修建过鱼设施是恢复河流连通性的重要手段,鱼道正逐渐成为我国主要的过鱼设施。鱼类能否通过鱼道内水流速度障碍是成功设计的关键因素之一,其基础就是对鱼类游泳能力进行研究。长期以来,在鱼道设计中鱼类游泳能力资料严重不足甚至缺失,导致过鱼效果不能得到良好的保障。在之前的研究中,国内游泳能力测试鱼种大多是以青、草、鲢、鳙等长江中下游鱼类为主,可适用于西南地区用于保护裂腹鱼等高原鱼类游泳能力数据相对较少,且测试指标相对不完善,大多数鱼类只测试了临界游泳速度,在鱼道以及其他过鱼设施设计过程中会用到的感应流速、爆发游泳速度、持续游泳速度以及耐久游泳速度等指标几乎没有。本文以西南地区五种典型洄游鱼类(厚唇裂腹鱼S.irregularis、长丝裂腹鱼S.dolichonema、齐口裂腹鱼S.prenanti、异齿裂腹鱼S.oconnori以及拉萨裸裂尻鱼S.Younghusbandi)与长江中游溪流洄游性鱼类(马口鱼Opsariichthys bidens)为研究对象,全面开展了封闭水槽下的传统经典游泳能力指标测试以及耐力测试。随后以长江中游洄游性鱼类马口鱼为例,开展了更为前沿的开放式明渠水槽克流能力测试,在更贴近自然的水流条件下,鱼类以自主上溯模式进行克流测试。通过试验结果分析,得到了马口鱼在均匀流条件下的游泳策略,将传统封闭水槽测试结果与明渠测试结果进行关联,分析得出鱼道流速设计优化思路。此外,将本文所研究的六种洄游鱼类各种游泳指标进行了分类统计,提出了一种用于游泳能力大数据统计的思路。本文主要研究的结果与结论如下:(1)传统经典指标测试结果表明,本文所测试的鱼类感应流速基本小于0.2m/s;临界游泳速度分别为:117.61±12.34cm/s(厚唇裂腹鱼)、81.41±19.74cm/s(长丝裂腹鱼)、73.45±24.13cm/s(齐口裂腹鱼)、100.96±21.40cm/s(异齿裂腹鱼)、110.75±12.05cm/s(拉萨裸裂尻鱼)、95.60±13.77cm/s(马口鱼);爆发游泳速度分别为:210.24±39.56cm/s(厚唇裂腹鱼)、149.24±25.58cm/s(长丝裂腹鱼)、116.75±38.89cm/s(齐口裂腹鱼)、197.23±22.44cm/s(异齿裂腹鱼)、113.23±16.68cm/s(马口鱼)。(2)耐力测试结果表明,大部分试验鱼在耐力测试中持续游泳时间均处在10min以内以及200min以上,只有较少鱼类的持续游泳时间出现在10min～200min。厚唇裂腹鱼的持续游泳速度为不大于0.86m/s,耐久游泳速度为0.86m/s～1.3m/s;长丝裂腹鱼的持续游泳速度为不大于0.6m/s,耐久游泳速度为0.6m/s～1.7m/s;拉萨裸裂尻鱼的持续游泳速度为不大于0.91m/s,耐久游泳速度为0.91m/s～1.84m/s;马口鱼的持续游泳速度为不大于0.5m/s,耐久游泳速度为0.5m/s～1.41m/s。在封闭水槽耐力测试的基础上,当流速障碍区长度为50m时,厚唇裂腹鱼、长丝裂腹鱼、拉萨裸裂尻鱼、马口鱼理论可通过的最大平均水流速度分别为:0.98m/s、1.07m/s、1.28m/s、0.86m/s。(3)通过对开放式明渠水槽马口鱼游泳策略分析,发现马口鱼上溯流速障碍开始于75.90cm/s～89.98cm/s范围内;马口鱼绝对游泳速度(对地游泳速度与背景流速之和)与背景流速呈现线性正相关,对地游泳速度与背景流速也呈现线性正相关;在对马口鱼最大上溯距离预测时,当水流速度小于12.69BL/s,马口鱼采用耐久上溯距离模型可获得最大上溯距离;当水流速度大于12.69BL/s,马口鱼采用爆发上溯距离模型可获得最大上溯距离;在鱼道设计流速优化分析时发现,当竖缝式鱼道设计流速为马口鱼的平均临界游泳速度(95.6cm/s)时马口鱼可上溯距离为290cm,当竖缝式鱼道设计流速为马口鱼的平均爆发游泳速度(113.23cm/s)时马口鱼可上溯距离为191cm。此时,当竖缝设计流速为临界游泳能力或者爆发游泳能力时,马口鱼能够上溯的距离远大于竖缝宽度30cm。因此,以马口鱼为例当前竖缝式鱼道设计流速存在一定的优化空间。(4)通过对本论文所测试的鱼类感应流速、临界游泳速度、爆发游泳速度以及耐力测试结果进行统计分析,得到了各指标小规模数据库趋势线,其中感应流速小规模数据库趋势线为y=0.0061x+0.0405(P<0.05,R~2=0.31);临界游泳速度小规模数据库趋势线为y=0.0077x+0.856(P<0.05,R~2=0.66);爆发游泳小规模数据库趋势线为y=0.0667x+0.5771(P<0.05,R~2=0.56);耐力测试小规模数据库趋势线为lg(y)=-0.1003lg(x)+0.3273(P<0.05,R~2=0.47)。