Кубический метр в секунду
Обозначение: m³/sВесь мир
Что такое Кубический метр в секунду (m³/s)?
Формальное определение
Кубический метр в секунду (обозначение: м³/с, международное: m³/s) — когерентная единица объёмного расхода в СИ. 1 м³/с = 1000 л/с = 60 000 л/мин = 3600 м³/ч. Крупномасштабная единица для гидрологии, плотин, промышленных процессов и экологии.
Масштаб
1 м³/с ≈ 15 850 US GPM ≈ 35,31 кубических футов/с (CFS). Речные расходы, пропускная способность водосливов и крупные насосные станции — основные применения.
Этимология
Составные части
«Кубический метр» — объём куба со стороной 1 м. «В секунду» — скорость прохождения. Неформальный термин «кюмек» (cumec) используется в британской и индийской гидрологии.
Точное определение
Чистая единица СИ
м³/с = м³·с⁻¹. Когерентная производная единица, не требующая пересчётных множителей.
Пересчёты
1 м³/с = 1000 л/с; 1 м³/с = 60 000 л/мин; 1 м³/с = 3600 м³/ч; 1 м³/с ≈ 15 850 US GPM; 1 м³/с ≈ 35,31 CFS; 1 м³/с = 86 400 м³/сутки.
Измерения
Гидрометрические станции (кривые расхода), ультразвуковые транзитно-временные расходомеры, акустические доплеровские профилографы течений (ADCP), мерные водосливы.
История
Измерение рек
Систематическое измерение речного стока восходит к XVIII веку. Венчури, Маннинг, Дарси разработали формулы расхода.
Стандартизация
СИ установила м³/с как стандарт для крупномасштабных расходов. USGS, Среда Англии, ВМО — все используют м³/с (или CFS в США). ICOLD — м³/с для проектирования плотин.
Климатология
М³/с стал центральным для водного баланса: речной сток, таяние ледников, объёмы океанских течений.
Кюмек
Сокращение «cumec» (cubic meter per second) используется в британской, индийской и австралийской инженерии.
Современное применение
Гидрология рек
Амазонка: ~209 000 м³/с. Конго: ~41 000. Миссисипи: ~16 800. Волга: ~8000. Малые ручьи: 0,1–10 м³/с.
Плотины
Три ущелья (Китай): ~1140 м³/с на затвор (23 затвора). Итайпу (Бразилия/Парагвай): макс. 62 200 м³/с.
Водоснабжение
Крупные водозаборы: 1–50 м³/с.
Океанография
Течения измеряют в свердрупах (1 Sv = 10⁶ м³/с). Гольфстрим: ~30 Sv. Антарктическое циркумполярное: ~130 Sv.
Применение в быту
Понимание сводок о наводнениях
Обычный расход реки 500 м³/с вырос до 5000 — десятикратное увеличение.
Гидроэнергетика
Мощность (кВт) ≈ 9,81 × расход (м³/с) × напор (м) × КПД. 100 м³/с при 50 м напора и 90% КПД → ~44 МВт.
Сравнение водопадов
Ниагара: ~2800 м³/с. Виктория: ~1088. Игуасу: ~1756.
Интересные факты
Амазонка сбрасывает ~209 000 м³/с в Атлантику — 18% всей пресной воды, попадающей в мировой океан. Опреснение морской воды заметно на 160 км от берега.
Гольфстрим переносит ~30 млн м³/с тёплой воды — в 300 раз больше всех рек мира вместе взятых.
Катастрофические прорывы ледниковых озёр (йёкульхлёйп) в ледниковый период могли достигать 17 млн м³/с — крупнейшие пресноводные наводнения в истории Земли.
Бассейн на 50 м³ заполнился бы за 50 секунд при расходе 1 м³/с. Из бытового крана (0,0002 м³/с) — за ~70 часов.
Извержение крупного подводного вулкана может смещать воду со скоростью в миллионы м³/с, порождая цунами.
Озеро Байкал содержит 23 615 км³ воды. При гипотетическом сливе 1000 м³/с его опорожнение заняло бы ~748 лет.
Таблица конвертаций
| Единица | Значение | |
|---|---|---|
| Литр в минуту (L/min) | 60 000 | Конвертировать → |
| Литр в секунду (L/s) | 1 000 | Конвертировать → |
| Литр в час (L/h) | 3 600 000 | Конвертировать → |
| Кубический метр в час (m³/h) | 3 600 | Конвертировать → |
| Галлон в минуту (GPM) | 15 850 | Конвертировать → |