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说起流量 8 y0 x4 |+ V7 F: v. j1 Y1 T4 Y
你想到了什么 4 ` w0 Y( [ Y3 a3 H- ^; I) X
是马路上川流不息的车流 % l# N2 n+ Y5 A! B
是地铁站水泄不通的人流
4 `% Z8 Q) O- `& R Y6 x+ D 还是手机时刻传输的数据 / o3 i+ ~8 p# t4 a# y# X9 p- _6 {
字如其形
+ i4 e$ X& ^' n2 H0 e, X( d “流量”一词
& P4 y& ` P" g8 `! N t5 F9 o 其实原本是描述水的
7 }; J- }' y9 ~, q8 c9 p, W: M 在水文学上
7 n7 Y$ u, @* H7 v3 l7 G; N 流量是单位时间内通过河渠或管道
# @9 i ?: y4 S, w) F- w7 { A( i 某一过水断面的水体体积 3 d* u* b2 X' G9 x! X
也就是说流量是一个瞬时概念
4 V$ ?2 l; O% D7 a0 y 径流量是一个时段总量的概念 $ W* Z1 F4 R* m4 P Y
流量的历史源远流长 ' a" u: ^" j% H% `2 f# u
你可知道古人如何测流 5 o2 n, v" y" }" b
目前又有哪些测流方法吗 i1 `; L) |$ i, E; R7 D
让我们一探究竟 . }# }8 E5 |4 r- j/ b! U! Q) L( K
测流历史 5 m% U* h B( o c& X
“流竹法”测定河水流速 ; L! X$ k, a& ?) N# A) a7 E% {5 j
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。
: g8 M: X+ x. k) K 古人用“流竹法”测定河水流速 ; P8 _* l5 Q" ]+ 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。
0 l( T- E7 V* h/ D7 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。
* o: W% R; K* [. S; z# | 机械式流速仪测流速 ; H# J. k6 }' ~
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。 : P% h6 C' c6 j' t9 C8 p7 ~
机械式流速仪测量河水流速
W1 p" Z# o, ?& ]; O4 y3 o9 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' k! u2 t; G$ x5 N% _& v
声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速 # i2 w. t5 Q# K k4 h+ Z
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”。
0 A' S$ W- n `; w8 ~ 使用ADCP进行流量测验
( [# J# h2 Z" u: I; u1 q+ u 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。
' C, W I& j8 k/ L+ \1 | 使用无人机进行ADCP比测试验
* h1 }: C- G$ C5 f: r8 d 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。
8 A" g' r* d: L6 ] 测流方法 $ `4 A8 k# |, x6 o' A+ p3 i) \
流速面积法
0 {3 E! T7 u: R+ ]1 X 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。
8 ~% n0 L" i$ Z! h3 Z. l 水力学法 5 p0 l$ J1 E# Z" F* ~
测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。
4 ^7 ~0 d: u9 r+ A# n 化学法 2 v) f- c7 m3 m
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。 ( f, L! E- |, l8 x
直接法 * q D% a- l5 Z$ C* W- C3 ~9 D
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 b: C* h0 h4 K$ s3 l3 z2 j 来源:水利部水文司
) \5 J! L: Y2 x$ B 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% r$ G% n) I' P5 \& O0 k! Z: Y. ^
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