异齿裂腹鱼上溯过程中的折返行为及其与水力条件的关系

解析鱼类上溯过程中的游泳行为及其对鱼道水力学条件的响应是优化鱼道设计、提高鱼类上溯效率和成功率的关键。本文以异齿裂腹鱼为研究对象,通过将流场、紊动能场、应变率场与鱼类上溯及折返轨迹相叠加,分析各水力学因子对折返行为及重新上溯的影响,并结合鱼类上溯过程中的能量消耗率进一步探讨折返行为的内在原因。结果表明:鱼类在上溯过程中普遍存在折返行为,其折返行为大多是为了搜寻合适的上溯路径。鱼道流速是引发折返行为的主导因素,鱼类折返行为集中发生在高流速区域,折返后倾向于选取低流速区域重新上溯;紊动能在折返运动导向方面有显著贡献,鱼类趋向于从低紊动能区域折返,并选择较高紊动能区域重新上溯;水流应变率对鱼类折返行为的影响相对较小。鱼类上溯轨迹点处的水力因子与能量消耗率相关性分析表明,高能量消耗和生理压力是引发折返行为的内在原因。