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' O5 a, q9 U8 J! y3 E9 x8 y 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
! s+ A+ t2 |; n# i! C9 { 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
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“流量”一词
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其实原本是描述水的
\ A5 W, k) g- H9 G/ J$ G' g* u 在水文学上
7 u8 }# M- @" w: N3 m/ L 流量是单位时间内通过河渠或管道
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某一过水断面的水体体积
7 l$ X8 s1 x& }5 _8 u9 L2 D+ g d: G 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
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流量的历史源远流长
E8 h/ d5 h7 Q( R' f 你可知道古人如何测流
$ O2 K/ b, `! B; _5 ] 目前又有哪些测流方法吗
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让我们一探究竟
1 C0 r8 y6 \, [, I% E 测流历史
/ [* |2 E4 E8 Q. V, P: R1 `* r “流竹法”测定河水流速
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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
, ]8 Y6 r' ?" ?7 P) Y5 R2 l/ M 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 X( S9 A0 W. O/ G( j7 Q; n 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。
! X. n0 v5 X2 Z% c$ H 机械式流速仪测流速
1 m$ B" f" `! m- q5 q1 l8 z 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。
6 c" W# i3 ^8 q9 {9 c8 }$ V& M! P 机械式流速仪测量河水流速
+ y7 x' 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。
: P6 h' w7 S3 j 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”。
B' ~( N! I- J) |' W6 J+ Y 使用ADCP进行流量测验
+ ?9 ~4 p5 J1 L4 o M% G, e+ 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。
3 H5 [3 ?4 M2 }# _ 使用无人机进行ADCP比测试验
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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。
) H$ `7 h0 r9 |+ [! @3 m8 x! G 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。
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水力学法
5 b7 r; B0 F* z: q1 {* k" K: E 测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。
) X: R% c9 s: p) S, h! L+ j 化学法
) c3 z$ {, ~( S. N6 D Z a1 V/ }" 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。
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直接法
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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。
9 P7 v4 H6 O1 Y! L; l 来源:水利部水文司
8 v( t' g. E5 L- _4 {8 [- b 素材参考:《水文知识科普读物》
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