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: t1 R+ d6 m. T" q 说起流量
$ c; j5 ?6 n5 c4 R2 C7 ~$ C! y 你想到了什么
0 I) b5 g, `' J' m6 {: x# \ 是马路上川流不息的车流 3 @ `8 w- B2 q
是地铁站水泄不通的人流
y4 C9 {6 N1 {2 } 还是手机时刻传输的数据
; S0 a. z2 F b! W6 W" ^ 字如其形 4 Q; n, K9 R( }4 Q. j
“流量”一词 + n8 L' L6 r4 V
其实原本是描述水的
8 K S- P7 r( x 在水文学上
! {( C2 A( Q% q 流量是单位时间内通过河渠或管道 + v% Y" f1 v! t% B& R1 q
某一过水断面的水体体积
) q& }0 h' b, P: o j 也就是说流量是一个瞬时概念 + L; z( _7 a3 s/ n' C" B. o
径流量是一个时段总量的概念
. T8 t& c5 r" }' a 流量的历史源远流长
) k% ~) k: z! g; Z8 ^2 g 你可知道古人如何测流 1 i, V! j1 s6 g: k
目前又有哪些测流方法吗
% H& E' O1 g4 s3 W6 x, t( ?* b C0 ?, | 让我们一探究竟
7 L. E5 Q' Q$ Y @% z. U# _& r 测流历史 " G" b, t) z8 \
“流竹法”测定河水流速 & O* g# q9 n( K( P4 Q/ A6 f' t
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。
0 ]' j7 E: Y: A( Y: } k6 P- Z 古人用“流竹法”测定河水流速
9 W0 ~% j" X4 f 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。 7 I5 N N$ U4 M! @) [) K# ]1 e
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。 % O2 } o4 P2 M5 Y
机械式流速仪测流速
+ D) S& i d" G) f- `9 e A& f% I 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。
- X% }9 t& I- x1 f 机械式流速仪测量河水流速
. z. n$ J# @0 e. B9 D3 q 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。
" m+ s' X8 P! D9 |5 q 声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速
9 r1 ^' u1 K; {, n/ R 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”。
/ v( a4 z) B5 o8 ^ 使用ADCP进行流量测验
8 ^6 m! e; r4 B4 o. f1 Y& ^ 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。
5 @3 ^8 J" q* i$ ?3 O, H 使用无人机进行ADCP比测试验
1 ~2 }2 Q, d( a& Y& C+ C 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。
2 R; j# }9 t2 \3 i9 [4 T, z6 q 测流方法 ( p0 y# J3 S7 M
流速面积法 * D* X4 V" i6 M' O+ E
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。
; [ M) k5 W* Z/ [5 m1 ~( i7 \ 水力学法 9 ]( m8 D, x& Q
测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。
4 H6 C: r5 k4 i' h1 i/ x 化学法
' f* U! Q. k0 f2 X% f 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。 / i1 @2 Q1 p; |3 v( f! j8 f
直接法
& o3 p; c2 ^' e: @7 } 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。 ) a+ V2 G2 q+ S& j! R
来源:水利部水文司
: ]* H) ?. w) }3 R5 u# o 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. P0 ^- e/ s. R- r+ k! r% g7 g
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