[發明專利]一種測量流速作用下魚類回避溶解氣體過飽和水體能力的實驗方法

在審

• 申請號: 201811457132.1
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109287532A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 袁佺;李克鋒;袁嫄;梁瑞峰;王遠銘;李永;李然;馮鏡潔;蒲迅赤
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: A01K61/10
• 分類號: A01K61/10
• 代理公司: 成都環泰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 51242
• 代理人: 趙紅欣;李斌

本發明涉及一種測量流速作用下魚類回避溶解氣體過飽和水體能力的實驗方法，步驟如下；a、選取實驗樣品；b、制作實驗模型；c、選取實驗設備；d、調節溶解氣體過飽和水通量和回水使過飽和區域內產生穩定的溶解氣體過飽和濃度；e、用流速儀將清水區域調到不同流速；f、在水槽末端設置攝像頭，監控各工況下魚類回避行為的變化過程。該測量流速作用下魚類回避溶解氣體過飽和水體能力的實驗方法通過簡單的實驗裝置，和專業的儀器設備，得到了較為準確的測量結果，這樣有助于躲避空間營造工程設計提供基礎參數，豐富溶解氣體過飽和(TDG)不利影響減緩措施的研究內容，不會導致其下游TDG飽和度水平較高，也不會造成下游河道魚類的生存環境發生改變和對流域內的魚類資源及水生生態系統造成破壞。

技術領域

本發明涉及水利工程溶解氣體過飽和技術領域，具體為一種測量流速作用下魚類回避溶解氣體過飽和水體能力的實驗方法。

背景技術

高壩水電工程在泄流過程中，高速紊動水流強烈的摻氣作用，使得下游水體出現總溶解氣體過飽和(Total Dissolved Gas Supersaturation，簡稱TDGS)現象，且在河道一定范圍內，TDG難以得到釋放。隨著水電項目的開發，總溶解氣體過飽和現象導致高壩下游河道生態環境問題已日益突出，魚類患上氣泡病(Gas Bubble Trauma，簡稱GBT)甚至出現死亡的報道也屢見不鮮。我國西南山區水力資源豐富，近年來，已有眾多高壩或超高壩逐漸建成運行，導致其下游TDG飽和度水平較高，造成下游河道魚類的生存環境發生改變，勢必將會對流域內的魚類資源及水生生態系統造成破壞。

在高壩泄洪期間，有些魚則不具備對溶解氣體過飽和水體的感知能力往往受到無法逆轉的損傷，很多魚類則對溶解氣體過飽和水體有不同程度的感知回避能力，可以感知到溶解氣體過飽和水體脅迫從而在河道中尋找溶解氣體過飽和濃度較低的地方進行回避躲避。如果河道有合適的躲避空間，可以減緩溶解氣體過飽和的傷害。人工營造低飽和濃度的水流區域作為回避空間可以大大提高下游魚類在泄洪期間的存活率。為了吸引魚類進入躲避空間，甚至集群進入躲避空間，需要研究魚類的趨流特性。

魚類的趨流特性(rheotaxis)是指魚類通過對水流流速和方向的感知，進而調整自身游向和游速的能力。魚類主要依靠側線神經系統和視覺運動反應感知流速刺激，使其保持頂流游泳狀態或停留在某一特定的位置。魚類的側線系統是一個復雜的神經感覺系統，其主要的感覺單位是神經丘，側線神經丘主要分為兩種類型：淺表神經丘(SuperficialNeuromast)位于魚體表面的表皮內；管狀神經丘(Canal Neuromast)埋在魚類真皮的管道內，通過側線孔與外界相通。魚類通過鄰近的側線管神經丘感受流速梯度帶來的壓力差，進而判斷周圍環境的水流流速強度和方向。魚類視覺運動反應可以理解為：魚類通過視覺感受辨別外界環境中各種物體距離、方位等情況，從而調整自身的游動行為。魚類對流速的響應是側線神經系統和視覺反應系統共同作用下的一種行為反應，對魚類適應外界水流，改變和調整自身游動形態有著重要作用

同時我們需要考慮到溶解氣體過飽和水體會損壞魚類的游泳能力和一定程度上影響魚類的趨流特性。因此，為了探究在溶解氣體過飽和水體中躲避空間流速和魚類吸引效果之間的定量關系，本方案提出了一種測量躲避空間最佳吸引流速的實驗方法。選擇模型試驗的方法，以齊口裂腹魚為例得到了最佳流速區間。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種測量流速作用下魚類回避溶解氣體過飽和水體能力的實驗方法。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種測量流速作用下魚類回避溶解氣體過飽和水體能力的實驗方法，步驟如下；a、選取實驗樣品；b、制作實驗模型；c、選取實驗設備；d、調節溶解氣體過飽和水通量和回水使過飽和區域內產生穩定的溶解氣體過飽和濃度；e、用流速儀將清水區域調到不同流速；f、在水槽末端設置攝像頭，監控各工況下魚類回避行為的變化過程。