭直觉,并没有进行科学的试验研究。

直至1900年初,比利时的丹尼尔运用水力学原理设计出丹尼尔鱼道后,人们才开始了与鱼道设计相关的研究,包括鱼类行为学研究(Orsborn J F ,1987)。

鱼类的游泳行为是鱼道设计中必须考虑的重要因素,缺乏对鱼类行为学研究的鱼道设计往往是失败的(Quiros R ,1989)。

如北非1991年在塞布河上加尔德大坝修建的鱼道就不适合当地河流中的西鲱;在澳大利亚,多数洄游鱼类是河湖洄游性种,但在新南威尔士,直到20世纪80年代中期仍使用欧洲鲑鱼科的设计标准来设计当地鱼道,这些鱼道因不适于当地鱼类最终被判定为无效(Gerd Marmul-la ,2001)。

日本、台湾地区也发生过此类情况(财团法人河道整治中心,2003;黄俊嘉,2008)。

我国鱼道研究起步较晚,且20年来基本上处于停滞状态,因此对鱼类游泳行为的研究也相当匮乏。

本文收集分析了国内外多年来的鱼类游泳行为的研究成果,以期为我国该研究领域的发展提供思路,也为鱼道设计提供参考。

1鱼类的游泳能力鱼类的游泳能力依生物代谢模式和持续时间的不同主要分为3类(Hammer C ,1995),以速度来表示:持续游泳速度(sustained swimming speed )、耐久游泳速度(prolonged swimming speed )和突进速度(burst speed )。

一些鱼类的3种速度的差别可通过游泳时间与速度关系图中的斜率变化来反映(Brett J R ,1964)。

鱼类在持续游泳模式下可以保持相当长的时间而不感到疲劳,其持续时间通常以>200min 来计算。

此时,鱼类通过有氧代谢来提供能量使红肌纤维缓慢收缩,进而推动鱼类前进(Webb P W ,1984)。

早期由于分类名称的差异,也有学者将鱼类持续游泳速度称为巡游速度(cruising speed )(Bell M C ,1973)。

鱼类的耐久游泳速度是处于持续游泳速度和爆发游泳速度之间的一类,通常能够维持20s 200min ,并以疲劳结束。

在这种速度下,鱼类所消耗能量的获取方式既有有氧代谢也有厌氧代谢,厌氧代谢提供的能量较高,却容易积累大量乳酸使鱼类感到疲劳(何大仁,1998)。

耐久游泳能力有一亚类,为极限游泳速度(critical speed ),是鱼类在某一特定时期内所能维持的最大速度。

在极限游泳速度测试时,如果流速增量的时间间隔为1h,则极限游泳速度就接近最大可持续游泳速度。

突进游泳速度是鱼类所能达到的最大速度,维持时间很短,通常<20s。

此速度下,鱼类通过厌氧代谢得到较大能量,获得短期的爆发速度,同时也积累了乳酸等废物(Colavecchia M,1998)。

因此,鱼类如果经常使用突进速度就会疲劳致死。

如鲑鱼被迫以突进速度游泳6min后致死率达到40%,其死亡一般发生在竭力游泳后4 8h(Wood C M,1983)。

通常情况下,鱼类只在鱼道的进出口等高流速区使用这种速度,而一般时候,鱼类会通过调节它们身体和尾鳍摆动的频率和振幅来减缓速度或加速,以保持加速-滑行(burst-and-coast)的游泳方式,这种方式下鱼类能够减少消耗的能量(Tudorache C et al,2008)。

在鱼类的洄游行为研究中,对持续游泳速度的研究最多,但在鱼道设计中,对鱼类的耐久游泳能力和爆发能力的研究相对而言要显得重要。

由于耐久游泳速度可以保持相对较长的时间,且对鱼类不会造成明显的生理压力,因此这种速度通常用于鱼道设计和评估。

而对于鱼道的一些高流速区,则通常以鱼类的突进游泳速度为设计依据,但必须考虑的一点是它们竭尽全力后恢复体力所需要的时间,这关系到鱼道休息室的距离设计。

不同种类的鱼恢复的时间是不同的,一般来说,突进速度越大恢复时间越长,其差异甚至可以达到几个数量级(Koed A&Thorstad E B,2001;Boisclair D&Tang M,1993)。

2游泳能力的测定鱼类游泳能力的测量方法有多种(何大仁,1998),如:声纳探测、环形水槽旋转黑白条纹测试、PTI标记放流测量、室内水槽试验、数学模拟等。

对鱼类几种游泳速度的测量用得较多的主要是水槽试验,测量方法主要有3种,即“固定流速法”(或疲劳法)、“递增流速法”(Hammer C,1995)和“距离测试法”。

其中,“固定流速法”和“递增流速法”用得较普遍。

“固定流速法”相对来说更简单直接,即测量特定流速下达到疲劳的鱼类数量,以此确定持续游泳速度;“递增流速法”是鱼类被迫在以一定增量递增的流速中游泳。

这2种方法都是基于以下假设:鱼类的游泳速度与试验装置横截面的平均流速相等。

但由于2者都是未知的,这种假设也没能得到准确验证。

一般认为,这2种方法的测量结果不。

2.1极限游泳速度的测定极限游泳速度的测量采用的是“递增流速法”。

鱼类被迫在流速逐渐递增的水槽中运动,直至其疲劳。

流速递增量一定,递增间隔时间也一定。

鱼类所能达到的极限游泳速度U crit通过以下公式计算:Ucrit=Vp+tft()i V i式中:V i为水流速度增量(cm/s);V p为鱼类疲劳时达到的最大游泳速度(cm/s);t f为最后一次增速至鱼类疲劳的时间(s);t i为流速递增间隔时间(s)(Brett J R,1964)。

2.2持续游泳速度和耐久游泳速度的测量测出鱼类的极限游泳速度后,就可根据该速度的一定倍数或分数设定不同的检测速度,然后采用固定流速法,即保持设定的流速不变,测量鱼所能维持的时间。

对于这2种游泳速度的判定,以200min 为时间阈值。

在设定流速下持续游泳200min以上即可确定该流速为持续游泳速度;否则为耐久游泳速度(Santos H A et al,2008)。

也有采用其它时间阈值确定鱼类持续游泳速度的。

如Rebecca等(Fisher R&Wilson S K,2004)每隔4h测量1次,至24h结束,测量的鱼类有90%能持续游24h的即为持续游泳速度;有些则以12h为测量时间来测量持续游泳速度(Fisher R&Bellwood D R,2002)。

在进行持续游泳速度测量时,在某一速度下,如果有50%的鱼达到疲劳,则该速度即为最大可持续游泳速度(Hammer C,1995)。

2.3突进速度测量由于突进速度所维持的时间极短,且鱼类的反应不一致,人们通常难以把握这么短的时间进行准确测量,迄今,该行为方式的测量方法依然很少。

尽管从理论上来说可以用固定流速法测量(Peake S et al,1997;Pedersen L F et al,2008),但其准确性受到质疑(Peake S et al,2000)。

因为在水槽试验中,鱼类是被迫以固定速度游泳,而事实上,鱼类并不可能总保持一定的速度,它们在高速游动时采用的是“爆发-滑动”的游泳模式(Webb P W,1984)。

人们一般应用模型对鱼类的突进速度进行预测,同时测定其突进的最大距离(Castro-Santos T,2002;2005)。

如Colavecchia M(1998)用无线电标记遥测,并通过数字化计算处理测量鱼类游动的距离和时间,以此计算出鱼类的突进游泳速度。

另一种测量突进速度的方法是通过测量鱼类跳跃高度来推算其起跳速度,该速度可认为是鱼类的最大突进速度。

5012010年第5期郑金秀等,与鱼道设计相关的鱼类游泳行为研究这一方法采用了动量守恒的原理,通过公式V=(2gh)1/2计算得出。

3影响鱼类游泳速度的因素鱼类行为学研究在最近30多年里取得了很大进展,但是对影响鱼类游泳行为的因素仍需进一步研究,这些因素大体可分为生理因素和环境因素(Wood C M et al,1983;Colavecchia M et al,1998;McDonald D G et al,1998;McDonald D G,1998;Peake S et al,2000;Farrell A P et al,2001)。

鱼类对这些因素的响应在不同游泳行为和不同个体间都存在差异。

鱼道设计时一般考虑以下几个影响因素,并可通过一定的关系式计算鱼类的游泳速度。

3.1游泳速度与摆尾频率的关系实验表明,鱼类的游泳速度与摆尾频率成线性关系,鱼类每摆动1次身体所前行的距离为其体长的0.6 0.8倍。

这是由Bainbridge1955年在环形水槽试验中首次发现的,并使这一数值被广泛应用于估算鱼类的游泳速度(王伟军,2007)。

游泳速度可以用以下公式表达:V=Af=(0.6 0.8)Lf。

式中:V为游泳速度,A为鱼每摆动1次身体所前行的距离,f为鱼身体和尾鳍的摆动频率(每1s摆动次数),L为鱼体长。

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