此“流量”非彼“流量”！解密你不知道的“流量”故事

说起流量

你想到了什么

8 H! u# D5 V" `

是马路上川流不息的车流

是地铁站水泄不通的人流

* I" x& E' i3 X' w% B9 Y

还是手机时刻传输的数据

v+ |8 s2 W& N( D7 F! t* ~( `

字如其形

“流量”一词

6 _4 L& u% Q. s0 s+ Y s

其实原本是描述水的

- k, l7 A: r! t( @9 b2 O2 I) X8 }

在水文学上

流量是单位时间内通过河渠或管道

某一过水断面的水体体积

" p! T; L- a# u! ]# N5 }! h

也就是说流量是一个瞬时概念

径流量是一个时段总量的概念

流量的历史源远流长

/ b4 Q/ K, b0 P) R) E z1 O

你可知道古人如何测流

目前又有哪些测流方法吗

让我们一探究竟

* a/ r' \- G3 ~* k/ F" o$ t2 h

测流历史

, G+ ~% I/ L. }9 m

“流竹法”测定河水流速

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。

古人用“流竹法”测定河水流速

& k* p! a/ e6 V/ W U

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。

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。

+ n$ a- p& F+ A" P

机械式流速仪测流速

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。

. s7 H3 E* t& S5 N

机械式流速仪测量河水流速

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。

# Q# _# N) W; b+ Y

声学多普勒流速剖面仪（ADCP）测流速

, k1 j7 B# v* E3 b" Z8 w' H+ p) b

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”。

使用ADCP进行流量测验

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。

, a% f( J* I! O

使用无人机进行ADCP比测试验

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。

0 N. t d; \4 [* o

测流方法

# F8 F" l' K J- e4 O7 n0 O

流速面积法

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。

水力学法

* P9 S4 Q! l& A* B: @

测量水力因素，选用适当水力学公式计算流量。

化学法

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。

直接法

- E E; ^* P0 V: }3 n; j

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。

来源：水利部水文司

素材参考：《水文知识科普读物》

7 R0 z( D: g4 x" L6 r 2 z# O, e: M# b% S+ h" o 1 W! L1 f& b9 T; z