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说起流量
) ]- q7 {" R( q+ @( A5 C8 b. d 你想到了什么
3 @. D& g7 Y8 s5 R 是马路上川流不息的车流 0 C; v% K0 W1 E7 J
是地铁站水泄不通的人流 6 k, _7 X b' l# j, o7 G
还是手机时刻传输的数据
- B% y0 W. ^$ J8 l 字如其形 c% T8 T. }2 P! J# t
“流量”一词 W' w7 ?( |6 ]
其实原本是描述水的
+ R3 e, k: _3 v% p 在水文学上
! G2 C7 j4 ^, |) L1 }( }1 b 流量是单位时间内通过河渠或管道 # E. \& q+ m3 w+ i
某一过水断面的水体体积
2 h5 H, Q4 a0 S6 B 也就是说流量是一个瞬时概念
6 u q* b/ P, E0 A' H' U0 j* k 径流量是一个时段总量的概念 + ~( A0 \% J: j8 z, m Q
流量的历史源远流长
, G+ p0 P4 x8 k+ T7 L1 }0 O4 f 你可知道古人如何测流
. j6 N3 B2 a! F, ~+ C 目前又有哪些测流方法吗
m, Y8 B. _6 d* V+ O/ m4 n 让我们一探究竟
9 ]7 }% `& f2 N! N 测流历史
" k/ ]3 h& X, [4 [$ ]* B1 f, V* P& ? “流竹法”测定河水流速 # x' L; ?$ e6 N* u( i6 W
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 |4 U% m. F' \( W& h9 v {/ O7 m 古人用“流竹法”测定河水流速 1 J5 ~* p+ J7 M7 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。
+ L6 O& r; _# d 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。
- m$ h! U2 M! F9 u6 n6 |, D. u' s 机械式流速仪测流速 0 J. m/ m9 B* Q- [
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。 " A6 X% W- @/ ?+ B! q1 y
机械式流速仪测量河水流速 ' T# c2 X, C) h: c O/ F
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。
- `* I# C7 W" d5 e 声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速 % w3 k2 }$ N) I6 N
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”。
/ H( k' }/ k$ Z$ O }# ~/ l2 C 使用ADCP进行流量测验
" d1 L ]# C( S0 R% Q) o 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。
. `/ E! a& r: i R. \2 o 使用无人机进行ADCP比测试验 / O5 \6 D# j! M1 E0 w: B) |
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。
3 g* O2 B: s. p [ 测流方法 ' Y8 ?' _6 `) u2 S
流速面积法 4 _; w9 ]) C7 o
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。
# H% R% O$ i: i 水力学法
0 \- a6 X" ]* e9 U 测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。
+ ~& c% L1 a2 ~) u 化学法 4 [4 j M$ Y; ~
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。
_$ _2 W4 ]( s2 j% b8 }: d# l 直接法 # @: @2 R5 Z* g
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) ]! O, X5 E5 J. `. q$ D
来源:水利部水文司
- j( Y) e. z4 c 素材参考:《水文知识科普读物》
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