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V9 q+ ?) |5 `$ r 说起流量
) W; g6 f- F- q) q7 M4 y( m 你想到了什么
$ h+ S7 J2 @2 k5 N0 ^0 g6 A 是马路上川流不息的车流
s+ M1 p3 ^. {% r& L9 C! n 是地铁站水泄不通的人流
( b3 b( C, a! l' U) N 还是手机时刻传输的数据 + w& s; Y0 M' Q! b& {6 ~7 x
字如其形 6 f: t) w& K- |& i% o
“流量”一词 , s$ B) J/ ~& Y F8 c9 ^
其实原本是描述水的 ' `* B Q% n+ m# C0 Q" s
在水文学上
; Y l, F9 v( I0 ? 流量是单位时间内通过河渠或管道 ! W, P+ B0 a% J8 {: J$ \
某一过水断面的水体体积 + G; a. i( `1 [& }" X' a
也就是说流量是一个瞬时概念 5 b2 R! f$ d6 h0 m ]' z% m
径流量是一个时段总量的概念
3 W1 n4 @+ y0 {6 b2 O# G$ x 流量的历史源远流长 , u% @: }/ d9 p' W/ l
你可知道古人如何测流
) j& F2 @& H& Q6 U8 } 目前又有哪些测流方法吗
2 ^$ i% y8 k2 c 让我们一探究竟
* M: A7 q9 v, z1 Y 测流历史 4 o* _8 Z( _# t; |, S
“流竹法”测定河水流速 ! F9 c, ?5 P& a6 e5 @
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。
# I4 ?) i% @/ f* A, t' `1 u2 C" y 古人用“流竹法”测定河水流速 ) r1 p( e& c) ~6 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。 % t: f2 b7 S; |. c5 }# X. 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。
! c9 _1 O) C2 x5 U- j/ A 机械式流速仪测流速 + ]* t9 k* L+ h4 @
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。 1 a6 _; A8 l7 n2 b4 ^ |' J4 s, W
机械式流速仪测量河水流速 , t# o. m" {0 h6 W/ G
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。 + }& `$ {, u [" h' l
声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速
3 _ \- L7 `% q- R* j 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”。 5 v% S) t( \" j: X3 |9 R8 y
使用ADCP进行流量测验
4 w; {6 c0 l' ^8 b% k# R# D& ~/ u 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。
7 x7 S0 J: t6 K4 Q$ c" R 使用无人机进行ADCP比测试验
# H: n4 L# i/ L! [! | 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。 ! \" f; s, z+ L$ { o
测流方法 # ]8 Q0 I: ^8 ~: s
流速面积法
9 j. A- R$ z. K. `# O 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。
/ V* |, W$ D' I& [1 v 水力学法
; K6 e, g7 z2 y3 |3 g 测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。 e/ H0 h' E5 L. f, x3 D3 v
化学法 ! {/ G$ F9 M" W, W; e# F2 y, p' G
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。 3 ]: h2 r" ~$ B( Z
直接法 7 D6 l; r! t: 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。 ) [- Z# j1 ?( h0 B) O0 L* {
来源:水利部水文司 " Y3 M, o; U/ y* w
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
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