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+ c; g- q' C f9 [4 b //
+ D) b' z7 j3 Q; u; f 说起流量
. Z9 [% C! P. V1 Y1 M6 j$ C 你想到了什么 7 }7 v3 M& z! P
是马路上川流不息的车流
; P3 B& l/ L2 o, a 是地铁站水泄不通的人流 * c7 _: \% C6 Y, U3 |5 }3 w k1 |
还是手机时刻传输的数据
0 n& _8 S v5 J 字如其形
x! h1 w1 z+ b. D m# r “流量”一词
7 k6 k! V6 t/ Y$ G 其实原本是描述水的 0 I$ v# b: c0 K6 x5 _ q
在水文学上
, C0 o/ y1 Z' `) y8 s0 N3 E 流量是单位时间内通过河渠或管道 4 {0 f6 o) I( d
某一过水断面的水体体积 Z8 L# N, b- P; I6 e9 R
也就是说流量是一个瞬时概念 6 v/ |! R% z7 w n0 d
径流量是一个时段总量的概念 5 t. v* X" z! a. i O) q
流量的历史源远流长 ) T% e: S* F* P
你可知道古人如何测流
8 J0 s+ T5 }0 ]9 H 目前又有哪些测流方法吗 2 A5 ?$ T( `% g
让我们一探究竟
& Q5 o" F. Z) V5 k2 Q 测流历史
) W' @, q+ G0 U! F, i8 @' Q2 {- i) e' b “流竹法”测定河水流速 2 v, h9 S' g& y/ s/ o% W- \; C" 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。
& p. M3 J# [. P* y) X6 j 古人用“流竹法”测定河水流速 - s1 z: ~& c m" B7 W' }
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。 , W' k1 U+ g# V4 C
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。
U7 U# |; Q. A q! t 机械式流速仪测流速 : U2 {" f% ~/ \) A4 T% B; j0 d
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。
% H5 N: P' X; y 机械式流速仪测量河水流速
6 {1 S9 I0 g% J/ h% 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。 : p5 j: w! Z# ~( r
声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速 3 O6 H# v6 e5 ^& A6 [( Z7 m A7 }
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”。
+ n% ^2 R2 g4 i+ @5 j6 k 使用ADCP进行流量测验
3 F+ y2 U. C+ O$ \% [ 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。
6 T% [6 ^3 t' c8 U 使用无人机进行ADCP比测试验
# \3 m1 l' j6 `" L3 Z* B 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。 2 t8 ]6 E8 s, l6 i A g
测流方法
3 A0 O9 W6 B$ W/ K% v 流速面积法 8 {( a7 u2 }9 {% ]/ U3 d% y+ G3 H
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。
# N) {7 u5 ^ ~" W) n 水力学法 4 ?2 {$ T# H* z$ S* N& u& t- I+ a+ c
测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。 1 ?; P+ {* c7 W$ {& s& S: l
化学法 " u2 S8 j' a7 G3 m% J! 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。
/ b: ~9 L8 F4 Y) v; y8 y 直接法
6 d2 e; |5 e" v' c" C+ N 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。
# m9 B5 U* q ^/ J 来源:水利部水文司 ' ^ q; q: n% N0 `8 R9 M; 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) i1 H# }1 _% a, v
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