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说起流量
; Q' I2 m8 G% K% ~) A5 B; C/ Y6 \3 m3 t 你想到了什么 ' Q; T! k( i2 i4 e+ S! j3 X) t9 ^' {
是马路上川流不息的车流
$ i% S ~8 ~. E [# I( w 是地铁站水泄不通的人流 $ @8 |7 \( |3 i% m w7 V
还是手机时刻传输的数据
0 ]4 D/ t6 N* S6 S# {& q# e 字如其形
9 \" M# M5 p$ k: i' z. O “流量”一词 " Z0 _4 k5 b. Q. }' K
其实原本是描述水的
( i$ w& r, H: j9 E- _' {& X 在水文学上 & Y7 h' J' E. u. k
流量是单位时间内通过河渠或管道
1 C4 o% r3 L+ D" N 某一过水断面的水体体积 & F8 L! Y2 Q3 F% O9 m8 N+ H
也就是说流量是一个瞬时概念
0 R- O) m$ h8 A6 {3 R2 I 径流量是一个时段总量的概念
: f% u! H ]0 s0 l2 `2 @ 流量的历史源远流长
$ o. h- F" t- q' W7 D 你可知道古人如何测流 0 k+ q5 R. K* n# J; ^* y/ @
目前又有哪些测流方法吗 3 f) F; t+ w- m( o+ B7 j' C b* y
让我们一探究竟 % G3 g+ ~. ~6 H4 G# P K. c
测流历史
$ ?9 a/ U! O: v. A “流竹法”测定河水流速 ! Z) ^) g: |7 C. [4 ]- M
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。 4 Z7 i) r* d5 |
古人用“流竹法”测定河水流速
: J- K7 J# f/ M8 j- Z 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。 . Q- g9 N7 h9 U4 F4 {' L2 U5 I( m& U
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。 t& d7 c# g2 s, l) u3 a9 m4 \ K
机械式流速仪测流速 ) @+ a- C0 ?# I! Q/ f/ Z4 ^
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% v. W0 b: e& {- A
机械式流速仪测量河水流速 ( u" g0 ?4 h Q0 |: P
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。
+ Q- D' E- n1 X7 h# P' X# v 声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速 8 J0 m+ X6 ~" `) Q2 u ?3 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”。 4 y, Q3 k& O% h9 {$ y$ U0 c
使用ADCP进行流量测验 x& E* F! O; p/ T
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。
" B' T5 y& j" m- t/ s 使用无人机进行ADCP比测试验
* T' p- C2 U) k( _! Q" t1 R 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。 * i7 N- j2 K1 n/ G4 y
测流方法 " j7 v+ S9 T( E
流速面积法 - V& U* H, w8 [/ A$ O% q9 U3 k
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。 7 w9 k. I. B. A. W3 Y8 p% d7 C
水力学法 7 T& Y: J, R7 I" y- M
测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。
& Q( s3 K4 k2 P 化学法 4 z; u) e7 _+ ]# M5 d; P Y7 R
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。 8 x& b% w% ^, [6 h
直接法
8 y- \8 Y' Q! }5 _ 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。
' b! {, V# j* w9 W8 M- i( J4 _0 h! A 来源:水利部水文司 + g* u) R) E" Q3 F; q2 L
素材参考:《水文知识科普读物》
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