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说起流量
3 n: ]/ M7 |/ p: k 你想到了什么 , a- U* Q! j+ o- s! Q( Q
是马路上川流不息的车流 # b, Z) h0 M+ c* Z$ ?
是地铁站水泄不通的人流
5 ? `5 G S. b/ f& f/ U3 {- E 还是手机时刻传输的数据
6 f* @0 `6 G8 S' z 字如其形 ) v& E4 ]! A; C7 z$ D( t$ L' p
“流量”一词 2 B9 I! v8 E5 ?: t$ k( R
其实原本是描述水的 5 `2 `- A4 o& U3 z
在水文学上
7 t M& |( s4 x' @ 流量是单位时间内通过河渠或管道
P4 d: [* P: q) X4 M 某一过水断面的水体体积 , Y m3 [; ~( g
也就是说流量是一个瞬时概念 ! j/ G& y' D9 L* A3 O
径流量是一个时段总量的概念
/ |- o3 w# S( g8 j" l 流量的历史源远流长
- Z+ Z/ R" H1 J 你可知道古人如何测流 ) @8 N( w# d/ \. l
目前又有哪些测流方法吗
" J. y4 G; d( k4 i. k- {# e# m2 I, u) D; I 让我们一探究竟
$ T$ ?; D1 {1 U/ a* }' v% ^/ r 测流历史 & h/ G( ~9 O2 L
“流竹法”测定河水流速
1 X h$ [4 \* f: v7 v* y 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。 , y9 e* J( ] }# k! I1 O2 n6 @
古人用“流竹法”测定河水流速 ; U- |) G1 X$ c1 m o0 j# G
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。 $ Q9 V' q! h0 G
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。 . k: Q; O$ H5 R
机械式流速仪测流速 8 V, n7 i O* u6 c- P; ~
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。 0 I: _/ ~) P M% X, m
机械式流速仪测量河水流速
3 \" h+ {2 K' ~5 H. S6 Z/ a 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。 0 L- Y3 K4 D+ N$ M% B; e
声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速 0 v( F) D& z: I/ Q# ^0 e6 r
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”。
) Z8 v/ d- K% z. I4 h3 P, m 使用ADCP进行流量测验 . T/ j% T/ B- V$ A
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。 " k7 [* {. Q2 F" Q7 |. G
使用无人机进行ADCP比测试验 * S7 x/ ^& N; }4 N" m& y2 ?& M
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。
+ s; H. S8 i2 }& D 测流方法 4 r0 g# {4 v4 c- C5 d/ j1 e" x
流速面积法 4 Y* ~* D/ j1 D ~ O" D
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。 5 p4 x, b) F J$ L/ b0 [9 l( u
水力学法 0 Q$ V6 M4 j# n* ~) K3 _
测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。 7 `. O( M) f5 p* ]& l( \, v
化学法
3 t1 i$ R; I. Q u7 E7 q, K6 Z" S: h 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。 1 Y9 z" v- J. Q/ u
直接法
* b9 g: {: W% R5 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。
$ C( O) M5 C& F: a. P 来源:水利部水文司 6 H6 H; ]# j) r- d! s% D
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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