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& v f+ q5 |7 A w- T3 o 说起流量
$ N5 z: n8 W- d9 M% ^& C# T 你想到了什么 / P& D" m: O6 J3 B _8 L* j
是马路上川流不息的车流
6 q0 r! ~. R' Y6 W5 \1 g/ u- U# [ 是地铁站水泄不通的人流 9 f Q% l1 @9 R: I* s0 z
还是手机时刻传输的数据 ) X Z9 k3 P- ^# j C/ {
字如其形
$ S0 ?8 n4 |( | g* q “流量”一词 + E- K; l/ H2 z: {- X
其实原本是描述水的
) C# m9 X3 o$ E- {, ]/ [: W 在水文学上
# Z {$ t! E9 Z0 v9 ~3 l 流量是单位时间内通过河渠或管道
- F! M1 C; S$ W. B% \: } 某一过水断面的水体体积
0 S. Q; k0 V1 k; Z- E. d 也就是说流量是一个瞬时概念 3 R0 H2 C0 N1 L- F$ T+ r- O
径流量是一个时段总量的概念
6 S0 M8 |( T' y& A M; f 流量的历史源远流长
6 l& @+ H% R+ M! }! t$ T 你可知道古人如何测流
' @( D4 I" A3 L) Y- M2 P/ A 目前又有哪些测流方法吗
- Z! ^- a8 E. [ 让我们一探究竟
9 h# Q3 \7 D0 f. R1 N5 G. Y 测流历史 ) H$ H. H5 o/ y) F+ c
“流竹法”测定河水流速 7 p! V+ a9 R: 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。 # T, i; ?' G9 s; K7 f/ ^. \& j/ K
古人用“流竹法”测定河水流速 " |) D; l+ }3 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。 4 L5 w3 M) M. }; x; Q4 Y
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。
5 F: }( V4 C' E3 P) |5 G% ? 机械式流速仪测流速 - Y9 J% `& ~3 Y7 M( B
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。 ) P4 D% @! Y `/ b& }+ D
机械式流速仪测量河水流速
4 ^6 @! B8 ] v, ^! C# f4 s$ z9 _1 ]# Y 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。 : H( ?1 i6 y' c d8 T; m" L9 t
声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速 & x! H( ^2 x1 }( h2 {
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”。 5 ^* K+ K( t/ q& M* z
使用ADCP进行流量测验
$ K' M2 b- H* G0 V ^ 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。
* j7 v7 L( G1 c( z T 使用无人机进行ADCP比测试验 4 a0 _& s3 U6 C, o
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。 8 T w$ D; f/ b! t) {
测流方法 : H( r; ?6 s' B/ o; Z2 e! I3 w5 W
流速面积法
9 H) ~) @) e) B6 g 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。 - f' V% J$ M5 L3 H5 Z, N
水力学法 . F; a# f- t2 l
测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。 ( {6 T9 r+ ?- ^7 ]6 L# J
化学法
1 g. E% I4 L1 ~# T' Y, w' M' u0 | 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。 3 ^/ Y$ ^/ ~% n4 G' X
直接法
( v' k9 {. Q( L3 t5 Y+ A' { 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。 " d! P* C* Y, `5 G
来源:水利部水文司 * M2 ~# ~3 R: ^$ j# G8 Z- }
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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