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说起流量
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你想到了什么
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是马路上川流不息的车流
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是地铁站水泄不通的人流
6 c' N% \5 ?. P, j k0 n 还是手机时刻传输的数据
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字如其形
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“流量”一词
) `$ D' C+ v$ r$ W6 Q 其实原本是描述水的
- H3 d- u; J! d6 b& l8 T' A' M, }# @ 在水文学上
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流量是单位时间内通过河渠或管道
& S/ A8 \! s) P% Q- }# O* U 某一过水断面的水体体积
% P; x/ h" C; A' }% t 也就是说流量是一个瞬时概念
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径流量是一个时段总量的概念
% h, c3 M7 i- v& `. d! i1 L: q 流量的历史源远流长
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你可知道古人如何测流
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目前又有哪些测流方法吗
# p; p) W# t6 s' H' a 让我们一探究竟
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测流历史
/ ~+ Y) x* d" P9 J# V “流竹法”测定河水流速
2 J* ], L+ n; [# d& I 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。
u! Y/ S+ {/ Y" E! g5 G 古人用“流竹法”测定河水流速
6 w+ Y: d+ B' j 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。
5 _; T/ h, |/ z9 Z 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。
2 Z0 S* r( C/ a; B7 F 机械式流速仪测流速
) ]8 e+ {5 Z$ Y6 T" C0 ~% 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, c! k) ~- Z 机械式流速仪测量河水流速
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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。
) L7 l3 o2 D9 K1 { 声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速
8 w" q& U& w2 i2 M# d X 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”。
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使用ADCP进行流量测验
5 R- ]! ~: N9 f; _ 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。
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使用无人机进行ADCP比测试验
- F' V, c f! M; @ 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。
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测流方法
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流速面积法
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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。
1 \+ o6 B g2 l8 b/ l* V 水力学法
5 {. B6 I5 u( K0 n. }, j 测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。
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化学法
+ ?2 i/ ]% X# E9 v5 ` 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。
8 n6 U0 {0 P. H o N O' k" a1 @ 直接法
R* g# | E @ 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。
0 N) ~1 Q+ h9 @9 y" X 来源:水利部水文司
9 Z" d9 ]% s2 {; C 素材参考:《水文知识科普读物》
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