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说起流量
/ L+ n ]- J: t 你想到了什么
! r) f; S9 B7 Y. B 是马路上川流不息的车流
9 T1 u) {+ Z2 K! R# ~' W 是地铁站水泄不通的人流
1 ]% P. E; u7 h+ c/ v. _3 s 还是手机时刻传输的数据
7 ^+ N$ _* R3 x 字如其形
# W1 O8 i9 n, d# n “流量”一词
$ O) [; X ?1 Z& i, L3 F 其实原本是描述水的
* Z4 i8 ^: O, e; ?0 v& i) p 在水文学上 ' P; k' u) ^5 j+ `8 @
流量是单位时间内通过河渠或管道 + e/ @$ Z; ]: o4 I
某一过水断面的水体体积 6 B. u6 C+ f" Z+ N' U
也就是说流量是一个瞬时概念 , I$ t' F! e, |* u
径流量是一个时段总量的概念
2 G, i% S E8 q6 J8 A( M2 h1 q 流量的历史源远流长 & N+ a3 C5 H2 p$ v5 M* R/ e9 W
你可知道古人如何测流 & K- l' ^" r, F# L
目前又有哪些测流方法吗
( |: k+ E- R T3 Z" z9 O3 P7 S- i 让我们一探究竟 6 M- a0 t0 T9 k( U, e2 F+ C
测流历史
$ X3 f5 p: R5 F" H/ k: r' u, O" I& ~ “流竹法”测定河水流速 $ g8 t7 M6 ~9 H) H/ x
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。
" h% R% G5 H1 b' x. I 古人用“流竹法”测定河水流速 Q- H& P5 s$ T- R
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。 $ q6 e8 T7 q" E5 E8 c7 `
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。 8 h4 w# k5 ^7 g, T% B! A- k7 w
机械式流速仪测流速 % C7 b; n$ g% P; W; 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。
0 x* S- M' W) \9 x# e 机械式流速仪测量河水流速 6 N2 y f2 }1 ?
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。 % F+ ^; i: |% u8 X! M
声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速
1 b, ^) k$ D* N# t& A& W5 e! p' M 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”。 2 c& L6 u `: u$ H
使用ADCP进行流量测验 ; ^9 a0 A6 E* t( ~' h: |
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。
- @# I% U7 r8 @- p5 i6 }+ F 使用无人机进行ADCP比测试验 * k$ C2 y% m# A1 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。 / [9 K1 m4 l4 r; }6 ?
测流方法 , P d( R" F5 J: z! j
流速面积法
0 Y, }) }5 ^" M" Z+ D8 h 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。
, F# S6 r$ V! ?$ V 水力学法 : e: F3 F6 P" d* H! d
测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。
& e! b1 C. m2 K( _5 p8 B 化学法
4 K" W- C Q* l4 `$ V 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。
- T" Z2 x8 ]6 t 直接法
) y$ D! x3 D+ B; P5 ~9 W 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。
( U1 c8 H0 t2 _+ r# H, ` 来源:水利部水文司 * d' J2 q+ t1 V9 [: T/ \- z2 m
素材参考:《水文知识科普读物》 ; D! H5 K3 }' b2 l: D/ F+ S, D/ |
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