“流量”是表征流体(液体、气体)特性的一个物理量,一般是用单位时间内通过某个关口(断面)流体的数量来反映。但是,这个词十分通行,不单灌溉的渠道、防汛的河段须测定“水流量”,繁忙的道路须控制“车流量”,节假日的车站须统计“客流量”,就连人体肾功能检查项目里,还有个肾“血流量”测定。不过,人们最初遇到、最常遇到的恐怕总是水流量,所以一提到流量自然想到水,而不是其他事物。
流量的单位可大可小。心脏的输血流量,成年人可达5升/分(约83毫升/秒),愤怒时可增加50%~100%,运动时可增加5倍;亚马孙河河口平均流量可达21万立方米/秒。由于工程上曾把“立方米” 简称为“方”,所以“立方米/秒”曾简称为“秒公方”,甚至把1立方米/秒俗称为“1个流量”。
有些专家看到流量是“单位时间内”的数量,觉得应该叫“流率”,何况它的英文说明是rate of flow , ——尽管说法很有道理,可惜始终没有被因循守旧的大多数人们采纳。
流量、水位、流速三者关系密切,流量是本质,水位和流速是表象,常随周围环境而变。流量不像水位那样一目了然,也不像流速那样直观,因此测定流量(简称测流)的办法种类繁多。其中,体积法可算是最明白的测流法,比如用桶接自来水,一桶水的体积(比如45升)除以开、关水龙头所经历的时间(比如30秒),自来水的流量就得到(此例为1.5升/秒)。医院里给病人打点滴输药液,也可以按此算出平均输液流量。
渠道、江河流量大,无法用体积法,而须用“流速面积法”,那是因为:水流速度乘以水流横断面的面积,就得流量数值。不过,流速各处不同,水边和近底处小,中间大(在管道中则是中心大,四周近壁处小),精确计算时,须各各分别测算,十分麻烦;在小渠道,或粗略计算时,则可以根据经验,测定一条线的情况来代表全断面的平均情况,甚至以某一点的流速数值代表全断面的平均流速值。
测定流速(简称测速)的器具很多,常用的有毕托管、流速仪,还有利用电磁感应、热传导、激光、超声波的测速仪。当水流太大不能使用测速仪,或根本没有测速仪时,浮标测速是不得已而又最有效的办法。具体做法是:利用偶然漂浮来的或有意投掷的物体(浮动的目标,即浮标)随波逐流,观测其流经某固定距离所需时间,算出流速;同样方式求得多个浮标所得流速,算出平均值。水面流速肯定大于断面平均流速,这个平均值须乘以浮标经验系数(一般为0.8~0.9)才可作为采用值。
受潮汐影响,河流入海口的水流情况异常复杂:河面的水流向大海,而深处、底部却相反。这时测流,须用十数条测量船同时在断面上一字排开,有时连续测上十几小时才收兵,那场面真叫壮观哦!