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" m. m) U; F* y 说起流量 4 f* t& Q- z) ]9 Y5 F' D# K
你想到了什么
, e, _' p1 v7 K& ]5 J 是马路上川流不息的车流 ! x& }& Z7 G8 @% P# @9 K& w1 S
是地铁站水泄不通的人流 - T( D6 }( y1 v" f# b0 H" F
还是手机时刻传输的数据
6 C4 g/ R0 L: V8 d: ~: ^. e, d 字如其形 ' v v- V1 U, d# x
“流量”一词
4 t1 k0 V) X" z% r4 j 其实原本是描述水的 % g- B2 L' I# `3 s# L
在水文学上
6 ~; X7 ~- K% }3 P8 y8 { 流量是单位时间内通过河渠或管道 ! e9 V3 w T% `8 d( P
某一过水断面的水体体积 ' t( M8 {$ m9 ]6 {+ \6 Y2 w
也就是说流量是一个瞬时概念
- [. s, h, [% _5 { 径流量是一个时段总量的概念
3 S) K, M+ q9 T/ Z 流量的历史源远流长
' {% [- _. u0 M 你可知道古人如何测流
0 z( m& T* X7 x 目前又有哪些测流方法吗
+ G* J! i9 V9 Z5 L8 J9 S 让我们一探究竟 ' A0 }. w; S Q3 _2 V
测流历史 + L. t+ Z4 W7 \2 Y9 k' n1 L
“流竹法”测定河水流速
% j2 I; A5 a( G4 V 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# o% c8 L- V3 e 古人用“流竹法”测定河水流速 : v; }, p- f/ v; v9 D: D% `
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。 ' I0 T2 Q* o7 `! e' L
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。 + J4 }8 I& ?$ h) P/ S
机械式流速仪测流速 2 \1 ^, Q" @. r6 T. o/ Z
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# N, X6 u+ b1 r 机械式流速仪测量河水流速 $ o2 C4 D/ l/ t2 j
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。
: w+ Q8 Z y9 v" A. H 声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速
" x `8 q3 G; P4 N$ 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”。 9 @- k; o9 \2 _, j, ~7 I) V7 H
使用ADCP进行流量测验 ) }4 V" [# A9 L7 L
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。 & f- k4 t. b$ V' E8 {
使用无人机进行ADCP比测试验 3 L7 V% A& E0 t! K' l% c* a( N
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。 7 g5 w* R( U9 p- i
测流方法
: L* z8 o1 j, m' a+ q" {* u# k 流速面积法
{( A5 E! v% d& g 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 |# I3 V3 N, y% Q- v 水力学法 + ?( T: a7 a7 d, J: Q
测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。 * N# d/ S1 S W3 i& f( |
化学法
?, r; |! S8 M: [" c7 v. b9 N 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 ]% I3 a: D% l+ T 直接法 4 z/ _7 e" s- X, 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。
% e8 b* V. C' T6 M 来源:水利部水文司
4 @* @* G1 ?' ^1 E; z0 G9 j, X 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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