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影响鱼类游泳行为的各种环境因子(水流、声、光、电和气泡)中,水力因子至关重要。在过去的研究中,研究者多用水流速度单一指标来研究水流对鱼类的影响,但限制于水流本身的复杂定量技术,并没能深入挖掘水流速度和鱼类行为学关系中的规律。随着水力学和鱼类行为学定量技术的方法改进,水流的细部特征和鱼类行为的关系有望得到深入研究。 本文实验研究了具有典型性洄游特性四种淡水鱼类(白鲢、白甲鱼、花骨鱼、光倒刺鲃)的自由游泳能力。实验结果显示体长为8.79±0.62cm鲢的自由游泳速度与相对自由游泳速度分别为23.03±3.53cm/s和2.62±0.40bl/s;体长为6.34±0.42cm白甲鱼的自由游泳速度与相对自由游泳速度分别为22.53±8.43cm/s和2.62±0.96bl/s;体长为7.12±0.51cm花骨鱼的自由游泳速度与相对自由游泳速度分别为21.80±8.93cm/s和2.20±0.87bl/s;体长为5.67±0.38cm光倒刺鲃的自由游泳速度与相对自由游泳速度分别为21.14±8.95cm/s和2.34±0.92bl/s。速度与体长之间存在显著性差异(P<0.05)。 由于在传统的鱼类游泳能力测试的方法中,往往会将实际上不均匀的水流流场近似的看做是均匀流,导致实所得结果并不能反映鱼类真实的游泳能力,对鱼类在流场的趋避行为更是难以判断。本文研究了体长为10.50±0.37cm,体重为14.66±0.14g的鲢鱼在圆柱扰流下的流场区域选择,实验中首先运用PIV技术模拟流场,研究流场的具体特征,然后根据水流紊动情况将游泳区近似分为紊动区和均匀区,最后通过观察鲢鱼在各个区域的出现率进行对比分析.实验结果表明:白鲢在紊动的水流中,在均匀的流场区域的出现率明显大于紊动区域。 最后,文章指出在水工程背景下,通过研究流场与鱼类行为之间的关系,结合水工建筑物如鱼道的水力学设计等现实需求,配合水力学和行为学定量技术的进一步开发,有望解决鱼道等工程应用中水力学设计方面的关键问题,并促进鱼水关系交叉领域的理论研究。