8.如何測河水流量

上一節(jié)我們講了如何測量河水的流速，似乎比較簡單，不過，為了測定河水流量，測量水的截面面積（也即“有效截面積”）則是必要的，這個就不是十分容易了，方法一般有兩種：

【方法一】

測河寬時，在河的兩岸各自固定一個木橛。然后，一個助手在河的另一側(cè)觀察，防止小船偏離航向，然后你和另一個助手一同乘船從一個木橛劃到另一個木橛。這需要很高的駕駛技術(shù)，在湍急的水流中更是如此。一旦船行偏了，讓在河邊觀察的助手提醒劃船的同伴，讓其糾正方向。首次渡河時，僅需記住揺了幾下槳即可，這樣不難得知小船在搖了多少下槳之后才朝前行駛了5m或10m。之后帶上標(biāo)有刻度的長桿重新渡河，按照搖槳次數(shù)分出距離，每隔5m～10m就用長桿探入河底，標(biāo)記各處的水位。

該方法適宜用在水速不太大的河流區(qū)域，想要測量那些河面較寬、水速較大的河流流量就需要借助一些復(fù)雜的方法，并且只能由專業(yè)人士完成。對業(yè)余人士而言，那些僅需簡單器材就能測量的河流才是最好的選擇。

【方法二】

如果河不是很寬，水不是很深，則可以用以下方法：

在兩根木橛間拉根繩子，垂直于河岸。之后每隔1m就在繩子上打結(jié)或做標(biāo)記，之后從打結(jié)的地方用長桿探水的深度，測量出具體的值。在完成所有的測量工作后，在方格紙上作同圖42的截面草圖。因為圖形已被劃分成了一些底邊和高已知的梯形以及等邊三角形，于是測量圖形面積并不難。假設(shè)草圖的比例為1：100，那么就能很快知道具體面積的數(shù)值。

此時，求解河流水量的所有數(shù)值都已齊全。很明顯，三菱形的體積與河流每秒經(jīng)過的流水體積相等，橫截面是其底邊，水流的每秒平均流速為其高度。比如，假設(shè)河的平均速度為0.4m/s，其有效截面積就為3.5m3，此時其流量是：

3.5×0.4=1.4m3/s

于是1h內(nèi)流過的水為：

1.4×3600=5040m3

那樣的話，一天一夜流出的水就該是：

5040×24=120960m3

24h就流了120000m3的水。實際上，它的有效橫截面積僅為3.5m2，它的深度僅有1m，由此看來其僅為一條小河流，無須借助任何工具就能徒步蹚水過去。但是它蘊含的能量卻能轉(zhuǎn)換成萬能的電力。就拿涅瓦河來說，其流速約為3300m3/s，一天一夜的總水量十分可觀。第聶伯河的水量是700m3，同樣很可觀。

河兩岸所能承受水頭的大小也是必須測量的數(shù)據(jù)之一（見圖43），也就是說攔河壩的落差能有多大。要想知道這些，就要在河岸同水相距5m～10m的地方分別固定一根木橛，令木橛連線垂直于水流。之后如圖44所示，順著該線前行，在岸邊坡度起伏大的位置再固定一些比較小的木橛，用標(biāo)有刻度的測桿量出兩個相鄰木橛的高低差及間距。

依靠測量結(jié)果，如同作河床橫截面圖形那樣做出河兩岸間的橫截面圖，之后就能知道能承受的水頭有多大了。如果攔河大壩可讓水位上升2.5m，就不難估測到水電站的功率。

水電工程師提示：用河水流量1.4乘以水面上升高度2.5，之后再乘以功率系數(shù)便能得知發(fā)電功率：

1.4×2.5×6=21kW

每年，河流的水位及耗用量都在不斷變化，解答這樣的題目時首先就得搞明白每年大部分時間內(nèi)具有代表性的水耗量。