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4 c M* n* c1 W& E 说起流量
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你想到了什么
+ H! n3 \* u7 z9 Q! ^6 L& S 是马路上川流不息的车流
) c) P/ ~/ O% \3 Q. P t 是地铁站水泄不通的人流
! z! @; |; o" Q- M+ D: j 还是手机时刻传输的数据
* ]; {+ P3 d0 ] 字如其形
% r: q8 v. }# M: ^0 V# E “流量”一词
" z% T* Q" D' R5 n N, c: ]4 p5 x8 ` 其实原本是描述水的
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在水文学上
, _0 W+ Q2 N+ m 流量是单位时间内通过河渠或管道
\% ^ M; L- K$ B2 Z4 x4 Z: n 某一过水断面的水体体积
, [ d9 b( V; m7 f5 [* L0 V. n0 }+ j3 Y
也就是说流量是一个瞬时概念
; }( l) G: g, ?" n. D8 h2 \. J 径流量是一个时段总量的概念
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流量的历史源远流长
4 C- B+ E8 k/ ]6 u( q 你可知道古人如何测流
! s* {7 @" I, M! u+ K 目前又有哪些测流方法吗
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让我们一探究竟
, q- x1 ]2 g2 y. C' J4 e
测流历史
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“流竹法”测定河水流速
9 x+ k( t4 L, X- o. Q, Z% e 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。
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古人用“流竹法”测定河水流速
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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。
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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。
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机械式流速仪测流速
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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。
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机械式流速仪测量河水流速
3 ?. `: y# V9 E( R- B+ |- | 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。
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声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速
$ H( T3 ?5 Q; ~0 P4 a' A; s 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”。
+ i3 }7 B: k6 `; s5 r9 n 使用ADCP进行流量测验
, h7 ]4 d- J( p- J. ?: O 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。
3 U: a4 U3 H; {: k- t 使用无人机进行ADCP比测试验
" h- U+ f( g% w# F' s6 \2 f7 r 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。
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测流方法
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流速面积法
$ H* f; o/ k: w& y9 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。
( N3 U; R. _, e( }6 B; m, {/ ^ 水力学法
4 C6 N9 o; n: ^# n# E1 G 测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。
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化学法
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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。
) O8 y$ D# C {) L* d+ | Q 直接法
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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。
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来源:水利部水文司
z! V) n, Y1 F, G* [7 I 素材参考:《水文知识科普读物》
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