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说起流量
* K2 }% O0 [1 }8 x: r 你想到了什么
* X3 F4 a- m0 E- c1 |2 E i; S 是马路上川流不息的车流
+ o! u2 N5 N+ {' B 是地铁站水泄不通的人流
3 M1 F4 c3 V" g8 V3 v+ ? 还是手机时刻传输的数据
% S X$ ` j& F: l; l- q! b E3 ~ 字如其形
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“流量”一词
1 n& m" T& ^$ F+ W6 V 其实原本是描述水的
+ m# z7 e( ]1 S. p 在水文学上
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流量是单位时间内通过河渠或管道
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某一过水断面的水体体积
8 s0 `$ D3 r1 s. _ 也就是说流量是一个瞬时概念
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径流量是一个时段总量的概念
" u6 I+ Y [. Q% p( C) r- ~ 流量的历史源远流长
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你可知道古人如何测流
5 ^- l; U- D* x% ^! }, w% A! P) Y3 Y 目前又有哪些测流方法吗
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让我们一探究竟
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测流历史
% v$ r: @3 z7 v& p “流竹法”测定河水流速
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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。
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古人用“流竹法”测定河水流速
) A0 X) g: B% B1 c" U+ k9 r) ` 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 @3 P8 O1 Z9 ^; B 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。
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机械式流速仪测流速
- ~/ p, a: f1 R! t4 u( z8 \ 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 _; X; Q' H6 | 机械式流速仪测量河水流速
/ k {2 t q6 h; ]9 R8 s% r 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。
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声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速
v: ?) W/ P% E! {- u8 U, z3 t4 y x) Z' k 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”。
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使用ADCP进行流量测验
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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。
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使用无人机进行ADCP比测试验
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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。
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测流方法
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流速面积法
3 ~0 v( z; y3 I0 O7 y 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。
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水力学法
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测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。
5 U5 U! I+ N7 K b6 j5 Z: B 化学法
9 e2 [; E# ]8 X7 p. s& S( h 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。
( W2 [0 t/ j' @ 直接法
; q5 ]6 \, `, k& Q) i% D 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。
! T% P. \6 k$ @3 M. R 来源:水利部水文司
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素材参考:《水文知识科普读物》
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