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7.水速
小河好似一条晶莹的带子,
流淌在村落与山林之间。
——阿·费特
一般来说,一条小河一昼夜的流量是多少呢?
假设我们测出河水的流动速度的话,就很容易求出,只是,测定河水流速的工作需要由两个人来共同完成:一人手握计时器,一人手举浮标。
将一面小旗帜绑在灌有一半水的密闭瓶子上,找一个河流直一些的地方,在河岸上找到相距10m的A、B两点并用木橛标记,如图41所示。之后找到C、D两点并用木橛标记,令四边形ABCD为矩形。之后拿表的人站在D点,手握浮标的人从A点向上游走一段距离,将瓶子扔进河中后迅速回到C点。二人依次沿着CA与DB方向观察水面的变化。这个时候,如果浮标途经CA并流至其延长线上时,身居点C后方的那个人挥手,握表的人在这时要迅速记录,并在浮标穿过DB向的那个时间点第二次记录。
图41 测量河水流速
如果浮标过两点的时差是20s的话。
这意味着,这条河的河水的流动速度是:
测量需要在不同的河段反复进行10次(或者10个浮标同时投放于不同的河段)后取平均值。
不过较深的地方河水流速慢,整个河水的流动速度大概为其表面流速的,在我们这个题目中,这个河流的流速为0.4m/s。
除此之外,还有一种精确性稍差的测量河水流速的方法:
在岸上做好标记,之后开船逆行1km,顺流回返,保持划船的力道不变。
现在假设逆行用去了18min,顺流用了6min,那么设水流速度X,船只在静水中速度Y,则有:
变形后为:
经过计算我们得出:X=55m/min,即m/s。