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说起流量
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你想到了什么
8 f( Z. N5 H) A- I. y6 j 是马路上川流不息的车流
7 b7 U; e" I. d+ O4 e+ D 是地铁站水泄不通的人流
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还是手机时刻传输的数据
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字如其形
1 S/ y+ h6 w+ ~; Y8 ? “流量”一词
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其实原本是描述水的
2 {; t+ u9 o5 {- E( h 在水文学上
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流量是单位时间内通过河渠或管道
% f" ?6 v6 t9 Z3 j) O+ W 某一过水断面的水体体积
; {5 o0 [7 K X2 U1 e) H7 {- R 也就是说流量是一个瞬时概念
6 t7 \# W8 k `; K. Q% P 径流量是一个时段总量的概念
! R+ M8 l0 Z2 P: {+ w) E( L 流量的历史源远流长
3 m; }6 k: F5 Z4 L 你可知道古人如何测流
) K. d1 o! F, e5 h& j 目前又有哪些测流方法吗
3 R f% X: P) I8 n8 Z. c: A3 j 让我们一探究竟
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测流历史
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“流竹法”测定河水流速
! v1 h, G1 ^. 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。
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古人用“流竹法”测定河水流速
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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。
/ ^: T1 j$ B' g9 o2 r 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。
" r6 A( j) g8 s2 n S P5 D" [ 机械式流速仪测流速
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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。
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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。
8 r2 b" y* A" R" m4 N 声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速
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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
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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。
6 p" j' u- k8 Z& ^0 G" ] 使用无人机进行ADCP比测试验
" x! X$ Q& t, f" a 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
0 R2 t8 c0 k5 W$ I 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。
. [; h% W0 G3 j7 q3 X 水力学法
$ a$ V% V) s4 P" b# N 测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。
. E& ~" K* o" V( d+ Z+ p" s 化学法
4 e! ?: C! p& ]7 E2 D- t; O 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。
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直接法
' v' @0 X( F1 q 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。
/ H3 A' u+ v& ` 来源:水利部水文司
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素材参考:《水文知识科普读物》
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