8.如何测河水流量

上一节我们讲了如何测量河水的流速，似乎比较简单，不过，为了测定河水流量，测量水的截面面积（也即“有效截面积”）则是必要的，这个就不是十分容易了，方法一般有两种：

【方法一】

测河宽时，在河的两岸各自固定一个木橛。然后，一个助手在河的另一侧观察，防止小船偏离航向，然后你和另一个助手一同乘船从一个木橛划到另一个木橛。这需要很高的驾驶技术，在湍急的水流中更是如此。一旦船行偏了，让在河边观察的助手提醒划船的同伴，让其纠正方向。首次渡河时，仅需记住揺了几下桨即可，这样不难得知小船在摇了多少下桨之后才朝前行驶了5m或10m。之后带上标有刻度的长杆重新渡河，按照摇桨次数分出距离，每隔5m～10m就用长杆探入河底，标记各处的水位。

该方法适宜用在水速不太大的河流区域，想要测量那些河面较宽、水速较大的河流流量就需要借助一些复杂的方法，并且只能由专业人士完成。对业余人士而言，那些仅需简单器材就能测量的河流才是最好的选择。

【方法二】

如果河不是很宽，水不是很深，则可以用以下方法：

在两根木橛间拉根绳子，垂直于河岸。之后每隔1m就在绳子上打结或做标记，之后从打结的地方用长杆探水的深度，测量出具体的值。在完成所有的测量工作后，在方格纸上作同图42的截面草图。因为图形已被划分成了一些底边和高已知的梯形以及等边三角形，于是测量图形面积并不难。假设草图的比例为1：100，那么就能很快知道具体面积的数值。

此时，求解河流水量的所有数值都已齐全。很明显，三菱形的体积与河流每秒经过的流水体积相等，横截面是其底边，水流的每秒平均流速为其高度。比如，假设河的平均速度为0.4m/s，其有效截面积就为3.5m3，此时其流量是：

3.5×0.4=1.4m3/s

于是1h内流过的水为：

1.4×3600=5040m3

那样的话，一天一夜流出的水就该是：

5040×24=120960m3

24h就流了120000m3的水。实际上，它的有效横截面积仅为3.5m2，它的深度仅有1m，由此看来其仅为一条小河流，无须借助任何工具就能徒步蹚水过去。但是它蕴含的能量却能转换成万能的电力。就拿涅瓦河来说，其流速约为3300m3/s，一天一夜的总水量十分可观。第聂伯河的水量是700m3，同样很可观。

河两岸所能承受水头的大小也是必须测量的数据之一（见图43），也就是说拦河坝的落差能有多大。要想知道这些，就要在河岸同水相距5m～10m的地方分别固定一根木橛，令木橛连线垂直于水流。之后如图44所示，顺着该线前行，在岸边坡度起伏大的位置再固定一些比较小的木橛，用标有刻度的测杆量出两个相邻木橛的高低差及间距。

依靠测量结果，如同作河床横截面图形那样做出河两岸间的横截面图，之后就能知道能承受的水头有多大了。如果拦河大坝可让水位上升2.5m，就不难估测到水电站的功率。

水电工程师提示：用河水流量1.4乘以水面上升高度2.5，之后再乘以功率系数便能得知发电功率：

1.4×2.5×6=21kW

每年，河流的水位及耗用量都在不断变化，解答这样的题目时首先就得搞明白每年大部分时间内具有代表性的水耗量。