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说起流量
0 h1 o3 n2 Y. D2 r) k- s$ \ 你想到了什么
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是马路上川流不息的车流
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是地铁站水泄不通的人流
/ i9 b! ?, ~" L: @ 还是手机时刻传输的数据
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字如其形
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“流量”一词
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其实原本是描述水的
$ [( R! E$ A$ l/ d, P4 s) T 在水文学上
# o7 e4 b; r1 a7 m 流量是单位时间内通过河渠或管道
8 j6 U" ?. E, ` 某一过水断面的水体体积
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也就是说流量是一个瞬时概念
7 e9 K( i' [' x- \4 A' ~# G5 R 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
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你可知道古人如何测流
. }! \! U! g! x* J J3 u& f& R0 x5 t 目前又有哪些测流方法吗
/ Y- R7 `1 U. I" v 让我们一探究竟
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测流历史
+ f" G |& T: c “流竹法”测定河水流速
' x; S d5 p( {" d2 M& [& Q 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。
' M2 j) c# Z( q! ~% Y 古人用“流竹法”测定河水流速
' g9 r: @5 M1 r5 n% J1 {5 o" J 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。
/ M3 L" D! k) F: D. [2 h3 `7 { 机械式流速仪测流速
, j4 d& s* L5 I/ B3 O3 i 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
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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。
B- s- O U% v9 S& k7 ` 声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速
9 L) Z! c* Q+ g' W$ ?+ W9 l 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”。
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使用ADCP进行流量测验
) a6 ^: a/ e6 x4 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。
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使用无人机进行ADCP比测试验
. C+ ^. L6 I1 f1 R. w/ m) f 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
\( \, d8 n7 }/ S# ?% T' a 流速面积法
9 }! n9 C, n0 m' q `5 z 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。
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水力学法
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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。
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直接法
) D' y. I& u, g! U" P3 a. n4 z 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
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素材参考:《水文知识科普读物》
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