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说起流量 # @; Z6 i7 ?: z0 K
你想到了什么 5 W. P* l, a5 s% n" z
是马路上川流不息的车流 7 d) T9 O/ y3 E& ^
是地铁站水泄不通的人流 ; r/ d: D$ t" @, }+ W3 n2 N$ k: F
还是手机时刻传输的数据 & o4 E; ^0 [) W# p8 s2 H/ Y8 ]
字如其形
) P5 i& a/ k' p* ~; D$ P “流量”一词
b9 X2 [0 u2 @; U4 [ s 其实原本是描述水的 4 i/ u0 \0 @2 _/ T4 G2 h
在水文学上 4 u2 K! S$ C @! t+ n
流量是单位时间内通过河渠或管道
3 i+ F* c6 F2 s3 ]: n$ {# i! `$ U 某一过水断面的水体体积 ' s) b( ?8 C* J# ]1 _
也就是说流量是一个瞬时概念
|* b4 C% G! X& ^7 m* [6 Y, g6 [ 径流量是一个时段总量的概念
) x% Z9 {0 v2 c+ |5 y' } 流量的历史源远流长
+ ~1 a! g$ W2 _+ z 你可知道古人如何测流 9 o6 ~% g' K( L ]& ?
目前又有哪些测流方法吗
1 {' x3 Y$ \ V+ E) u8 f p 让我们一探究竟 ( d/ ]& a1 l2 ]1 O( M- C/ y
测流历史
0 \4 @! J3 b% y+ C4 V “流竹法”测定河水流速
( C; ~1 e2 {0 G( t, k2 B: 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。 , q9 q3 q0 N; q2 D) E/ v1 y
古人用“流竹法”测定河水流速 + Y0 t4 q: v/ O1 ~
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。 ! X W; b. c& f4 L' q
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。
- q) B7 K) D' K* d 机械式流速仪测流速 8 Z1 G; B5 l+ o1 D; e+ u: U
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。
9 F. k5 I# U% c 机械式流速仪测量河水流速
- I8 _# T9 {- G% d 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。
2 I; x0 C" i/ w$ w 声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速
, E. C) D. v# |! H" w 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”。 / S* l, `( _3 w6 o" n
使用ADCP进行流量测验
/ w' G* `5 I& Q8 r2 E( {6 f7 { 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 |0 D3 R* E3 t; Y+ Y
使用无人机进行ADCP比测试验 9 J# I- Q. U2 l7 O: ~7 @6 w
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。 ' L) L, j% O2 D1 `9 a4 O
测流方法
p: I& ^6 j2 N( i 流速面积法
+ a \3 J! w& K6 F3 s, [ 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。
9 s5 ?2 c9 s9 o. f 水力学法 7 D" P: z& a# H+ a/ v7 f" f
测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。
$ B; ?" B4 J6 q9 v6 c/ V" Z0 D 化学法
' b6 `+ e+ R, n5 ^+ [ h" g 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。
5 @+ D8 u0 s1 h9 ^# i; H$ w 直接法
6 d( P1 p2 `4 u/ e5 ]& ^- 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。 % t' C" @$ c( [" S$ ~4 b6 l! _9 s( X
来源:水利部水文司
) {- h( s @* t+ A) o/ d! V 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
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