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说起流量
3 R, F8 P1 i' d+ V6 G* } 你想到了什么 * ^$ U" S2 c5 ~/ _# E, n; c
是马路上川流不息的车流 1 C' X, X( \6 S& e
是地铁站水泄不通的人流
( d) U6 J$ p: i1 M 还是手机时刻传输的数据
. d8 T. |8 v; x) t 字如其形
3 ]+ J1 q1 D- D% s% ]$ e% Z7 K “流量”一词 + k9 g5 s: l2 ]5 i- M7 ^
其实原本是描述水的 * V% t3 W% {# i3 ]' q ?
在水文学上 1 D; b' ^- P+ q, R" E
流量是单位时间内通过河渠或管道 2 }; p* b5 }0 r* s6 w2 J
某一过水断面的水体体积
* `( [" D2 C# N3 |- Z1 M3 s- k2 q 也就是说流量是一个瞬时概念 Y+ T8 H* c, b0 ?; j
径流量是一个时段总量的概念
: V0 K$ o" W: Y4 ^, w 流量的历史源远流长
9 p) T* X# ~0 {1 w" | 你可知道古人如何测流
: b. X' x9 j7 v" ]* T 目前又有哪些测流方法吗 3 x y/ P; u0 j. e$ u
让我们一探究竟 0 \& E0 A& J/ r8 z; W. E( m
测流历史
, ]4 ?! {( l* q; l0 L4 v$ e “流竹法”测定河水流速
; J6 e6 Q5 r$ |& W4 T& `; p 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。
8 M! ?: F" c0 d* f+ x/ @ 古人用“流竹法”测定河水流速
( T9 ^: T2 J* D/ f, n: g8 ?1 h$ t 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: y' q, Q2 y4 M2 h* r4 ^ 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。 3 r2 `: \8 e$ y7 J3 F. ~; J- Z
机械式流速仪测流速
3 `3 N+ }. u8 [7 o. l 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。
& L; z" j8 ~% s, ^4 ` 机械式流速仪测量河水流速 $ Q" L0 p! v8 h8 _
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。
# o% p X5 U! _+ R' V. k6 C0 I 声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速
& T) i, V$ W; 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”。 4 p) {: i/ v' |9 A
使用ADCP进行流量测验
- z$ g6 W% y$ T4 ~/ g0 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。
. a" ?1 Z( i* V6 u! o( T6 ? 使用无人机进行ADCP比测试验
( t4 M& D `4 L/ x# [/ V1 L 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。 ! K* L6 E& [/ X$ }) m" z6 b
测流方法
: n3 v- F: G. k5 m9 X8 ? 流速面积法 8 l+ }( \. [8 }9 ]$ e# I- ^+ 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。 2 {2 _$ q4 C! M/ }- H
水力学法
" m$ y' A# A3 j9 E& ] 测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。 - v# L5 C z. S( q5 }4 t/ L
化学法
2 d- R4 I' f* M- i- x! C8 r: ? 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, P! _# h2 g3 R4 k0 P6 i 直接法 1 j! N1 k' Q, d; {& o2 Q! n( l* f& \
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。
6 v2 a5 }( r7 M9 X x; m3 |) z. w 来源:水利部水文司
4 ]* I# J. @ l. ^. A 素材参考:《水文知识科普读物》 " {; }9 X: \7 A
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