收藏本站 劰载中...网站公告 | 吾爱海洋论坛交流QQ群:835383472

此“流量”非彼“流量”!解密你不知道的“流量”故事 - 声学多普勒流速仪adcp

[复制链接]
' ]! i# [6 d& J' m6 r1 l
6 d8 a5 l) O/ p6 U7 o
6 p2 e c( N: \9 u3 W# a

//

; u) Z- m) B2 w

说起流量

4 J, |: l" t. d7 S+ I! l) \

你想到了什么

' H1 R6 G0 R" K& W

是马路上川流不息的车流

4 V5 h M! h' o* f2 g$ k

是地铁站水泄不通的人流

8 d7 H: i& A* D$ ^

还是手机时刻传输的数据

! F. U, H v/ p. w

字如其形

: A. v1 h: u# A' z* ?

“流量”一词

# p, r' K1 U( ?

其实原本是描述水的

5 X) T/ i% } T' f

在水文学上

) z7 Z/ u% x ?

流量是单位时间内通过河渠或管道

. X! Z' j$ T$ d9 R& A5 @' j

某一过水断面的水体体积

3 N- `' q" I. s& J, |# K

也就是说流量是一个瞬时概念

' h A9 h" ]( }' j' Q/ H* i

径流量是一个时段总量的概念

' i \7 b+ s( t) c( o: `; }1 R

流量的历史源远流长

, B: ?7 `' R' z9 X9 |9 F

你可知道古人如何测流

+ \3 C7 [/ M8 k- b1 `2 s

目前又有哪些测流方法吗

9 a Y4 ^) T9 @+ B f

让我们一探究竟

4 [& k+ b J/ I; ]) Q( P

测流历史

/ q" j: ]' I8 ~ d/ P9 Z

“流竹法”测定河水流速

9 F% C$ `% N+ H1 I" 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。

0 D7 E% y) _/ `: b

古人用“流竹法”测定河水流速

6 s' _; p; Q/ Z' m0 e$ R

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。

7 T5 X+ d! Y1 D, \' G A* T

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 @+ r! z. x I# J! O% h& t, r

机械式流速仪测流速

& Z! z' f* I' T7 @: V" ^

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。

& i3 O6 n5 ]& l" ?

机械式流速仪测量河水流速

8 }1 P$ j6 V" C; k) W6 n

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。

- Z8 p3 y2 q: d

声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速

) d4 e4 d, v$ F5 @, l2 ^2 o

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”。

# L9 X5 D3 g2 e- ]4 g, ?2 `* z

使用ADCP进行流量测验

4 ~8 y I' z8 F8 L

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。

( X6 q5 c# [: C6 s

使用无人机进行ADCP比测试验

1 Q, Q5 I" t0 H& N' 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。

+ o$ r: |2 F+ \& a, U7 I4 L, l. W

测流方法

6 ^5 t, w/ P8 t! c+ R7 U i; k

流速面积法

4 \( g E& `! i; `

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。

# b9 C/ m; `+ f/ C" t2 z# ^/ J

水力学法

5 m+ C" r% u5 ~

测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。

9 Q, y' y$ P! s

化学法

! M5 V, O/ x" M; _1 i

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。

* C5 M+ x3 R# O7 w8 w% }

直接法

2 o2 h. J1 n. v

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。

9 W8 ?+ z3 b( r( Y1 h

来源:水利部水文司

k2 j2 s% z. L, y; J

素材参考:《水文知识科普读物》

0 j1 N7 W# i5 {$ D' R+ E
. H# X2 ]5 ~; f+ x" b
% @$ p4 s! a% V Z% R2 F, a$ g7 N 7 Q% x# I2 s5 X% T: F+ |* Y * x& S9 g% ?! o- J8 Y6 Z$ f4 z 9 W. c, ]* G( W2 s4 Z! Q1 o4 L/ u: A0 i1 W7 [
回复

举报 使用道具

相关帖子

全部回帖
暂无回帖,快来参与回复吧
懒得打字?点击右侧快捷回复 【吾爱海洋论坛发文有奖】
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册
风亥
活跃在2026-4-15
快速回复 返回顶部 返回列表