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! Z$ c- h# W( z 说起流量
! z% J; \+ Y0 i* d' z* s/ n" H 你想到了什么
6 S8 d; I5 `5 P5 i/ X2 f0 Y) Q 是马路上川流不息的车流
5 m. g* C$ `) _, {1 b" m 是地铁站水泄不通的人流
& `3 J+ t6 T8 w' U v- { 还是手机时刻传输的数据
5 S5 a! P* q7 W* l+ @ 字如其形
' l3 I/ ~. X' G “流量”一词 3 k9 W% ?3 m5 j
其实原本是描述水的
: Q) ] }/ y+ v% u+ G7 [, f' l 在水文学上
7 h6 ~5 Y3 z% m: \7 m" b4 i9 g# J 流量是单位时间内通过河渠或管道 / Z# {0 e2 s5 |1 l6 L, t
某一过水断面的水体体积
, A; S5 w3 d, e" a G! x 也就是说流量是一个瞬时概念
8 X. z9 k$ X z; o$ T 径流量是一个时段总量的概念
/ q# c' H2 a4 C# [" c" |# w4 h 流量的历史源远流长
1 T4 q% ?- j: L& \) K- K% c* V9 u' c 你可知道古人如何测流 `8 [7 f' P6 n+ G: L* g
目前又有哪些测流方法吗 7 w/ N( B4 n- q2 ~& b! \
让我们一探究竟 ( T R# e9 L! E' |% I# e) E9 {' y
测流历史 - F/ I H- j# o
“流竹法”测定河水流速 ' B7 T& W; C$ g7 k( }0 ]4 O
把河流想象成一根可引水的毛竹,毛竹内的水一秒钟流经的距离叫流速,水的出口是个横切面,称为横断面。把水在这个横断面的流速乘以断面面积,就是流量啦,所以要测流量,通常就必须测流速和面积。 ' n) T/ G7 W- G( X5 X+ h
古人用“流竹法”测定河水流速
1 u8 S" D0 a4 @ 对流量的认识,我国在世界上是最早的。战国时期,一位叫慎到的人,曾用“流竹法”测定河水流速,从而推测水量的大小。这种方法,现在叫浮标法测流。
1 R* a3 Q0 C+ f U3 c 北宋时期,有一位叫范子渊的都水监丞,提出流量是由面积与流速两个要素构成的。这一论断是科学的,开创了我国在水文领域的首次研究。 1 A5 G/ D4 r: h( w
机械式流速仪测流速
: A) Y# b: |% C8 R" A V 在很长一段时期内,测流量最常用、最可靠的仪器,是机械式流速仪,它是1790年由德国人发明的,后来几经改进,成为测量流速的主力兵器。将流速仪放入河中,其头部的机械旋转部位就会随着水流旋转起来,流速越大,它就转得越快。记下它在一段时间内转的圈数,就可以计算出流速,再测出面积,进而得到流量数据。
( }0 W, D5 U9 G7 ^3 g7 ] 机械式流速仪测量河水流速 % X% L! ~3 j- C! H' F) u
20世纪40年代,我国开始制造机械式流速仪。我国自制的流速仪质量可靠,还有良好的防水防沙性能,曾出口国外。这种元老级的仪器,为水文工作做出过很大的贡献。 " T1 c& K3 h: d9 `9 h* w
声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速 x! N4 g6 w, F
1842年,奥地利一位叫多普勒的人发现,一列火车飞驰而过,火车汽笛声会从远而近发生变化。他经过研究得出结论:声音(包括电磁波)振源与观察者之间相对位置的移动,会导致声音频率发生改变。这就是著名的“多普勒效应”。 2 I Z7 a |3 k8 ~6 o
使用ADCP进行流量测验
6 e5 p2 z7 q; v4 B. C' J" _ 根据这一原理,20世纪,医学界设计出了彩超仪,用以检查人的血管和血液运动情况;水文界设计出了声学多普勒流速剖面仪(ADCP),用以记录仪器相对河床的移动速度和水流速度,从而计算出流量。
# X# D3 t" [8 o2 a% q 使用无人机进行ADCP比测试验
5 U+ }& i: m5 S- u7 L4 J' [! r 近些年,还有电波流速仪、雷达流速仪、电磁流速仪等,正与声学多普勒流速剖面仪(ADCP)并肩作战,甚至无人机也入伍参战了。
/ g2 O; N7 W: B+ @: { 测流方法
6 X" i( p& A/ Z& z7 c# b1 G 流速面积法 8 K- k" v) ^/ A7 r' p
通过实测断面流速和过水断面面积来推求流量,应用最为广泛。 & y% E" W. ] f$ C2 F( W+ h, O
水力学法 % t4 M! j7 q2 u5 }
测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。 * v6 E* i& p% `* l
化学法 2 p7 A0 _3 F1 E- l
将一定浓度的指示剂注入断面上游,通过测定断面上下游该指示剂浓度的变化推算流量。 7 T* Z2 K4 A- h4 t
直接法 . i2 o0 \: U5 o" `& J( _
直接测量流过断面水体的容积和重量,只适用于流量极小的河流。
: w' @5 H6 E& R( ]/ } 来源:水利部水文司 7 {* q/ v& ~5 z! E. F% d
素材参考:《水文知识科普读物》 扫码关注发布水文动态服务水城经济0 T: k1 b \) A2 _
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