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7 q5 l) e5 [+ ^$ A4 E 说起流量
! O1 \/ ^: \! d, d7 H, p 你想到了什么
( e8 x' \' k- m! w 是马路上川流不息的车流
6 X0 ~8 g' a* L: ~- l3 ] 是地铁站水泄不通的人流
# [$ S0 A! k& x+ j$ l 还是手机时刻传输的数据
5 q4 r8 [8 S s r8 O; I 字如其形
6 [: Z3 ~! h: {# e- D “流量”一词 ) B8 J) h" u& G* i2 Z$ }
其实原本是描述水的 2 u5 F1 U4 B% Q( a6 U
在水文学上 & x# { \$ ?$ C' n3 p
流量是单位时间内通过河渠或管道
% q! d* H' |; x( r# l6 r 某一过水断面的水体体积
- g8 \% k% i w# ` 也就是说流量是一个瞬时概念 + b( S9 T) g. f, Q/ q1 U3 R$ z
径流量是一个时段总量的概念
) |# s, O1 t# s" d* r+ Q1 _: \( d 流量的历史源远流长 # C# c4 s9 f8 i- w. x
你可知道古人如何测流
`6 q1 r! \9 n& U: H 目前又有哪些测流方法吗
2 f1 M) M: X) H8 \* R* K' R0 i8 A 让我们一探究竟
7 k( H/ {6 h: m& x* q( S/ ] 测流历史 ) P8 J6 Y; F8 R9 a& T
“流竹法”测定河水流速 " C0 U3 @9 N V/ u$ H9 }4 O
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。
l/ a0 M+ V6 C1 a4 l% H 古人用“流竹法”测定河水流速
1 H3 t' T+ ]# l9 Q 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。 % u2 K+ D4 S$ D) v
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。
+ q! T: i3 m: M" E8 G 机械式流速仪测流速 & |7 U) ?* I) U" V
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。
( W! c* k' R* d j2 C 机械式流速仪测量河水流速 ; h. S7 E \3 p5 n9 D; m: L$ k* 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。
: |4 N8 c" t- W 声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速
7 Z2 {- j) f/ @5 p 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”。 / a/ ~- u7 j- K7 ^& H
使用ADCP进行流量测验
: _: e( ~2 Q, Z, r, F0 R/ J1 K7 K 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。
/ J- ?# E% [$ O) f# w0 t; K 使用无人机进行ADCP比测试验
1 m1 {/ z2 m" a; n1 W5 a8 F* H 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。
6 y% N7 w0 k- |) |8 I) Q 测流方法
/ o, I$ y9 Q9 c/ x% w. c& Q 流速面积法 8 ~& W' E: q& V( c: ^1 }' Y
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 O; O7 ~) S0 k& T
水力学法
% f! |; m7 O0 I- m a 测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。
@. U- A( g `" b8 M 化学法 8 X5 }9 a# M c& L
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。 8 a L* V. N6 S6 Z
直接法 $ ?) Z5 f4 I& S) C
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。
# O0 r# C( B, T6 L% i6 f 来源:水利部水文司 : z- o5 ~1 p J- J2 k3 ]
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$ }0 m8 v/ M% s! z. _# F# F
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