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& b/ W; o7 Y) Y& q' ~ 说起流量
# V E, y0 n! i$ r- ~1 C) ` 你想到了什么
1 C4 i/ m k) W/ q9 u 是马路上川流不息的车流 0 R3 o8 H6 x! Z
是地铁站水泄不通的人流 - P) Q9 m: M, H) C: M* @2 L
还是手机时刻传输的数据 / @% B8 _% z2 k- ]" k% n1 T
字如其形 ) c6 M/ {4 X+ x) Y5 t6 I) ~ L: L" X
“流量”一词 2 o! z% ]+ |' Q- S0 L- t
其实原本是描述水的 , c1 o8 d9 ? [' }$ @9 c
在水文学上
* h, T8 `! ]( _2 B 流量是单位时间内通过河渠或管道 % A; s: @. f& }6 t9 h9 h1 W9 z
某一过水断面的水体体积 0 p# K5 C n1 e
也就是说流量是一个瞬时概念
9 o( ~1 Y+ }, P& y8 T8 d 径流量是一个时段总量的概念
7 x8 R- {1 F' Z/ { 流量的历史源远流长 8 `4 d0 N# q. i E1 n) _
你可知道古人如何测流 7 Z& S, f( Y7 L% y3 o$ c
目前又有哪些测流方法吗
: x" l( ]: Z" p& ^* B# C; N 让我们一探究竟 # I7 U% Q4 W5 w7 `3 f
测流历史 4 E7 O! o( q7 p$ z2 p8 P) A
“流竹法”测定河水流速 9 C9 l. Z7 M# S% T5 s: B4 Q- M w
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 o/ G: x3 b! q) D. {
古人用“流竹法”测定河水流速 7 L p0 M) T: e8 X. J6 u
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。
3 K2 ] @* D" ]7 [- f7 h% X1 ^: \ 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。
& c& e3 O* V7 X4 `5 o" O8 T5 X 机械式流速仪测流速
- L( M3 J( s3 f/ [+ G k, [ 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。 2 t+ @$ _& T+ \9 l0 n) P" y6 I
机械式流速仪测量河水流速 z: Y4 y. [5 ~
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。 7 s1 P& m3 k& q6 Z& F3 J
声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速 " {8 ]) O j0 d6 W/ Z
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”。
' f4 T+ S: h- ^) H( [8 p/ D 使用ADCP进行流量测验
6 \3 J& v8 ]! m, `) o! G* B+ T" @* 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。
/ E4 R7 ~$ c* f3 f 使用无人机进行ADCP比测试验 # d+ ^+ i3 B G( v" Y9 e$ y: 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。 ( f l2 i( E. l$ \4 F- ]2 q- ~6 v
测流方法 6 @7 C- f# K+ c* [9 z( y
流速面积法
" l& R3 w# s( p8 U 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。 8 @) }9 r1 X6 @9 i, u
水力学法 * a9 R8 v* U4 f. O% a
测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。 ! ^ y9 N7 v0 y, y% k9 I6 @2 |
化学法
) T/ H5 N/ c$ x9 [1 C" D 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。 / m+ p% I0 ` Q7 k
直接法
6 }" m2 G4 J3 _: ^: o; ~ 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。 $ i% d7 x/ O$ }# a' b
来源:水利部水文司 8 m2 K* K" v3 m: ^6 T
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7 q$ m. o1 b% d
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