|
说起流量 : n8 a3 N% w4 [; U6 r
你想到了什么 $ A) a8 E" m5 w& ~2 [1 e
是马路上川流不息的车流 $ t; a- E# x5 E& n# G7 E5 N
是地铁站水泄不通的人流
- R) Q8 j% |+ h. K; H7 u6 q" E. q( T 还是手机时刻传输的数据 # w5 r& G2 W' Q3 z9 ]
字如其形 / e% P" _5 G1 i" B$ V5 I
“流量”一词 * g+ {$ }+ Y/ i1 c0 [" C- o
其实原本是描述水的 1 `( r* y& b" S1 ~2 Q+ y( k
在水文学上 3 t: H; r* o( J" G$ r
流量是单位时间内通过河渠或管道 % \9 ], e2 N& o. J. _- x
某一过水断面的水体体积 ) q; _( n5 j/ e$ I, |3 y
也就是说流量是一个瞬时概念 ' w6 T. d* Q8 G' P
径流量是一个时段总量的概念 & q) y' t) Y* {
流量的历史源远流长 # M6 \+ i$ B# C6 b/ I
你可知道古人如何测流
+ J9 h- J+ L c9 c* z# ~( d 目前又有哪些测流方法吗 , e+ t4 r0 C. r$ f t; c/ j
让我们一探究竟
2 |+ K% B# J- z6 d 测流历史 7 X$ q, G; @% m" e1 \
“流竹法”测定河水流速 7 o* _" |1 @9 @( `8 U; t+ k
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。
9 e" A8 _4 `$ K4 Q0 m8 T: K 古人用“流竹法”测定河水流速 1 U& O/ n% p3 i0 A/ H
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。 ; t) r$ A) I6 y/ u! n9 B& ~: |
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。 ( n( H* @' f N6 M" u7 |) r( O
机械式流速仪测流速
( w; h w+ c+ @+ b- `0 E b 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。
4 J* v: [6 l+ e+ S 机械式流速仪测量河水流速
" _3 l3 U0 q: a8 z) \* 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。
/ F* _2 s( p; h% D 声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速 $ `$ Y' i7 ^& G; L, L8 R; r: 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”。 ! G1 n. }+ L, S" A( x% c
使用ADCP进行流量测验
) @6 ]7 ]( o8 S$ g4 P 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。
9 b; |0 b, R- O* b: g0 ~- [ 使用无人机进行ADCP比测试验
7 Y7 U4 |$ ~1 p! k' N/ V* N8 U) N& [+ J 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 g3 v' ?* Z; t K: g' b
测流方法 / W- @ N/ w# b2 x/ O! n7 R# L2 a8 X4 C
流速面积法 % t9 O* L+ Q* a: w6 j
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。
u7 L# z% g8 b2 ~* Y5 A 水力学法
3 r; {* x& d i8 s3 y1 U, A 测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。 & e2 X# D! z# z6 b5 Y& D3 C0 i
化学法 h( n3 I" {9 u) f& e5 u
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。 1 B. m% B% @/ o) {6 ]3 l. q
直接法 5 p+ L8 X& E6 X) y- q5 k5 b
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。
8 ?0 R8 b: [2 Y' x# ]1 J' u 来源:水利部水文司
& r ]8 V) E+ ~, C 素材参考:《水文知识科普读物》 : n- j- ~9 N* C" L( ]" C- N% o
+ |' I' ]5 o8 w& u7 m# L. ?, b) V8 e4 h' V! C/ ~
1 t1 c0 H9 T8 \; D) Y. p
, V ^' v7 v/ [7 B$ s3 P5 { |