船闸过鱼能力及增强过鱼效果的光诱驱鱼试验研究

摘要

水利工程的建成在防洪，发电、航运等方面发挥了显著的效益，但大坝对鱼类洄游的阻隔问题越来越受到社会的广泛关注。为解决鱼类过坝问题，鱼道等过鱼设施的建设快速发展。船闸作为具有通航要求的水利枢纽必修的水工建筑物，联通了大坝上下游大体积的水体，理论上可以作为鱼类过坝的通道，代替鱼道成为新型过鱼建筑物。本研究以葛洲坝水利枢纽一号船闸为研究对象，运用DIDSON对一号船闸的过鱼能力进行水声学现场监测，研究了船闸天然情况下的过鱼能力及规律，并在室内船闸模型中进行光诱驱鱼试验研究，探寻提高船闸过鱼能力的光诱驱鱼条件和最优光照布置方式。得出主要结论如下：
　　1）葛洲坝一号船闸天然过鱼能力及规律
　　葛洲坝一号船闸在自然运行状态下过鱼总量中下行鱼类所占比例大于上行鱼类所占比例，其中4月和10月船闸过鱼下行比例达到58％。船闸过鱼数量随时间不同而变化，过鱼总量表现出明显的季节差异，且夜晚时段船闸单位时段内的过鱼量大于白天时段。6月由于一些鱼类的大量繁殖，船闸过鱼总量明显增高。通过船闸的鱼类体长分布随季节不同而有所差异。同一个月份通过船闸的鱼类的体长分布基本呈现正态分布规律，整体出现频率最多的鱼类为体长10cm和15cm规格的鱼类。
　　2）不同单色光诱驱鱼试验研究
　　研究发现，不同鱼类的偏好光照颜色不同。选取的三种试验鱼中，草鱼的偏好光照颜色为绿色，在绿光下的趋集率为52.36%；鲢的偏好光照颜色为白色，在白光下的趋集率达56.34%；鳙鱼的偏好光照颜色为红色，在红光下的趋集率达68%。不同种类的鱼类在不同光照颜色下的趋集率会随时间变化。鳙鱼在红色光下的趋集率随时间变化最剧烈，波动幅度达28.16%；鲢在白光下的趋集率随时间变化最大，波动幅度达14.46%；草鱼在绿色光下的趋集率随时间变化最大，波动幅度达9.95%。
　　3）不同闪光模式对鱼类的驱赶效果试验研究
　　研究发现，不同种类的试验鱼对闪光的反应有差异，但均表现出回避反应。闪光对三种试验鱼有明显的驱赶效果，在闪光灯带未开启前试验鱼通过灯带的次数均大于闪光灯带开启后试验鱼尝试通过及通过灯带的次数，但闪光灯带开启后不同种类的试验鱼在不同闪光条件下尝试通过及通过灯带的次数存在差异。不同闪光模式对不同种类的试验鱼的阻拦效果不同。双闪模式（闪光频率43次/min）对草鱼和鲢的阻拦效果最好，对草鱼的阻拦效果最为显著，阻拦率高达95.38%，鲢的阻拦率达到87.96%。单闪模式（闪光频率72次/min）对鳙的阻拦效果最为显著，阻拦率达到85.45%。
　　4）提高船闸过鱼效果的光照布置方式试验研究
　　通过室内模型试验研究发现，船闸内不同光照布置方式下船闸的过鱼效果不同。为提高船闸过鱼能力，可以在船闸下游闸门处布置诱鱼灯，增加进入船闸的鱼类数量。当鱼类进入闸室后，可以通过在闸室下游布置闪光并结合在上游闸门处布置诱鱼灯增加驱赶闸室内鱼类出闸室的数量。

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1 绪论

1.1 研究的背景及意义

1.2 国内外研究现状分析

1.3 研究内容和技术路线

2 葛洲坝一号船闸过鱼效果监测

2.1 引言

2.2 监测区域及监测方法

2.3 监测仪器

2.4 监测结果及分析

2.5 本章小结

3鱼类对不同单色光的趋避行为响应模型试验

3.1 引言

3.2 材料与方法

3.3 结果与分析

3.4 本章小结

4 鱼类对闪光的趋避反应行为试验研究

4.1 引言

4.2 材料与方法

4.3 结果与分析

4.4 本章小结

5 不同光照布置方式下船闸过鱼效果试验研究

5.1 引言

5.2试验工况设计

5.3结果与分析

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

附录