6 ^' @9 e- x3 T8 B7 r! O+ d //
( N3 P! J& |9 K, P0 n5 v
说起流量
$ e& J& m8 v5 U6 {+ \
你想到了什么
- m8 b* B/ L- A7 v) Q8 U+ M 是马路上川流不息的车流
- y% C* U0 F1 K5 l+ Q
是地铁站水泄不通的人流
* t' t1 u# ~/ J! L$ Y0 o 还是手机时刻传输的数据
, T* ^ ?; B% F0 y9 Z
字如其形
% {$ {7 h; h- D& H8 z “流量”一词
# @6 c+ P8 S% x q5 d
其实原本是描述水的
! h6 Q; X6 A" s( {2 h$ M0 w+ k
在水文学上
! x: `0 W# ^ E- f6 | g" B0 [& N
流量是单位时间内通过河渠或管道
7 Q! M% Q, E7 j* Q, N& H# J' T
某一过水断面的水体体积
; c2 I0 H8 u; D 也就是说流量是一个瞬时概念
2 Q4 l4 |3 d: c. f) z' W) b
径流量是一个时段总量的概念
& {4 ?; e# H* o' c n1 } 流量的历史源远流长
P# R% l5 H2 @! j
你可知道古人如何测流
' ~% @0 B' ] \- f' C: s6 f+ Y
目前又有哪些测流方法吗
$ Y! o+ M/ L5 f6 u" r
让我们一探究竟
3 {. t4 p/ Z3 ?% I8 t! @" F- F 测流历史
' a9 z+ t' m7 o8 W/ m+ _6 C) m “流竹法”测定河水流速
8 E1 @* ~" B9 B 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 @) y4 k) Q' G/ p; y! I
古人用“流竹法”测定河水流速
( T9 u5 h9 n/ X! ~8 \; }. V 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。
; e- B/ M5 [5 p4 j+ P4 p
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。
% x7 Y" T9 J, N' p8 S0 c0 {2 C
机械式流速仪测流速
* E" c- N) z5 q! T2 L 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。
. F5 A. ]7 E# i, i* O5 T) s% I8 V 机械式流速仪测量河水流速
& z0 o( a6 Q3 c3 D7 N 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。
9 \. a% L, K$ j! v- O* p
声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速
% `/ ^6 R+ h; o* B 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”。
7 R6 n5 S6 X0 K4 Y0 Z% u( e
使用ADCP进行流量测验
& O0 i, z( G# e) k1 x( K! I
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。
+ `& u1 ^; ~) G* G# h+ H4 b: n 使用无人机进行ADCP比测试验
: O8 M5 R6 h& ^! d! q$ }* K 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。
# Q; C/ ?! @- d5 [( n6 G
测流方法
2 t% I" H2 a4 A1 }; d# K0 h
流速面积法
7 o y9 ^; A, }% s9 |7 J3 _0 b
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。
" S/ J* W5 A1 f) I 水力学法
4 Z' Y( P6 f) ?* h 测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。
+ {% a, Q" @' j" n6 {
化学法
) B& ]8 m) o+ f' x3 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。
3 p+ `1 x7 R6 ]' _: I
直接法
3 u9 W" q' t( R 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。
* `0 w- T# F3 O( P6 C 来源:水利部水文司
# J4 l+ G& [5 }+ t$ Q) o4 m 素材参考:《水文知识科普读物》
3 `4 P2 g, z6 Z% C$ r: s. l4 ^% s8 l