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" I# i; j0 {* s! x# ]/ Z 说起流量 : f/ t# e# u! C# d9 J% q/ ?
你想到了什么
- [7 S, ]9 |6 u" z3 V 是马路上川流不息的车流 4 T# F4 P+ Z6 T$ q) z/ I
是地铁站水泄不通的人流 ; d( G6 Z$ b" Q: D, n4 g
还是手机时刻传输的数据
; q: z# g# P* m; d 字如其形
& c7 r1 i# F1 Q “流量”一词 4 O4 {# ^; z& c/ |
其实原本是描述水的 6 z2 `& \& S& E1 c j' [- g
在水文学上
- e, v* g: [% F! h k' N 流量是单位时间内通过河渠或管道 - ~1 N/ O+ c' S
某一过水断面的水体体积 % U' z0 P: s/ p5 u
也就是说流量是一个瞬时概念 * o, o+ N( q+ P& p' `2 f
径流量是一个时段总量的概念
0 m, F" f( o# T! j 流量的历史源远流长
$ B% [1 B. i; n" ~ 你可知道古人如何测流
" Y: z- r3 ~0 @. H# N( f 目前又有哪些测流方法吗
! q. f G! A2 w8 C3 {" q8 l' O 让我们一探究竟 8 x6 I: l. e1 f& `( x; I
测流历史 ?, H) u2 _& Y5 C+ [
“流竹法”测定河水流速 ) E3 i* t! ? N. |; [
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。
4 S; g9 c: K, K 古人用“流竹法”测定河水流速
1 t( I' u7 p, V% O7 |: F' L 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 {. g8 G; a9 T/ _- ^( [
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。
3 }9 O8 ~0 m8 ]: A1 ]1 s: E. d 机械式流速仪测流速
0 _; W+ v1 ^) x) g2 e 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。
3 Q) P' s- N9 s- c7 { 机械式流速仪测量河水流速
c F, R. A' T5 @( 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。
3 K) Z, a6 f* a! Y' A- E, @& o 声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速 % D% Y8 d" \0 @
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”。 % y3 _3 F$ |( P
使用ADCP进行流量测验 & M1 W7 {- `0 u; M6 P) w
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 Q) D9 @' G( W1 y 使用无人机进行ADCP比测试验 3 G5 e4 l+ C8 F& M0 i
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。
5 d( b1 R9 C9 E 测流方法 9 z; \9 r/ l4 e! `
流速面积法
9 ~* s8 @6 L; a( x 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。 0 X+ \) ^) f6 }
水力学法 : o7 p1 `$ e+ T# Y+ E% H7 P
测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。
$ @& {, l9 L+ } P4 z 化学法 ) [0 L. U# V |; r! D3 l0 l/ 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。 + Z3 J+ q8 i W5 U! L$ \
直接法
4 R- ^6 e$ l5 @1 c9 _ 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。
9 I4 F. b+ ]! p, x3 J" h 来源:水利部水文司 % z m2 K) [ Z! @ f: M
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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