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说起流量
2 I/ Y* U( Z! q0 @6 v 你想到了什么
4 _! N( N" y! S8 j3 B 是马路上川流不息的车流 7 p: \0 L0 }' U( j' X
是地铁站水泄不通的人流
9 ]% X7 j" K; U9 s) G* R4 c 还是手机时刻传输的数据 8 ?" [1 _$ y3 y) J8 l/ w' S
字如其形 6 @. D4 o' }0 I, ?; g* ?
“流量”一词
8 Q" `; g' q9 Q6 E4 D" ~- {# _ 其实原本是描述水的 * |8 i4 D5 w) j
在水文学上 * t k% H6 B' j, {* W+ y+ L8 ^
流量是单位时间内通过河渠或管道
' s1 G- P$ {- D L C2 v4 S 某一过水断面的水体体积 , [+ W+ e s6 r2 l. c5 ~* o" ^6 q
也就是说流量是一个瞬时概念 . F# N- f/ a3 g7 f p% |
径流量是一个时段总量的概念 ' ?8 m# U5 F4 z! s3 i2 m" q
流量的历史源远流长 5 L k9 A8 @, j# n( T8 x4 s
你可知道古人如何测流
: N$ i! g( ]8 Y9 H5 l1 i 目前又有哪些测流方法吗
, [2 O6 D0 m, m3 A" L+ Y1 M 让我们一探究竟 ( {) y* }4 Q7 k
测流历史
! V# K' r- E' d: f2 q, i X" w “流竹法”测定河水流速
- e% b6 J) X9 I. N/ p 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。
& {5 W4 A& o, |# v( ~9 M9 w 古人用“流竹法”测定河水流速 , n \5 D* A; I Q/ K1 `1 U
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。 ; f6 x+ _. n0 U& o3 [: F9 }
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。
l) v |9 M( B# C: l 机械式流速仪测流速
- a( z' m1 `* k- S' A9 o 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。
`1 O! q8 g! k" g: w0 z 机械式流速仪测量河水流速 / \: F8 R( ~4 H+ P/ P/ C
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。
. Z! e* P2 p5 f2 R, A. z 声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速
; \& ^) o% k8 ` 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”。 9 T, X! |) H0 g1 s, {, k5 s; A
使用ADCP进行流量测验
# j( r) J8 j& s) r. g) j 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。
- O+ a" i) H. h& _3 @) W 使用无人机进行ADCP比测试验
5 Y6 L6 P2 o4 G( ~. P/ y8 J2 R 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。 . ^, m6 o. x8 T- O- A, X: f
测流方法
& U9 d8 d* H$ ~) } 流速面积法
$ x) j0 i$ P* g6 T+ { 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。 3 E& i4 B" r0 t; a' y# z8 y$ [' `
水力学法
8 P7 y$ y2 c! {8 [' C H 测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。 : W9 X4 D- F! z" D ]
化学法 ' ^) w/ T# t/ t6 D2 R! }; `5 E
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。 . p5 M* U7 ^) A
直接法 ' U+ `/ }1 k: H6 Q8 ?8 s
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。 * D. e0 m; A8 C$ s# A
来源:水利部水文司 & P1 Y- o: R3 z4 v
素材参考:《水文知识科普读物》 ' ]$ l5 A$ w. b, |5 M
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