7 X5 Q* m X% R/ @% y
//
+ D3 B i/ }/ o, J4 _$ L c 说起流量
; H9 N- S! Y" C( }! h: i 你想到了什么
9 v6 H% j! L# {, Q9 C# R
是马路上川流不息的车流
, V5 c9 V. h' n/ K' t 是地铁站水泄不通的人流
$ R m4 u& F3 f) L" ]
还是手机时刻传输的数据
0 q8 g: H8 E o/ a
字如其形
5 S+ P, e# H' k8 ?) } “流量”一词
7 }3 u- t: d% R" n/ `
其实原本是描述水的
( [ D4 w3 X) u/ t7 r# K
在水文学上
2 ~6 A. U+ x. C2 |; k2 j
流量是单位时间内通过河渠或管道
) f- B1 N9 T ]
某一过水断面的水体体积
& F- v$ q* q+ C8 ?# A* O
也就是说流量是一个瞬时概念
/ Q: |) n3 @& e 径流量是一个时段总量的概念
9 W& \1 B% E% O$ W ?1 S" a
流量的历史源远流长
W7 d! H1 c: K- i) j# g) ]6 G
你可知道古人如何测流
' k |, b0 c: R+ h: u u0 d 目前又有哪些测流方法吗
2 F8 B) Y. Q8 C: S7 }
让我们一探究竟
5 I/ D5 ]; q! _: g
测流历史
8 |) o9 I, e1 B% D# _/ D* R9 I# C
“流竹法”测定河水流速
7 |! A$ x# r! i9 x
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 ?' y* a# G: V% {7 O
古人用“流竹法”测定河水流速
$ z) i6 [( n. Z- z$ H 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。
j6 n, E3 ~9 {- ]
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 i, j! }" q" j/ Y' N 机械式流速仪测流速
; R6 N# C+ ^6 ~0 J 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。
* w* V% ]# O7 M4 _ 机械式流速仪测量河水流速
% l; W) w7 H) r. y3 Y 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。
) j' q8 E) ~- s% q& P
声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速
4 w& Y: h' [- o1 P$ J* o 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”。
. x3 H* o# Y ?) l7 J7 z; \9 E3 Z" x; V 使用ADCP进行流量测验
; `, W `) j) Y( B+ n0 f3 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。
2 K7 K/ `$ w# m9 y- V
使用无人机进行ADCP比测试验
& _2 T: ~/ |1 J7 q
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。
* ? @0 U5 B. K# J, ^0 x1 y 测流方法
6 M7 p9 I8 ^9 n 流速面积法
( j) H8 }0 J" q7 x1 k' O) d# y A
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。
# M, u; o1 z! l! e
水力学法
: ?3 ~" N% w8 ]% \0 t; [& Z
测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。
6 R r9 ?9 r- O* I' z 化学法
8 N- X, w: h0 S8 S0 f/ v
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。
6 r0 ^3 @# x" b7 B M6 [ 直接法
4 r( @, U. {- U6 }" N$ w7 k9 U 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。
) T: ~9 e y" ^ 来源:水利部水文司
^% l" t( \' K8 {/ G 素材参考:《水文知识科普读物》
+ M8 a& x; U1 {# F