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]
4 ^4 k5 I9 G1 Y, q5 s
9 k! ~* ?6 c/ d$ O
0 y3 E6 N) r# O* d* ?

//

6 P' u4 `/ n4 Y

说起流量

3 N4 f% b1 a0 p! C+ R0 C

你想到了什么

! J" s# c; K( T( O: d' d! I7 S+ M1 [

是马路上川流不息的车流

* S# Y3 b! {3 s

是地铁站水泄不通的人流

8 C( \9 k5 g; x2 a3 K) {

还是手机时刻传输的数据

% a. G) J- A/ ? X4 f* h6 Z

字如其形

7 `0 M& q. @( H: i

“流量”一词

{9 n: z. [* V) n& J; {; [3 A

其实原本是描述水的

, b X6 j! X# T; `6 p# d3 c

在水文学上

+ u) t1 y1 L4 a0 i

流量是单位时间内通过河渠或管道

9 R( G+ M4 p: {, d G* P

某一过水断面的水体体积

9 J. D- s+ e0 R7 K, E. j

也就是说流量是一个瞬时概念

5 [. @* H' |4 i

径流量是一个时段总量的概念

, A4 Y1 i/ x- x

流量的历史源远流长

, V2 Y& K8 ^2 C' k

你可知道古人如何测流

/ M2 v* k% }5 b

目前又有哪些测流方法吗

; x2 T: V ?% F- [2 X" L' p8 M

让我们一探究竟

! Z0 ^, |: m& ^0 e3 Z/ k& u

测流历史

5 \- K/ {; g0 y Y n ^) L

“流竹法”测定河水流速

( h& Q% [5 K3 v+ o9 y7 w, ~5 e

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。

: Q- Q% ^% m2 d7 O

古人用“流竹法”测定河水流速

+ K0 P4 q: p5 q! h; R! w* ~- _

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。

& p) d* C- w( X% G

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。

" U0 g5 [) `& d0 P, {

机械式流速仪测流速

* q1 H& ?; u& u2 K( g

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。

8 `5 P$ y7 C' C2 {- k) Z& ?

机械式流速仪测量河水流速

! x. I6 t/ l7 v( c; ~/ d

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。

* ^& ]* `% h6 D% ~

声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流速

( X4 @) |5 M3 H

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”。

( N! Z' T* ]- b1 T

使用ADCP进行流量测验

1 I5 M- T3 a- y4 {" l

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 R9 d% K6 Z: V! i+ Y& w" E1 N

使用无人机进行ADCP比测试验

6 j/ C6 _/ q$ \5 z( A1 `! H

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 D3 g; X/ G0 U! J8 n& W" x

测流方法

2 V. ]5 I' d3 W. ~. B

流速面积法

$ W% X1 G2 n/ Y, K

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。

9 u: e' B2 e z& ]2 T7 Y

水力学法

5 }+ }/ x! R9 a9 h) C# {

测量水力因素,选用适当水力学公式计算流量。

5 n9 `; L) s P

化学法

: \( x! t( f2 c9 q7 d

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。

4 [: ^! E; U7 r+ \! X2 A" J* V

直接法

. X' ^6 i* f' b) t1 J' d

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。

0 G: R& ~8 O$ w; d

来源:水利部水文司

. t' J$ O* z" B! e M8 V8 X

素材参考:《水文知识科普读物》

& i% Z& c/ p! k# y- X
0 X" y% |; P4 N3 {
5 h! Q; x, d4 H( S7 X 1 y. Q. h0 m% F `' _4 X2 | d% s- }- m. m. W% w, g 2 T2 p5 R+ ^, \# ~9 d7 [ - u+ W& Z. C/ `1 T
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
活跃在前天 21:21
快速回复 返回顶部 返回列表