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' e" q* F. n8 v9 Z 说起流量 * t8 S) o5 p$ L' b( ?3 ]9 q
你想到了什么 + }8 o( |5 B* W" [+ X% W% ~
是马路上川流不息的车流 ! M9 |2 d- V3 r) \& m
是地铁站水泄不通的人流
1 Y) z M6 t4 p4 | 还是手机时刻传输的数据 1 v, w' f( W# B! F: \6 D" j$ t0 }
字如其形 6 C/ U# D) Y+ z. d- d F! v
“流量”一词
1 V, N6 K: }' b+ n# Z 其实原本是描述水的 ( U& M; K5 d# q+ b& D' n' V
在水文学上 ' a/ M/ G9 Q" H/ N* ]) s4 v/ b4 U+ N
流量是单位时间内通过河渠或管道 : o! q W/ m, V
某一过水断面的水体体积 9 }: R F- Y9 D1 f
也就是说流量是一个瞬时概念
$ L; u8 t# y" c6 p: w# h L 径流量是一个时段总量的概念 7 o0 J/ U5 u8 j
流量的历史源远流长 $ |4 d5 s4 b z+ W
你可知道古人如何测流
) f4 j9 W8 C: U1 H4 F9 D2 W% | 目前又有哪些测流方法吗 K9 H$ c! `3 J
让我们一探究竟
7 a4 F& r- z' }. F3 r5 P# J/ x 测流历史
1 Y g/ ^. B/ _$ Z “流竹法”测定河水流速 + d' s8 B' n* U0 x l* N
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。
% X$ H$ ?$ i4 u: t 古人用“流竹法”测定河水流速
6 z) R2 A- ?$ }2 O 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。
* `$ Q2 O" m C( X 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。 2 \" E" \5 w2 i/ O6 l( l
机械式流速仪测流速
: s! E) T# f' L 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。
' k$ T, ?; z% {5 U. e 机械式流速仪测量河水流速 7 V) w8 i! f! U1 L
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。 % Y, y5 Q0 w( Y3 X" R) |/ ^( U9 O
声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速 2 O: @) }9 J+ X4 z9 O1 ~4 B
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”。 9 C: ~% L& ^! V* s
使用ADCP进行流量测验 " Y) [2 Y; D6 u( q5 U
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。 9 `8 _+ [0 r; U. A3 r
使用无人机进行ADCP比测试验
, D+ P4 ]* O; u# B) m 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。 & S4 a1 v; @; C
测流方法 8 Y: s$ Z6 Q. U- ^
流速面积法
% [$ r4 @0 } Q) h. E6 t5 Z$ d 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。
4 U. z+ |# l) a! C# t7 F 水力学法 ; [/ ?. p3 B( X% J/ ]( a
测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。
1 j0 \' K% r. C2 n+ [4 @4 | 化学法 4 p6 ~- f4 s5 w. y, s: |7 Q [; I
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。
7 F. j; k0 K; x 直接法
3 }( R9 C& b1 `! D# E& J% v5 ^8 h U 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。
" C6 g- o1 Y) E; T 来源:水利部水文司 % r+ @) I/ P' O9 @# L9 ]
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. G& h5 ^0 q' b
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