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说起流量 * o# B9 W$ z E
你想到了什么 : g1 I8 ]- X4 E4 h6 ?6 R" s5 O$ n' ^
是马路上川流不息的车流 / W" ^" P; S! S7 _
是地铁站水泄不通的人流 ) A: i# t0 x7 K; |6 W1 S/ A: P0 c
还是手机时刻传输的数据 7 b( B, `/ Q% L9 S: E: E7 _! k/ `
字如其形
' {) Z' S2 d/ k3 k# t6 Q “流量”一词
# _: Z" L) X. K. G 其实原本是描述水的 4 O, p! A) l4 S. O/ y0 w+ k x( U) w1 o
在水文学上
$ F% J( Q7 t1 }9 P2 K 流量是单位时间内通过河渠或管道 . f1 x7 c7 e n# u; t2 ?5 l
某一过水断面的水体体积 3 k4 q# p0 w8 y( n; {/ }0 V
也就是说流量是一个瞬时概念 7 c! z3 F1 F. g9 V* } Y, L' s) g
径流量是一个时段总量的概念
C& M& h2 C; h7 H 流量的历史源远流长 ; i5 F) q- y( O* s9 u& I; x
你可知道古人如何测流
/ e5 [; b) `$ u1 f 目前又有哪些测流方法吗 7 D W# {$ g0 M9 K
让我们一探究竟 $ T2 w" O+ X( ^* ?; e0 q1 P
测流历史
" F2 t' M. _6 a( f; J; x “流竹法”测定河水流速
; d7 _. q' e0 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。 + i6 p: ^ a4 i
古人用“流竹法”测定河水流速 5 b7 g3 s1 G N- 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。 1 f' ]+ D3 Y7 @* w Y9 o
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。 ' `/ e R y. B3 a! P( d
机械式流速仪测流速 + Y k6 [2 C# f, `3 c$ S
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。 * ?- A- {8 }7 S8 M
机械式流速仪测量河水流速
9 K/ v1 g: P4 _( z 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。
1 d/ F" e6 X% Q) S, a- W 声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速 . D5 k/ h, i) r" c; L* d
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”。
" g' `% V' x+ u7 ]" I) u 使用ADCP进行流量测验 5 H" c3 E5 {% ~' R
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。
9 H' } `& l4 B 使用无人机进行ADCP比测试验
8 M1 [* O. I; g! c) 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。
7 a7 c; `" W2 ^9 j0 J" h 测流方法
t, m# ], F9 ? 流速面积法
- D7 ?& G! D4 T3 g 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 A) f/ x& m- N7 N/ V 水力学法
( C2 d, D) f3 n" |% [( O( b5 y 测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。 ! s, a6 c, _. J$ Z& n; y) p% Y
化学法
9 N% | Z6 z) }8 `5 R: 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。
8 o( `4 L% k) p$ m# w* l 直接法
* f# _7 r: L) W% f! t 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。 , \: z1 H3 ?2 a$ d. U# J# k( s; m6 N
来源:水利部水文司 9 ?! V1 _" [# I; d2 p
素材参考:《水文知识科普读物》 扫码关注发布水文动态服务水城经济- Z7 R2 O U- W0 j& C
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