鱼道是保护或重塑河流生态环境的重要工程措施之一,是恢复河流纵向连通性的重要手段。鱼类游泳能力是进行鱼道设计时必须要考虑的基本因素,是过鱼设施设计中的关键因子。我国由于在鱼道建设方面起步较晚,造成鱼类游泳能力资料相对匮乏,尤其是裂腹鱼和鳅类鱼类游泳资料。因此,有必要开展裂腹鱼和鳅类游泳能力测试研究。目前,游泳能力指标的测试和评价主要在封闭水槽中进行,封闭水槽由于技术成熟、便于运输、操作简单等优势逐渐被广大研究者所接受,但封闭水槽由于测试区域相对较小,鱼类的游泳是被动的,形式比较单一,缺乏考虑自主上溯对水流条件的行为反应,需要进一步在开放水槽中开展鱼类的游泳能力与行为,更好为鱼道设计提供参考。因此,本文以斑重唇鱼(Diptychus maculatus Steindachner)、长身高原鳅(Triplophysa tenuis),短须裂腹鱼(Schizothorax wangchiachii)、红尾副鳅(Paracobitis variegatus)为研究对象,在封闭水槽和开放水槽中研究目标鱼类的游泳能力与行为。通过本研究为新疆木扎提河仿自然鱼道、四川松新鱼道关键部位流速设计提供参数与理论支持。本文研究内容和结论如下:(1)斑重唇鱼在封闭水槽下感应流速测试结果为0.18±0.02m/s,临界游泳速度为1.02±0.15m/s,爆发游泳速度为1.39±0.17m/s,持续游泳速度为不大于0.87m/s,耐久游泳速度为0.87～1.37m/s;长身高原鳅感应流速为0.18±0.02m/s,临界游泳速度为0.95±0.23m/s,爆发游泳速度为1.16±0.21m/s,持续游泳速度不大于0.85m/s、耐久游泳速度为0.85～1.25m/s;短须裂腹鱼感应流速为0.09±0.03m/s,临界游泳速度为1.32±0.25m/s,爆发游泳速度为1.81±0.22m/s,持续游泳速度不大于1.30m/s、耐久游泳速度1.3～1.8m/s;红尾副鳅感应流速为0.06±0.02m/s,临界游泳速度为0.98±0.12m/s,爆发游泳速度为1.16±0.15m/s,持续游泳速度不大于0.70m/s、耐久游泳速度为0.70～1.30m/s。(2)在开放水槽中,测试短须裂腹鱼和红尾副鳅自主上溯能力,结果表明:当流速为0.67～1.52m/s时,对短须裂腹鱼上溯6m不会造成流速障碍;当流速为1.16～1.52m/s对红尾副鳅上溯6m造成流速障碍。短须裂腹鱼和红尾副鳅上溯成功率与上溯距离呈线性关系,上溯成功率随着上溯距离的增加而显著性递减(P<0.05)。短须裂腹鱼最大上溯距离随着水流速度的增加呈线性递减的趋势,关系式为2y(28)-54.389x(10)594.08(R(28)0.6253);红尾副鳅最大上溯距离随着水流速度的递增呈指数性递减,两者拟合的关系式为1.295 21342.2(0.7567)xy e R-(28)(28)。(3)开放水槽自主游泳能力测试中,测得短须裂腹鱼最大游泳速度为347.77cm/s,红尾副鳅最大游泳速度为271.85cm/s;通过对比封闭水槽和开放水槽测试结果,发现除在0.67m/s外,在明渠水槽中测试的游泳速度均大于在封闭水槽中测试的游泳速度,在开放水槽中测试鱼类游泳能力有助于提高测试结果准确性。(4)通过在明渠特定流场条件下,分析短须裂腹鱼和红尾副鳅上溯能力与行为。结果表明:三种流速工况条件下,除工况II外,短须裂腹鱼和红尾副鳅通过4级竖缝成功率没有显著性差异外(P>0.05),在工况I条件下,短须裂腹鱼和红尾副鳅成功通过4级竖缝的成功率分别为65.22%和100%;工况III条件下,短须裂腹鱼和红尾副鳅通过4级竖缝的成功率分别为77.14%和51.43%。因此,可以得出松新鱼道竖缝处流速0.75m/s,不会对短须裂腹鱼和红尾副鳅上溯造成流速障碍。统计实验鱼上溯时间,发现短须裂腹鱼和红尾副鳅在三种工况条件下通过四级竖缝所需时间没有显著性差异(P>0.05)。(5)在特定流场条件下,通过将流场与鱼类上溯轨迹相叠加,运用概率密度函数的统计方法,分析短须裂腹鱼和红尾副鳅在上溯时的流场偏好。结果表明:短须裂腹鱼上溯流场偏好为0.84～0.96m/s,红尾副鳅上溯流场偏好为0.75～0.96m/s。通过视频分析发现红尾副鳅的游泳模式与短须裂腹鱼不相同,红尾副鳅在上溯时喜欢贴壁上溯。(6)通过本论文的研究,对新疆木扎提河仿自然鱼道及四川黑水河松新鱼道进行流速设计,对鱼道关键部位流速设计提供建议参考值。根据短须裂腹鱼和红尾副鳅上溯最大距离和水流速度的关系,可以验证鱼道内的高流速区是否会对鱼类上溯造成流速障碍。根据鳅的上溯特殊习性,可以在鱼道设计时在鱼道底部进行加粗,加入一些砾石,便于鳅类上溯。