|
说起流量
7 @8 ?& q4 T; m' \ 你想到了什么 6 x' ^( a) ~# X! u, j# O
是马路上川流不息的车流 / J2 A# C# I% `! a0 Z; {0 [
是地铁站水泄不通的人流
1 W5 Y) w' b" |! d8 { 还是手机时刻传输的数据 ( T9 t, a* u8 z
字如其形 , w9 \, R- ^3 p# F% q
“流量”一词
$ a" E# {. n$ N! E" o. G9 N; K 其实原本是描述水的 * Q+ G" @% c2 Z- |
在水文学上 ( S' a" @! |9 d2 \
流量是单位时间内通过河渠或管道
# @$ Q5 t% R3 s+ P 某一过水断面的水体体积
$ v' F& z+ O5 k4 F& q2 E7 N) d 也就是说流量是一个瞬时概念
* O( R9 I% L) Z s) x7 j7 s 径流量是一个时段总量的概念 6 l& g9 v. K8 O0 c, Z" N
流量的历史源远流长 : l7 w! Y# q4 m- D- |
你可知道古人如何测流 , P' y7 k+ b) t" S6 R( f! v+ g$ u
目前又有哪些测流方法吗 * p! F+ s4 _/ L9 D
让我们一探究竟
" h$ `: o( ~# r5 } 测流历史
) A) Y* x( j8 O# d: b8 m0 U* \1 z “流竹法”测定河水流速
7 x* w8 H# ^$ S7 [6 z% H9 C% @ b) I* Y 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。 8 @) I; c' V1 @' z! a% _+ _; S% \
古人用“流竹法”测定河水流速 & a2 e/ ~$ I8 E
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。 " x/ H- I- p! c' _+ I# e* z
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。 9 @/ Y2 Z+ o; k4 `5 A
机械式流速仪测流速
* N) u; t! D4 F. Z4 h4 K 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。
# q! n+ ^% F+ I6 w9 e% \ 机械式流速仪测量河水流速
& A0 y- l1 x9 O 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。 3 u: t# h$ B6 z* t" `( Y) }
声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速 s* r# s( R! o) m
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”。 & o" S: s2 a6 d# \' Q
使用ADCP进行流量测验
/ @5 V. E( W8 D7 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。 3 k' J( f+ U1 Q1 K% J
使用无人机进行ADCP比测试验
7 z! E/ P4 K+ n+ L6 J/ u5 [' o 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。
9 L3 |/ A3 u! Z 测流方法 " B2 K3 b8 v6 X
流速面积法 ( ]; W) _# @2 t, Y, I
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。 6 [4 T; u6 E3 O& _, J( j
水力学法
+ K! q& P8 V2 K/ [5 M 测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。 7 Y% g7 J* K z& @3 W; g7 y
化学法
. }8 ^+ {* @! y, f, q 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。 8 a- }! }4 s1 r, o' T
直接法
; C' n* D% j: w# w 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。 3 A* r2 A2 U0 a) V6 ^2 y3 F
来源:水利部水文司 : E5 |% H- y$ f' m6 T
素材参考:《水文知识科普读物》 * @* I9 f) W; A) D/ E: A: B
! y, P5 X8 D3 B. T0 w7 R. x1 L+ Q
8 o3 O, f, O$ S9 x2 X& P4 U7 R3 e- U3 g' Q9 G8 p, p
4 r9 v/ D4 p$ p# S) n# j1 x |