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说起流量
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你想到了什么
' S ?" C* L0 f" f$ I) a 是马路上川流不息的车流
7 T" `/ c2 n, U4 X$ m% z' q 是地铁站水泄不通的人流
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还是手机时刻传输的数据
! N% t9 b0 S$ A) b. ~* H/ q% Z- `$ C 字如其形
, w$ L) l3 q& k: h. } “流量”一词
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其实原本是描述水的
b& \/ S' o' Y4 F- P* N# o! L* Q2 ?1 K* K 在水文学上
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流量是单位时间内通过河渠或管道
; s+ p' d# F& W# A 某一过水断面的水体体积
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也就是说流量是一个瞬时概念
0 d, S! @: `; B! S" N7 G7 ^ 径流量是一个时段总量的概念
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流量的历史源远流长
7 x% n h6 H. ~2 Y: s2 T+ _ Y 你可知道古人如何测流
, x! Q N7 u4 b& v 目前又有哪些测流方法吗
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让我们一探究竟
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测流历史
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“流竹法”测定河水流速
% @# ? u$ j, X: x& i! l 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。
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古人用“流竹法”测定河水流速
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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。
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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。
8 T* H6 \. \; i# i1 V 机械式流速仪测流速
" G& T2 A. j# s% \1 Q2 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。
( |, Z# t7 c# N* p 机械式流速仪测量河水流速
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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。
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声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速
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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”。
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使用ADCP进行流量测验
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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。
. h" L0 ? U D; e$ A 使用无人机进行ADCP比测试验
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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。
, F7 D+ v% u6 L, N; I( P0 k, I 测流方法
$ a0 h, W8 ?# V- M5 s2 C 流速面积法
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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。
+ j+ n2 ?6 K. ? 水力学法
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测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。
# ~, `9 ~6 W% B0 i! g9 w 化学法
' w+ O( R9 L3 E! l' k 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。
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直接法
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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。
( I8 k/ f7 @( Q1 ?6 V. V 来源:水利部水文司
* d; \3 F' L& ~* R/ P 素材参考:《水文知识科普读物》
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