|
说起流量 : V# a" \5 y; [5 _3 f
你想到了什么
" ] I6 ]2 A0 O5 E6 X1 w 是马路上川流不息的车流
' ]; ]; V4 |3 B9 i9 y 是地铁站水泄不通的人流 / y y. S5 H- s, w/ m$ k" `1 \
还是手机时刻传输的数据
# q" c1 J. C( r5 r: r 字如其形 6 t9 o9 K& v) p6 x9 p6 f) x' i# x- H4 b
“流量”一词
/ j! |5 o4 o* e B2 C' q! ^ 其实原本是描述水的 # E: ?7 T7 q4 N, \0 g( F7 U( H) u" J) W
在水文学上
' y) W6 y4 O0 F- U7 f) z 流量是单位时间内通过河渠或管道 1 U4 O. B& W- B; v8 E8 G ]
某一过水断面的水体体积
% G% D& r! h* { 也就是说流量是一个瞬时概念 . R" [3 y9 y8 ^1 N8 b: Z, _% o8 G
径流量是一个时段总量的概念 , n' V7 d) `: P* N; N: A6 o2 f
流量的历史源远流长 4 D1 o' Q* z: i1 T' {4 I3 F
你可知道古人如何测流
4 g8 C1 N( S: }. i: M2 F 目前又有哪些测流方法吗
# f7 P5 p2 _( ^1 J& x/ N 让我们一探究竟 / F& F/ e6 ^$ a- A$ P8 V& u
测流历史
5 W- ]! g) W7 A7 o “流竹法”测定河水流速
" ?# ^ L2 }: P4 @. t2 k/ c2 }, E7 i 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。
]$ W8 Z! r. g/ Z3 I 古人用“流竹法”测定河水流速 ' K& ^3 z7 n _
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。 `' I0 w/ i' @* L& m
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 |: j- c( k( b6 f0 d
机械式流速仪测流速 * }# s4 ?( k7 V2 O, w; 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。
$ M0 l3 f* z- V f5 R, P5 q 机械式流速仪测量河水流速
8 w0 w5 u) u+ @- c, I3 R* R 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。
9 P6 l1 ]# ^, G 声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速
5 s3 p9 q- c# L( r& S2 v& Y8 [" t 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”。
0 ~+ c/ ?! t" X4 L 使用ADCP进行流量测验
5 x# l! P1 Q6 w0 p 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。
% X, g" h8 @. j0 s# B9 z 使用无人机进行ADCP比测试验 0 z I1 c/ b+ R7 A- l- {8 K
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。
/ v) q! C6 K. N1 F1 q 测流方法 ; L# F/ a8 U) ]& U
流速面积法
2 h: b8 ]2 r, }2 a- ^5 r' K3 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。
# F/ M- ^" X) u 水力学法
; Z" j6 I+ k5 i1 Z, f( K 测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。
/ i' z, \! q6 V3 E: l- {! q/ |& o 化学法 0 l, @' D% i2 O2 ^, p& S4 @7 v' z H
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。 ! h$ F! U1 o* j" A n0 m# H
直接法 . m2 _" o0 A6 D# J& T# [. |
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。
7 }2 ?0 l/ ]7 H2 j; M 来源:水利部水文司
# M, e# y8 [; _9 N8 } 素材参考:《水文知识科普读物》
4 G4 Q7 m( `2 X( K0 X$ O3 N- ]/ ~, e6 I% W$ }" h
( |% ^" s+ Y! G) r8 J" V$ o
- w2 t9 i+ Y, j+ }
G# {; d, J8 n |