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说起流量
1 A9 L. |! W# z6 a+ J 你想到了什么
9 i2 g w8 A9 |! a% d& j" ^: U( N+ ` 是马路上川流不息的车流 8 @4 d5 y* @4 I
是地铁站水泄不通的人流
4 y% ~9 E, p$ q 还是手机时刻传输的数据
' U8 A; u0 v& V4 L, @5 G' l6 }2 z 字如其形 $ q2 u$ g" P+ Z5 z) `: A9 b
“流量”一词
0 C1 z0 U5 l1 i* g/ d* M 其实原本是描述水的
' t( [9 G7 v1 R9 e: J 在水文学上 , B2 V. k- z$ p
流量是单位时间内通过河渠或管道 $ s) p( f- k Z5 J U
某一过水断面的水体体积 % }5 J7 f+ m2 N, m( r5 `
也就是说流量是一个瞬时概念 2 Q# A0 f- m8 O1 w: A
径流量是一个时段总量的概念
* \* h* A" |) P! ] V3 p 流量的历史源远流长 : ^& f" G9 e5 e' C9 n
你可知道古人如何测流 h- g( n/ w- a: _' O
目前又有哪些测流方法吗
4 u7 h9 ?3 S' J) G 让我们一探究竟 4 q0 R! Q9 u: n0 S }. u
测流历史
9 B, R5 y: V9 j [. ~2 ]. ~ “流竹法”测定河水流速
( y! }% h* V/ \7 P; c9 o4 u7 u; [+ h 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。
- h) i3 y# @( B% W: z 古人用“流竹法”测定河水流速 ( M! W- A0 L, \. ^$ W) q! d0 H
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。 - n# Q" x( i4 ^' m( [* 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。 ( f% m j/ f% F# [' B
机械式流速仪测流速 0 d) b& Z/ J* B# `" p+ W
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。 & ^' U! _" n5 W( J# b
机械式流速仪测量河水流速
6 u. S: T/ ~1 q' P' D4 R+ F 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。
g% S$ U' X2 j4 g( n 声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速
# ]! ^8 M* D/ x# b& s 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”。 % \, V d* n9 n, }/ w' Z
使用ADCP进行流量测验
/ E6 z8 K9 b& m3 @4 M3 I 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。 4 i5 r5 m7 g$ z% Z# H% f- e/ Q
使用无人机进行ADCP比测试验
( Z4 L9 @/ }) V$ c4 N9 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。
) V9 ^: ?2 R! T# m2 t* J$ ? 测流方法
4 j$ h. d2 t: f: s s) R 流速面积法 ) _0 j+ f' _8 }8 U/ O( X1 d. L
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。
' G4 i! U$ {! D 水力学法 ; K! }( ^+ K+ W% x3 Q7 ^) l
测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。
+ y# b$ u' ]3 c% U6 T 化学法
' C, t$ F+ `- B0 f8 z( Y5 P, d, X 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。
, ?- M9 g& f/ p: M 直接法 : Z& c* l5 |" F
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。 & {$ f: B8 k' l; n+ J5 U! Z
来源:水利部水文司 - R8 B6 y" w: Z
素材参考:《水文知识科普读物》 - l( J/ L( Y& t# n$ C: u W
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