大坝和堰的修建在带来巨大经济社会效益的同时,破坏了河流的连通性,造成了鱼类生境的破碎化,阻碍了原河道中鱼类的洄游和营养物质的传输,严重威胁鱼类栖息地并导致了水生生物多样性的下降。为此,工程人员修建了包括鱼道在内的多种过鱼设施,以恢复河流连通性及帮助鱼类完成其生活史。目前,竖缝式鱼道作为能够适应上下游水位变化及能够满足不同种类鱼类上溯需求的鱼道而广泛修建,但是缺乏相应的过鱼效果评价指标体系,也没有竖缝式鱼道问题池室诊断方法。本文以四大家鱼中的草鱼幼鱼(Ctenopharyngodon idellus)为研究对象,在自动化水槽中建立竖缝式鱼道,初步分析草鱼幼鱼在竖缝式鱼道中的过鱼效果,构建出鱼道过鱼效果评价指标体系,通过层次分析法对各指标赋权,初步实现了对竖缝式鱼道过鱼效果的定量评价;基于竖缝式鱼道过鱼效果的评价结果,找出鱼道过鱼效果存在的不足之处,并提出相应的问题池室诊断方法,定位竖缝式鱼道问题池室,解析出鱼类在问题池室内的游泳行为;统计出鱼类在每级池室的通过率,通过RNN模型,建立出应用于竖缝式鱼道的通过率预测模型;统计每级池室鱼类通过时间的上四分之一分位数,通过ARIMA模型预测临近池室的通过时间规律。主要的研究结论如下:(1)通过实验室内竖缝式鱼道放鱼实验,初步得到了竖缝式鱼道过鱼效果衡量指标有进入率、进入时间、通过时间、通过率等四个指标。(2)采用COX比例风险回归对进入率及通过率与鱼类体长、温度、工况之间的关系进行分析,体长对于进入率来说影响显著。体长与流量、流速、坡度等各因素综合作用下对通过率影响显著。Kruskal-Wallis秩和检验得,流量、流速、坡度等各因素综合作用下对鱼类进入时间、通过时间影响显著。(3)基于评价鱼道过鱼效果的整体性、科学性、代表性和可操作性原则,选取了进入率、进入时间、通过率、通过时间等四个指标,并用层次分析法对各评价指标的权重进行分配。采用多属性效用理论,计算出鱼道过鱼效果最终得分值。制定出相应的过鱼效果评价等级,实现了对竖缝式鱼道过鱼效果定量评价。(4)通过统计鱼类在每级池室的通过时间,对通过时间异常值处理、K-均值聚类,确定出鱼类通过缓慢池室,并结合鱼类产生后退行为的池室,初步实现了竖缝式鱼道问题池室诊断。通过分析鱼类在问题池室的停留视频,解析了鱼类在问题池室的游泳行为。(5)采用循环神经网络对竖缝式鱼道各池室进行通过预测模型构建,并通过相关放鱼实验对预测模型进行验证,得到模型可对竖缝式鱼道的每级池室通过率进行准确预测。