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说起流量 4 D9 @( Y) E- X
你想到了什么
6 W/ `1 d) i4 |% t3 s2 ]6 G 是马路上川流不息的车流 % b; K- F" ?' X8 U
是地铁站水泄不通的人流 4 m& {/ ^1 t) x# k4 q$ ?: {* q+ ?
还是手机时刻传输的数据
! E, x5 i: e% Q- K" Q7 {' C- E& l1 z 字如其形
& Q/ L& @* p% K, s/ o8 t, }3 E( ^ “流量”一词
5 H _+ y, U# f; G* ` 其实原本是描述水的
9 L6 k' s+ g9 m 在水文学上 - W% t- G! u g9 G. p* K) ~- B
流量是单位时间内通过河渠或管道 # T. F: w; }0 G: _
某一过水断面的水体体积 3 w. a5 I! U" N
也就是说流量是一个瞬时概念
$ ]( X# U d1 o+ w% w$ J$ [ 径流量是一个时段总量的概念 5 [2 z2 U9 h% T7 T& M! g* }
流量的历史源远流长
' L) V' {7 `6 U- b 你可知道古人如何测流 y) u! h0 u8 a3 W1 k
目前又有哪些测流方法吗
, v4 j1 ]5 {8 P4 b, c% o 让我们一探究竟 / ~: \ m, U7 V5 p
测流历史
9 y6 p, Z' m% d# J3 @( O q “流竹法”测定河水流速
% d$ A2 x. e9 z# j) h- } 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。 / e+ N9 }2 a* z$ v5 g0 [& F
古人用“流竹法”测定河水流速 ; x9 R# q* ^+ r+ l: n! w9 y
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 |' M7 `" ^. h& D/ |2 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。 / ^, S" c1 k. ~( r& X8 C; N
机械式流速仪测流速 ! \5 h4 x" E! R' 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。
$ z- }9 }8 L$ z5 l 机械式流速仪测量河水流速 ) a, o7 P& P4 F L
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。 ! E, R2 o: b7 O, J' }' D' }
声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速
1 y5 z- m: |, |! X& i" ]+ a1 R 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”。 3 w" Q. |& ~ q8 K6 p0 e0 b& x
使用ADCP进行流量测验
6 c. O* j7 P) V8 S q7 E8 ^ 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。 # [5 P# s/ Q8 B0 ], U
使用无人机进行ADCP比测试验
6 ^/ ~/ X; e' C$ s" t2 z1 `3 {. ^ 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。 2 ~2 H( [; l3 l
测流方法
1 o0 |. H4 }: ]% z3 t8 G 流速面积法
! ]; o" }( p" i2 y, S3 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。 , y$ l4 X6 C& a- T
水力学法
5 Y( W/ J! \3 L 测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。
. E7 ?7 X/ p8 d, ^ 化学法
! {0 E: n2 {0 x) A* \ 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。 ! _0 d$ l6 x# S' l7 ^1 m
直接法
+ E7 f6 Y3 F) b2 A( c3 p( j8 w* 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。 9 K T+ m7 c# S, G' }
来源:水利部水文司 ( c" y/ M4 u8 [" ?8 U4 Q- Q5 n; |4 E
素材参考:《水文知识科普读物》
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