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. q9 C+ Z! U6 [+ k }- |- c 说起流量 ' {# q8 w: n( ]% K/ \
你想到了什么
( q _7 \+ F, l: B1 K, m 是马路上川流不息的车流 9 M% J- t& x2 a) q
是地铁站水泄不通的人流
0 I- n( _) p% p5 c( ? 还是手机时刻传输的数据
, H' A- l3 E; M4 M: Z9 d9 t 字如其形 / k) D) |, D2 b4 I6 l
“流量”一词 0 ^9 }6 P* g. n; K! J }
其实原本是描述水的
) a" N5 k# s2 M6 n9 ~/ q3 m 在水文学上
P( G9 C8 S1 F- U 流量是单位时间内通过河渠或管道
* n1 w' ?7 _9 B7 i' N" E 某一过水断面的水体体积 4 t4 a8 }- ?5 F6 i1 H
也就是说流量是一个瞬时概念 2 |0 {" s! I' m3 c' }: k+ B+ e5 r
径流量是一个时段总量的概念
+ [* e9 W; `0 P* F! ^: V+ W 流量的历史源远流长 - w2 c7 z" c( R3 \2 t
你可知道古人如何测流 " K1 U2 m/ r2 E
目前又有哪些测流方法吗 2 z' ]1 W; G9 x8 k$ D N/ N4 g; c
让我们一探究竟 . A2 p' U9 i6 c, u5 i+ d
测流历史 8 F9 A) T3 G4 I, p
“流竹法”测定河水流速
3 b: x; p" g. `: Z: P3 W5 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。 ( K3 y U3 n p) K; u6 o4 p
古人用“流竹法”测定河水流速
% Y5 P* @! u. g6 q: m i* K5 v5 Z 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。 5 j+ M$ n3 w! `+ H
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。 ! C N! L0 n" o" e. p8 G4 F( h
机械式流速仪测流速
: O7 M" M2 n3 `. o" W: M3 G/ d 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。
' j9 D" O% v4 p* K 机械式流速仪测量河水流速 ' q; m* q, {* E$ 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。
6 s! ?9 @' l* f; j0 |: R' h 声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速
5 g: W- m5 ~8 n; C 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”。
" @# R7 n% R. }9 B4 w" S$ A 使用ADCP进行流量测验
: i7 k1 G+ | E; S1 ^ 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。 * ~2 F6 |$ N0 b
使用无人机进行ADCP比测试验
4 l' q0 b W4 h$ q 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。
' u. t9 ~+ \4 k: R 测流方法 0 X, D1 S# ?$ A1 ]4 |. m8 L6 W% D- d: O
流速面积法
) a0 {, k4 }3 i9 @ 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 ]) X; m! z1 `: ? 水力学法
9 h3 Z$ e; A. H2 R( J/ V 测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。
# M! U, w& C8 C# ?, ~ 化学法 5 Q5 M4 ~- ~4 O2 x m# E
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 s2 W; z% g T4 V8 ^
直接法
2 a7 H) v4 o% e/ ] N' ] 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。 : H9 v: d, c0 w3 K" ^4 E
来源:水利部水文司 ! V `+ I4 ] i& g5 E4 |' Y7 k
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3 u( `$ E$ P( Y& W( z5 s6 c
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