[发明专利]一种基于鱼类游泳能力的过鱼设施水流速度的设计方法

摘要

本发明提供一种基于鱼类游泳能力的过鱼设施水流速度的设计方法，具体包括选择目标用鱼，利用自制的水槽装置，测试鱼类游泳能力，即鱼类的感应游泳速度和爆发游泳速度；将每一尾鱼的感应游泳速度或爆发游泳速度测试结果值按照从小到大进行排序，以每一尾鱼的(SP_x，n/N)为坐标做散点图，然后进行线性方程y%=f(SP_x)拟合，函数f可为直线方程或曲线方程，SP_x为横坐标，y%为纵坐标；纵坐标感应游泳速度测试值y%对应的SP_x值作为游泳能力特征值，纵坐标爆发游泳速度测试值(1‑y%)对应的SP_x值作为游泳能力特征值。本过鱼设施水流速度设计方法精细化指导设计过鱼设施水流速度。

主权项

1.一种基于鱼类游泳能力的过鱼设施水流速度的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）选择目标用鱼所选目标用鱼外观没有明显损伤，目标用鱼规格范围与过鱼设施中过鱼对象的规格范围10 cm~40 cm保持一致，鱼类游泳能力的每一个指标测试的用鱼量为10~100尾；（2）测试鱼类游泳能力利用自制的水槽装置，测试鱼类游泳能力，即鱼类的感应游泳速度和爆发游泳速度，测定鱼类的感应游泳速度，用摄像机对测试过程全程录像，将测试用鱼类全部置于一个矩形水槽中，鱼类运动空间体积为所有测试用鱼总体积的10倍以上，利用电机和螺旋桨使水槽产生双向水流，开启电机，螺旋桨开始转动并产生水流速度，将流速逐步调大直至所有鱼类头部均朝着水槽一侧，即逆流运动，然后水流速度调至0，再将产生与上述水流速度方向相反的水流速度，以0.01‑0.05m/s的速度增量每5s增加一次流速，直至所有鱼类头部均朝着水槽另一侧，即逆流运动，利用录像，分析每一尾鱼类掉头的时间，即可得知每一尾鱼类掉头时的游泳速度，即为每一尾鱼类的感应游泳速度；测定鱼类的爆发游泳速度，用摄像机对测试过程全程录像，对测试用鱼逐尾进行分别测试，将鱼类放置于矩形水槽的一端，鱼类运动水平横向空间距离为该鱼体长的5倍以上体长，且不低于2 m，用细棒触碰鱼尾，此时鱼类会进行爆发运动，对录像进行视频分析，截取鱼类在上述运动过程中运动距离最远的1 s时间片段，该片段下的鱼类运动的平均速度即为测试鱼爆发游泳速度，重复上述操作，即可得到每一尾鱼的爆发游泳速度；（3）制作鱼类游泳能力数据分析图将每一尾鱼的感应游泳速度或爆发游泳速度测试结果值按照从小到大进行排序，以每一尾鱼的(SPx，n/N)为坐标做散点图，然后进行线性方程y%=f(SPx)拟合，函数f为直线方程或曲线方程，SPx为横坐标，y%为纵坐标，所述的SP为鱼类游泳能力，x为对应的具体测试指标，N为鱼的总尾数，n为某一尾鱼的排序；（4）设计过鱼设施水流速度当需要过鱼设施水流速度设计值符合y%鱼类的游泳能力时，将上述数据作图，纵坐标感应游泳速度测试值y%对应的SPx值作为游泳能力特征值，并作为过鱼设施内水流速度最小值的设计值；将上述数据作图，纵坐标爆发游泳速度测试值(1‑y%)对应的SPx值作为游泳能力特征值，并作为过鱼设施内水流速度最大值的设计值。