2 C9 r2 q/ v9 A! t5 J" | //
6 I% u9 x' v' M, j' ]! f 说起流量
) V& Q4 s& J+ u0 I! F
你想到了什么
% |6 Q1 ]7 c. v2 M0 R6 n 是马路上川流不息的车流
( j6 N( {( Y3 s4 P- h
是地铁站水泄不通的人流
4 e& k2 @" f' b: V 还是手机时刻传输的数据
% r* d( w3 X3 T2 c; _) m
字如其形
; D' {& `0 f9 O p" \1 U/ K [
“流量”一词
, x; {. ^9 r1 f, r: T" H' W4 V
其实原本是描述水的
$ |1 b7 a: k' `$ X. ? 在水文学上
) m, E Z# I/ A3 k$ {* ^( A) Z 流量是单位时间内通过河渠或管道
& H2 n6 g; E$ t% P$ m8 r+ k: |* C 某一过水断面的水体体积
4 u$ u; W4 e* \4 O" Z. ^
也就是说流量是一个瞬时概念
+ B' K: ^9 D& z' x! z3 {9 X
径流量是一个时段总量的概念
1 `2 _: S5 f4 N! x$ j 流量的历史源远流长
$ Y7 Z* q9 u5 X+ j" e7 U, n$ N
你可知道古人如何测流
p* A W# [8 W- r g/ H
目前又有哪些测流方法吗
& s4 X0 ?' Z# j/ j9 O; P5 p
让我们一探究竟
& u% d* X4 D! P) d
测流历史
- ?9 g+ P9 \, T
“流竹法”测定河水流速
% W1 d$ ^, i2 B: y" F. C 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。
; q8 S, \3 M+ p' l7 U: [2 W, |$ M 古人用“流竹法”测定河水流速
" X& q @- f/ r$ a$ V
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。
0 z0 r) f- p4 S& p
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。
' ^1 f5 ?+ a' O! t* J 机械式流速仪测流速
% k/ F2 E1 L1 P1 ?6 `
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。
' J# }/ n2 a5 g- q2 p 机械式流速仪测量河水流速
, L; w# v; Q2 C) k8 B
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。
( s* d. h L4 ~% b2 J3 i5 d9 I
声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速
' b& ^+ T' G* n! z: ]
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”。
- J+ n$ h M5 y2 T* m& b+ B
使用ADCP进行流量测验
, r: m' [% M2 j I, G
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。
1 _# g; c- d, l- b/ ~
使用无人机进行ADCP比测试验
( Z# @7 f! W9 z2 F: G& e4 T
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 q* U, F1 K3 Q1 g
测流方法
0 v: S$ F; ]" X" A# o( S 流速面积法
5 m- ? n1 @! L0 O- b) ? 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。
5 e% t* u) S2 {: e% }9 i( Z
水力学法
; Z G" k" A* c
测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。
/ ^2 a6 D6 A x) x; H7 R- O 化学法
' U' O5 ]+ q. h( I 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。
$ Z% t" k! K4 O& _) E2 L 直接法
: T8 B' M& p4 r* e' r7 o! 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。
L& ^+ N& Y# X; u4 S+ G; w: Y
来源:水利部水文司
. M* ^9 Y6 Y1 f0 l
素材参考:《水文知识科普读物》
" W* K' `8 @1 s5 s& N1 s* U