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草鱼敏感的负趋音筛选

水产学报 2024年第4期48卷 366-375页

作者：杨吉邬玉娇李晓兵尼玛旦增达瓦张占刘国勇许家炜柯森繁李卫东李冬晴石小涛三峡大学水利与环境学院三峡大学湖北省鱼类过坝技术国际科技合作基地中水北方勘测设计研究有限责任公司西藏自治区水利电力规划勘测设计研究院河海大学水利水电学院

声学屏障是一种阻拦鱼类进入危险区域进而保护鱼类资源的重要手段，为筛选鱼类敏感的负趋音作为声学屏障，本研究采用6种单频音(500～3 000 Hz)和1种宽频音(扬子鳄吼叫声)作为实验用音对草鱼幼鱼进行负趋音的筛选研究，通过在水槽两端... 详细信息

声学屏障是一种阻拦鱼类进入危险区域进而保护鱼类资源的重要手段，为筛选鱼类敏感的负趋音作为声学屏障，本研究采用6种单频音(500～3 000 Hz)和1种宽频音(扬子鳄吼叫声)作为实验用音对草鱼幼鱼进行负趋音的筛选研究，通过在水槽两端交替播音来对比草鱼幼鱼对不同声音的行为反应。结果显示，大多数实验鱼对声音有反应，扬子鳄吼叫声与其他声音组的差异显著。单频音实验组中播放500 Hz单频音时平均反应次数最大，为(1.7±0.6)次，而播放扬子鳄吼叫声时平均反应次数高达(5.0±0.9)次，显著高于其他实验音。在总平均速度中，宽频音组中草鱼的总平均速度显著高于其他组，表明草鱼对扬子鳄吼叫声敏感，产生逃窜行为。研究表明，草鱼对扬子鳄吼叫声具有负趋音性，扬子鳄吼叫声是一种对草鱼具有驱赶、威慑作用的声音。本研究可为过鱼设施中辅助诱驱鱼手段及水利结构中避免鱼类的夹带提供参考依据。

关键词：草鱼幼鱼扬子鳄负趋音性单频音宽频音

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金沙江支流黑水河松新电站短须裂腹鱼(Schizothorax wangchiachii)过坝后上溯行为

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湖泊科学 2023年第2期35卷 622-631页

作者：焦易林石小涛许家炜李冬晴白天翔陶宇王永猛孙干朱冬舟柯森繁三峡库区生态环境教育部工程研究中心宜昌443002 三峡大学湖北省鱼类过坝技术国际科技合作基地宜昌443002 河海大学水利水电学院南京210098 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司贵阳550081 中国三峡建工(集团)有限公司成都610041 上海勘探设计研究院有限公司上海200434

鱼类过坝后的上溯行为对鱼类寻找适宜的产卵、索饵等功能性栖息地至关重要。现阶段我国大多数研究聚焦于鱼类上溯通过鱼道的游泳行为量化,而过坝后的上溯行为分析鲜有报道。本研究在金沙江下游支流黑水河松新坝址处利用PIT(passive inte... 详细信息

鱼类过坝后的上溯行为对鱼类寻找适宜的产卵、索饵等功能性栖息地至关重要。现阶段我国大多数研究聚焦于鱼类上溯通过鱼道的游泳行为量化,而过坝后的上溯行为分析鲜有报道。本研究在金沙江下游支流黑水河松新坝址处利用PIT(passive integrated transponder)遥测技术对松新电站过鱼对象短须裂腹鱼(Schizothorax wangchiachii)过坝后的上溯行为开展监测,考虑监测过程中水文情势变化对过坝后上溯行为的影响,采用生存分析方法,构建了耦合多因素(流量、水温、河道涨落水率、昼夜节律、肥满度等)的Cox风险比例回归模型,利用AIC模型准则筛选出最优模型参数,识别了影响鱼类过坝后上溯成功率的关键因素。结果表明:(1)短须裂腹鱼在松新鱼道的上溯效果显著优于河道;(2)水温及河道涨落率是影响短须裂腹鱼过坝后上溯效果的关键因素;(3)水温与短须裂腹鱼过坝后河道上溯成功率呈负相关,当水温超过短须裂腹鱼最适温度后,河道上溯成功率随着温度的上升呈递减趋势;河道涨落水率与短须裂腹鱼过坝后河道上溯成功率呈正相关,其中涨水情势下短须裂腹鱼河道成功上溯的概率高于落水,河道上溯成功率随着涨水率增大呈递增趋势;(4)尽管昼夜节律对短须裂腹鱼过坝后河道上溯成功率无显著影响,但从数据结果发现有61%的短须裂腹鱼选择在夜间上溯。本研究旨在为恢复鱼类栖息地和优化小水电生态调度提供科学依据及参考价值。

关键词：小水电短须裂腹鱼上溯行为河道流量涨落水率水温金沙江黑水河

金沙江下游支流黑水河松新电站幼鱼下行过坝研究

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湖泊科学 2023年第3期35卷 985-997页

作者：李冬晴柯森繁许家炜焦易林白天翔成必新陶宇王永猛石小涛孙干三峡大学水利与环境学院宜昌443002 三峡大学湖北省鱼类过坝技术国际科技合作基地宜昌443002 河海大学水利水电学院南京210098 上海勘测设计研究院有限公司上海200434 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司贵阳550081 中国三峡建工(集团)有限公司成都610041

梯级小水电的开发一定程度上破坏了河流连通性并阻碍了鱼类洄游通道。黑水河流域松新坝址为了满足鱼类上行产卵修建了松新鱼道,然而作为洄游物种生命周期中的关键行为,鱼类下行洄游的需求也同等重要。为了寻求一种可行、高效、低损伤的... 详细信息

梯级小水电的开发一定程度上破坏了河流连通性并阻碍了鱼类洄游通道。黑水河流域松新坝址为了满足鱼类上行产卵修建了松新鱼道,然而作为洄游物种生命周期中的关键行为,鱼类下行洄游的需求也同等重要。为了寻求一种可行、高效、低损伤的下行过鱼方式,了解河流中不同环境因素对鱼类下行效率的影响,本研究在金沙江下游支流黑水河松新水电站补水通道开展鱼类下行过坝效果评估研究。针对两种鲤科鱼类(棒花鱼Abbottina rivularis和短须裂腹鱼Schizothorax wangchiachii)幼鱼和两种鳅科鱼类(短体副鳅Paracobitis potanini和红尾副鳅Paracobitis variegatus)幼鱼各放鱼90尾,定量分析鱼种、水体透明度、放鱼位置、流量、水温、水位等因素对鱼类下行效率的影响。结果表明:棒花鱼、短须裂腹鱼、短体副鳅、红尾副鳅的下行率依次为22.22%(20尾)、28.89%(26尾)、8.89%(8尾)、15.56%(14尾);幼鱼下行成功率与上游河道水温呈正相关趋势,且放鱼位置、鱼种、上游河道水温和流量均对鱼类下行成功率有显著影响。通过构建二元Logistic回归模型识别出影响鱼类下行效率的关键因子,并基于AIC准则筛选出最优模型,以放鱼位置、鱼种、上游河道水温和上游河道流量为自变量的模型最优。本研究可为梯级小水电背景下的河流连通性修复、水库调度方案和下行过鱼设施优化设计提供理论依据。

关键词：补水通道过鱼水体透明度 Logistic回归模型 AIC准则金沙江黑水河

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金沙江支流黑水河松新电站幼鱼下行过坝研究

湖泊科学 2022年

作者：李冬晴柯森繁许家炜焦易林白天翔成必新陶宇王永猛石小涛孙干河海大学水利水电学院中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司中国三峡建工(集团)有限公司上海勘测设计研究院有限公司三峡大学湖北省鱼类过坝技术国际科技合作基地三峡大学水利与环境学院

梯级小水电的开发一定程度上破坏了河流连通性和阻碍了鱼类洄游通道。黑水河流域松新坝址为了满足鱼类上行产卵修建了松新鱼道，然而作为洄游物种生命周期中的关键行为鱼类下行洄游需求也同等重要。为了寻求一种可行、高效、低损伤的下...

梯级小水电的开发一定程度上破坏了河流连通性和阻碍了鱼类洄游通道。黑水河流域松新坝址为了满足鱼类上行产卵修建了松新鱼道，然而作为洄游物种生命周期中的关键行为鱼类下行洄游需求也同等重要。为了寻求一种可行、高效、低损伤的下行过鱼方式，了解河流中不同环境因素对鱼类下行效率的影响，本研究在金沙江下游支流黑水河松新水电站补水通道开展鱼类下行过坝效果评估研究。针对两种鲤科鱼类（棒花鱼和短须裂腹鱼）幼鱼和两种鳅科鱼类（短体副鳅和红尾副鳅）幼鱼各放鱼90尾，定量分析鱼种、水体透明度、放鱼位置、流量、水温、水位等因素对鱼类下行效率的影响。结果表明：棒花鱼、短须裂腹鱼、短体副鳅、红尾副鳅的下行率依次为22.22%（20尾）、28.89%（26尾）、8.89%（8尾）、15.56%（14尾）；幼鱼下行成功率与上游河道水温呈正相关趋势，且放鱼位置、鱼种、上游河道水温和流量均对鱼类下行成功率有显著影响。通过构建二元Logistic回归模型识别出影响鱼类下行效率的关键因子，并基于AIC准则筛选出最优模型，以放鱼位置、鱼种、上游河道水温和上游河道流量为自变量的模型最优。本研究可为梯级小水电背景下的河流连通性修复、水库调度方案和下行过鱼设施优化设计提供理论依据和技术支撑。

关键词：

基于高原鱼类弱趋光性特征的过鱼设施光诱驱鱼技术研究

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基于高原鱼类弱趋光性特征的过鱼设施光诱驱鱼技术研究

作者：许家炜三峡大学

学位级别：硕士

水利工程的作用和意义毋庸置疑,但水利工程是把双刃剑,在推动国民经济发展的同时对环境也造成了一定的影响,不仅水利工程中的拦河建筑物改变了原有的河流特性,截断了具有洄游性鱼类的洄游通道,洄游鱼类无法回到上游适宜地区产卵。为了... 详细信息

水利工程的作用和意义毋庸置疑,但水利工程是把双刃剑,在推动国民经济发展的同时对环境也造成了一定的影响,不仅水利工程中的拦河建筑物改变了原有的河流特性,截断了具有洄游性鱼类的洄游通道,洄游鱼类无法回到上游适宜地区产卵。为了解决拦河建筑物阻断了鱼类洄游通道可能导致鱼类灭绝的问题,世界上主要采取的措施是在水工建筑物主体上修建鱼道、集运鱼船和升鱼机等过鱼设施。作为过鱼设施过鱼效果及质量的保证与前提,光诱驱鱼技术研究至关重要。本文将针对两河口水电站和藏木水电站过鱼对象进行光诱驱鱼技术展开相关研究,并为水电站过鱼设施辅助诱驱鱼技术措施进行优化设计。本论文以两河口水电站及藏木水电站鱼道主要过鱼对象齐口裂腹鱼(Schizothorax(schizothorax.)prenanti)和异齿裂腹鱼(Schizothorax oconnori(Lloyd,1908))为研究对象,基于鱼类趋光性特征,利用光色选择试验装置和趋光性试验装置进行各指标测定,利用行为学分析软件高效获取齐口裂腹鱼和异齿裂腹鱼的行为学和水动力学指标和高精度声学多普勒流速仪(ADV)获取精细流场。首先分析两种主要过鱼对象的具体趋光性,通过光色选择试验装置获取鱼类偏好光色的理论值,研究鱼类在四种光色下的选择,再模拟实际野外黑暗工况下鱼类是否选择某单一光或更偏好黑暗,找到其正趋性光以及负趋性光。其次通过趋光性试验装置,在矩形装置中营造出0 m·s、0.20 m·s和0.30 m·s,在不同工况下分别找到其对不同光色的偏好光照强度和趋光率,研究其趋光率是否随着水流速度的增大而增大,找到其变化原理,最终找到其偏好阈值,建议工程中使用大于偏好阈值的正趋性光进行诱集鱼类,大于负趋性光的偏好阈值驱赶鱼类。通过上述研究并结合其他环境因子建立适合齐口裂腹鱼和异齿裂腹鱼的生境适宜度模型,帮助更好找到适宜两种鱼类的栖息地。最终为两河口水电站和藏木水电站过鱼设施辅助光诱驱鱼措施进行优化设计。主要研究结论如下:1)光色选择试验装置中,在四种光色同时布置下,通过研究齐口裂腹鱼在红、黄、蓝、绿四个光色下的分布率可以得出在蓝、绿光区域的分布率显著高于其他两个区域(P蓝色>黑色>红色>黄色。异齿裂腹鱼对红光和蓝光的选择指数为负,在黄光和绿光区域内的选择指数为正,异齿裂腹鱼对这5种颜色的喜好顺序为:绿光>黄光>黑暗>蓝光>红光。3)鱼类在不同光照强度下的适宜性分析中,齐口裂腹鱼在静水环境中对于红光和黄光表现为负趋性,对于蓝光和绿光表现出正趋性。异齿裂腹鱼在静水环境中对于红光和蓝光表现为负趋性,对于黄光和绿光表现出正趋性。4)通过以实验区域(光强)为自变量以及选择指数为因变量进行函数回归分析,找到齐口裂腹鱼和异齿裂腹鱼对于不同光照颜色的趋光阈值,并且找到两种鱼类对各自正趋性光和负趋性光的光照强度偏好范围,在分析不同工况下两种鱼类的行为反应时,也找到相对应偏好光色的偏好流速范围。5)在静水工况下齐口裂腹鱼对蓝光的趋光率最高,绿光次之,黄光区域的趋光率最低,在0.20 m·s和0.30 m·s动水工况下,齐口裂腹鱼对红光和蓝光的趋光率有所降低,而绿光和黄光的趋光率有所提升。结果表明流速对于齐口裂腹鱼趋光性存在有影响性,但其并不能起主导作用,无论是哪种流速工况下,齐口裂腹鱼都对蓝光和绿光表现出正趋光性,对红光和黄光表现出负趋光性。在静水下异齿裂腹鱼对黄光的趋光指数最高,绿光次之。在流速0.30 m·s处理下,异齿裂腹鱼对红光的趋光指数有所降低,而黄光、绿光和蓝光的趋光指数有所提升,结果表明即使水流与光环境对于鱼类都具有诱导性,但是其之间并不是成线性关系。6)以水温、流速、水深及光照四种环境因子进行建立生境适宜度模型,采用赋予权重的几何平均法进行栖息地适宜度指数模型的计算,公式如下:HSI=∏)=1))×),其中:)为取值为0的第i个环境影响因子的适宜度指数,1表示非常适宜,0表示非常不适宜;)为第i个环境影响因子对应的权重值,权重值越大表明该环境因子对栖息地质量的影响程度越高,本研究中采用层次分析法进行生境适宜度模型权重的计算,最终建立适合齐口裂腹鱼和异齿裂腹鱼的生境适宜度模型,帮助更好找到适宜两种鱼类的栖息地提供建议。7)通过国内外成功工程案例结合本研究,本研究中齐口裂腹鱼和异齿裂腹鱼均偏好绿光,且找到了其偏好的光强照度,在工程中可以选用适宜光照强度的绿光去诱集。以两河口水电站为例,

关键词：鱼道光诱驱鱼技术裂腹鱼趋光性适宜度模型

金沙江下游支流黑水河松新电站鱼道过鱼效果监测与评估

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湖泊科学 2023年第3期35卷 972-984页

作者：石小涛白天翔许家炜朱冬舟李冬晴焦易林陶宇王永猛姜泽文张健孙干柯森繁三峡大学三峡库区生态环境教育部工程研究中心宜昌443002 三峡大学湖北省鱼类过坝技术国际科技合作基地宜昌443002 河海大学水利水电学院南京210098 上海勘测设计研究院有限公司上海200434 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司贵阳550081 中国三峡建工(集团)有限公司成都610041

松新鱼道建设是恢复金沙江白鹤滩库区鱼类生境替代支流——黑水河连通性的重要工程措施之一,其过鱼效果备受关注。本研究以黑水河松新鱼道为研究对象,通过网捕法和射频识别遥测技术(RFID)开展松新鱼道过鱼效果监测与评估研究。结果表明:... 详细信息

松新鱼道建设是恢复金沙江白鹤滩库区鱼类生境替代支流——黑水河连通性的重要工程措施之一,其过鱼效果备受关注。本研究以黑水河松新鱼道为研究对象,通过网捕法和射频识别遥测技术(RFID)开展松新鱼道过鱼效果监测与评估研究。结果表明:(1)黑水河松新坝址下游共监测到19种鱼类,其中12种鱼类可以顺利通过鱼道抵达上游河道;(2)鱼道进出口鱼类多样性受到鱼类洄游动机影响呈现季节性规律,非洄游期(12月)鱼道进出口鱼类Shannon-Wiener多样性指数显著低于洄游期(次年3、5月);(3)松新鱼道主要过鱼对象短须裂腹鱼的进口吸引率为31.50%,通过率可达44.44%。利用张网监测数据发现:当水温超过20℃时,过鱼种类和数量随着水温的升高呈递减趋势;当鱼道内流量超过0.50 m^(3)/s时,过鱼种类和数量随着鱼道内流量的增大而呈递减趋势。为识别影响鱼道过鱼效果的关键因素,选取短须裂腹鱼为研究对象,构建了基于多因素(鱼道内流量、水温、昼夜节律、pH、湿重、体长等)的Cox风险比例回归模型,研究发现:鱼道内流量、水温和昼夜节律是影响短须裂腹鱼上溯效果的关键因素;当水温变化范围为14.0~20.0℃时,短须裂腹鱼的通过率随水温的升高而呈递增趋势;当鱼道内流量变化范围为0.01~0.50 m^(3)/s时,短须裂腹鱼的通过率随鱼道内流量的增大而呈递增趋势;昼夜节律对短须裂腹鱼的上溯有显著影响,短须裂腹鱼更偏好于夜晚上溯。本研究结果有助于黑水河开展鱼类栖息地修复及鱼类资源保护措施等工作,为黑水河梯级小水电及西南地区山区河流低水头闸坝修建鱼道提供理论依据。

关键词：黑水河松新鱼道鱼类多样性短须裂腹鱼过鱼效果环境因素

鳙幼鱼在下行过程中应对加速流的行为响应研究

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水生生物学报 2017年第3期41卷 560-564页

作者：林晨宇罗佳刘德富吴欢许家炜石小涛三峡大学三峡库区生态环境教育部工程研究中心宜昌443002

以具有下行洄游需求的鳙(Aristichthys noblis)幼鱼为研究对象,在自行设计制造加速流的装置中进行下行实验,结果发现:在实验设置的3个入口流速下(入口流速分别为:0.018、0.034和0.053 m/s),鳙幼鱼的通过率均为100%。在下行通过孔口的方... 详细信息

以具有下行洄游需求的鳙(Aristichthys noblis)幼鱼为研究对象,在自行设计制造加速流的装置中进行下行实验,结果发现:在实验设置的3个入口流速下(入口流速分别为:0.018、0.034和0.053 m/s),鳙幼鱼的通过率均为100%。在下行通过孔口的方式上,以尾部先通过为主(即顶流通过),尤其是在流速较高的时候,头部先通过比例仅为6.25%。在通过总时间(从实验开始至通过孔口的时间)上,鳙幼鱼在低流速条件下显著小于在中流速条件下(P0.1)。在通过时间(从实验鱼最后一次进入加速区域,至通过孔口的时间)上,鳙幼鱼在三种流速条件下没有显著差异性(P>0.1)。研究表明,加速流会对鳙幼鱼下行的时间和方式产生影响。研究旨在为鱼类资源保护,帮助鱼类安全高效过坝提供基础数据,同时也为研究鱼类在下行过程中应对加速流的行为研究提供一种研究方法。

关键词：鳙幼鱼下行加速流洄游

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齐口裂腹鱼在低照度下的趋光行为

生态学杂志 2018年第8期37卷 2394-2402页

作者：许家炜陈静林晨宇刘雁白艳勤张宁尹入成石小涛三峡大学三峡库区生态环境教育部工程研究中心湖北宜昌443002 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司成都610072

以野生亚成体齐口裂腹鱼为实验对象,进行了光色选择实验和趋光性实验,旨在找到异齿裂腹鱼的偏好光色和光强。实验变量设置5种光色(红、黄、蓝、绿和黑暗)及3种流速工况(0、0.15和0.30 m·s-1)。在光色选择实验中,研究了齐口裂腹鱼在静... 详细信息

以野生亚成体齐口裂腹鱼为实验对象,进行了光色选择实验和趋光性实验,旨在找到异齿裂腹鱼的偏好光色和光强。实验变量设置5种光色(红、黄、蓝、绿和黑暗)及3种流速工况(0、0.15和0.30 m·s-1)。在光色选择实验中,研究了齐口裂腹鱼在静水、光强照度为10 lx下不同光环境下的偏好行为。结果表明:齐口裂腹鱼对5种光色的喜好顺序为绿色>蓝色>黑色>红色>黄色,且在绿光和蓝光区域中的分布率和选择指数显著大于红光和黄光区域(P<0.05)。在趋光性实验中,研究了光源光照强度均为20 lx,不同水流流速(0、0.15和0.30 m·s-1)时齐口裂腹鱼的趋光性,发现:无论在静水还是动水工况下,齐口裂腹鱼均对蓝光和绿光表现为正趋光性,对红光和黄光表现为负趋光性;齐口裂腹鱼属弱趋光性鱼类,且其趋光性不随水流的增大而增大,趋光阈值为1.40~2.65 lx。依据实验结果,我们建议在工程中采用光强照度为20 lx的绿光进行诱集齐口裂腹鱼。

关键词：齐口裂腹鱼光环境弱光趋光反应

鱼道进口不同补水形式对齐口裂腹鱼上溯行为的影响

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生态学杂志 2019年第4期38卷 1182-1191页

作者：罗凯强康昭君夏威孙双科石小涛李敏讷许家炜胡晓三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443002 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司成都610072 中国水利水电科学研究院北京100038

修建补水设施是提高鱼道过鱼效果的有效措施之一,不同补水形式如何改变鱼的游泳行为策略从而吸引其进入鱼道进口是国内外关注热点。本研究基于鱼道进口概化模型,以齐口裂腹鱼(Schizothorax prenanti)为研究对象,采用进口内部侧面补水、... 详细信息

修建补水设施是提高鱼道过鱼效果的有效措施之一,不同补水形式如何改变鱼的游泳行为策略从而吸引其进入鱼道进口是国内外关注热点。本研究基于鱼道进口概化模型,以齐口裂腹鱼(Schizothorax prenanti)为研究对象,采用进口内部侧面补水、旁道补水和旁道顶部补水3种形式,探究不同流量和补水距离下补水方式对鱼道进口附近处目标鱼上溯行为的影响。结果表明:与没有补水的工况相比,补水距离为1 m的旁道补水和补水距离为0.65 m的旁道顶部补水,鱼类在鱼道进口通过次数显著提升(P0.04 m^2·s^(-2))进行上溯。本研究验证了紊动能和流速是影响鱼类上溯的重要水力因子,为鱼道进口补水设计及其优化提供了重要参考。

关键词：齐口裂腹鱼补水方式通过效率流速紊动能