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说起流量 ; K7 w( D4 s+ ~4 ]6 O8 C. \; g2 }
你想到了什么 + K* g8 P, E- G* q$ A0 I1 p
是马路上川流不息的车流 * K4 E2 {, O/ O. V" |
是地铁站水泄不通的人流
" Y; L: S# F& a9 F. r3 p 还是手机时刻传输的数据 & z! y) q4 q n; T' n
字如其形 ( l9 Q* `2 _! M& u) ^
“流量”一词 0 T4 N$ D- H+ y
其实原本是描述水的 ) b1 z1 t8 f0 P) h6 N: |9 i3 F
在水文学上
, D. l+ F4 Y+ O' A, E9 } 流量是单位时间内通过河渠或管道
+ h; x5 w- j, Y S# _ 某一过水断面的水体体积
1 L: g* }9 s- ?/ S0 e 也就是说流量是一个瞬时概念 + G8 A; ]9 q4 i( q0 h
径流量是一个时段总量的概念 ' U d* x2 S& V' n
流量的历史源远流长 / M" F' }3 V/ R1 \0 v
你可知道古人如何测流 : J+ }. {4 ]" B
目前又有哪些测流方法吗
7 W0 |/ @2 H. a 让我们一探究竟 & z/ ~+ H+ e9 G$ u+ ~) m/ L+ G
测流历史 ' K- M- G" Z) v# _7 K
“流竹法”测定河水流速 9 x& V, Y" q+ F
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。 * c' q: l+ h4 X( G6 y# ^6 [- v
古人用“流竹法”测定河水流速 ; G4 f$ h4 E% f! m" }
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。 4 _3 A1 \7 Z) v |4 `" J
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。
! \2 H# Y$ }3 N2 o# q" j8 S3 ^ 机械式流速仪测流速
% A; j, ?6 e; ~' i& F# w+ [8 L: { 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。 6 q) G# X2 J# |$ }
机械式流速仪测量河水流速
8 v+ @3 n; |2 |& V" q( i 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。
2 y4 } g6 i6 C R 声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速
. L. q& W7 k4 i 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”。
. ]0 c' H6 E: V" y 使用ADCP进行流量测验
# a- X1 y5 y) }2 N- ^3 L( N 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. O3 F2 F" r 使用无人机进行ADCP比测试验
; F" C8 b! G5 J. Q" N/ } 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。
" @* P! u# t/ t" j 测流方法 7 X1 s" T/ P) D3 r0 H) q. U
流速面积法 ( t+ g- `5 R# E- i! f; 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。 ! b7 O/ ^6 }6 Z1 p
水力学法
% c5 h( ]: Y2 A/ Z4 p4 n6 T1 L 测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。
* t8 ? S, y# O6 C% ~, u& K 化学法 2 ~( G# d: m; Y1 }
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。 ) u+ p$ q B u7 X3 u
直接法 % Z0 ~2 t/ ?9 o: [$ Z! 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。 5 N2 W; m N. z, N
来源:水利部水文司 ) e# R5 `" r* P: b& Q
素材参考:《水文知识科普读物》
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