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四大家鱼幼鱼下行行为及流场偏好研究

水生态学杂志 2024年第4期45卷 117-124页

作者：王渊洋李鸿柯森繁王继保刘雁石小涛谭均军刘志雄三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443002 湖北省鱼类过坝技术国际科技合作基地湖北宜昌443002 长江三峡技术经济发展有限公司北京101100 三峡大学三峡库区生态环境部工程研究中心湖北宜昌443002 长江水利委员会长江科学院湖北武汉430014

探究典型江河半洄游性鱼类的摄食、育肥等下行洄游需求,可为鱼类下行通道的设计与评价提供技术支撑。以全长5~13 cm四大家鱼(青鱼、草鱼、鲢、鳙)幼鱼为研究对象,通过构建模型实验,在进口流速为0.2 m/s时,分析同一水流环境下鱼类的运动... 详细信息

探究典型江河半洄游性鱼类的摄食、育肥等下行洄游需求,可为鱼类下行通道的设计与评价提供技术支撑。以全长5~13 cm四大家鱼(青鱼、草鱼、鲢、鳙)幼鱼为研究对象,通过构建模型实验,在进口流速为0.2 m/s时,分析同一水流环境下鱼类的运动行为,开展其下行过程中应用水力条件的行为响应及流场偏好研究。结果表明:(1)青鱼、草鱼、鲢、鳙幼鱼的下行成功率分别为58.3%、78.6%、74.5%、87.2%,下行轨迹主要集中在主流区域;(2)四大家鱼幼鱼多表现为主动下行行为,鳙幼鱼的直接下行率最高(88.5%),青鱼、鲢幼鱼分别为60.0%、56.2%,草鱼幼鱼发生延迟下行的概率(56.3%)大于直接下行率(43.8%);(3)实验鱼对不同流速范围的选择存在差异性,四大家鱼幼鱼在同一水力环境条件下的下行行为选择存在一定的规律性,青鱼、草鱼、鲢、鳙幼鱼的共同偏好流速为0.228~0.454 m/s,共同偏好紊动能为0.0014~0.0023 m^(2)/s2。

关键词：四大家鱼下行行为流场模拟流场偏好

玉曲河流域裂腹鱼类游泳能力及其在鱼道设计中的应用

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水生态学杂志 2024年第4期45卷 125-133页

作者：刘瀚文谭均军王永猛李阳希王猛柯森繁石小涛谭红林王渊洋李卫东蒲进金志军三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443002 湖北省鱼类过坝技术国际科技合作基地三峡大学湖北宜昌443002 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司贵州贵阳550081 西藏大唐扎拉水电开发有限公司西藏昌都854000

探究玉曲河流域裂腹鱼类的游泳能力,为过鱼设施建设和鱼类游泳行为学提供基础参数。以该流域优势种怒江裂腹鱼(Schizothorax nukiangensis)、贡山裂腹鱼(S.gongshanensis)为研究对象,在野外现场通过游泳能力测试水槽对裂腹鱼的感应流速... 详细信息

探究玉曲河流域裂腹鱼类的游泳能力,为过鱼设施建设和鱼类游泳行为学提供基础参数。以该流域优势种怒江裂腹鱼(Schizothorax nukiangensis)、贡山裂腹鱼(S.gongshanensis)为研究对象,在野外现场通过游泳能力测试水槽对裂腹鱼的感应流速、临界游泳速度、突进游泳速度及持续游泳速度、耐久游泳速度进行测定。结果表明,怒江裂腹鱼和贡山裂腹鱼的绝对感应流速相近,分别为(0.18±0.01)m/s和(0.18±0.06)m/s,绝对临界游泳速度分别为(1.05±0.12)m/s和(1.11±0.14)m/s,绝对突进游泳速度分别为(1.45±0.26)m/s和(1.40±0.21)m/s,相对临界游泳速度分别为(8.47±0.95)BL/s和(9.21±2.45)BL/s;二者的相对突进游泳速度均突破了10倍体长(BL),分别为(11.90±2.31)BL/s和(10.80±3.16)BL/s;怒江裂腹鱼和贡山裂腹鱼最大持续游泳速度均为0.63 m/s,最大耐久游泳速度分别为0.93 m/s和0.73 m/s。当以此2种裂腹鱼为主要过鱼对象时,建议鱼道入口及竖缝处流速为1.05~1.40 m/s,过鱼设施内部整体平均流速设计为0.24~1.05 m/s,休息池主流流速为0.18~1.05 m/s。研究结果可为西藏玉曲河流域鱼类资源保护及过鱼设施设计提供参考。

关键词：怒江裂腹鱼贡山裂腹鱼感应流速临界游泳速度突进游泳速度鱼道设计玉曲河

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竖缝式鱼道水力特性与鱼类运动特性相关性分析

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水利学报 2017年第8期48卷 924-932,944页

作者：谭均军高柱戴会超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 河海大学水利水电学院江苏南京210098

竖缝式鱼道(Vertical Slot Fishway,VSF)作为一种协助上溯性鱼类恢复其洄游通道的生态补偿措施,受到广泛关注。其过鱼效果与VSF的水力特性和鱼类的游泳运动能力密切相关。因而,良好的VSF设计应保证池室内的水力特性与过鱼对象的游泳运... 详细信息

竖缝式鱼道(Vertical Slot Fishway,VSF)作为一种协助上溯性鱼类恢复其洄游通道的生态补偿措施,受到广泛关注。其过鱼效果与VSF的水力特性和鱼类的游泳运动能力密切相关。因而,良好的VSF设计应保证池室内的水力特性与过鱼对象的游泳运动能力相适宜。本文选取上溯性鱼类鳙鱼和草鱼为研究对象,将VSF池室内水力因子空间分布与鱼类运动轨迹相叠加,定量分析了鳙鱼和草鱼在上溯过程中的运动特性、水力偏好以及鱼类运动轨迹与特定水力因子的相关程度。试验结果表明:在流量为0.135 m3/s的VSF池室内,两种鱼喜好在紊动能为0.02~0.035 m2/s2、流速为0.16~0.4 m/s、紊动耗散率为0.02~0.04 m2/s3、应变率为2~3.5 s-1的范围内运动。鳙鱼和草鱼在不同水力区域内的上溯时间与紊动能、流速相关性较大;水流流速矢量体现鱼的趋流特性,决定了鱼的上溯方向,而对于局部空间内鱼的游泳运动行为,紊动能可能是影响更直接的水力因子。

关键词：竖缝式鱼道四大家鱼水力因子运动轨迹相关性分析

竖缝式鱼道180°转弯段水力特性与结构优化研究

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水电能源科学 2023年第7期41卷 141-145页

作者：杨超谭均军刘振彪王渊洋石小涛三峡大学湖北省鱼类过坝技术国际科技合作基地湖北宜昌443002 三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443002

针对目前鱼道180°转弯段存在水流条件差、影响鱼类上溯的问题,通过延长转弯段上下游长度并增设整流导板来改善水流条件。结合国内某竖缝式鱼道工程设计,采用数值模拟的方法研究了四种转弯段结构水流流态、流速、紊动能和紊动耗散率分... 详细信息

针对目前鱼道180°转弯段存在水流条件差、影响鱼类上溯的问题,通过延长转弯段上下游长度并增设整流导板来改善水流条件。结合国内某竖缝式鱼道工程设计,采用数值模拟的方法研究了四种转弯段结构水流流态、流速、紊动能和紊动耗散率分布问题。结果表明,延长转弯段上下游长度的同时增设整流导板可有效引导主流居中,维持主流稳定,避免转弯段内产生大尺度回流区,具有良好的上溯条件。研究结果可为鱼道工程改造和设计提供参考。

关键词：竖缝式鱼道 180°转弯段数值模拟水力特性结构优化

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过鱼对象多维量化体系在南渡江流域的应用

水生态学杂志 2023年第5期44卷 9-17页

作者：刘媛媛金志军林晨宇谭均军魏浪单成康石小涛三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443002 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司贵州贵阳550081 河海大学水利水电学院江苏南京210098

过鱼对象的确定对于过鱼设施建设至关重要。量化评定过鱼对象优先保护次序,为南渡江过鱼设施建设、鱼类保护提供决策依据。基于过鱼设施建设目的及过坝鱼类的生境适宜能力,从过坝需求度、生境适应度、资源丰富度、物种效用度、物种濒危... 详细信息

过鱼对象的确定对于过鱼设施建设至关重要。量化评定过鱼对象优先保护次序,为南渡江过鱼设施建设、鱼类保护提供决策依据。基于过鱼设施建设目的及过坝鱼类的生境适宜能力,从过坝需求度、生境适应度、资源丰富度、物种效用度、物种濒危度和遗传损失度等6个维度,建立多指标量化的过鱼对象选择体系。采用主客观结合的组合权重,构建基于逼近理想排序法的过坝鱼类优先等级评定模型。以南渡江流域为实例进行初步分析,结合南渡江流域梯级建设,运用过鱼对象评定体系确定花鳗鲡、鲢、鳙等洄游性鱼类为首要过鱼对象,䱗、月鳢、鲇、海南长臀鮠为主要过鱼对象;乌塘鳢、红鳍原鲌、赤眼鳟、蒙古鲌为次要过鱼对象;鲮、倒刺鲃、马口鱼、纹唇鱼、唇䱻、翘嘴鲌、东方墨头鱼等鱼类为兼顾过鱼对象。本研究通过构建科学合理的多指标体系对南渡江流域过鱼设施过鱼对象优先保护次序进行量化,有助于指导过鱼设施效果评价,对过鱼设施建设具有一定参考价值。

关键词：过鱼设施优先保护次序多指标量化南渡江流域

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双层滤料床中高温烟气干法净化HCl的研究

双层滤料床中高温烟气干法净化HCl的研究

作者：谭均军宁波大学

学位级别：硕士

双层滤料颗粒床作为一项创新技术已成功应用到熔铝炉烟气除尘系统中。基于该新技术,本文通过实验室模拟试验研究了双层滤料床烟气脱氯的新工艺。模拟实验系统由模拟烟气发生系统、吸附剂加料系统、双层滤料床反应系统、温度控制系统和... 详细信息

双层滤料颗粒床作为一项创新技术已成功应用到熔铝炉烟气除尘系统中。基于该新技术,本文通过实验室模拟试验研究了双层滤料床烟气脱氯的新工艺。模拟实验系统由模拟烟气发生系统、吸附剂加料系统、双层滤料床反应系统、温度控制系统和烟气检测系统五部分组成。双层滤料床置于管式炉中,通过调节管式炉的温控仪来控制反应温度。主要研究内容和结论为: 1.在双层滤料床上进行了钙基吸附剂的脱氯试验,研究了温度、钙氯比、CO、水蒸气等因素对吸附剂脱氯的影响。结果表明:吸附剂Ca(OH)2的脱氯率刚开始随温度的升高而增加,当达到700℃时脱氯率下降。在500℃时, Ca/Cl摩尔比=1、2.5、5的脱氯率为48～52%、73～77%、78～88%;当温度在600℃时,Ca/Cl摩尔比=1、2.5、5的脱氯率达65～68%、80～83%、91～95%;温度达700℃时,Ca/Cl摩尔比=1、2.5、5的脱氯率下降为42～44%、56～60%、81～82%。同时,钙氯摩尔比的增加提高了脱氯的效率。500℃时,Ca/Cl摩尔比=2.5的脱氯率在60%以上;Ca/Cl摩尔比=5时的脱氯率在70%以上;600℃时,Ca/Cl摩尔比=2.5的脱氯率在80%以上;Ca/Cl摩尔比=5时的脱氯率在90%以上。在600℃,Ca/Cl摩尔比=2.5时,未通入CO时的脱氯率比通入10%的CO时的脱氯率约高70%;通入10%的CO时普通钙基吸附剂钙的利用率为36.8%,而未通入CO时,钙的利用率为74.4%;和通入10%的CO相比较,钙的利用率提高了约1倍。在600℃、Ca/Cl摩尔比=2.5时,混合气体中含10%的水蒸气的脱氯率比未通入水蒸气的脱氯率约高4个百分点。在温度为600℃时,将吸附剂Ca(OH)2与粉煤灰按质量比1:1混合,保持钙氯比为2.5时,其脱氯率比不加粉煤灰的吸附剂脱氯率平均约高3百分点。 2.在双层滤料床上进行了钠基吸附剂的脱氯试验,研究了100～400℃钠的利用率。实验结果显示:优质纯小苏打利用率在100℃为44.3%,150℃为57.4%,200℃为51.6%,300℃为40.3%,400℃为35.4%。可见吸附剂NaHCO3在150℃时的利用率最高。 3.在双层滤料床上进行了改性钙基吸附剂的脱氯试验,研究了温度对钙的利用率的影响。实验结果显示:水合改性钙基脱氯剂活性大大增加,在Ca/Cl摩尔比=2.5时,500℃钙的利用率为42.4%,600℃钙利用率为53.8%,700℃钙利用率为45.7%。而在600℃时,普通钙基吸附剂钙的利用率为36.8%。可以看出,600℃时改性钙基脱氯剂约为普通钙基脱氯剂利用率的1.5倍。

关键词：脱氯高温干法双层滤料床

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鳙幼鱼4种典型游泳状态特性研究

水生态学杂志 2022年第2期43卷 95-101页

作者：李鸿郭文韬何鹏刘炫赤甘建政谭红林陈磊石小涛谭均军湖北省鱼类过坝技术国际科技合作基地三峡大学湖北宜昌443002 三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443002 三峡工程鱼类资源保护湖北省重点实验室中国长江三峡集团有限公司中华鲟研究所湖北宜昌443100

研究鳙(Hypophthalmichthys nobilis)游泳行为特性与水流流速变化的响应关系,补充四大家鱼游泳特性指标,为四大家鱼资源保护、鱼类洄游通道建设提供参考依据。试验水温(23±0.5)℃,鳙幼鱼体长5.0~9.0 cm、体重2.5~11.5 g,游泳水槽300 mm... 详细信息

研究鳙(Hypophthalmichthys nobilis)游泳行为特性与水流流速变化的响应关系,补充四大家鱼游泳特性指标,为四大家鱼资源保护、鱼类洄游通道建设提供参考依据。试验水温(23±0.5)℃,鳙幼鱼体长5.0~9.0 cm、体重2.5~11.5 g,游泳水槽300 mm×5 mm×75 mm,体积5 L。结果表明该体长范围鳙幼鱼的平均临界游泳速度为(0.468±0.161)m/s,平均突进游泳速度为(0.672±0.154)m/s,且绝对临界游泳速度和绝对突进游泳速度均随体长的增加而线性增加,相对突进游泳速度随体长的增加而线性减小;绝对突进游泳速度与绝对临界游泳速度存在如下关系:Uburst=1.922Ucrit+56.726;鱼类游泳行为随水流流速变化存在4种游泳状态(顶流前进、顶流后退、顶流静止、顺流而下)相互穿插现象。以鳙幼鱼为过鱼对象的鱼道池室主流流速为16.0~46.5 cm/s,鱼道高流速区的竖缝、孔口等最佳流速为46.5~85.4 cm/s。

关键词：鳙突进游泳速度临界游泳速度游泳特性

竖缝式鱼道180°转弯段隔板布置与水力特性

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长江科学院院报 2023年第4期40卷 88-94页

作者：柳松涛石小涛孙双科李广宁陈里张立胜谭均军杨文俊三峡大学湖北省鱼类过坝技术国际科技合作基地湖北宜昌443002 中国水利水电科学研究院北京100038 长江科学院武汉430010

受枢纽布置与地形条件限制,很多鱼道工程都需要设置180°转弯段。前人研究发现180°转弯段容易出现较大的回流区并影响上溯效率,为改善转弯段水流结构,目前常用的做法是沿转弯段边墙增设垂向导板。与以往研究不同,本研究提出了一种在转... 详细信息

受枢纽布置与地形条件限制,很多鱼道工程都需要设置180°转弯段。前人研究发现180°转弯段容易出现较大的回流区并影响上溯效率,为改善转弯段水流结构,目前常用的做法是沿转弯段边墙增设垂向导板。与以往研究不同,本研究提出了一种在转弯段内增设顺水流方向导鱼隔板的布置方案。采用数值模拟对转弯段水流流场进行计算研究,结果表明隔板布置可以使主流区基本居中,回流区减小,回流区长宽比增加,转弯段内形成不同流速量值的流区,是一种可供借鉴的优化布置方式。

关键词：竖缝式鱼道 180°转弯段数值模拟水力学特性水流流态

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异齿裂腹鱼通过鱼道内流速障碍能力及行为

水利学报 2018年第4期49卷 512-522页

作者：金志军马卫忠张袁宁陈明曦谭均军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 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司贵州贵阳550081 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司四川成都610072

鱼类通过流速障碍能力是鱼道设计的主要生态指标,目前国内外主要使用封闭游泳水槽进行鱼类各种游泳速度指标及游泳行为研究,其水流流态及鱼类游泳行为与鱼类通过鱼道的实际状态有较大的差距,有必要结合鱼类游泳速度指标来探索能够更加... 详细信息

鱼类通过流速障碍能力是鱼道设计的主要生态指标,目前国内外主要使用封闭游泳水槽进行鱼类各种游泳速度指标及游泳行为研究,其水流流态及鱼类游泳行为与鱼类通过鱼道的实际状态有较大的差距,有必要结合鱼类游泳速度指标来探索能够更加准确量化鱼类通过鱼道流场的游泳能力测试方法。首先,在封闭游泳水槽中通过速度递增法测得异齿裂腹鱼临界游泳速度(101.01±20.86 cm/s)和突进游泳速度(196.94±21.80 cm/s);然后,以临界游泳速度和藏木水电站鱼道竖缝流速(110.00 cm/s)为参考,通过在开放游泳水槽内加不同束窄梯形体,形成类竖缝式鱼道的鱼类自主游泳能力测试水槽,开展两种底坡条件下4级短竖缝(工况1和工况2竖缝流速为101.55±14.87 cm/s、114.63±24.28 cm/s,竖缝顺水流长度均为40 cm)和单级长竖缝(工况3竖缝流速为137.45±17.63 cm/s、竖缝顺水流长度为160 cm)下试验鱼通过流速障碍能力和行为研究。试验结果表明:工况1、工况2下试验鱼通过4级竖缝成功率分别为82.05%、84.62%,通过流速大于临界游泳速度的竖缝时,持续爆发游泳时间为0.52±0.34 s;工况3下93.33%试验鱼以209.43±21.76 cm/s游泳速度成功通过单级长竖缝;3种工况下试验鱼通过流速大于临界游泳速度的竖缝时,以与突进游泳速度无显著性差异(P>0.05)的恒定游泳速度(214.01±30.64 cm/s)上溯。鱼类游泳轨迹与流场耦合分析表明:鱼类上溯所需时间及路径长度与其选择的游泳路径密切相关,试验鱼通过借助回流区同向水流推动,增加上溯效率。本文研究方法及研究结论可为鱼道设计、改造、评价提供依据。

关键词：异齿裂腹鱼鱼道通过流速障碍能力自主上溯游泳行为游泳轨迹速度矢量