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说起流量
! U/ `( l! B2 F! V$ v 你想到了什么 # t2 \9 c; N; e$ ~ ~0 h3 k
是马路上川流不息的车流 / v& W* N. D( X
是地铁站水泄不通的人流
9 U7 t* s8 L/ t1 j7 r3 | 还是手机时刻传输的数据
3 Z8 |6 Y7 E! H6 y 字如其形
3 @8 F9 W" A3 \/ e1 P “流量”一词
/ J- \2 V# E3 }) C+ J' [ 其实原本是描述水的 " _. Q) v# w$ Y: ^: U* Y9 {
在水文学上
1 I1 t1 v1 ~+ ]( h _7 s5 l* w# K* u 流量是单位时间内通过河渠或管道
! c8 c" F! r6 E* L6 Z7 {; B 某一过水断面的水体体积
# Z6 g' K& r; L! K- p, L 也就是说流量是一个瞬时概念 . s$ X& O' i0 h; Y
径流量是一个时段总量的概念
: [ W2 }, r6 N$ H' [8 E 流量的历史源远流长
' ~2 Z7 @8 P# L9 n* B 你可知道古人如何测流
( N2 z: h4 L4 e6 J2 n 目前又有哪些测流方法吗
/ J' S* W9 b3 S' ?$ y6 t 让我们一探究竟
$ ]) F. e/ t0 B8 l6 u- w 测流历史 3 e& \+ T6 ~; u) o3 I/ S/ i' q
“流竹法”测定河水流速
& l9 T: ^; y/ ]/ O0 T( s 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。 , r3 C) R# C( f! `' ]- C& i0 q% Q
古人用“流竹法”测定河水流速
* G& \) }; S5 B6 X7 E 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) Y8 d9 w* A
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。 # F3 a! u8 S: I! l+ k
机械式流速仪测流速
1 A) `$ ]6 F" U9 o. j 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。
6 G, P( W$ [3 {+ z7 P 机械式流速仪测量河水流速 : D* ~, G; D$ N' k! k
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 d5 ~& h$ x9 A
声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速 * ~- l5 {1 k( h" P6 P- H
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”。 1 k; I' `! G; M& G
使用ADCP进行流量测验
; D2 w; D* D6 U7 ]% _ 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。
- e4 p0 Z" D5 Q, f5 U* J6 ` 使用无人机进行ADCP比测试验 ! Z$ N. d. k% i t) G
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。 ' t2 m& v; A5 w$ ~; G7 f. k
测流方法
+ `' n7 R7 u& p, d. O 流速面积法 $ c, W5 I+ e: k h8 O# Z" p
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。
# l2 a7 d1 }9 j% A 水力学法 # T$ p# T3 t! V# v
测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。 9 r. B2 C" v. _4 G/ F2 f( y8 U4 L
化学法 1 q* s H/ C, @
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。
. `& N% ]) X$ U/ h0 [" [6 s 直接法
; ~! E$ H5 N) o6 | 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。 4 ]) X7 ~% l, a: v( _' p
来源:水利部水文司
& ]- x8 A$ g' j 素材参考:《水文知识科普读物》
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