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说起流量 , z5 n* `* u8 [; q8 j. \& U
你想到了什么 $ ]. J1 x: }; [, h9 Y
是马路上川流不息的车流 1 J+ Z8 ?$ f; x( q' g w0 G5 z
是地铁站水泄不通的人流
. v0 M- ^: t" I* u) W7 v( ^) R: M% J0 G 还是手机时刻传输的数据
, Y% e6 ]6 i/ @% m' s4 I0 p 字如其形
% g! G, D! Y% H4 ? “流量”一词
. w6 V) V! F9 f4 x( t3 r" F 其实原本是描述水的 1 L; ~, U4 z2 J3 o# N! @2 w
在水文学上 ( a& ? I9 c! l/ E3 w: f
流量是单位时间内通过河渠或管道
" z) Z) b4 _' r& p, P h# g+ R8 ~ 某一过水断面的水体体积
) B, U6 ]; v. i" S6 |# K# r) n 也就是说流量是一个瞬时概念
, K2 c* n: u/ K" g 径流量是一个时段总量的概念 6 Q% J) P9 h3 c" I+ K0 c
流量的历史源远流长
" s$ d. M" t* N, P E% d 你可知道古人如何测流 & [; w2 Q$ p4 }) m) g1 a' d
目前又有哪些测流方法吗 8 T. b( I& t, M
让我们一探究竟 ) m$ i4 _7 e7 [- Q3 P" M
测流历史 . Q5 b& g1 u8 B% ~% F8 r! A
“流竹法”测定河水流速 - `+ w, H8 s3 \7 Z4 e& 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。 5 {, c. M7 @5 I9 i3 t0 v1 N0 r
古人用“流竹法”测定河水流速
# p& A# N y: }6 O' I& ^ 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。
" R! I! K# V" v& P( n 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。
* s5 `4 i7 z. G' Y 机械式流速仪测流速
& {/ p" u$ P2 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。
! l+ G5 a5 x1 j4 d 机械式流速仪测量河水流速 ; Y9 f: \1 H6 P
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。 : S7 M- ^# d0 C) R
声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速 3 M& ~: p" J* f* c
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”。 # l: i) A& H& y7 F
使用ADCP进行流量测验 1 H6 H: B: {; u+ I! ? D
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。 8 P' E/ C i2 }" J% D
使用无人机进行ADCP比测试验
! A$ b" ?1 Q$ a$ b L& P- E; E 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。 ' ]. `) t1 d, G- W1 Q7 U
测流方法
* N) A" Z$ ^5 G' @9 V: S 流速面积法 ) V7 ] O- n( ]! B" f$ a
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。
+ C/ E, {# U: k- m 水力学法 - e( F+ L( a/ h: W
测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。
0 H% e9 U z4 P( h/ j: Q4 U% Z% X+ g1 \ 化学法 3 C3 o/ @! H6 o+ l5 M. Q
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。 0 M9 s+ J4 }, s+ ]( {
直接法 6 z1 {! m2 i& O& G- B3 T+ T8 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。
" F0 @6 g1 m0 L 来源:水利部水文司
; ^+ |3 d2 _' ~) u2 n 素材参考:《水文知识科普读物》
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