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说起流量 4 [" M( Z0 A4 |# ~" C7 G) y# k
你想到了什么 4 A$ x$ A& A) Z6 a( r8 j
是马路上川流不息的车流 4 l. K# G/ A4 u; \ s" ]2 u4 b% n( l
是地铁站水泄不通的人流
) r" d! I% h; e4 k& w/ d5 n 还是手机时刻传输的数据 * W& n8 l& c; c9 y0 f& `4 p' U
字如其形
" I1 F% m Y( ^) @& p: [1 ] “流量”一词 6 g3 c( {' {2 p' O. e" _9 P
其实原本是描述水的
. |. F3 L% \; W% ~1 {1 h7 R- M 在水文学上
9 _2 Z! b1 G& F2 G( J# C/ N 流量是单位时间内通过河渠或管道 * {8 l4 m' N) T5 G4 f% ~
某一过水断面的水体体积 " O, @5 M2 z& A3 W; f7 [
也就是说流量是一个瞬时概念 " H: N0 J& A: p! k7 d- v
径流量是一个时段总量的概念
0 S9 N$ ]& }/ O/ z 流量的历史源远流长 : p, T, D Z& V' H! ?1 F y$ L
你可知道古人如何测流
: D3 J) f# a; k; Q! {' g$ z 目前又有哪些测流方法吗 ( J7 h0 }, t [
让我们一探究竟
! F( X! L( t3 U 测流历史 " N, H* }# o2 u% b4 L; R( K* p
“流竹法”测定河水流速
$ g0 R2 }; v% m/ v# v+ R3 U# P2 j 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。 . ~3 b' _& m7 R& \4 f. _4 R
古人用“流竹法”测定河水流速
6 V r/ b0 e4 H: |" o2 [$ ^ 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。
9 Q n7 P! f4 P% j/ i, ]) l7 p 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。 . B, D" R* U# I; ?
机械式流速仪测流速
5 E2 E# @% u4 a 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。 % g5 R$ d2 Y! K7 ~
机械式流速仪测量河水流速
8 l' [% C8 y1 E q8 h1 W/ f 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。 5 K. p0 @0 ~- |. X8 U f3 s7 L4 Z2 Z
声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速 3 j* t9 L, x4 I) k% _
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”。 8 v# l6 t) ^* L( y
使用ADCP进行流量测验 " g5 E( d h j
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。 / G }/ R0 R( W0 G. s
使用无人机进行ADCP比测试验 5 Q$ Q6 `/ T% B1 }, ~9 r$ J7 B9 u# g
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。
: A3 {4 l( |" f# w2 \8 U, W, B 测流方法 , D T9 l) V$ k+ Y
流速面积法 3 A2 {, u/ f: t. Z5 G- H/ C
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。 2 i2 \) }3 m, I7 S7 K
水力学法
5 B+ ], n" O, \* m8 M- h 测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。 " P6 [/ S5 G1 \; Y3 c1 Z& C
化学法
! O0 Z; L Y( V: ~. Q" B 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。 ( c! j" H3 k2 |, C% P) M
直接法
/ m9 d Q5 R9 {/ X5 \8 m+ ~3 } a 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。 - G, U3 Q3 Y2 L; E3 \& ]; b) z. }
来源:水利部水文司
1 L5 Z7 @: z1 i, m" \& W# S 素材参考:《水文知识科普读物》
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