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说起流量 5 C- k* e3 z$ G$ h
你想到了什么 ' f1 U/ G' c6 j
是马路上川流不息的车流 3 `! a h, w8 ?
是地铁站水泄不通的人流 2 m" Z& a" f2 e# O1 U4 s" i
还是手机时刻传输的数据 3 ?/ q+ H* G) h% g% Y" G
字如其形
B( X; f, n6 \8 K! e0 R “流量”一词 8 |1 M& T) Y+ V) b4 B
其实原本是描述水的 " V( q) f2 \% f2 z; J" e, C
在水文学上 ; x6 b, l5 ]! P) x
流量是单位时间内通过河渠或管道
8 x7 x5 J; D* f# S 某一过水断面的水体体积 7 T2 t: [" M4 x5 J9 f( Y
也就是说流量是一个瞬时概念 & W7 |/ r+ B+ h$ V
径流量是一个时段总量的概念 : M8 x$ i0 @2 |/ a- r; d
流量的历史源远流长 N: \ S \4 n# E4 L
你可知道古人如何测流 4 k7 D! b" o4 Z: o9 B% E
目前又有哪些测流方法吗
& q! q! o; r1 }9 d! h$ q 让我们一探究竟 . I! Y4 p6 e+ V9 d/ r; N* u7 p) ~
测流历史 ?6 X- q5 s0 L7 _
“流竹法”测定河水流速 9 `, O0 a/ Y: l2 X
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。
4 |, G i2 i; i; S( H, `6 a 古人用“流竹法”测定河水流速
3 {9 _; n# b+ o$ G$ 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。 3 }0 r i4 T" l, U9 {( o
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。 8 A$ w8 q1 `* ^. ~
机械式流速仪测流速
4 o; V6 K" P: U3 m 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。
. C' O7 _) P/ F: i) W 机械式流速仪测量河水流速 1 H+ k5 b$ T" A8 Z+ ~3 W# K
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。
+ ^/ L( [9 A. D 声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速 8 }! k: U/ R3 M
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”。 6 S7 \4 D7 T. w* b# L
使用ADCP进行流量测验
5 a# Z4 w2 P1 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。
. ?& u6 [& D, u5 d3 q6 B 使用无人机进行ADCP比测试验 / i U7 U/ M; b
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。 9 X% E- H* V: x0 L+ v+ Q: T, B. M5 E
测流方法
, f5 ^& r1 x& y6 _5 E1 _) p 流速面积法 1 Z' u9 [# Q1 l% Q7 I0 |7 V, N1 l
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。
0 ^1 o# J/ }: R1 o8 k7 H2 p 水力学法
# j6 X. T0 T6 A& {* a: f 测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。 ; p% Z$ y, V; o$ l- p
化学法
3 |2 i/ X& T: ^8 M* l, B, @6 R, T 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。 % u q5 z9 y( a4 R! C
直接法 * I; e. U8 e& n
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。
6 |( Z7 D6 l( q6 ]; [4 m7 m 来源:水利部水文司 ' W2 C4 c) n/ }! r, u
素材参考:《水文知识科普读物》 " W7 d6 x+ ~$ A U3 N# l
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