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说起流量 5 d8 T& ?' X/ K/ Q
你想到了什么
' n. Y2 H0 |3 A" j0 Q& {3 G 是马路上川流不息的车流 : }2 X% _% a9 ]/ ?
是地铁站水泄不通的人流
& \ h, h9 L8 @( U7 r) | 还是手机时刻传输的数据
. x3 H" R9 I! H3 C. n. h) R( v9 l 字如其形
5 ~& [, m r* `5 q2 @/ Z: {5 h “流量”一词 . w2 L9 ~1 i, t6 q1 |9 k
其实原本是描述水的 * l8 p) ^5 @/ A2 |; d I
在水文学上 0 t! J, S5 l/ w5 A7 d
流量是单位时间内通过河渠或管道
: _' E0 w/ Q9 w U3 `1 o# D 某一过水断面的水体体积
% b$ H) m9 P c. W( D% W# h4 k 也就是说流量是一个瞬时概念
0 {5 r1 g- r/ q( C# g 径流量是一个时段总量的概念 , G8 N5 {& h( D+ b9 b- [$ S
流量的历史源远流长 . X+ x2 h# E+ t) A* b
你可知道古人如何测流 $ \# Y+ @" z! z6 f" j _2 v
目前又有哪些测流方法吗 * h s- l: s* Z! C0 z, |
让我们一探究竟 . V& K/ v3 O1 v6 P2 H. \* J7 M
测流历史
& Y% ^# E5 R: P; n) i “流竹法”测定河水流速
9 J$ c; a2 f7 F; `" p 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。
( A( C1 @& f& u* j& b3 K, | 古人用“流竹法”测定河水流速 ) B& k9 H+ T' y: k
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。 ( K, N4 ]- |% f. x( }
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。 0 J3 \7 J" r; K4 v5 h2 A! V
机械式流速仪测流速
6 m" ^' P3 L! L/ D( O* c; e/ 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。
$ G: e4 y3 G# \& v7 Z 机械式流速仪测量河水流速
" T( R: z' F+ q6 W. m1 J9 O2 X 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。 ' U% I7 H) S" A& _- v; Q6 g. F/ A
声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速 7 I+ P9 p" L5 p
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 k, A( r4 ?. _, p) @8 G7 u) e8 a) A
使用ADCP进行流量测验 8 j- Y5 {9 {+ c* Z6 }2 a9 m3 y
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。
# J- ?% _) b/ N, L) p1 i 使用无人机进行ADCP比测试验 9 ^7 z% c. Y0 S
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。
/ N* F- x4 G+ t z/ w 测流方法 % M8 k% K. p7 H) s" u& g& S
流速面积法 % y& D. `) s3 v" w0 a8 a
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。 ! |* U+ ^" i( |& s. V1 O7 h' c# K
水力学法
1 Q7 L+ a$ [: x: _0 ~) h 测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。
; K* c( K: o8 O- s! | 化学法
6 O a. E/ D, _ 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。 0 S e3 x8 ~$ Z& ^( P
直接法
4 s* o7 L: z+ O# d8 |' b3 F( i 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。 ! T0 V/ T7 z% h5 ^6 T
来源:水利部水文司
0 K O/ ?) ^% E! D3 X 素材参考:《水文知识科普读物》
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