|
说起流量 5 D8 e$ R6 m% ~# x/ x
你想到了什么
' A8 d! [! [, g$ `7 c8 n) c 是马路上川流不息的车流
4 q7 _- @+ u) S. d 是地铁站水泄不通的人流
; E! w+ R, h- @0 O' N, `& @% r 还是手机时刻传输的数据 1 f M1 f1 b7 S
字如其形 ; q& `: G3 g: U3 F) e! @
“流量”一词
9 i: C% J9 b$ o+ S4 w 其实原本是描述水的
/ \ C& z+ }3 i8 V, ~ 在水文学上
1 D) K1 }8 r4 q. ^3 s 流量是单位时间内通过河渠或管道
( e& E2 n' a9 }. q 某一过水断面的水体体积
, A. @7 k$ ~( T0 I# ]3 D 也就是说流量是一个瞬时概念
9 }8 `' |$ o5 t; S8 F: i- v 径流量是一个时段总量的概念 / a& _, J% N, Z6 v6 Y! I
流量的历史源远流长
; b7 ^- l% Y N 你可知道古人如何测流
/ f7 J( T5 K. ?& Q6 p6 w 目前又有哪些测流方法吗 / g% ~1 s# l8 O& E0 T% R
让我们一探究竟
; {- H! e& ] C! ?, y9 I. t1 l 测流历史
" ?$ B; I4 `* L7 a) Z/ _ “流竹法”测定河水流速 ; C! r5 B, k1 o3 @2 z/ m( Q6 K
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。 1 t" m* _8 G5 q9 |
古人用“流竹法”测定河水流速
" I& G7 E1 v. z5 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。 $ y+ G1 {, x$ r, Y" 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。 . S' w9 I7 H. `5 R2 q& O& a
机械式流速仪测流速
* m3 O, r% B4 J 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。
' ^) ^5 }4 n$ K+ W' f 机械式流速仪测量河水流速 / _9 Z; N5 v$ ]3 k: \- d2 s3 u
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。
# x. Y$ F, f. G5 W4 D9 i 声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速
- F2 |/ i& E. 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”。 l2 [/ f0 f7 H; V1 n
使用ADCP进行流量测验
& c `' }1 O4 | 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。
/ B1 ]; z! V$ D p3 ?. k. v/ H 使用无人机进行ADCP比测试验 $ Y3 K# f4 ]+ |
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。
( n9 Y& C' r$ v1 ~ 测流方法
6 s& G) o. ^! q% b" A, y3 G8 Z 流速面积法 4 y& ?8 s3 m' m: {3 [* 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。
( I; X# s4 t& \% P$ n 水力学法 ' x/ f) M u+ |. Q) _' Q+ ?
测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。
/ \0 I0 ]4 A& n) F/ C 化学法 8 j/ h- S2 U/ |
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 _5 V" t) |3 [7 q; ~ 直接法
" a# y3 B; G" O0 V 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。
/ H! p$ L; Z9 m" s/ N3 B% L! b 来源:水利部水文司 # k9 h! D* ]! U+ z
素材参考:《水文知识科普读物》 : y- h' j) o) ^( A3 ?, D9 E% b
0 J* A/ R$ t+ [9 u; K* F
4 ]5 b- ?0 a' A7 l5 D* W( T' _
8 G6 R$ Y( l5 d0 t% ~$ |$ F6 L( n7 }
|