收藏本站 劰载中...网站公告 | 吾爱海洋论坛交流QQ群:835383472

此“流量”非彼“流量”!解密你不知道的“流量”故事 - 声学多普勒流速仪adcp

[复制链接]
0 E+ n# N+ y. d8 U/ N; W) E9 }
0 f) l g1 ~6 L$ ~
9 _1 V! P+ O/ X" ]% I1 T

//

: s6 M2 e+ H; ^" [1 ?0 `: Q1 Y3 m3 X

说起流量

/ Y8 C6 r/ b. I+ `7 I) C3 t

你想到了什么

$ g7 Q/ k; ]# [) @# A% }, e0 y

是马路上川流不息的车流

- b# D+ @8 T* F/ r" `9 n s

是地铁站水泄不通的人流

9 ~, _7 N0 B- a' |" v

还是手机时刻传输的数据

$ s; y8 Y7 j o8 w

字如其形

* A3 `) V4 L p" R$ R5 N) u7 U

“流量”一词

. H% G: x# E$ n' a

其实原本是描述水的

. m0 ~$ l1 m* @1 t2 e/ }3 o5 b

在水文学上

0 Z2 ?8 ~6 f$ X+ B" X- B* W

流量是单位时间内通过河渠或管道

) w, M$ j* i8 y8 U4 E' {

某一过水断面的水体体积

6 c- ]; ~) n/ \* S4 w' E8 d, \" {; o

也就是说流量是一个瞬时概念

; M& }( T6 w# n- W

径流量是一个时段总量的概念

' p% F1 X P" L8 W/ k5 b" @

流量的历史源远流长

) L9 D7 w; U# {# `8 @

你可知道古人如何测流

& ?' n- \* N( E! l0 y( v

目前又有哪些测流方法吗

; O( x$ Q0 f' p& e' \8 ]8 R: D: \

让我们一探究竟

; c i$ s+ k" L: y3 p, y$ q

测流历史

- U/ g$ A n+ g! H3 U

“流竹法”测定河水流速

. k1 e5 h' u! v& G; @

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。

+ l! i6 x1 }* M) A' u4 i0 ?

古人用“流竹法”测定河水流速

0 O1 g, ]; i* c

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。

- k) k- g' o0 `" }9 X* x: K

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。

; n7 z s) v, V5 q: r) D

机械式流速仪测流速

' S2 H) j$ [' P/ K$ C. r" 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。

4 T1 o9 [( X$ ] j: D

机械式流速仪测量河水流速

. M7 H+ d+ I% w; e& m6 O; z

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。

7 G/ o4 E/ T( T

声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速

4 H1 N& r/ }) y0 I) E

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”。

# w1 C }4 @$ ?. p; E/ b

使用ADCP进行流量测验

2 S. C9 j$ `5 k! E4 l, Z

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。

) a. \1 R5 q0 E

使用无人机进行ADCP比测试验

" f# K2 N6 Z! F8 Z9 s3 u1 S

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 E/ I e) {; n ~! L/ {$ ?4 S% ~7 K

测流方法

+ [& q7 W* ]% M3 G6 t

流速面积法

% C0 v% E, L! o4 ^7 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。

: w9 }( _/ C$ {5 B

水力学法

7 C+ n2 R# { [5 |, i( J" d

测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。

; E/ h, ]2 G$ F8 V8 q" F" \# k3 Q

化学法

8 n* E0 w7 u# 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。

( i# y9 K f$ [, J# D0 K

直接法

- t8 s4 A+ z/ h& Z4 M" ]- q

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。

1 u1 P( R9 |( f' T7 [. f5 J0 E8 X

来源:水利部水文司

3 J* l$ g5 ], N: t! t( J+ A

素材参考:《水文知识科普读物》

8 p2 p t, j# ~) ?, E
9 q8 E; Y1 |4 Z- D
# r! u9 @7 ?7 B! z8 O7 a; d3 ?( N 2 q) r, e6 q( M* ^* K9 n/ } ( g1 ]4 n7 E2 k/ A6 U * t8 }( t1 e3 q i; F% t- I ' W& [. _& w; G% D9 H
回复

举报 使用道具

相关帖子

全部回帖
暂无回帖,快来参与回复吧
懒得打字?点击右侧快捷回复 【吾爱海洋论坛发文有奖】
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册
风亥
活跃在5 天前
快速回复 返回顶部 返回列表