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说起流量
* B) S; g. |/ A, x7 ?/ q 你想到了什么
6 s7 S6 }. Z3 {, C& b; ]/ H' Q 是马路上川流不息的车流 - O0 I! v# y; W0 s' D( s
是地铁站水泄不通的人流
% ^6 J& m, [1 J1 @: y1 c: X 还是手机时刻传输的数据 ) }; J: p, n* M; u+ g( J
字如其形 ) E+ d7 @. D, c- I# C/ _
“流量”一词 5 t+ p& L; Y" s7 P! F
其实原本是描述水的
1 s1 o# g# I# S$ i$ [* u; m; z, B 在水文学上
+ s4 G+ ], |* ~! T! G. t 流量是单位时间内通过河渠或管道 . K) c# J) }- B( `3 Y/ ^' [0 M; U
某一过水断面的水体体积
( d Q" X5 F7 m% d# Z 也就是说流量是一个瞬时概念
* r/ \1 Z8 Q% r& q; L8 B6 h 径流量是一个时段总量的概念
0 w; ?( f9 H, i/ U 流量的历史源远流长 ; W2 M2 E0 J8 j* ^5 D8 R
你可知道古人如何测流 ( @; [4 g3 J' h' Z
目前又有哪些测流方法吗 9 o& }9 F* B" X% F5 F& X
让我们一探究竟 6 a9 U+ [' Z3 l6 W$ t
测流历史
# x$ T1 R" ~. u0 E8 F+ B9 R “流竹法”测定河水流速 , B# x7 | o; v- U
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。
, |9 M% H s3 i5 [+ d 古人用“流竹法”测定河水流速
% Q3 j% L$ G @+ W) A 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。
: d: E% ]+ F2 {% ^ 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。
5 \8 H4 G* C; D3 F, V8 v7 J( u 机械式流速仪测流速 2 `, d. D* M/ l* I% n! f' g' v, G1 k
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。
1 M, s/ V r3 }$ ~9 l 机械式流速仪测量河水流速 5 {1 ]5 x+ }7 D8 P) r+ o" C/ {1 x
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。
- f7 L5 p1 U3 }% S8 a, H T 声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速
/ J2 [/ ~8 s7 y8 x5 U# _ 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”。
# _. `. j" ]$ M! X2 H 使用ADCP进行流量测验
: L$ e5 K7 J4 Y* p- x. B 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。
! ^) K) x+ L) {8 _: Z h0 R2 S9 Y 使用无人机进行ADCP比测试验 # l! k x% u' T. Y T
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。
v6 w# G# n. C1 Y 测流方法 ! Q7 I( m+ G/ O% H. s2 h
流速面积法
( X7 J; x# n' u. S 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 _2 ?& y6 U/ q5 N8 r) N
水力学法
: S3 G* l/ m# P 测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。
8 t8 \! a5 E& u6 o# s, T 化学法
* H2 Q$ O) N; K, @, J 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。 ! P+ M1 ~0 G. Y. v# s6 w2 V9 u: }
直接法 " _2 M+ b S+ h5 p
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。
7 K/ k2 r3 b$ h1 S4 I 来源:水利部水文司
( y; w9 J- ^- t1 A6 Z* a; I 素材参考:《水文知识科普读物》
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