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7 N0 I6 W0 {. b8 ^8 m- L+ a 说起流量 . c+ e' C' g. e/ X0 v/ Y
你想到了什么 4 M: i) P3 ~0 I; U7 Z5 s. }, ]$ z! F6 w
是马路上川流不息的车流 ) _3 X+ |* n+ _8 _
是地铁站水泄不通的人流
8 T7 q7 T3 L& G6 f# V% k- w1 P1 L 还是手机时刻传输的数据 + V3 D; C M Y3 o
字如其形
0 @# F- d+ h0 `8 [9 F1 i “流量”一词 . ^5 R0 g5 @4 b' I/ M
其实原本是描述水的 4 v6 K8 c% ]; ^7 {" m
在水文学上 9 ~9 v9 Z/ \9 Y0 f, O0 y0 n$ w* h
流量是单位时间内通过河渠或管道 9 W. i# N- e% }
某一过水断面的水体体积 ; K/ d/ w# r/ T1 K3 b# p6 l- g
也就是说流量是一个瞬时概念
5 c( @, c( q/ I3 |0 r" M 径流量是一个时段总量的概念
7 |, g1 @1 U) s& K- j 流量的历史源远流长
) j" Z" ]7 ^/ |/ K! V4 L 你可知道古人如何测流
+ w) R% K6 z, q* ~9 T8 {# ~ 目前又有哪些测流方法吗
n- n' w; X9 {; X 让我们一探究竟
1 Y0 a, M5 _5 C; i. J; ?8 J 测流历史 + A, e% N- b4 f
“流竹法”测定河水流速
* n: k" F( M( \9 z! O' k+ b 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。 7 g9 k! X) H- b0 x, A; ^: w
古人用“流竹法”测定河水流速 + r9 ?- [! [ E6 A- l
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。 ; `6 F) A8 P8 i( b& a" ^* ?: O; h
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。 4 {' t$ Q. k0 @
机械式流速仪测流速 ) K4 A* [5 I- A
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。 : j( E; \, n& @$ v
机械式流速仪测量河水流速 $ C& C8 N. r" J8 b K
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。
4 x$ r2 b7 r0 Z( e2 h& @ 声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速
# S' ^2 F, E" H N9 N+ I4 v 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”。
8 M7 M$ [+ E. Z9 x 使用ADCP进行流量测验
% B% M. b6 @6 M 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。 # Q8 A4 w, r: A* K! k2 \- m
使用无人机进行ADCP比测试验 5 H- O* w8 H* a! v1 h
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。
: c& n% _% M6 i; n D. |& f 测流方法 : L/ d" X9 V% Y" X0 q
流速面积法
$ A! `9 @( q" 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。
; r' y& F) i4 o7 e3 @* J/ D 水力学法
! f% g) Q4 y8 s! x) f1 @ 测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。
0 l5 n2 l+ s; \' A. e& | 化学法 " u+ }1 B& R) U( W
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。
7 x- J, A! v% f8 I3 z 直接法
[# z: {+ z- v6 D0 m 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。 0 V$ u0 p; v. J {
来源:水利部水文司
2 h3 H5 D& p d7 q$ Q3 e$ A5 u 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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