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说起流量
3 `; G; B& B7 d2 l8 M 你想到了什么 ! J6 J' m7 v+ T4 _
是马路上川流不息的车流 , [, j$ F) }6 K4 m' w; H
是地铁站水泄不通的人流 9 V* d9 W7 `7 O. v* P5 P5 v
还是手机时刻传输的数据 9 U, |1 x0 Y1 g6 i. k( c( a' ^/ ?
字如其形 5 p5 @! R& A% J4 u6 {- `: D
“流量”一词
& N( |/ P7 x' `7 T. \ 其实原本是描述水的
* G9 d) m" l! [ 在水文学上 / X( r- ]& r1 e. F* e2 r
流量是单位时间内通过河渠或管道
5 `; \2 h& t: I8 S' |: Z 某一过水断面的水体体积 6 N. G, t/ Q. ?# H& ^3 z0 E
也就是说流量是一个瞬时概念 ! j# [7 M3 L/ ?
径流量是一个时段总量的概念 0 H# O5 Z, G& S8 Y$ N$ \/ E2 Y
流量的历史源远流长
$ I* ? L6 V7 Y8 _# N0 C 你可知道古人如何测流 ( V9 }0 D5 c7 n( i
目前又有哪些测流方法吗 % Z c: O0 r; H% k/ P2 D# I
让我们一探究竟
# j: d% j/ ]; G' i 测流历史 ; m. _; X( g% v% H1 c- P$ S
“流竹法”测定河水流速 % }0 P. p |4 G% H4 F+ w
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。 - ~( w% e9 a s- c* e, v
古人用“流竹法”测定河水流速 2 ?- A) t- [. n
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。 9 N+ ^% ^9 H- C8 N, V H' i( W6 Z9 f7 o
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。 , T0 k/ x% c3 Z. f( a H; }
机械式流速仪测流速 7 I: F! j; [% l, p
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。 5 p- e3 P( Y7 h; X( r$ o* g
机械式流速仪测量河水流速 0 d- o, { A4 E [
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。 ) p1 a. C9 v! f9 v; V z8 F
声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速 3 B q$ F& o4 V5 P
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 n" f4 t% I; X$ l3 B7 l
使用ADCP进行流量测验 & M8 S; Y' d0 N3 x, m# \
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。
9 }7 ^! D% @/ g% o 使用无人机进行ADCP比测试验 $ h) T- D4 |/ a: i: X
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 @3 k5 p( R% ?9 D
测流方法
: @/ O4 Z( k; G3 M$ r 流速面积法 $ b2 n T& g6 Z: }# z6 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。
3 l: h9 ]7 w+ P$ a) a, u 水力学法 , P C* d/ y% u
测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。 U0 w1 C6 h, c- H9 X4 W
化学法
6 l# ]7 Z& J# j" @) { 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。 + l1 q: i# w. ^ T; m
直接法
- G' @, V( L$ y 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。 ; m, l# _; A' w# \0 t4 I7 l
来源:水利部水文司
" y9 H; Q$ {$ N$ K2 g0 D9 | 素材参考:《水文知识科普读物》 0 O4 N8 H0 X+ Y% R7 u4 f& Y+ u* Z
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