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说起流量
( q4 Z4 b1 l7 s4 T6 l% n' m$ { 你想到了什么
3 p( r4 U- P4 \8 w f( p+ ~7 ? 是马路上川流不息的车流
5 w. _4 m1 X7 _) ^+ J+ r 是地铁站水泄不通的人流 - _; F& d5 j4 X6 @9 Q" l$ _( v
还是手机时刻传输的数据 " n: w* ?! R; x2 g E& d' {
字如其形
0 {& t# Z3 Y( |' m “流量”一词
) J) c" X0 v/ R0 m7 e6 T8 c 其实原本是描述水的 : M$ N4 v$ Y% U
在水文学上 " I) }" D E! a* v: j" `6 A
流量是单位时间内通过河渠或管道 2 T/ J" L# Y3 y! ]) _
某一过水断面的水体体积 - k# b- \; q4 R0 }; [
也就是说流量是一个瞬时概念
, e( `9 k& U( P8 i* ] 径流量是一个时段总量的概念
: g3 ?( o6 P. \8 X% }# q 流量的历史源远流长 ! V3 x. `; [! K
你可知道古人如何测流
" V$ D& {* B* ~. s$ |% @" N 目前又有哪些测流方法吗
" f- u% b! L) E, U5 x 让我们一探究竟
% r% N4 e9 V& ~' C9 r 测流历史 ( {. Y$ r4 _# D+ N5 H6 k' W8 u# o+ R# T
“流竹法”测定河水流速
$ ^# n# g" |7 G$ [* K 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。 1 w7 j, j6 z* K& k" A5 u0 Q
古人用“流竹法”测定河水流速
8 d4 E3 N, i, h. x 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。
, a6 J7 {) ~2 O6 F$ ]. u 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。 + `! T2 J' S7 K3 S7 p1 Q5 g
机械式流速仪测流速
6 J5 p( X$ g/ u" P% X* C) P5 ` 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。
. o. M2 k# a8 d 机械式流速仪测量河水流速
- s) K. }, |: O* _ 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。
. q4 e {! y) {1 |1 p' {" Q 声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速 $ M9 r5 ?% H) n7 U D
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”。 " \4 s8 q: j+ K/ \+ W9 F
使用ADCP进行流量测验
0 J* x( `% n2 r, ~$ Z 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。 . q+ d4 F" r: r% B2 B
使用无人机进行ADCP比测试验
& Z* A4 z* a: y 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。 & h& P+ M N* E/ F& w3 K; t
测流方法 ( s2 J/ ~: W5 a3 c! d
流速面积法
" J. \2 A' P1 l% s/ Z- w 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。
5 S8 k; B5 G- M, ^3 U0 G 水力学法 , G6 D! ~, Y4 q! {- ~
测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。 9 L. Z$ ~( {# e
化学法
) v) V; y9 n' f4 Z& [1 }% 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。
: N; ]& N$ T( | X2 j( d 直接法 * I, F) v4 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。
. {7 x) A; I k) h: W+ E 来源:水利部水文司
- _5 W6 e( Z- R& {8 A; { 素材参考:《水文知识科普读物》 $ l( o7 T0 t) }& P( P3 x
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