[发明专利]一种测量流速作用下鱼类回避溶解气体过饱和水体能力的实验方法

说明书

本发明涉及一种测量流速作用下鱼类回避溶解气体过饱和水体能力的实验方法，步骤如下；a、选取实验样品；b、制作实验模型；c、选取实验设备；d、调节溶解气体过饱和水通量和回水使过饱和区域内产生稳定的溶解气体过饱和浓度；e、用流速仪将清水区域调到不同流速；f、在水槽末端设置摄像头，监控各工况下鱼类回避行为的变化过程。该测量流速作用下鱼类回避溶解气体过饱和水体能力的实验方法通过简单的实验装置，和专业的仪器设备，得到了较为准确的测量结果，这样有助于躲避空间营造工程设计提供基础参数，丰富溶解气体过饱和(TDG)不利影响减缓措施的研究内容，不会导致其下游TDG饱和度水平较高，也不会造成下游河道鱼类的生存环境发生改变和对流域内的鱼类资源及水生生态系统造成破坏。

技术领域

本发明涉及水利工程溶解气体过饱和技术领域，具体为一种测量流速作用下鱼类回避溶解气体过饱和水体能力的实验方法。

背景技术

高坝水电工程在泄流过程中，高速紊动水流强烈的掺气作用，使得下游水体出现总溶解气体过饱和(Total Dissolved Gas Supersaturation，简称TDGS)现象，且在河道一定范围内，TDG难以得到释放。随着水电项目的开发，总溶解气体过饱和现象导致高坝下游河道生态环境问题已日益突出，鱼类患上气泡病(Gas Bubble Trauma，简称GBT)甚至出现死亡的报道也屡见不鲜。我国西南山区水力资源丰富，近年来，已有众多高坝或超高坝逐渐建成运行，导致其下游TDG饱和度水平较高，造成下游河道鱼类的生存环境发生改变，势必将会对流域内的鱼类资源及水生生态系统造成破坏。

在高坝泄洪期间，有些鱼则不具备对溶解气体过饱和水体的感知能力往往受到无法逆转的损伤，很多鱼类则对溶解气体过饱和水体有不同程度的感知回避能力，可以感知到溶解气体过饱和水体胁迫从而在河道中寻找溶解气体过饱和浓度较低的地方进行回避躲避。如果河道有合适的躲避空间，可以减缓溶解气体过饱和的伤害。人工营造低饱和浓度的水流区域作为回避空间可以大大提高下游鱼类在泄洪期间的存活率。为了吸引鱼类进入躲避空间，甚至集群进入躲避空间，需要研究鱼类的趋流特性。

鱼类的趋流特性(rheotaxis)是指鱼类通过对水流流速和方向的感知，进而调整自身游向和游速的能力。鱼类主要依靠侧线神经系统和视觉运动反应感知流速刺激，使其保持顶流游泳状态或停留在某一特定的位置。鱼类的侧线系统是一个复杂的神经感觉系统，其主要的感觉单位是神经丘，侧线神经丘主要分为两种类型：浅表神经丘(SuperficialNeuromast)位于鱼体表面的表皮内；管状神经丘(Canal Neuromast)埋在鱼类真皮的管道内，通过侧线孔与外界相通。鱼类通过邻近的侧线管神经丘感受流速梯度带来的压力差，进而判断周围环境的水流流速强度和方向。鱼类视觉运动反应可以理解为：鱼类通过视觉感受辨别外界环境中各种物体距离、方位等情况，从而调整自身的游动行为。鱼类对流速的响应是侧线神经系统和视觉反应系统共同作用下的一种行为反应，对鱼类适应外界水流，改变和调整自身游动形态有着重要作用

同时我们需要考虑到溶解气体过饱和水体会损坏鱼类的游泳能力和一定程度上影响鱼类的趋流特性。因此，为了探究在溶解气体过饱和水体中躲避空间流速和鱼类吸引效果之间的定量关系，本方案提出了一种测量躲避空间最佳吸引流速的实验方法。选择模型试验的方法，以齐口裂腹鱼为例得到了最佳流速区间。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种测量流速作用下鱼类回避溶解气体过饱和水体能力的实验方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种测量流速作用下鱼类回避溶解气体过饱和水体能力的实验方法，步骤如下；a、选取实验样品；b、制作实验模型；c、选取实验设备；d、调节溶解气体过饱和水通量和回水使过饱和区域内产生稳定的溶解气体过饱和浓度；e、用流速仪将清水区域调到不同流速；f、在水槽末端设置摄像头，监控各工况下鱼类回避行为的变化过程。