逆流运动训练对多鳞四须鲃摄食、生长和体营养成分的影响

在室内条件下［水温(28?1) ℃］,设置0.7 BL/s和2.0 BL/s 2个流速组以及一个静水对照组,研究了不同逆流运动训练对多鳞四须鲃幼鱼［体质量(75.21?2.82) g］摄食、生长和体营养成分的影响。实验分1~23 d和23~45 d两个阶段,共进行45 d。实验结果表明,多鳞四须鲃平均日摄食率随流速增加而增大,但体长特定生长率、体质量特定生长率和食物转换率均以0.7 BL/s组最高,静水组次之,2.0 BL/s组最低,且三者间差异显著(P<0.05)。不同流速下多鳞四须鲃肌肉水分和灰分含量差异不显著(P>0.05),但随流速增大,多鳞四须鲃肌肉中蛋白质含量增加,而脂肪含量却显著下降。在实验末期,2.0 BL/s流速组的氨基酸总含量(82.63%)、必需氨基酸总含量(34.34%)和鲜味氨基酸总含量(33.50%)均显著高于静水对照组(78.27%,32.6%,30.63%)(P<0.05)。研究表明,较低流速(0.7 BL/s)的运动训练明显促进多鳞四须鲃的生长,提高食物转化率和增加肌肉蛋白质含量,高流速(2.0 BL/s)的运动训练不利于生长,但却能显著提高肌肉必需氨基酸和鲜味氨基酸含量。     

不同水流速度对中华倒刺鲃幼鱼自由基代谢的影响

在(25±0.5) ℃下, 设置4个水流速度实验组, 分别为静水对照组0 bl/s(体长/秒)、1.0 bl/s组、2.0 bl/s组和4.0 bl/s组, 研究不同水流速度对中华倒刺鲃(Spinibarbus sinensis)幼鱼肌肉自由基代谢的影响, 训练周期为8周。结果显示, 肌肉超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-P_X)的活性随着水流速度的增加而升高, 训练组过氧化氢酶(CAT)活性出现不同程度的下降, 而抗氧化物谷胱甘肽(GSH)的含量未发生明显变化(P>0.05); 训练组肌肉总抗氧化能力(T-AOC)均高于对照组, 2.0 bl/s组最高, 4.0 bl/s组次之, 1.0 bl/s组最低, 且2.0 bl/s和4.0 bl/s组T-AOC与对照组有显著性差异(P<0.05)。8周训练后, 2.0 bl/s组丙二醛(MDA)含量显著低于其他3组(P<0.05), 而H₂O₂含量随着水流速度增加呈上升趋势。8周运动训练对骨骼肌B细胞淋巴瘤因子-2 (Bcl-2)、Bcl-2相关X蛋白(Bax)的含量及血清肌酸激酶(CK)活性无显著影响(P>0.05), 但2.0 bl/s组Bax和Bax/ Bcl-2显著低于4.0 bl/s组(P<0.05)。结果表明, 2.0 bl/s的水流速度可提高中华倒刺鲃肌肉的抗氧化能力, 降低脂质过氧化水平, 并在一定程度上抑制肌细胞凋亡。

     

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。     

富营养化水体中流速对藻类生长的调控作用研究

水体富营养化问题由于发展快、危害大、处理难及恢复慢等特点,受到全球高度重视.目前国内外在此方面进行了大量试验研究,介绍了国内外关于流速对藻类生长影响的研究成果,探讨水体流速大小和水华发生快慢之间的关系,并指出目前研究主要集中在横向流速对藻类生长的影响方面,对水动力其他要素研究的较少,建议将纵向断面平均流速、素动强度、水面波动特性和横向流速结合起来研究,以求更加全面准确的阐述水动力条件的改变对水质以及藻类生长速率的影响,为制定水华控制措施提供理论依据.     

小型自排沉沙池沉沙工况的水力学特性试验研究

首先介绍了小型自排沉沙池的工作原理与工作过程,然后以物理模型对小型自排沉沙的水力学特性进行试验研究,通过试验资料深入分析了小型自排沉沙池内水流的流态特征,流速分布等水力特性。试验研究旨在为进一步研究小型自排沉沙池沉沙工况提供依据。     

黄土坡面细沟形态变化及其与流速之间的关系

研究细沟的形态变化特征是认识细沟侵蚀的重要基础,细沟发育过程中细沟形态变化与水流动力学特性之间存在相互影响和相互作用的关系,研究细沟发育过程中细沟形态与水动力学之间的关系,有利于更好地了解细沟侵蚀过程和侵蚀机理。该研究通过室内人工模拟降雨试验,对黄土坡面细沟发育过程中的细沟形态变化及其与流速的关系进行了研究。结果表明:坡面侵蚀过程呈明显的阶段性,坡面细沟形态变化过程与坡面径流含沙量的变化情况基本一致;坡面跌坎发生的临界流速为0.19~0.21 m/s,当坡面径流流速大于这个临界值的时候,坡面会出现跌坎;细沟发育初期,细沟间的距离一定程度上影响细沟的分布,最早出现的细沟之间不会再出现新的跌坎,这一间距范围在12.5~17.5 cm之间;细沟侵蚀过程主要以下切侵蚀和溯源侵蚀为主,沟壁坍塌的侵蚀作用相对较小;细沟流速随时间的变化大致呈先增后减的趋势,细沟流速随细沟宽度的增加而显著减小,这一趋势在4 m坡段尤为明显,二者之间存在显著负相关关系(r=-0.348,P=0.04)。受试验条件所限没有研究细沟深度和流速等其他水动力学参数,以后需要不断改进试验方法来准确测量流速、水深等指标,进一步研究细沟发育过程。     

U形渠道圆头量水柱测流影响因素试验及模拟

为研究U形渠道圆头量水柱的测流规律及影响因素,基于绕流理论和RNG k-ε湍流模型,对18种体型圆头量水柱5种工况下的水力性能进行全流场数值计算,获得了时均流场、断面流速分布及柱后水流流态,并与实测值进行对比。同时,通过模型试验与数值仿真研究了V形尾翼对测流的影响。结果表明:水力参数的实测值与模拟值具有较好的一致性,渠道底坡为1/1 000,流量为45.01 L/s,收缩比及长宽比分别为0.50和2时,驻点处横断面最大流速模拟值与实测值相对误差为1.51%,水深15 cm位置剖面最大流速模拟值与实测值相对误差为0.45%。适宜长宽比的V形尾翼可以有效改善过槽水流:当收缩比为0.50~0.75时,建议长宽比为3/2~2;当收缩比0.50时,长宽比应相应增大,但不宜5/2。通过回归分析得到的圆头量水柱流量计算公式,在收缩比为0.63时最大测流误差为4.95%,平均误差仅为0.10%,该研究为圆头量水柱在中国北方灌区末级渠系的进一步应用提供参考。     

基于粒子图像测速的坡面流水动力学特性

粒子图像测速(Particle Image Velocimetry, PIV)技术具有多点同时测量、对水流无干扰的优点,该研究利用高分辨率PIV(分辨率为64 pixels/mm),测量了7组坡面流(水深范围为0.5～1.1 cm,雷诺数范围为1 000～3 000),并测量1组深水明渠紊流作为对照,研究了流速轮廓线和修正系数、紊动强度和雷诺应力、偏态系数和峰度系数的变化规律。结果表明:1)PIV能够有效观测坡面流床面至水面的流速分布。当坡面流流态为过渡流时,流速修正系数随着雷诺数的增加呈对数增加,均值为0.77;2)对比深水明渠紊流的紊动强度,坡面流的流向紊动强度较大,而垂向紊动强度较小,且随着水深及雷诺数的增加,坡面流紊动强度逐渐与深水明渠紊流的特征吻合。深水明渠紊流中受雷诺应力影响的流体占比约80%,而坡面流中受雷诺应力影响的流体占比小于80%,随着雷诺数的增加坡面流中受雷诺应力影响的流体占比变大;3)对比深水明渠紊流的峰度系数,坡面流的峰度系数大部分大于3,表明坡面流较深水明渠紊流出现极端流速事件的概率小。PIV技术有利于实验室研究坡面水力侵蚀的力学机理机制问题。     

受降雨影响的浅水泥沙颗粒起动规律

山区浅层水流深度极浅且移动缓慢,降雨条件下其泥沙输移现象尚不明确。为探明受到降雨影响下的浅水河流均匀沙起动问题,该研究假设雨滴落入河道后会影响到整个水流区,形成雨滴群与水流混合的流体,从孔隙介质流理论入手,假设当降雨存在时床面泥沙颗粒增加了向上的附加力,进一步分析泥沙颗粒的受力情况,推导出层流水流泥沙颗粒起动关系表达式。从含沙水流流速分布规律得到启发,雨滴落入层流水流的状态类似于含沙水流,当降雨存在时层流水流流速分布仍然满足线性关系。利用无降雨泥沙起动经典试验数据,确定了拖曳力系数以及上举力系数,发现两者都是沙粒雷诺数的函数。利用已有研究的降雨实测数据,求出了8种降雨强度(0.254～152.4mm/h)下的雨滴直径分布概率密度表达式(R~2=0.998),进而求出雨滴的平均直径表达式,并给出受降雨影响的层流水流泥沙颗粒起动切应力计算模型。该研究模型表明降雨的存在使得泥沙起动所需的临界摩阻流速减小。通过与已有研究进行对比分析,该研究建立的受降雨影响的浅水泥沙颗粒起动计算公式具有最高的精度,平均误差仅为14.8%,能够为山区水沙灾害防治提供理论支撑。     

油料冷态预榨过程的油脂径向渗流模型及验证

为量化考察油料一维压榨过程中油脂的流动状态,针对直筒式冷态压榨制油过程,通过简化假设建立了一维压榨模型,并对油料微元进行受力分析;利用Darcy渗流定律与Terzaghi固结理论建立了油料压榨过程中的渗流模型,确定了影响压榨出油效果的因素主要为料筒内径、物料层高度、压榨压力、压榨时间、油脂黏度和物料孔隙度。在实际压榨过程中,压榨压力和压榨时间易控制,油脂黏度和孔隙度也可以通过设置压榨参数而改变,而压榨机的料筒规格不易改变,因此料筒半径的选取尤为重要。基于此,根据渗流模型推导出油率模型,分析了料筒半径对出油率的影响关系,指出料筒内径不宜过大。开展不同筒径时的出油率试验,并与模型预测值对照,其最大误差为2.10%。研究结果为油料直筒式低温预榨制油设备制造及工艺参数的优化及选取提供了参考。