TDG过饱和含沙水体对草鱼游泳能力的影响研究

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汛期泄洪时,总溶解气体过饱和(Total Dissolved Gas,简称TDG)现象极易出现在位于高坝下游河道的水体中。已有研究证实水生生物(多以鱼类为主)会由于水体中的TDG过饱和而患上气泡病,其正常生存将受到影响。TDG过饱和将会破坏下游水生生态系统的调节功能及其稳定性。近年来,由于电能需求的日益增加,我国高坝建设规模不断扩大,所面临的TDG过饱和问题也日渐严峻。因此,针对汛期期间高坝下游TDG过饱和水体对水生生物的严重影响,我国科学研究亟待提出有效应对的方法。此外,亦有研究证明,下泄水体中的泥沙对水生生物的生理活动造成影响、正常生存构成威胁,且实际情况中的高坝泄洪,河道下游是TDG过饱和与高浓度泥沙掺和的水体,对鱼类生存构成严重威胁。鱼类的游泳运动是其保障正常生存活动的重要方式,游泳能力也是评估鱼类在各个活动中运动质量的重要指标。目前,国内外已开展的研究主要针对泥沙或过饱和TDG单独作用对于鱼类游泳能力的影响,未有文献报道两者联合作用对于鱼类游泳能力的影响。因此,研究TDG过饱和水体与泥沙共同作用对鱼类游泳能力的影响,可为今后高坝泄洪中水库调度方案的制订以及鱼道的设计提供有重要参考价值的基础信息。本文拟选取栖息于长江中上游流域的草鱼作为研究对象,采用中值粒径为108)泥沙用于实验含沙水体的制作,通过室内TDG过饱和含沙水循环系统形成TDG过饱和与泥沙混合水体,用于鱼类游泳能力的测试实验,进而探究TDG过饱和含沙水体对于草鱼游泳能力的影响。所取得的研究结果如下:(1)草鱼在50、100和150mg/L泥沙工况下,绝对临界游泳速度值相较于0mg/L组分别降低了△Ucrit:7.02、7.84和7.86cm/s;草鱼的绝对爆发游泳速度值相较于0mg/L组分别降低了△Uburst:9.95、11.51和13.90cm/s。草鱼的相对临界游泳速度值相较于0mg/L组分别降低了△Ucrit:1.19、1.32和1.33TL/s;草鱼的相对爆发游泳速度值相较于对照组分别降低了△Uburst:1.73、1.97和2.35TL/s。草鱼的游泳能力与泥沙浓度呈现负相关关系。(2)草鱼在同一水平TDG过饱和度(135%)与不同泥沙浓度的共同作用下,与50mg/L组比较,100和150mg/L组绝对游泳速度的降低值依次为:△Ucrit:2.57和3.52cm/s;△Uburst:4.68和9.66cm/s,游泳能力随着泥沙浓度的升高而降低;在同一泥沙浓度(150mg/L)与不同水平TDG过饱和的共同作用下,与115%TDG组比较,120~135%组绝对游泳速度的降低值依次为:△Ucrit:2.70、5.61、6.60和7.82cm/s;△Uburst:6.81、7.1、12.36和17.21cm/s,游泳能力随着TDG过饱和度的升高而降低。结果表明在TDG过饱和含沙水体中,草鱼的游泳能力与TDG过饱和、泥沙均呈现负相关关系。(3)TDG过饱和与泥沙的交互作用对草鱼的游泳能力不具有显著性影响。但TDG过饱和对草鱼游泳能力的影响极显著,是其主要影响因素,泥沙是次要影响因素。在TDG过饱和水体中,泥沙的存在会降低草鱼的游泳能力。
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