每日科普 | 河流流量是如何测的？

每日科普|河流流量是如何测的？

从讨论“气候变化影响下的水循环演变规律与机理”到探究“利用综合手段提高用水效率”，从研究“河湖健康”到共商“大江大河大湖保护与治理”，一项项课题，离不开“流量”这个基本概念。认识水、研究水，往往从流量入手。那么，什么是河流流量？

来源：视觉中国

追根溯源，“流量”一词很早就用来形容水。从严格学术定义看，流量就是在单位时间内通过河渠或管道某一过水断面的水体体积，单位为立方米每秒。通俗地讲，如果把河流想象成自来水管，把“某一过水断面”想象成水龙头，那么流量就是每秒从水龙头放出的水量。

算出流量能干啥？其实，流量是了解江河湖库的重要指标。每月流量相加，可以算出河流全年径流量，我们就知道了河流一年有多少水，水利部门可以开展水量配置、调度，实施以水定城、以水定地、以水定人、以水定产。每月流量比照，就能清晰了解流量大小变化，推断出河流丰季和枯季，为防汛抗旱工作提供重要依据。此外，水利工程建设也离不开流量。在规划设计阶段，设计师要翻阅大量的流量历史资料，进而确定工程的规模、防洪标准等。在建设阶段，施工单位需要依据流量制定施工措施。进入运行阶段，流量又成为工程调度的依据。比如长江上游梯级水库群，在遇到大流量洪水时，可以相互配合，依次减少下泄流量，有效降低长江下游水位。

流量如何测？根据概念可知，只要获取过水断面面积和流速，两者相乘就是流量，这就是目前应用较为广泛的流速面积法。其实，流量的测量经历了漫长的历史演变。战国时期，慎到曾在黄河龙门用“流浮竹”测定河水流速，形成浮标法测量的雏形。浮标法测量精度稍差，但它简单、快速、易实施，遇到洪水暴涨暴落、漂浮物多等特殊情况时，仍可作为应急测量方法。

一系列高技术仪器的应用，让流量测定更快捷更准确。比如声学多普勒流速剖面仪，它利用多普勒效应，通过测量过水断面的水流声波频率改变，推算流量。在高流速、大含沙量等复杂环境下，电波流速仪、雷达流速仪等非接触式仪器可大显身手。特别是近些年来，卫星、无人机、无人船等纷纷加入流量测定队伍，测量实现了“天—空—地”一体立体化监测，可更好地为流域规划、河流治理、防汛抗旱、工程建管、生态环境保护等提供坚实支撑。

（作者为水利部长江水利委员会水文局总工程师，记者王浩采访整理）