CN101861841B - 鱼类气泡病试验方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及鱼类气泡病试验方法，其特征在于，包括：模拟高坝水流下泄产生气体过饱和水装置和获取不同鱼类患上气泡病难易程度试验步骤。属于水利工程对生态环境影响技术领域，尤其是一种在实验室中利用水力学装置造成总溶解气体过饱和并造成鱼类气泡病以分析造成鱼类气泡病原因和不同鱼类患气泡病难易程度的方法。其优势在于利用空中回水管模拟高坝泄流挟气入水，理论合理，方法简单可靠；利用水泵将含大量气泡的水导入高压水箱，造成高压水箱中溶解气体过饱和，模拟高坝下游水垫塘，理论合理，方法可行；高压水箱中进行鱼类气泡病试验符合自然状态下鱼的生存方式，试验结果可靠。

Description

鱼类气泡病试验方法及装置

技术领域

本发明鱼类气泡病试验方法属于水利工程对生态环境影响技术领域，尤其是一种在实验室中利用水力学装置造成总溶解气体过饱和并造成鱼类气泡病以分析不同鱼类患气泡病难易程度的方法。 

背景技术

总溶解气体过饱和： 

造成自然中水体总溶解气体过饱和主要有三个原因： 

(1)高坝泄洪时泄洪水流挟带大量的空气进入下游水垫塘，在水垫塘中形成大量各种尺寸的气泡。在水垫塘静水压力的作用下超过常压饱和度的空气溶解在水中造成总溶解气体过饱和。溶解了过饱和气体的水体沿河流向下游输移。(程香菊，陈永灿，高千红，陈燕“三峡水库坝身泄流超饱和复氧分析”，《水力发电学报》，26卷6期，61～67)； 

(2)水生植物过多的水塘中由于植物的光和作用会造成氧气过饱和(谭德彩，倪朝辉，郑永华，李立银，李云峰，“高坝导致的河流气体过饱和及其对鱼类的影响”，《淡水渔业》，36卷3期，56～59)； 

(3)火电或者核电的温排放会造成局部水体温度升高，水体温度升高造成水体的饱和溶解度变小，进而造成水中气体过饱和现象产生(谭德彩，倪朝辉，郑永华，李立银，李云峰，“高坝导致的河流气体过饱和及其对鱼类的影响”，《淡水渔业》，36卷3期，56～59)。 

鱼类气泡病： 

(1)成因 

气泡病属于鱼类环境性疾病中的一种，是由于水中气体(氧气、氮气等气体)分压总和超过大气压即气体饱和而导致鱼类损伤或死亡的疾病。过饱和的氧气通过鳃经血液循环进入鱼体。鱼的血管中即存在着大量的游离气体，这些游离气体会随着数量的增加形成气泡扩展到心脏从而引起整个血管血流的阻塞，同时心室壁和心耳壁还出现气肿现象。血液流经鳍、鱼苗皮下毛细血管时，由于此时氧分压较低，氧气从血液中解离出来进入组织中，过剩的氧气滞留在组织中形成气泡，起初气泡很小，以后逐渐增大。 

(2)症状 

鱼的肠道出现气泡，或体表、鳃上附着着许多小气泡，使鱼体上浮或游动失去平衡，严重时可引起大量死亡当水体溶解氧过饱和时，鱼苗误吞氧气泡，在肠道内也形成气泡，吞入较多时，可形成较大的气泡，病鱼浮于水面，失去平衡，打转，挣扎游动，不能下沉而死亡。最为常见的症状是眼球突出，眼角膜、体表、鱼鳍、鱼鳃经常可以发现气泡的存在，严重时在鱼口前两侧的沟裂内，肉眼就可以看到里面呈线形排列的许多气泡。镜检鳃发白，鳃丝间粘液增加，有许多小气泡，鳃丝完整，肝较白，部分胃内有食物，肠内有黄色粘液和气泡，外观除体色较黑外无其它症状，如同失血而死之鱼，有的鱼也表现为整个头部都充血，口的四周红肿而使口不能闭合。 

过饱和气体的试验室制作方法： 

(1)冷热水混合造成饱和溶解度下降，致使水体过饱和； 

(2)通过鼓风机向高水柱内充气，利用水柱的高压力产生过饱和； 

(3)通过抽气减压利用低压力下气体溶解度降低产生过饱和水体。 

除了以上方法外，专利CN 201479739U，CN 101642071A阐述了一种利用压力釜制造过饱和水体的方法，CN 201203602Y也阐述了一种利用水柱通气制造过饱和水体的方法。 

鱼类气泡病的实验室获得方法： 

目前尚无一种方法在实验室中使鱼类患上气泡病并用以分析鱼类患气泡病的各种水力学因素。 

现有技术的缺陷： 

(1)在过饱和水体的实验室制作方法中，只考虑了利用水气的混合增压提高过水中气体溶解度，未考虑对大坝泄流型式的模拟； 

(2)以上所有现有技术中都气体过饱和水体的实验室获得方法，不能通过目标种试验来分析哪种鱼类更易于患气泡病。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种试验方法，此方法包括模拟高坝水流下泄产生气体过饱和水装置，通过后续试验步骤分析不同鱼类患上气泡病难易程度。 

为达到以上技术目的，本发明采取以下技术方案： 

模拟高坝水流下泄产生气体过饱和水装置包括：暂养回水箱、回水管、水泵、流量计、进水管、高压水箱、出水管、空中回水管顺次连接，以及气体溶解度探测孔。 

上述的暂养回水箱材质为钢化玻璃，对鱼类完全无毒性； 

上述的回水管为10cm～25cm钢管；回水管设三个岔管，各管分别连接暂养回水箱； 

下游侧连接管道水泵，管道水泵下游侧连接进水管，进水管下游侧连接高压水箱； 

上述的高压水箱四面为透明的有机玻璃，第五面为钢板封挡，第六面为钢板门。有机玻璃经过一段时间的冲洗可以将毒性减小到对鱼类无伤害，因此选用透明的有机玻璃作为高压水箱的四面。试验得知，有机玻璃厚度不小于5cm，钢板厚度不小于2cm，达到以上厚度的材料在8m水头下才不会发生变形，对试验鱼的观察比较准确； 

钢板门与高压水箱间采用铰接，四边设置螺孔，用螺丝上紧封闭； 

上述的钢板封挡设置两个孔，一个孔接进水管，一个孔接出水管；出水管向上伸出长度大于4m；试验发现当出水管向上伸出小于4m时高压水箱内水体过饱和度较小； 

上述的出水管设置多个空中回水管，空中回水管高差0.5～2m。 

利用不同的空中回水管回水，可以将水压力划分为不同的等级，不同的压力等级可以获得不同的饱和浓度。同时不同高度的横管势能不同，落入回水掺气水槽时挟带的空气量不同。同时设置多个横管可以方便调控水压和挟气量。横管距离过密对试验结果影响不大，反而增加了装置的复杂程度，经多方案比较后发明人认为三通间距0.5～2m既能满足下泄水流的高差要求又可以减小设备制作难度。 

上述的水泵和流量计之间设置阀门。本设备为节省费用选择定频水泵和阀门组合，阀 门控制水泵的流量，以使在高压水箱中的试验鱼避免由于流速过高造成过劳死，影响试验效果。 

获取不同鱼类患上气泡病难易程度试验步骤： 

(1)选择目标鱼种15尾，将其中5尾置于暂养池远区槽，5尾鱼置于坝下槽，5尾鱼置于高压水箱； 

(2)将水泵打开水流在暂养池、高压水箱、空中回水管中循环； 

(3)选择最低位置的空中回水管，调节流量使高压水箱内水体达到120％过饱和，若不能达到就选择上一位置空中回水管回水，若至最高一级空中回水管高压水箱中水体仍不能达到120％过饱和就调高流量，直到满足水体达到溶解气体饱和度120％为止； 

(4)维持120％饱和度12h； 

(5)降低高压水箱内水头，选择较低位置空中回水管回水，使高压水箱内水体溶解度达到100％； 

(6)维持100％饱和度12h； 

(7)若高压水箱中5尾鱼大于等于3尾出现病态则停泵，取出高压水箱中的鱼检验；若高压水箱中5尾鱼小于3尾鱼出现病态，则停泵取出高压水箱中的鱼检验，并选择在暂养池置于回水入流分槽的5尾鱼，置入高压水箱中。重复上述(2)～(7)步骤，实验中控制高压水箱内水体溶解气体饱和度达到140％； 

(8)根据以上实验结果，若在120％饱和度下产生气泡病的鱼类为易产生气泡病鱼类，若在140％饱和度下产生气泡病鱼类为中等产生气泡病鱼类，若在140％饱和度下未产生气泡病鱼类为不易产生气泡病鱼类。 

本发明的优点在于： 

(1)利用空中回水管模拟高坝泄流挟气入水，理论合理，方法简单可靠； 

(2)利用泵将含大量气泡的水导入高压水箱，造成高压水箱中溶解气体过饱和，模拟高坝下游水垫塘，理论合理，方法可行； 

(3)高压水箱中进行鱼类气泡病试验符合自然状态下鱼的生存方式，试验结果可靠。 

附图说明

图1为模拟高坝水流下泄产生气体过饱和水装置俯视示意图； 

图2为模拟高坝水流下泄产生气体过饱和水装置主视示意图。 

具体实施方式

实施例一 

本发明鱼类气泡病试验方法包括：模拟高坝水流下泄产生气体过饱和水装置和获取不同鱼类患上气泡病难易程度试验步骤。 

模拟高坝水流下泄产生气体过饱和水装置包括：暂养回水箱1、回水管2、水泵3、流量计4、进水管5、高压水箱6、出水管7、空中回水管8顺次连接，以及气体溶解度探测孔62，隔板11，阀门21，水泵平衡管31，暂养池远区槽14，中区槽13，坝下槽12。 

上述的暂养回水箱1材质为钢化玻璃，对鱼类完全无毒性； 

上述的回水管为10cm～25cm钢管；回水管设三个岔管，各管分别连接暂养回水箱； 

下游侧连接水泵3，水泵3下游侧连接进水管5，进水管5下游侧连接高压水箱6； 

上述的高压水箱6四面为透明的有机玻璃，第五面为钢板封挡，第六面为钢板门。有机玻璃经过一段时间的冲洗可以将毒性减小到对鱼类无伤害，因此选用透明的有机玻璃作为高压水箱的四面。试验得知，有机玻璃厚度不小于5cm，钢板厚度不小于2cm，达到以上厚度的材料在8m水头下才不会发生变形，对试验鱼的观察比较准确； 

上述的钢板封挡设置两个孔，一个孔接进水管5，一个孔接出水管7；出水管7向上伸出长度大于4m；试验发现当出水管7向上伸出小于4m时高压水箱内水体过饱和度较小试验不易进行； 

上述的出水管设置多个空中回水管8，空中回水管8高差0.5～2m。 

利用不同的空中回水管8回水，可以将水压力划分为不同的等级，不同的压力等级可以获得不同的饱和浓度。同时不同高度的空中回水管8势能不同，落入回水掺气水槽时挟带的空气量不同。同时设置多个空中回水管8可以方便调控水压和挟气量。空中回水管8距离过密对试验结果影响不大，反而增加了装置的复杂程度，经多方案比较后发明人认为两空中回水管间距为0.5～2m既能满足下泄水流的高差要求又可以减小设备制作难度。 

上述的水泵3和流量计4之间设置阀门21。阀门21控制水泵的流量，以使在高压水箱中的试验鱼避免由于流速过高造成过劳死，影响试验效果。 

获取不同鱼类患上气泡病难易程度试验步骤： 

(1)选择体长15cm大口鲶15尾，将其中5尾置于暂养池远区槽14，5尾置于坝下槽12，5尾置于高压水箱6； 

(2)将水泵3打开，水流在暂养池1、高压水箱6、空中回水管8中循环； 

(3)选择最低位置的空中回水管8，调节流量使高压水箱6内水体达到120％过饱和，为能达到就选择上一位置空中回水管8回水，换至第二级空中回水管8时，高压水箱6中水体达到120％过饱和； 

(4)维持120％饱和度12h； 

(5)降低高压水箱6内水头，选择较低位置空中回水管8回水，使高压水箱内水体溶解度达到100％； 

(6)维持100％饱和度6h； 

(7)高压水箱中3尾出现死亡，另2尾鱼病态，停泵，取出高压水箱中的鱼检验；发现5尾鱼口腔和鳃丝有明显气泡。 

(8)判明15cm长大口鲶为易于患气泡病鱼类。 

实施例二 

模拟高坝水流下泄产生气体过饱和水装置与实施例一相同。 

获取不同鱼类患上气泡病难易程度试验步骤： 

(1)选择体长20cm鳜鱼15尾，将其中5尾置于暂养池远区槽14，5尾置于坝下槽 12，5尾置于高压水箱6； 

(2)将水泵3打开水流在暂养池1、高压水箱6、空中回水管8中循环； 

(3)选择最低位置的空中回水管8，调节流量使高压水箱6内水体达到120％过饱和，未能达到，选择上一位置空中回水管8回水，换至第二级空中回水管8时，高压水箱6中水体达到120％过饱和； 

(4)维持120％饱和度12h； 

(5)降低高压水箱6内水头，选择较低位置空中回水管8回水，使高压水箱内水体溶解度达到100％； 

(6)维持100％饱和度12h； 

(7)高压水箱中1尾出现游动困难，停泵，取出高压水箱中的鱼检验；未发现5尾鱼口腔和鳃丝有明显气泡； 

(8)将暂养于坝下槽12的5尾试验鱼移入高压水箱6内； 

(9)将水泵3打开水流在暂养池1、高压水箱6、空中回水管8中循环； 

(10)选择第三级的空中回水管8，调节流量使高压水箱6内水体达到140％过饱和，未能达到，换至第四级空中回水管8时，高压水箱6中水体达到140％过饱和； 

(11)维持140％饱和度12h； 

(12)降低高压水箱6内水头，选择第一级空中回水管8回水，使高压水箱内水体溶解度达到100％； 

(13)维持100％饱和度12h； 

(14)高压水箱中2尾出现死亡，另3尾鱼病态，停泵，取出高压水箱中的鱼检验；发现5尾鱼口腔和鳃丝有明显气泡。 

(15)判明20cm鳜鱼为中等易患气泡病鱼类。 

Claims (4)

1.一种鱼类气泡病试验方法，其特征在于，包括：利用模拟高坝水流下泄产生气体过饱和装置进行以下试验步骤：

(1)选择目标鱼种15尾，将其中5尾置于暂养池远区槽，5尾鱼置于坝下槽，5尾鱼置于高压水箱；

(2)将水泵打开水流在暂养池、高压水箱、空中回水管中循环；

(3)选择最低位置的空中回水管，调节流量使高压水箱内水体达到120％过饱和，若不能达到就选择上一位置空中回水管回水，若至最高一级空中回水管高压水箱中水体仍不能达到120％过饱和就调高流量，直到满足水体达到溶解气体饱和度120％为止；

(4)维持120％饱和度12h；

(5)降低高压水箱内水头，选择较低位置空中回水管回水，使高压水箱内水体溶解度达到100％；

(6)维持100％饱和度12h；

(7)若高压水箱中5尾鱼大于等于3尾出现病态则停泵，取出高压水箱中的鱼检验；若高压水箱中5尾鱼小于3尾鱼出现病态，则停泵取出高压水箱中的鱼检验，并选择在暂养池置于回水入流分槽的5尾鱼，置入高压水箱中，重复上述(2)～(7)步骤，实验中控制高压水箱内水体溶解气体饱和度达到140％；

(8)根据以上实验结果，若在120％饱和度下产生气泡病的鱼类为易产生气泡病鱼类，若在140％饱和度下产生气泡病鱼类为中等产生气泡病鱼类，若在140％饱和度下未产生气泡病鱼类为不易产生气泡病鱼类。

2.一种模拟高坝水流下泄产生气体过饱和水装置，其特征在于，包括：暂养回水箱、回水管、水泵、流量计、进水管、高压水箱、出水管、空中回水管以及气体溶解度探测孔。

3.根据权利要求2所述的一种模拟高坝水流下泄产生气体过饱和水装置，其特征在于：所述的暂养回水箱材质为钢化玻璃，对鱼类完全无毒性；所述的回水管为10cm～25cm钢管；回水管设三个岔管，各管分别连接暂养回水箱的坝下槽，中区槽，远区槽；下游侧连接水泵，水泵下游侧连接进水管，进水管下游侧连接高压水箱。

4.根据权利要求2所述的一种模拟高坝水流下泄产生气体过饱和水装置，其特征在于：所述的水泵和流量计两者之间设置阀门。 

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