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说起流量
5 u4 f A/ I |+ A# f( v! e 你想到了什么 9 _0 O9 G( F4 x+ W: x
是马路上川流不息的车流
5 ~1 m, k& d% H2 u) \% H 是地铁站水泄不通的人流
4 ^) o; h; n$ s+ O& F 还是手机时刻传输的数据
: r! u8 r1 s, C2 b5 _! u) f N& u 字如其形
& H8 k$ {: X* w: m) X7 ~1 o/ _ “流量”一词
1 s9 O7 T/ e) Z" `( \6 l: g5 q 其实原本是描述水的 ! ]- \% k+ K! c4 f
在水文学上
8 A$ Y! B. G* N1 n, t% j 流量是单位时间内通过河渠或管道 9 w, }0 y, [6 ?% W
某一过水断面的水体体积 ) k- ]' Y- P3 o# ?6 x% N
也就是说流量是一个瞬时概念 ! |6 _" f. N2 P: z0 ^
径流量是一个时段总量的概念
0 H+ c! g7 R% c9 K7 n7 `% n! W 流量的历史源远流长
{5 A! I: V2 s0 p- o" L, Q' [; U8 H 你可知道古人如何测流 & Z) Y/ K) P3 Z; q0 x9 ^5 D3 a+ W S2 n
目前又有哪些测流方法吗
8 Y* B$ R0 q/ A4 { 让我们一探究竟
+ E, g/ X& d' x6 {) D3 t* O8 q 测流历史
- |' W% p8 }" o, x “流竹法”测定河水流速 ' h L2 a( w( c3 D0 c/ g- v
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。 1 q5 p; U8 S1 G- E! p- v
古人用“流竹法”测定河水流速
% L' f3 }7 O7 e# X 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。
5 H9 i- ~/ B9 }- x- k 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。 3 T) y: ^) L; u$ @" c4 C8 t
机械式流速仪测流速
4 N8 E7 `( u- U, y 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。
( q) x8 f& ]/ q3 x) ]4 t6 A 机械式流速仪测量河水流速 1 I4 d x" y) n! H* {
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。
- |2 z& A$ i( ]9 T* o 声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速 i' W4 Z% E& F4 `
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”。 6 D. Y }* I, z" l7 ]
使用ADCP进行流量测验 2 X* `1 a* y4 I, U% R: @2 \
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。 f: V* a; k O9 s* {
使用无人机进行ADCP比测试验 5 ^% b+ d6 b) s5 P- M
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。 ! p9 x: K8 Y j" S/ i6 `
测流方法
1 x# X* O# d% q 流速面积法
/ ~8 z& N! `' k2 O' R# @4 e 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。 0 I$ Y) T! z1 l g6 T
水力学法 * l+ a% H- N" R9 ~9 h6 \
测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。 [) h( V- x1 S! h4 V6 g
化学法
! k( I' ~7 \+ D2 j3 L# X8 u0 f0 m 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。 4 c; J& W7 |8 F
直接法 + i7 K0 B" m* n2 j0 w. I0 z8 h
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。 - F/ I( R2 H+ N/ m' h- E, o* q- N
来源:水利部水文司
. h. F+ L! ]1 j5 ] o! q 素材参考:《水文知识科普读物》 扫码关注发布水文动态服务水城经济
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