应用于鱼道设计的新疆木扎提河斑重唇鱼的游泳能力测试

为了探究斑重唇鱼的游泳能力,给过鱼设施设计和鱼类游泳行为学研究提供基础参数,本研究以木扎提河野生斑重唇鱼(全长TL=12～16 cm)为研究对象,测定了其在(16.6±1.6)℃水温下的感应流速、临界游泳速度、爆发游泳速度及持续与耐久游泳能力。结果显示,斑重唇鱼感应流速为(0.18±0.02)m/s,相对感应流速为(1.40±0.23) BL/s (BL为体长);临界游泳速度为(1.02±0.15) m/s,相对临界游泳速度为(8.58±1.65) BL/s;爆发游泳速度为(1.39±0.17) m/s,相对爆发游泳速度为(10.92±1.86) BL/s;最大持续游泳速度为0.87 m/s,最大耐久游泳速度为1.37 m/s,与平均爆发游泳速度相近。其持续游泳时间与流速呈负相关(l g T=?5:136X+8:504)。当以斑重唇鱼为主要过鱼对象时,建议为吸引鱼类进入鱼道,进口流速设计为1.02～1.39 m/s,休息池主流设计为0.20～1.02 m/s,鱼道竖缝处流速宜低于0.85 m/s。鱼道长度为1 000 m时,鱼道内平均水流速度应低于0.78m/s。本研究结果可为新疆木扎提河流域鱼类游泳能力研究提供参考,对保护日益减少的鱼类资源具有重要意义。     

应用于鱼道设计的新疆木扎提河斑重唇鱼的游泳能力测试

为了探究斑重唇鱼的游泳能力,给过鱼设施设计和鱼类游泳行为学研究提供基础参数,本研究以木扎提河野生斑重唇鱼(全长TL=12~16 cm)为研究对象,测定了其在(16.6±1.6) ℃水温下的感应流速、临界游泳速度、爆发游泳速度及持续与耐久游泳能力。结果显示,斑重唇鱼感应流速为(0.18±0.02)m/s,相对感应流速为(1.40±0.23) BL/s (BL为体长);临界游泳速度为(1.02±0.15) m/s,相对临界游泳速度为(8.58±1.65) BL/s;爆发游泳速度为(1.39±0.17) m/s,相对爆发游泳速度为(10.92±1.86) BL/s;最大持续游泳速度为0.87 m/s,最大耐久游泳速度为1.37 m/s,与平均爆发游泳速度相近。其持续游泳时间与流速呈负相关(${\rm lg}T = - 5.136{{X}} + 8.504$)。当以斑重唇鱼为主要过鱼对象时,建议为吸引鱼类进入鱼道,进口流速设计为1.02~1.39 m/s,休息池主流设计为0.20~1.02 m/s,鱼道竖缝处流速宜低于0.85 m/s。鱼道长度为1 000 m时,鱼道内平均水流速度应低于0.78 m/s。本研究结果可为新疆木扎提河流域鱼类游泳能力研究提供参考,对保护日益减少的鱼类资源具有重要意义。     

基于CFturbo的离心式吸鱼泵设计

传统的离心式吸鱼泵设计基本上是根据设计经验与相似泵推导设计,导致设计周期长且性能参数无法确定。为了更加快速、精确地设计出不同尺寸类型的吸鱼泵,并估算出离心式吸鱼泵的流量、扬程等性能参数,运用CFturbo设计软件进行参数化设计吸鱼泵,通过CFturbo软件建立吸鱼泵的三维模型,并通过软件内置经验函数优化设计,然后通过CFD流体动力学软件进行数值模拟仿真验证,最终设计出符合性能参数要求的离心式吸鱼泵,实现离心式吸鱼泵的快速研发。     

基于鱼类游泳能力的鱼道设计流速解析

短须裂腹鱼（Schizothorax wangchiachii）是黑水河流域生态修复重要的保护鱼类,为了使过鱼设施取得最佳过鱼效果,鱼类有更好的上溯路径,需要针对性探究过鱼对象的游泳能力指标;基于鱼道的水力学特性,对短须裂腹鱼感应流速、临界游泳速度、爆发游泳速度以及游泳耐力进行研究。结果表明,短须裂腹鱼的感应流速为（0.09±0.03）m/s,相对感应流速为（0.39±0.15）BL/s,流速0.04~0.14 m/s,趋流率（F）随流速（V）增大而显著增大,F=0.7576lnV+2.485（R2=0.97,P＜0.01）;临界游泳速度（Ucrit）为（1.41±0.18）m/s,相对临界游泳速度（U’crit）为（6.27±1.14）BL/s;递增流速法测得的爆发游泳速度(Uburst)为（1.83±0.23）m/s,相对爆发游泳速度(U’burst)为（7.95±1.04）BL/s;固定流速法测得爆发游泳速度为1.8 m/s,持续游泳速度为1.2 m/s,在1.2~1.8 m/s耐久游速区间,持续游泳时间（T）随游泳速度（V）增大而减小,lgT = -4.5015V+9.468 (R2=0.69,P＜0.01)。结合鱼道水力学特性,推荐鱼道最小流速为0.20 m/s,高速区流速小于1.44 m/s,鱼道进口部分流速为1.20~1.44 m/s,休息池段流速为0.20~1.16 m/s。     

基于SolidWorks的双流道吸鱼泵三维实体造型研究

吸鱼泵是鱼类起捕与输送的重要机械设备。确保鱼体无损伤并提高存活率是目前吸鱼泵研究的重点。鱼体在通过双叶片吸鱼泵的过程中容易受到叶片进口端的切割而损伤。双流道吸鱼泵的叶轮由两个空间通道组成,介质通过能力强,无堵塞性好,不会对鱼体造成损伤,是双叶片吸鱼泵的理想替代型式。双流道泵在工业领域中已被广泛使用,但在渔业方面至今仍是空白。介绍了双流道吸鱼泵叶轮及蜗壳的水力设计方法,结合实例详细阐述了采用Solid Works进行双流道吸鱼泵三维实体造型的过程。研究表明:采用Solid Works进行双流道吸鱼泵三维造型是切实可行的,对于深入开展双流道吸鱼泵研究,以及在深海网箱养殖和远洋渔业中进行推广应用双流道吸鱼泵具有重要意义。     

真空泵吸鱼过程气液两相流数值分析

为探究真空泵吸鱼过程气液流动机理以及抽气压力对吸鱼速度影响，以某深远海养殖平台真空吸鱼泵为研究对象，基于体积函数法(volume of fluid, VOF)两相流模型，对真空吸鱼泵集鱼装置内部气液两相流动过程进行数值模拟。结果显示：在一定抽气压力条件下，水进入集鱼筒后，产生了水与大量气团组成的泡沫状气液两相混合体，气泡不断聚集并向抽气口方向运动，直至流出抽气口，集鱼筒注满水时间短；管道入口启动速度随着抽气压力的减小不断增大，之后速度波动减小，在-40 kPa～-20 kPa抽气压力条件下，当抽吸时间7 s,管道入口的速度逐渐平稳，当抽气压力≥-15 kPa时，吸水管出现了倒流现象，水沿管道来回晃荡，抽气压力在-40 kPa～-20 kPa范围可确保鱼水混合物顺利抽到集鱼筒内。本研究数值模拟结果可为真空吸鱼泵的抽气压力设计及优化提供参考。     

大渡河软刺裸裂尻鱼（Schizopygopsis malacanthus）游泳能力研究

探究大渡河软刺裸裂尻鱼的游泳能力,为大渡河软刺裸裂尻鱼的人工繁殖、保护以及大渡河过鱼设施建设提供参考和基础数据支持。采用递增流速法,用自制Brett-type水槽对大渡河软刺裸裂尻鱼的感应流速、临界游泳速度、突进游泳速度进行测试。结果表明,在水温范围为11.9～14.1℃条件下,体长为15.0～21.5 cm,体重为34.8～152.9 g的大渡河软刺裸裂尻鱼的绝对感应流速为0.084～0.095 m/s,相对感应流速为0.321～0.588 BL/s,相对感应游泳速度随体长增大而减小;绝对临界游泳速度(U_crit)为0.61～1.31 m/s,相对临界游泳速度为4.16～5.08 BL/s,两者均随体长增大而增大;绝对突进游泳速度(U_burst)为1.02～1.40 m/s,与体长关系并不显著(P>0.05),相对突进游泳速度为5.73～8.36 BL/s,随体长增加而减小。视频回放发现,实验鱼突进游泳速度测试过程分为 3 个阶段：第 1 阶段游速为 0～0.4 m/s,占突进速度0～29%;第2阶段游速为0.40～0.84 m/s,...     

一种鱼道进口诱鱼结构装置的试验研究

常规鱼道的研究和设计大多侧重于其内部结构和水流条件等方面,对鱼道进口位置布置及结构优化的研究相对较少,往往存在鱼类发现并进入鱼道较为困难的情况。通过建立鱼道进口设计的生态水力学指标,提出了某项目集诱鱼进口所需要满足的流速范围为0.47～1.30 m/s,将鱼类游泳能力与鱼道进口流态指标相结合,用标准三维κ-ε模型数值模拟的方式,对以往鱼道进口位置的选择原则进行了验证,提出了一种可控流量、流速的新型诱鱼补水装置,对鱼道进口结构进行优化。该诱鱼补水装置利用局部水流落差,上游发电下泄水流进行诱鱼补水,避免采用自库区压力管道引水而产生的消能问题,降低了鱼道运行的成本;同时降低机组满发或发电流量较高时河段内的流速,可达到灵活调控诱鱼水流进而诱导鱼类进入鱼道完成洄游的效果,最终完成鱼道进口的优化,提高过鱼效果。     

圆形网衣在水流作用下的运动变形特性

研究网衣在水流作用下的运动变形是深入了解网箱耐流特性的关键。本研究基于集中质量点法,建立了圆形网衣在水流作用下的数值计算模型,并利用前人的试验结果对数值模型进行了验证。验证结果表明,无论是网衣的变形还是受力情况,模拟结果都与试验结果吻合良好。在此基础上,针对实际应用中的圆形网衣,在不同配重(GW1=400kg、GW2=800kg)和流速(U=0.3～0.9m/s)条件下,对网衣变形、网衣底端前后点位移、网衣底端倾角进行了数值模拟,探讨了流速、配重大小对网衣运动变形特性的影响。结果表明,水流速度的增大会加剧网衣的变形,在配重GW1、流速U=0.75m/s时,网衣容积损失率达到50%以上。网衣底端前点的水平位移大于后点的水平位移,前点的垂直位移则小于后点的垂直位移,随着流速的增大,网衣底端前后点的位移差异将更为明显。当配重增加时,网衣底端位移、倾角以及网衣容积损失率可相应减小,网衣变形得到一定改善。数值模拟证明,本研究所建立的数值计算模式具有较好的稳定性和解的收敛性,可为下一步波浪、流联合作用下的整体网箱模拟奠定良好的理论基础。     

竖缝式鱼道桩柱结构过鱼效果探索

竖缝式鱼道作为一种协助鱼类洄游上溯从而缓解提升河流连通性 的设施得到广泛的应用,但是多数鱼道的实际过鱼效能并不理想,尤其 是鱼道的池室结构尚具有一定的提升空间。本研究通过数值模拟和对照性过鱼试验对池室内部未增加和4种方式增加桩柱的池室水流结构进行了比较分析。结果表明在鱼道主流中间增设桩柱结构,可以有效减小回流区面积,减幅达49%;并减小竖缝处紊动能,最大紊动能减小18%;增加鱼类上溯路线分布,提高了池室空间利用率更高 。分析两种结构的上溯轨迹发现,齐口裂腹鱼多选择回流区外侧上溯,避免进入回流区中心,多选择较高的水力应变与紊动能区域调整作为上溯方向 ,且上溯路线中偏好较低水力因子区域上溯,上溯偏好流速范围0.01~0.09m/s,紊动能范围0.001~0.008m2/s2,水力应变范围0.2~3.0s-1     

不同位置和朝向的鱼道进口诱鱼效果

为了探明不同进口朝向的布置方式和进口位置对诱鱼效果的影响,本研究通过建立鱼道进口概化模型,设计3种环境流速工况,以马口鱼为实验对象,针对不同朝向和不同位置鱼道进口分别进行放鱼实验。结果显示,在同一鱼道进口位置时,垂直于河道水流方向上的鱼道进口其诱鱼效果明显优于顺河道水流方向的鱼道进口;当开启与电站不同相对位置不同的进口时,其诱鱼效果受河道水流速度和进口位置的影响较为显著;在所设计实验工况中,环境流速为0.3 m/s时,鱼道进口诱鱼效果最好。研究结果将对水利工程中鱼道进口布置具有重要的参考意义并指导工程实践。     

进水流速对圆形循环水养殖池流场特性影响的数值模拟

通过对工厂化循环水养殖进水流速的智能调控,可降低饵料残留,避免水质恶化。为此,本研究采用数值模拟方法探究了进水流速对工厂化循环水养殖池流场特性的影响,并基于该研究设计出一套确定进水流速调控的实验方法。首先,通过对比Standard k-ε、RNG k-ε和Realizable k-ε 3种湍流模型及多种壁面函数的仿真效果,确定RNG k-ε模型和标准壁面函数作为仿真配置。同时,针对多相流模型,对欧拉多相流模型和DPM离散相模型进行对比,为提高计算准确性选用DPM离散相模型,并基于上述模型进行网格无关性验证、制定网格划分方案。其次,以大菱鲆(Scophthalmus maximus)养殖为例,模拟不同进水流速下养殖池流场、排污和水温调节的效果。最后,针对仿真结果提出进水流速调控方案。结果显示,日常采用1.0 m/s的进水流速,可有效提高适宜流速区面积并控制水处理成本;投饵前,采用0.2 m/s的进水流速可以解决循环水养殖中存在的饵料浪费问题;进食结束后,采用1.2 m/s的进水流速可快速排出残饵避免水质恶化;水温异常时,采用15 ℃的水、以1.2 m/s的进水流速注水230 s,可使20 ℃的水下降到正常水平,精准化控制水温。采用本研究提出的方法,可针对不同养殖生物和养殖环境设计进水流速智能调控策略,可用于解决循环水养殖过程中饵料浪费、水质变差和水温异常等问题。     

大渡河下游典型鱼类的游泳能力测试

通过测试鱼类的游泳能力,可为过鱼设施设计和鱼类行为学研究提供基础资料。在水温18.9～24.3℃和溶氧5.58～8.17 mg/L条件下,采用丹麦Loligo System公司的鱼类游泳能力环形试验水槽,以大渡河下游6种典型鱼类胭脂鱼(Myxocyprinus asiaticus)、长薄鳅(Leptobotia elongata)、长鳍吻鮈(Rhinogobio ventralis)、异鳔鳅鮀(Xenophysogobio boulengeri)、唇鱼骨(Hemibarbus labeo)、四川白甲鱼(Onychostoma angustistomata)为研究对象,分别测试其感应流速、临界游泳速度和爆发游泳速度。结果显示:(1)测试鱼的平均感应流速:白甲鱼9.9～12.3 cm/s,唇鱼骨8.5～11.1 cm/s,异鳔鳅鮀12.0～17.5 cm/s,胭脂鱼8.3～13.5 cm/s,长薄鳅14.7～18.1 cm/s,长鳍吻鮈14.0～18.6 cm/s;(2)平均临界游速:白甲鱼106.3～131.1 cm/s,唇鱼骨67.9～78.4cm/s,异鳔鳅鮀72.9～80.5 cm/s,胭脂鱼78.1～89.9 cm/s,长薄鳅89.6～109.9 cm/s,长鳍吻鮈83.1～103.8 cm/s;(3)平均爆发游速:白甲鱼149.4～159.1 cm/s,唇鱼骨98.9～128.5 cm/s,异鳔鳅鮀98.5～141.5 cm/s,胭脂鱼92.3～125.7 cm/s,长薄鳅125.4～151.8 cm/s,长鳍吻鮈128.6～163.8 cm/s。建议过鱼孔口近底边区域流速为1.0～1.2 m/s,其余高流速区适当放大至1.4～1.5 m/s;鱼道进口流速为0.7～1.5 m/s,出鱼口设置在流速持续不小于0.3 m/s的水域,过鱼设施平均流速范围为0.6～1.0 m/s。     

国内外吸鱼泵研究进展

吸鱼泵是水产养殖和商业捕捞中用于渔获起捕、运输,提高生产效率的主要工具。确保鱼体无损伤并提高存活率是吸鱼泵研究的重点。本文介绍了国内外吸鱼泵的研究现状,讨论了离心式、真空式和射流式吸鱼泵主要机型的技术特点和性能水平;分析了美国、日本及欧洲等国在泵体结构优化、吸鱼泵扩展系统、吸虾泵和网囊泵吸系统等方面的研究进展。针对目前存在的鱼体损伤率高、效率偏低、机体笨重和能耗偏高等问题,提出了我国吸鱼泵技术的发展对策:需重点解决鱼体无损传输、增强通用性、提高智能化水平以及开发远洋渔业连续捕捞系统等问题。     

江河网箱的鱼病防治

在江河网箱养鱼中,按常规的鱼病防治方法,往往因江河水流冲击,药物流失大,用药量大而效果甚微;且在对网箱中的鱼进行浸洗时工作量大,操作中易将鱼体损伤。鉴于此,根据我县虹鳟鱼场多年来在新安江电厂坝下江段(平均流速为1.5m/s,回水处则为     

鳙幼鱼4种典型游泳状态特性研究

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：U_burst=1.922U_crit+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。     

大黄鱼续航时间和临界游泳速度的初步研究

采用续航时间作为游泳能力的评测指标,研究了大黄鱼(Pseudosciaena crocea)幼鱼、1龄鱼的续航时间和临界游泳速度.试验结果显示,在45cm/s流速下,大黄鱼幼鱼的平均续航时间为12 min;在60 cm/s流速下,大黄鱼1龄鱼的平均续航时间为22 min 20 s;大黄鱼幼鱼和1龄鱼的续航时间与水流流速呈乘幂递减关系;摆尾频率与水流流速呈线性关系.在给定的6个流速条件下,大黄鱼幼鱼和1龄鱼的平均临界游泳速度分别为39.85cm/s和50.02 cm/s.研究表明,大黄鱼幼鱼不宜在流速长时间超过40cm/s的海区进行养殖,大黄鱼1龄鱼不宜在流速长时间超过50cm/s的海区养殖,否则应采取适当的减流或分流措施.     

吸鱼泵的研究进展与发展建议

渔获的起捕是水产养殖和商业捕捞中的重要环节,人工操作不仅费时、费力,还会对鱼体造成较大的损伤。吸鱼泵作为渔业生产活动中重要的机械装备,具有操作简单、工作效率高、鱼体损伤率低等优点,越来越受到水产养殖和捕捞等行业的欢迎。介绍了常见的几种吸鱼泵的类型、工作原理及其主要的应用领域;分析了目前国内外吸鱼泵在基础研究、远洋捕捞、水产养殖捕捞以及智能控制方面的研究进展及其特点;结合国内外吸鱼泵研究特点,进行了对比分析,提出了今后吸鱼泵的功能定位及研究方向,以期为推进吸鱼泵在国内的普及应用,提高渔业装备的现代化水平提供参考。     

鱼泵

当今世界上普遍使用的有以下三种形式的鱼泵，一是高压喷射式，用高压水以高速经喷嘴喷出，在真空室形成真空低压，使被输送鱼水吸入真空室，而后进入混合室进行混合，使能量相互交换，速度也逐渐一致，从吼管进入扩散管，速度放慢，静压力回升，鱼水排出，达到输送鱼水目的。二是用离心式水泵形式，泵内叶轮在高速旋转下产生离心力，在进口处产生负压，甩出处产生高压，鱼水在负压处吸入，高压处排出，该泵结构特性易导致鱼体受伤。三是真空容积式水泵，该泵由真空泵，贮鱼槽，进出软管等组成，利用真空和大气压原理将鱼吮吸入贮鱼糟进行输…     

新型潜水吸鱼泵诞生

中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所于1977年开始研制的YBQ-175潜水吸鱼泵已于1982年12月5日至7日由上海市水产局在湖北省主持召开的鉴定会上通过了技术鉴定。该泵的壳体及叶轮均采用玻璃钢材料，使鱼泵耐腐蚀且重量轻，泵体重量仅28公斤，用人力即能搬运。该泵的鱼、水进口处采用了M441(P23-1)水润滑轴承付，使吸鱼泵的叶轮构成简支梁结构，提高了吸鱼泵的运转稳定性。