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说起流量 C3 V5 _; W- a: l
你想到了什么
3 ]2 J; W% i5 z4 k- k- l0 p2 ~ 是马路上川流不息的车流 , `* h5 m# }+ e' u& Q" O$ B
是地铁站水泄不通的人流
9 {2 j5 Y% @" ?2 ~ 还是手机时刻传输的数据 1 {. Q; [# E6 b- P! t
字如其形 + z8 X0 \0 v" F8 l8 P
“流量”一词
7 ~( e$ B' T8 A9 B" u 其实原本是描述水的 2 J F4 K* s/ X7 }8 f# Q
在水文学上
# V/ R! v. j F, z5 v$ _ 流量是单位时间内通过河渠或管道
; y4 X1 ]5 t/ Z2 |" t! t 某一过水断面的水体体积
- F. R$ _& _/ O! ?+ v' g$ B 也就是说流量是一个瞬时概念
2 m7 M( \& p$ T* O$ |# x! H* S 径流量是一个时段总量的概念 , X0 z9 z7 [& G9 _& x
流量的历史源远流长
4 d6 s& N9 n; k4 V 你可知道古人如何测流 / L6 F2 E4 ~) D2 U$ |
目前又有哪些测流方法吗
% o7 I4 G& w0 m* J% {7 B0 S 让我们一探究竟
) m0 K& N$ Q$ W& D' w q, w( J 测流历史 ! y/ J, _; _5 @8 @' T
“流竹法”测定河水流速 - h ^" f: o D$ K0 U* L6 t
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。 / G9 c! l1 o0 T
古人用“流竹法”测定河水流速
# @; H. C3 m0 ]' r5 |2 d 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。 ( }) ?4 L& Z' } Q+ ^& |) p
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。
! l7 t E4 z/ P4 g, b) Y7 M 机械式流速仪测流速 , X1 e9 O+ _& g. b- x& q+ y
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。 3 i& o7 j( P- e* r) |6 P
机械式流速仪测量河水流速 ; `: p9 B0 L% T# T
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。
' F) A. A* c4 I U 声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速 0 A+ o, h4 I l+ d" h0 ~! j. F
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”。
# s% n& ]$ j" ~ 使用ADCP进行流量测验
/ U' K+ J4 c. Z/ I4 f( |9 w4 k( c, z4 I 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。
2 x. e1 a7 ^, R9 }. N: z 使用无人机进行ADCP比测试验 8 e# j3 o2 X2 Y9 p8 L3 r: g5 P5 y
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 Y2 d+ s# j' D1 {9 ?
测流方法
& K. b* }" I0 w0 P' B5 m2 P 流速面积法
% K- a* F4 z1 S* O/ r0 K 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。
* J, K- {: }+ z Z* g 水力学法
6 ]' n7 ^+ M" F8 U" N 测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。 ' g5 X, ~9 m# l4 F
化学法
0 Z2 N1 M2 S& I2 b8 a8 ~ 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。 * G1 T9 j/ h' W3 g
直接法
1 r% H0 `! K4 d& b u0 x 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。
+ Z2 D1 o5 B9 g 来源:水利部水文司 " o; n- o: s7 N& r" F# W' @
素材参考:《水文知识科普读物》
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