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说起流量
5 A2 Y+ q0 H- {* Q 你想到了什么
9 v6 u# E! V9 k' `) Y& e 是马路上川流不息的车流
4 b! N5 m$ U+ `3 U 是地铁站水泄不通的人流 4 S0 Y* b5 X! Q- G
还是手机时刻传输的数据 , M* g- l% M/ q' v& E& j
字如其形 9 F; ?! O ?2 p) Q1 ?4 p
“流量”一词 - Y9 r& y; A: d0 O* y ^ {5 _( u
其实原本是描述水的 / V" H l0 \0 j
在水文学上 5 F+ N3 ?- ^6 Q4 [/ b& A
流量是单位时间内通过河渠或管道
; t% Q: c8 g2 F0 Y5 s' u: v8 Y% @5 T 某一过水断面的水体体积 8 }6 B5 K4 r- h, P* p# L
也就是说流量是一个瞬时概念
& t, e- r) V4 s' W. U, M 径流量是一个时段总量的概念 , y ^$ C, w2 ^; s8 X8 D, k
流量的历史源远流长 8 P, @: M* s# `3 v) _! i n
你可知道古人如何测流 9 g$ x* ?3 [ V: N+ Q
目前又有哪些测流方法吗 ' m" c7 Z( n5 @# D7 ? Y
让我们一探究竟
8 M! }8 |9 I" r0 W. _1 l 测流历史 8 m. x3 B) ?$ c- A8 p
“流竹法”测定河水流速
8 k, q: _- v4 T; i$ k 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。
* m% ]9 S# Y. g: ?- i0 N9 w7 _ 古人用“流竹法”测定河水流速 " }8 Y/ k3 {6 Z2 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。 ) _# `6 y0 ?; l) M2 }& W1 k
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。
. c M/ h( \. L% p 机械式流速仪测流速 $ I% S% U$ g2 ?0 r, A# r6 `
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。 l% ^7 o0 u5 n( U8 X( U* ^4 I
机械式流速仪测量河水流速
& J' ?: w2 }" s- {+ z; w 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。
! q0 C) F4 c" d0 c" T 声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速
5 b% s3 W1 I( U: M$ |/ i 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 V" k6 Z' U, u/ K$ p; L
使用ADCP进行流量测验
( y4 z6 Z* C2 n- F0 X, i+ e3 D 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。 6 w. Y& S% T* F2 L# q
使用无人机进行ADCP比测试验 4 S2 T3 ]% r+ e
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。 1 d. l+ K& Q B8 O
测流方法 . A, c" Y! |9 @
流速面积法 ! l3 f% [1 Z7 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( E5 S+ F6 _$ ]: ]& u8 S
水力学法
e/ Z5 D0 Q& ^4 M 测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。 % `7 ~. d m5 `/ f
化学法 6 W, `- d1 t& ^+ X/ d. a
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 D C4 M( w2 b% J 直接法
, A" ]' t6 c- ]( @4 @2 A; I 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。 5 i7 @* h8 O0 w5 d2 @7 `6 [3 Y
来源:水利部水文司 . I4 x5 _3 d; F% Q8 B- M3 z# S
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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