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说起流量 1 @2 _6 G' `# ~$ r
你想到了什么 0 {( w& q" m( g( W( h
是马路上川流不息的车流
) w, B9 N- W& g7 l Y2 g& S 是地铁站水泄不通的人流 $ m$ d, J8 E5 z% c
还是手机时刻传输的数据 1 f4 Q2 r8 @" q& g0 M; M+ Z
字如其形 6 S6 g' L% n# X" P5 H
“流量”一词
|, l' J% K2 K1 `, X 其实原本是描述水的 ) m5 t) W; H r* Y. {' p
在水文学上 $ w- U* x7 O) s o. m
流量是单位时间内通过河渠或管道
?2 x4 K/ l8 d2 U7 Q5 {2 s( M7 {! G 某一过水断面的水体体积 : X3 f2 W. r& l8 t n
也就是说流量是一个瞬时概念
) p7 V9 C4 i/ y7 A 径流量是一个时段总量的概念 * H# U* c' i# K3 b/ ^% n
流量的历史源远流长
1 a7 W" V: T9 f U! }( i 你可知道古人如何测流 * N/ G& p/ E2 E- R( w
目前又有哪些测流方法吗
+ P5 ?/ m8 R" _3 n 让我们一探究竟
- {& c" z- _$ C. Q; f S 测流历史
n' N( r( Z/ \ y6 ?( W “流竹法”测定河水流速
: Z* F. K9 P) O1 ?- Z2 w% b) G 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。 & Y; g) ]* \8 Y" a' u- t0 t. _3 D
古人用“流竹法”测定河水流速 / e' Y! c7 M; P
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。
* Z2 @6 }6 \) [ 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。
* g h: N: v' u! v M8 c 机械式流速仪测流速 4 h1 h, S( e5 J6 s4 G+ l$ Z
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 \; t; y) ~# u5 J4 R/ J5 ?7 _ 机械式流速仪测量河水流速
& f: a9 \! Z( {& d9 r 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。 / g" O7 F c1 t+ y& D" n
声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速
! r& l* o- ^- w; u, L 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”。 ( j2 |+ T x% x: Z1 Q* Y3 {
使用ADCP进行流量测验
# `4 P- |7 z6 B! l8 |% ]8 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。
* L# o- i5 r$ M 使用无人机进行ADCP比测试验 - d: G1 n' R& B4 S
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。 , y, Q0 y' d, ^; \
测流方法
/ |: {) ^8 g6 ]2 R/ z8 H* _ 流速面积法
7 z( q# T2 U8 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。
. W) q8 K) t9 i2 O* p 水力学法 9 G A4 Y1 a; [" s$ J7 j; L
测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。 7 g/ `9 Q% x* Y+ E; a
化学法 . I" u- H5 K. ?; ?2 ]
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。
& l* k% ~3 r3 Q! ^9 m7 ]! M 直接法
& z( N$ h2 N, K( 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。
9 B9 P6 b2 G* @+ `+ t: s1 u/ N 来源:水利部水文司
# _" s f( J {8 ] 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1 p, n2 X, V) s2 A
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