收藏本站 劰载中...网站公告 | 吾爱海洋论坛交流QQ群:835383472

水文科普I解密你不知道的“流量”故事 - 声学多普勒流速仪动态图

[复制链接]
, b8 X2 L1 T/ u) Z/ o3 K

1 Q4 x" u( ]( \, b+ Z

6 x5 l2 m9 l# W/ a; Z

  //  

/ p, O! p" t/ }4 }$ g& h

说起流量

9 D5 y" w6 r4 C+ O4 z6 E

你想到了什么

* A. {3 _+ `( h9 ^! s- u. b

是马路上川流不息的车流

* i5 k; J- U8 n& R# h$ R, X T, K

是地铁站水泄不通的人流

. X/ Y: X/ C( w; B0 m# K2 B

还是手机时刻传输的数据

7 H3 n% H3 `: j0 V

字如其形

% n# j; i4 F8 m% u% }! [3 O

“流量”一词

* S1 P# ^* d& r: q* ~) ~6 a2 B1 q) S

其实原本是描述水的

2 q/ F2 I; W# C1 M5 r9 t

在水文学上

$ X4 v( p: f8 ?; f& C3 B+ s+ ?

流量是单位时间内通过河渠或管道

5 r# S* x4 t9 x7 f3 j# b/ U

某一过水断面的水体体积

0 d! a) } U" p! m. _) Z7 g

也就是说流量是一个瞬时概念

0 e( E6 P( i/ B2 M; S) r

径流量是一个时段总量的概念

1 l4 M* Z$ K, J& b

流量的历史源远流长

: B. d- n- I1 ]* \/ \

你可知道古人如何测流

/ w+ e* O# A( o! m) w

目前又有哪些测流方法吗

/ u5 \& i3 o3 d# V. e

让我们一探究竟

2 y; p) j1 X! b% ~

测流历史

1 K3 x8 M% ~7 n0 A

“流竹法”测定河水流速

: [2 H+ L4 y5 ~

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。

: z }' C/ [' T6 o: \6 ]

古人用“流竹法”测定河水流速

) j$ H6 r; G8 H5 l7 K7 V

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。

$ A0 I. V- c# t" m

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。

$ z7 W$ b! u: u% Q. t$ r, b

 机械式流速仪测流速

+ l* f; ?* Q9 p" T C: 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。

8 n0 U3 W1 `+ L$ i

机械式流速仪测量河水流速

$ ]+ u ^; P* X ]0 x% j( h y2 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。

9 r3 e9 _/ W$ u/ d. c) u

声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速

" d8 V! P" @' [ G/ m" z% l0 K5 q

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”。

% E) J h: T4 i0 W" u+ h2 R6 M- z

使用ADCP进行流量测验

! E" M9 q: B* X: n% `! y

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 E7 V$ q* d) j1 o& X

使用无人机进行ADCP比测试验

# c0 q1 j. W' `

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。

6 [# }$ ^/ t/ h) p" `% f3 T9 R4 X

测流方法

( K$ j2 G* F+ }. R3 v+ T$ |8 t

流速面积法

( P8 V8 H' ?3 O3 Y3 U" N: 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。

) h; G+ h0 m* x. f H& ^: }

 水力学法

% o9 ^0 z* I& ~8 x) \

测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。

H R9 F" T/ g4 \8 J/ X* Q4 I4 k

化学法

1 h7 F' \5 m- n( l( G2 O0 W9 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。

) x3 o' n" D, E" U2 K1 q

直接法

% w' _: w/ k! }

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。

, Z" B3 ~- \5 Q

来源:水利部水文司

' f' U: P5 Y' x! o% _4 y2 c& ]

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: V, C/ e" y$ n) p+ ?% w2 x " |! }3 P y. Q6 {$ \% S # Z8 E6 \6 i" U( O7 a% n3 P" [ ' n7 f, R. Y+ S 5 [# l1 C, t+ [5 X9 ~( k6 H4 w
回复

举报 使用道具

相关帖子

全部回帖
暂无回帖,快来参与回复吧
懒得打字?点击右侧快捷回复 【吾爱海洋论坛发文有奖】
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册
荆无命
活跃在2026-4-11
快速回复 返回顶部 返回列表