研究鱼对外界因素选择的测试装置及方法与流程

本发明涉及一种研究鱼对外界因素选择的测试装置，尤其涉及一种研究鱼对外界因素选择的测试装置及方法。

背景技术：

鱼类生活的水环境是复杂多变的，影响鱼类生长、生存的主要应激源为环境应激源，包括一些有害的水体理化因子和周围的声信号、光信号、电信号及流场等外界因素。其中，流速和光对鱼类的行为影响较大，逆流而上是鱼类的天性，不同的水流速度会引起鱼类不同的游泳行为。而光照是引起鱼类代谢系统以适当方式反应的指导因子，适宜的光源有利于鱼类的繁殖和生长。近年来，许多学者都在研究如何利用这些敏感的外界因素来实现对鱼类行为的控制，这对鱼类资源的保护具有重要意义。

我国水利工程的快速建设给河流生态环境造成了严重的影响，水轮机可能导致下行鱼类的大量死亡，高坝下泄水流造成的气体过饱和现象也会给下游鱼类带来重大生态灾难，而过鱼设施由于鱼类无法找到入口导致过鱼效果不理想，此外还有诸多现象都表明了无法有效地控制鱼类行为就无法减轻工程建设对鱼类生态造成的胁迫作用。因此，在建造大坝时，设计者们通常会设置了一些拦鱼装置阻挡鱼类进入泄洪口和水轮机的进水口，或设置了与过鱼设施配套的辅诱措施，即通过鱼类敏感因素的调整达到控制鱼类趋避行为的目的。

我国对鱼类行为学的研究较为薄弱，缺少针对目标鱼类的行为研究。近年来，越来越多的学者开始注意到光和流速等因子对鱼类行为的影响作用，但未见一套较为成熟的能测定鱼类对光色、流速、光色和流速选择性的装置。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，提供一种测定不同鱼类对于光色和/或水的流速的趋向性的研究鱼对外界因素选择的测试装置及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种研究鱼对外界因素选择的测试装置，外界因素包括光色和/或水的流速，该研究鱼对外界因素选择的测试装置包括环形的第一墙体、可分离设置在所述第一墙体内侧的环形拦鱼网、间隔设置在所述第一墙体和拦鱼网之间的多个挡板，所述第一墙体内部空间形成鱼类活动区域，多个所述挡板将所述第一墙体和拦鱼网之间的环形空间分成多个等面积的测试区域；每一所述测试区域设有水下灯和/或供水通过进入所述测试区域的流速口。

优选地，该研究鱼对外界因素选择的测试装置还包括环形的第二墙体，所述第二墙体设置在所述第一墙体的外围，并与所述第一墙体之间形成有一环形的蓄水空间；所述流速口连通所述测试区域和所述蓄水空间。

优选地，该研究鱼对外界因素选择的测试装置还包括可分离设置在蓄水空间内的多个隔板；多个所述隔板与多个所述挡板一一对应，且布设在同一直线上。

优选地，所述拦鱼网内部的底面设有出水口；

该研究鱼对外界因素选择的测试装置还包括向所述鱼类活动区域供水的水泵；所述出水口与所述水泵连接，形成水循环回路。

优选地，该研究鱼对外界因素选择的测试装置还包括设置在所述测试区域上方的摄像装置。

本发明还提供一种研究鱼对外界因素选择的测试方法，外界因素包括光色和/或水的流速，使用以上任一项所述的研究鱼对外界因素选择的测试装置，该测试方法包括研究鱼对光色和/或水的流速的选择。

其中，研究鱼对光色的选择包括以下步骤：

S1.1、在多个测试区域内布设不同发光颜色的水下灯，往第一墙体内的鱼类活动区域注水，注入的水填充多个测试区域以及拦鱼网的内部空间；

S1.2、将待测试的鱼放置在拦鱼网内；

S1.3、开启所述水下灯，将拦鱼网从第一墙体内侧抽出，记录待测试的鱼的行为和分布状态。

研究鱼对水的流速的选择包括以下步骤：

S2.1、往第一墙体内的鱼类活动区域注水，注入的水填充多个测试区域以及拦鱼网的内部空间；

S2.2、对所述第一墙体外侧注水，使第一墙体外侧形成有对应测试区域的多个蓄水区域；

S2.3、将待测试的鱼放置在拦鱼网内；

S2.4、开放所述测试区域的流速口，使所述蓄水区域的水以预定的流速通过所述流速口向对应的测试区域流动；多个所述流速口的流速不同；

S2.5、将拦鱼网从第一墙体内侧抽出，记录待测试的鱼的行为和分布状态。

研究鱼对光色和水的流速的选择包括以下步骤：

S3.1、在多个测试区域内布设水下灯，往第一墙体内的鱼类活动区域注水，注入的水填充多个测试区域以及拦鱼网的内部空间；

S3.2、对所述第一墙体外侧注水，使第一墙体外侧形成有蓄水空间；

S3.3、将待测试的鱼放置在拦鱼网内；

S3.4、开放所述测试区域的流速口，使所述蓄水空间的水以预定的流速通过所述流速口向对应的测试区域流动；

S3.5、将拦鱼网从第一墙体内侧抽出，记录待测试的鱼的行为和分布状态。

优选地，步骤S1.1和步骤S3.1中，多个不同颜色的水下灯包括发出红色光、橙色光、绿色光、蓝色光、紫色光、白色光的水下景观灯；

步骤S2.4中，所述流速口的流速为0.2-0.8m/s。

优选地，步骤S2.2包括：

S2.2.1、在所述第一墙体的外围设置环形的第二墙体，所述第二墙体与第一墙体之间形成有一环形的蓄水空间；将多个隔板间隔布设在蓄水空间内，将蓄水空间分隔成多个分别与测试区域对应的蓄水区域；

S2.2.2、通过水泵分别向多个所述蓄水区域供水。

优选地，步骤S3.1中，多个测试区域内的水下灯的发光颜色不同；

步骤S3.2包括：

S3.2.1、在所述第一墙体的外围设置环形的第二墙体，所述第二墙体与第一墙体之间形成有一环形的蓄水空间；

S3.2.1、通过水泵向所述蓄水空间内供水；

步骤S3.4中，多个所述流速口的流速相同，为0.2-0.8m/s。

优选地，步骤S3.1中，多个测试区域内的水下灯的发光颜色相同；

步骤S3.2包括：

S3.2.1、在所述第一墙体的外围设置环形的第二墙体，所述第二墙体与第一墙体之间形成有一环形的蓄水空间；将多个隔板间隔布设在蓄水空间内，将蓄水空间分隔成多个分别与测试区域对应的蓄水区域；

S3.2.2、通过水泵分别向多个所述蓄水区域供水；

步骤S3.4中，开放所述测试区域的流速口，使多个所述蓄水区域的水以预定的流速通过所述流速口向对应的测试区域流动；

多个所述流速口的流速不同，为0.2-0.8m/s。

本发明的有益效果：本发明根据鱼类对流速和光的敏感性设计而成，既可单独测定不同鱼类对于光色或水的流速的趋向性，也可测定光色和水的流速组合情况下鱼类的趋向性，操作方便，可为水工诱驱鱼措施设计提供技术支持，提高我国鱼道运行效果。

其中，通过产生的不同流速和光色观察鱼类的行为反应和分布，科学地测定不同鱼类对于光色、流速、光色和流速组合下的喜爱程度，为鱼道的入口优化方案提供理论支持，也可为诱驱鱼技术提供参考。本发明可克服传统方法上单因子测定，简易地实现了光和流速组合下鱼类选择性的多因子测定。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一实施例的研究鱼对外界因素选择的测试装置的俯视结构示意图；

图2是本发明一实施例的研究鱼对外界因素选择的测试装置的侧视结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1、2所示，本发明一实施例的研究鱼对外界因素选择的测试装置，外界因素包括光色和/或水的流速。该研究鱼对外界因素选择的测试装置可设置在地面等测试平台上，其可包括环形的第一墙体10、可分离设置在第一墙体10内侧的环形拦鱼网30、间隔设置在第一墙体10和拦鱼网30之间的多个挡板40。

其中，第一墙体10内部空间形成鱼类活动区域，多个挡板40将第一墙体10和拦鱼网30之间的环形空间分成多个等面积的测试区域50。根据研究的外界因素为光色，每一测试区域50设有水下灯11，以发出不同颜色的光；根据研究的外界因素为水的流速，每一测试区域50设有供水通过进入测试区域50的流速口12；根据研究的外界因素为光色和水的流速，每一测试区域50设有水下灯11和流速口12。

此外，测试区域50在设有水下灯11和流速口12的情况下，可根据研究的外界因素为光色或流速，开启水下灯11(流速口12关闭)或流速口12(水下灯11不开启)。

具体地，第一墙体10可通过砖砌筑成，墙体各面都砂浆抹面；或者，由混凝土浇筑形成。第一墙体10内部空间通过注入水可供鱼在其中活动。

水下灯11可为发出红色光、橙色光、绿色光、蓝色光、紫色光、白色光等各种颜色光的水下景观灯。水下灯11的出光角度可调，以使得光色充满测试区域50。

流速口12可为贯通在第一墙体10上的进水口，也可为穿设在第一墙体10之中的进水管。进水口或进水管中设有控制其通断的闸阀。流速口12上还进一步可设有网板，防止鱼类进入其中。

拦鱼网30以可移动地布设在第一墙体10内，将鱼类活动区域分隔成两部分，一部分位于拦鱼网30的内部，另一部分则为第一墙体10和拦鱼网30之间的环形空间。

多个挡板40沿第一墙体10的内周间隔设置，一侧可固定连接在第一墙体10内壁面上，另一侧抵接在拦鱼网30的外周上。挡板40可隔水隔鱼，拦鱼网30可拦鱼而不隔水，因此每一个测试区域50均与拦鱼网30的内部空间相连通。挡板40可由砖块和/或混凝土筑成，也可为其他可隔水的木板、塑料板、金属板等。

当向第一墙体10内鱼类活动区域注水时，注入的水流动以填充测试区域50和拦鱼网30内部。进一步，拦鱼网30内部的底面设有出水口31，可用于排水，还可连通水泵等供水装置，使得注入的水可在鱼类活动区域、出水口31和供水装置之间循环流动，进而使得鱼类活动区域也可作为鱼类暂养装置，通过水流循环可有效解决鱼类缺氧及水质问题，省去它处暂养时充氧与转移的麻烦。

出水口31上还可设置网盖，防止小型鱼类误入出水口31而被冲出。

进一步地，该研究鱼对外界因素选择的测试装置还包括向鱼类活动区域供水的水泵(未图示)。出水口31可与水泵连接，形成水循环回路。

进一步地，该研究鱼对外界因素选择的测试装置还包括环形的第二墙体20。第二墙体20设置在第一墙体10的外围，并与第一墙体10之间形成有一环形的蓄水空间60，为流速口12提供压差条件。

流速口12连通测试区域50和蓄水空间60，使得蓄水空间60内所蓄的水可通过流速口12流向对应的测试区域50。

第二墙体20可通过砖砌筑成，墙体各面都砂浆抹面；或者，由混凝土浇筑形成。

优选地，第二墙体20的形状与第一墙体10的形状一致，例如均为圆形墙体、矩形墙体等。本实施例中，如图1中所示，第一墙体10和第二墙体20为同心的圆形墙体；多个挡板40呈放射状布设在第一墙体10和拦鱼网30之间的环形空间内，将环形空间分成多个扇形的测试区域50。

挡板40的数量不限，例如可为图1中所示的六个，将环形空间分成六个测试区域50。

在一实际运用中，第一墙体10可为高度1m、半径2m的圆形墙体；第二墙体20为高度1m、半径2.5m的圆形墙体。拦鱼网30为半径0.7m左右的圆形网。

进一步地，该研究鱼对外界因素选择的测试装置还包括可分离设置在蓄水空间60内的多个隔板70。隔板70的数量与挡板40数量一致。

多个隔板70与多个挡板40一一对应，且布设在同一直线上，可将蓄水空间60分隔成多个蓄水区域，每一蓄水区域对应一个测试区域50，为各流速口12提供不同水流速度。

隔板70可由木板制成，移动设置在蓄水空间60内，不与第一墙体10和第二墙体20固接。

进一步地，该研究鱼对外界因素选择的测试装置还包括设置在测试区域50上方的摄像装置，用于监控记录鱼类在光色和/或流速因素下的行为反应和分布状态，方便分析鱼类的趋流和/或趋光性。优选地，每一测试区域50上方均设有至少一个摄像装置80。

摄像装置80可通过支架90架设在测试区域50上方，并可通过支架90的高度调节来调整摄像装置80的高度，以调整其监控区域，确保整个测试区域50都落入监控范围内。

摄像装置80优选夜视摄像头，在环境的光线较暗或晚上的情况下仍能够清楚监控记录鱼类的行为反应和分布。夜视摄像头进一步优选星光级夜视摄像头，只需要借助水下景观灯的余光即可呈彩色摄像，可在晚上观察鱼类的行为反应及分布。

本发明的研究鱼对外界因素选择的测试方法，外界因素包括光色和/或水的流速，使用上述的研究鱼对外界因素选择的测试装置，该测试方法包括研究鱼对光色的选择、研究鱼对水的流速的选择、研究鱼对光色和水的流速的选择，根据研究需要实现鱼类选择性的单因子(光色或流速)测定或多因子(光色和流速)测定。

本发明的研究鱼对外界因素选择的测试方法的第一个实施例，研究鱼对光色的选择。参考图1、2，该研究鱼对光色的选择包括以下步骤：

S1.1、在多个测试区域50内布设不同发光颜色的水下灯11，往第一墙体10内的鱼类活动区域注水，注入的水填充多个测试区域50以及拦鱼网30的内部空间。

其中，多个不同颜色的水下灯包括发出红色光、橙色光、绿色光、蓝色光、紫色光、白色光的水下景观灯；每一个测试区域50布设一种发光颜色的水下光景灯。

通过水泵往鱼类活动区域注水，直至水深在预定深度(小于或等于第一墙体10的高度)。

S1.2、将待测试的鱼放置在拦鱼网30内。待测试的鱼可为一个种类或多个种类的鱼。待测试的鱼放入拦鱼网30内后，可等待一段时间(如2小时)方便鱼进行适应。

S1.3、开启水下灯11，将拦鱼网30从第一墙体10内侧抽出，记录待测试的鱼的行为和分布状态，分析鱼类的趋光性。

步骤S1.3中，抽出拦鱼网30后，待测试的鱼会根据其喜爱的光色游向对应的测试区域50。

待测试的鱼的行为和分布状态可通过摄像装置80记录下来。因此，在步骤S1.3之前，还根据各测试区域50的大小和角度调整摄像装置80的视角，使测试区域50整个落入其视角范围内，整个监测区域监控画面完整。

本发明的研究鱼对外界因素选择的测试方法的第二个实施例，研究鱼对水的流速的选择。参考图1、2，该研究鱼对水的流速的选择包括以下步骤：

S2.1、往第一墙体10内的鱼类活动区域注水，注入的水填充多个测试区域50以及拦鱼网30的内部空间。其中，通过水泵往鱼类活动区域注水，直至水深在预定深度(小于或等于第一墙体10的高度)。

S2.2、对第一墙体10外侧注水，使第一墙体10外侧形成有对应测试区域50的多个蓄水区域，为流速口12提供压差条件。

其中，步骤S2.2可包括：

S2.2.1、在第一墙体10的外围设置环形的第二墙体20，第二墙体20与第一墙体10之间形成有一环形的蓄水空间60。将多个隔板70间隔布设在蓄水空间60内，将蓄水空间60分隔成多个分别与测试区域50对应的蓄水区域。

S2.2.2、通过水泵分别向多个蓄水区域供水。每一个蓄水区域可由一个水泵供水，通过水泵往蓄水区域注水，直至一定高度，使蓄水区域和鱼类活动区域之间的水头差达到预设值。

S2.3、将待测试的鱼放置在拦鱼网30内。待测试的鱼可为一个种类或多个种类的鱼。待测试的鱼放入拦鱼网30内后，可等待一段时间(如2小时)方便鱼进行适应。

S2.4、开放测试区域50的流速口12，使蓄水区域的水以预定的流速通过流速口12向对应的测试区域50流动。

多个流速口12的流速不同；流速口12的流速为0.2-0.8m/s。

为蓄水区域供水的水泵可根据每个流速口12流速的大小调节水泵流量及根据总流量的大小调节出水口31内闸阀开度，打开流速口12闸阀，保持各测试区域50的恒定流状态。

S2.5、将拦鱼网30从第一墙体10内侧抽出，记录待测试的鱼的行为和分布状态，分析鱼类的趋流性。

步骤S2.5中，抽出拦鱼网30后，待测试的鱼会根据其喜爱的流速游向对应的测试区域50。待测试的鱼的行为和分布状态可通过摄像装置80记录下来。因此，在步骤S2.4之前，还根据各测试区域50的大小和角度调整摄像装置80的视角，使测试区域50整个落入其视角范围内，整个监测区域监控画面完整。

本发明的研究鱼对外界因素选择的测试方法的第三个实施例，研究鱼对光色和水的流速的选择。研究鱼对光色和水的流速的选择包括在不同光色和同一流速下的选择、在同一光色和不同流速下的选择。

参考图1、2，研究鱼对光色和水的流速的选择(在不同光色和同一流速下的选择)可包括以下步骤：

S3.1、在多个测试区域50内布设水下灯11，往第一墙体10内的鱼类活动区域注水，注入的水填充多个测试区域50以及拦鱼网30的内部空间。

其中，多个不同颜色的水下灯包括发出红色光、橙色光、绿色光、蓝色光、紫色光、白色光的水下景观灯。每一个测试区域50布设一种发光颜色的水下光景灯，使得多个测试区域50内的水下灯11的发光颜色不同。

通过水泵往鱼类活动区域注水，直至水深在预定深度(小于或等于第一墙体10的高度)。

S3.2、对第一墙体10外侧注水，使第一墙体10外侧形成有蓄水空间。

该步骤S3.2进一步包括：

S3.2.1、在第一墙体10的外围设置环形的第二墙体20，第二墙体20与第一墙体10之间形成有一环形的蓄水空间60。

S3.2.1、通过水泵向蓄水空间60内供水。

S3.3、将待测试的鱼放置在拦鱼网30内。待测试的鱼可为一个种类或多个种类的鱼。待测试的鱼放入拦鱼网30内后，可等待一段时间(如2小时)方便鱼进行适应。

S3.4、开放测试区域50的流速口12，使蓄水空间60的水以预定的流速通过流速口12向对应的测试区域50流动。多个流速口12的流速相同，为0.2-0.8m/s之间的鱼类所喜爱的流速值。

S3.5、将拦鱼网30从第一墙体10内侧抽出，记录待测试的鱼的行为和分布状态，分析鱼类的趋流和趋光性。

该步骤S3.5中，抽出拦鱼网30后，待测试的鱼会根据其喜爱的光色游向对应的测试区域50。待测试的鱼的行为和分布状态可通过摄像装置80记录下来。因此，在步骤S3.5之前，还根据各测试区域50的大小和角度调整摄像装置80的视角，使测试区域50整个落入其视角范围内，整个监测区域监控画面完整。

参考图1、2，研究鱼对光色和水的流速的选择(在同一光色和不同流速下的选择)可包括以下步骤：

S3.1、在多个测试区域50内布设水下灯11，往第一墙体10内的鱼类活动区域注水，注入的水填充多个测试区域50以及拦鱼网30的内部空间。

其中，多个测试区域50内的水下灯11的发光颜色相同，为待测试的鱼所喜爱的颜色，如为发出红色光、橙色光、绿色光、蓝色光、紫色光或白色光的水下景观灯。

通过水泵往鱼类活动区域注水，直至水深在预定深度(小于或等于第一墙体10的高度)。

S3.2、对第一墙体10外侧注水，使第一墙体10外侧形成有蓄水空间。

该步骤S3.2进一步包括：

S3.2.1、在第一墙体10的外围设置环形的第二墙体20，第二墙体20与第一墙体10之间形成有一环形的蓄水空间60。将多个隔板71间隔布设在蓄水空间60内，将蓄水空间60分隔成多个分别与测试区域50对应的蓄水区域，为流速口12提供压差条件。

S3.2.2、通过水泵分别向多个蓄水区域供水。

每一个蓄水区域可由一个水泵供水，通过水泵往蓄水区域注水，直至一定高度，使蓄水区域和鱼类活动区域之间的水头差达到预设值。

S3.3、将待测试的鱼放置在拦鱼网30内。待测试的鱼可为一个种类或多个种类的鱼。待测试的鱼放入拦鱼网30内后，可等待一段时间(如2小时)方便鱼进行适应。

S3.4、开放测试区域50的流速口12，使蓄水空间60的多个蓄水区域的水以预定的流速通过流速口12向对应的测试区域50流动。

多个流速口12的流速不同，为0.2-0.8m/s。

S3.5、将拦鱼网30从第一墙体10内侧抽出，记录待测试的鱼的行为和分布状态，分析鱼类的趋流和趋光性。

该步骤S3.5中，抽出拦鱼网30后，待测试的鱼会根据其喜爱的光色游向对应的测试区域50。待测试的鱼的行为和分布状态可通过摄像装置80记录下来。因此，在步骤S3.5之前，还根据各测试区域50的大小和角度调整摄像装置80的视角，使测试区域50整个落入其视角范围内，整个监测区域监控画面完整。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。